KR101289779B1 - A Rope drum - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동력발생장치로부터 제공받은 회전동력으로 회전하여 계선줄 또는 계류선을 선택적으로 권취하는 로프 드럼에 있어서, 상기 로프 드럼은, 상기 계선줄 또는 계류선이 권취되는 권취부와, 상기 권취부 외측에 돌출되어 권취부에 권취된 계선줄 또는 계류선의 권취 범위를 제한하는 플랜지와, 상기 플랜지 일측에 돌출되고, 동력발생장치의 일측과 축결합된 커플링과 결합하여 상기 회전동력이 로프 드럼에 전달되도록 하는 힘전달부를 포함하여 구성되며, 상기 힘전달부는 권취부의 중심을 기준으로 방사상으로 다수 형성됨을 특징으로 한다.The present invention relates to a rope drum for selectively winding a mooring line or mooring line by rotating with a rotational power provided from a power generating device, wherein the rope drum includes: a winding portion in which the mooring line or mooring line is wound; A flange which protrudes and restricts a winding range of a mooring line or a mooring line wound on a winding part, and is coupled to a coupling protruding on one side of the flange and axially coupled to one side of the power generating device so that the rotational power is transmitted to the rope drum. It is configured to include a force transmission portion, characterized in that the force transmission portion is formed in a radial number with respect to the center of the winding.
Description
본 발명은 동력발생장치로부터 제공받은 동력으로 회전하는 커플링과 결합하여 연동하는 로프 드럼의 강성이 향상되도록 하여 파손이 방지될 수 있도록 한 로프 드럼에 관한 것이다.The present invention relates to a rope drum that can be prevented by damage by improving the rigidity of the rope drum interlocked with the coupling coupled to the rotating power from the power generator.
근래에는 자동차 등의 일반 기계 부품 뿐만 아니라, 선박, 항공 우주 산업 등과 같은 수송기계 산업에서 적은 질량을 가지면서 하중이나 경계 조건 등을 만족할 수 있는 구조물의 최적 구조설계에 대한 관심이 증가하고 있다.Recently, the interest in the optimum structural design of a structure that can satisfy the load or boundary conditions, while having a small mass in the transportation machinery industry, such as ships, aerospace, etc. as well as general mechanical components such as automobiles.
이에 따라 복잡한 형상을 지니는 기계 부품이나 구조물의 유한요소 해석 기술과 함께 최적 설계 이론을 적용한 연구가 다양한 산업분야에서 활발하게 진행되고 있다.Accordingly, researches applying optimal design theory along with finite element analysis of mechanical parts or structures with complex shapes have been actively conducted in various industries.
이런 결과로 부품의 질량을 줄여 제품의 생산를 절감하는 효과를 가지게 되며, 항공기나 자동차의 전체 질량 감량으로 동일 연료 사용량에 대비하여 높은 효율을 얻고 이로 인하여 운행비 절감 등의 효과도 누릴 수 있다.As a result, it has the effect of reducing the mass of parts and reducing the production of the product. By reducing the total mass of the aircraft or the car, it is possible to obtain high efficiency against the same fuel consumption, thereby reducing the operating cost.
그리고, 선박 또는 해양구조물의 계선줄 또는 계류선의 가이드 역할을 하는 로프 드럼은 동력발생장치로부터 제공받은 동력으로 회전하는 커플링과 결합하여 연동하함으로써 계선줄 또는 계류선을 권취하는 것으로, 큰 힘이 작용하여 파괴가 발생하게 되며 최적의 형상을 도출하여 충분한 안전성을 가지는 로프 드럼을 생산하는데 많은 연구가 진행되고 있다.In addition, the rope drum serving as a guide for mooring lines or mooring lines of ships or offshore structures is wound by mooring the mooring lines or mooring lines by interlocking with the coupling that rotates with the power provided from the power generating device. Destruction occurs and many studies have been conducted to produce rope drums with sufficient safety by deriving an optimal shape.
이하 첨부된 도 1을 참조하여 종래 기술에 의한 로프 드럼의 구조를 설명한다.Hereinafter, a structure of a rope drum according to the related art will be described with reference to FIG. 1.
첨부된 도면과 같이 로프 드럼(1)은 회전시에 계선줄 또는 계류선이 권취되는 권취부(2)와, 상기 권취부(2)를 관통하여 동력발생장치로부터 제공되는 동력이 커플링(3)을 통해 로프 드럼(1)에 전달될 수 있도록 하는 힘전달부(4)가 구비된다.As shown in the accompanying drawings, the rope drum 1 has a
상기 힘전달부(4)는 권취부(2)의 중심을 기준으로 방사상으로 4개가 구비되며, 대략 사다리꼴 횡단면 형상을 갖도록 기둥처럼 돌출 형성된다.The
그리고, 상기 힘전달부(4)는 커플링(3)의 외주면에서 외측 방향으로 돌출 형성된 결합부(5)와 접촉함으로써 로프 드럼(1)이 회전할 수 있도록 작용하게 된다.In addition, the
그러나, 이러한 구조를 가지는 로프 드럼(1)은 전술한 바와 같이 응력 집중 현상으로 인한 파손이 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.However, the rope drum 1 having such a structure has a problem in that breakage due to the stress concentration phenomenon occurs frequently as described above.
이로 인하여 유지 및 관리 보수가 불편하며 선박의 안전을 위협하는 요인으로 작용하는 문제점도 야기하게 된다. As a result, maintenance and maintenance are inconvenient and cause problems that act as a threat to the safety of the ship.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강성이 향상되도록 한 로프 드럼 보강 구조를 제공하여 커플링으로부터 제공받은 회전동력에 의해 발생하는 응력이 분산되도록 함으로써 내구성이 향상되도록 한 로프 드럼을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by providing a rope drum reinforcement structure to improve the rigidity so that the stress generated by the rotational power provided from the coupling is dispersed to improve the durability Is to provide a rope drum.
본 발명의 다른 목적은, 불필요한 구성을 삭제하여 구성을 간소화함으로써 제조 원가를 절감하면서도 내구성이 향상되도록 한 로프 드럼을 제공하는 것에 있다.It is another object of the present invention to provide a rope drum in which durability is improved while reducing manufacturing costs by simplifying the configuration by eliminating unnecessary configurations.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 동력발생장치로부터 제공받은 회전동력으로 회전하여 계선줄 또는 계류선을 선택적으로 권취하는 로프 드럼에 있어서, 상기 로프 드럼은, 상기 계선줄 또는 계류선이 권취되는 권취부와, 상기 권취부 외측에 돌출되어 권취부에 권취된 계선줄 또는 계류선의 권취 범위를 제한하는 플랜지와, 상기 플랜지 일측에 돌출되고, 동력발생장치의 일측과 축결합된 커플링과 결합하여 상기 회전동력이 로프 드럼에 전달되도록 하는 힘전달부를 포함하여 구성되며, 상기 힘전달부는 권취부의 중심을 기준으로 방사상으로 다수 형성됨을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a rope drum for selectively winding a mooring line or mooring line by rotating with a rotational power provided from a power generating device, the rope drum, the winding section in which the mooring line or mooring line is wound And the flange protruding outside the winding part to limit the winding range of the mooring line or the mooring line wound on the winding part, and coupled with a coupling protruding on one side of the flange and axially coupled to one side of the power generating device. It is configured to include a force transmission to allow power to be transmitted to the rope drum, the force transmission is characterized in that a plurality of radially formed on the basis of the center of the winding.
상기 다수 힘전달부는 동일한 형상을 가지며, 동일한 각도만큼 이격 형성됨을 특징으로 한다.The multiple force transmission units have the same shape and are spaced apart by the same angle.
상기 다수 힘전달부는, 상기 플랜지와 접합된 지지부와, 상기 커플링의 일측과 접촉하는 접촉부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The multiple force transmission part, characterized in that it comprises a support portion joined to the flange, and a contact portion in contact with one side of the coupling.
상기 지지부와 접촉부는 서로 다른 횡단면 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.The support portion and the contact portion is characterized by having a different cross-sectional shape.
상기 접촉부는 지지부보다 좁은 횡단면적을 갖는 것을 특징으로 한다.The contact portion is characterized in that it has a narrower cross-sectional area than the support portion.
상기 접촉부는 지지부의 일단부에서 단차지게 형성됨을 특징으로 한다.The contact portion is characterized in that it is formed stepped at one end of the support.
상기 접촉부와 지지부 사이에는, 상기 접촉부의 횡단면적보다 크고, 상기 지지부의 횡단면적보다 작은 횡단면적을 가지는 응력분산부가 구비됨을 특징으로 한다.Between the contact portion and the support portion, it is characterized in that the stress distribution having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the contact portion, and smaller than the cross-sectional area of the support portion.
본 발명에 따른 로프 드럼은, 힘전달부의 구성인 지지부와 접촉부가 서로 다른 횡단면적을 갖도록 구성된다.The rope drum according to the present invention is configured such that the support portion and the contact portion, which are the components of the force transmission portion, have different cross sectional areas.
그리고, 상기 지지부와 접촉부 사이에는 응력분산부가 더 구비된다.In addition, a stress distribution part is further provided between the support part and the contact part.
따라서, 회전동력에 의해 커플링이 회전시에 힘전달부에 가해지는 힘이 분산되어 응력 집중을 최소화할 수 있게 되므로 로프 드럼의 파손이 미연에 방지되는 이점이 있다.Therefore, since the force applied to the force transmission part during the rotation of the coupling by the rotational power can be distributed to minimize the stress concentration, the damage of the rope drum is prevented in advance.
또한, 손상 및 파손을 미연에 방지함에 따라 로프 드럼의 유지 및 관리 보수가 용이하며 안전성이 향상되는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that the maintenance and maintenance of the rope drum is easy and safety is improved by preventing damage and damage in advance.
도 1 은 종래 기술에 의한 로프 드럼과 커플링의 결함 상태를 보인 사시도.
도 2 는 본 발명에 의한 로프 드럼에 대한 비교예의 외관 구성을 보인 사시도.
도 3 은 도 2의 비교예에 대한 응력분포를 나타낸 구조 해석 결과 사진.
도 4 는 본 발명에 의한 로프 드럼의 구조를 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명에 의한 로프 드럼에 대한 응력분포를 나타낸 구조 해석 결과 사진.
도 6 은 본 발명에 의한 로프 드럼의 다른 실시예의 외관 구성을 보인 사시도.1 is a perspective view showing a defect state of a rope drum and a coupling according to the prior art.
Figure 2 is a perspective view showing the appearance configuration of a comparative example for a rope drum according to the present invention.
3 is a structural analysis result photograph showing a stress distribution for the comparative example of FIG.
Figure 4 is a perspective view showing the structure of the rope drum according to the present invention.
Figure 5 is a structural analysis result photograph showing the stress distribution for the rope drum according to the present invention.
Figure 6 is a perspective view showing the appearance of another embodiment of the rope drum according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 로프 드럼에 대한 비교예의 구성을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration of a comparative example for a rope drum according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 로프 드럼(10)에 대한 비교예의 외관 구성을 보인 사시도로서, 도 1과 같은 힘전달부(4)의 형상을 변형하여 구조적으로 보강함으로써 파손이 방지될 수 있도록 개선된 로프 드럼(10)이다.Figure 2 is a perspective view showing the appearance configuration of a comparative example for the
즉, 비교예의 로프 드럼(10)은 힘전달부(20)의 외측면 양측에 직립된 형상의 리브(30)를 구비하여 로프 드럼(10)의 내구성이 향상될 수 있도록 하였다.That is, the
상기 리브(30)는 커플링과 접촉시에 하중의 영향을 보완하기 위해 추가된 것이며, 커플링에 가해지는 토크(torque)값을 힘으로 변환하여 커플링과 접촉하는 면에 대하여 수직한 방향으로 힘을 가하였다.The
보다 구체적으로는 커플링에 의해 힘이 가해지는 지점으로부터 로프 드럼의 회전 중심까지의 거리와 커플링에 주어지는 토크값을 이용하여 140244N의 힘이 가해지도록 설정하였다.More specifically, the distance from the point where the force is applied by the coupling to the center of rotation of the rope drum and the torque value given to the coupling was set so that the force of 140244 N was applied.
그리고 로프 드럼(10)이 가질 수 있는 최악의 조건을 가정하여 로프 드럼(10)의 중심 내주면을 All Fix로 설정하고 140244N의 힘은 커플링과의 접촉면에 수직한 방향으로 적용하였다.Assuming the worst condition that the
이러한 상태의 구조해석 결과 도 3과 같이 전체적인 응력은 약 200㎫ 정도로 분포하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 상기 리브(30)의 선단부에 응력이 집중되고 있음을 알 수 있었다.As a result of the structural analysis in this state, as shown in FIG. 3, the overall stress was found to be distributed about 200 MPa. However, it was found that stress is concentrated at the tip of the
이것은, 리브(30)의 추가에도 불과하고 로프 드럼(10)의 구조상 안정성을 개선하는데에는 도움을 주지 못하는 것으로 판단할 수 있다.This, too, can be judged that only the addition of the
이에 따라 상기 리브(30)를 삭제하고 첨부된 도 4와 같이 단차진 형상의 힘전달부(160)를 적용하여 응력 집중이 개선될 수 있도록 하였다.Accordingly, the
도 4에는 본 발명에 의한 로프 드럼의 구조를 나타낸 사시도가 도시되어 있다.4 is a perspective view showing the structure of the rope drum according to the present invention.
도면과 같이, 본 발명에 의한 로프 드럼(100)은 계선줄 또는 계류선이 권취되는 권취부(120)와, 상기 권취부 외측에 돌출되어 권취부에 권취된 계선줄 또는 계류선의 권취 범위를 제한하는 플랜지(140)와, 상기 플랜지 일측에 돌출되고, 동력발생장치의 일측과 축결합된 커플링과 결합하여 상기 회전동력이 로프 드럼에 전달되도록 하는 힘전달부(160)를 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the
상기 권취부(120)는 내부가 빈 원통 형상을 가지며, 동력발생수단으로부터 제공받은 회전동력으로 계선줄 또는 계류선이 외주면에 권취될 수 있도록 하는 구성이다.The
상기 권취부(120)의 외주면에는 플랜지(140)가 구비된다. 상기 플랜지(140)는 권취부(120)의 외주면에서 외측 방향으로 소정의 폭을 갖도록 확장되어 상기 권취부(120)에 권취되는 계선줄 또는 계류선이 권취부(120)의 길이 방향으로 이탈되지 않도록 권취 범위를 제한하는 구성이다.A
따라서, 상기 플랜지(140)는 다수로 구성됨이 바람직하다.Therefore, the
상기 다수 플랜지(140) 중 어느 하나의 일측에는 힘전달부(160)가 구비된다. 상기 힘전달부(160)는 커플링(C)과 끼움 결합하여 동력발생수단으로부터 회전력을 제공받은 커플링(C)에 의해 로프 드럼(100)이 강제 회전할 수 있도록 하는 구성이다.One side of any one of the plurality of
이에 따라 상기 힘전달부(160)는 권취부(120)의 중심을 기준으로 방사상으로 다수 형성되며, 상기 다수 힘전달부(160)는 동일한 형상을 갖도록 구성된다.Accordingly, the
그리고, 상기 닫수 힘전달부(160)는 동일한 각도만큼 이격 형성되어, 이격된 사이에 커플링(C)이 수용될 수 있도록 구성된다.In addition, the closing
상기 힘전달부(160)의 구성을 첨부된 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.The configuration of the
도 5는 본 발명에 의한 로프 드럼에 대한 응력분포를 나타낸 구조 해석 결과 사진이다.5 is a structural analysis result photograph showing the stress distribution for the rope drum according to the present invention.
첨부된 도 5 와 같이, 상기 힘전달부(160)는, 상기 플랜지(140)와 접합된 지지부(162)와, 상기 커플링(C)의 일측과 접촉하는 접촉부(164)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5, the
상기 지지부(162)는 직육면체 형상을 갖도록 플랜지(140)의 외면에서 돌출 형성되며, 상기 플랜지(140)와 용접 등의 방법에 의해 접합되어 있다.The
그리고, 상기 지지부(162)의 상측에는 접촉부(164)가 구비된다. 상기 접촉부는 커플링(C)과 실제적으로 접촉하여 회전동력을 제공받는 곳으로, 인근에 이격 형성된 접촉부(164)와 평행하게 형성된다.In addition, the
따라서, 상기 접촉부(164)는 사다리꼴 형상의 횡단면 형상을 가지게 된다.Thus, the
보다 구체적으로 살펴보면, 상기 접촉부(164)는 지지부(162)와 다른 횡단면 형상을 가지며, 지지부(162)의 횡단면적보다는 좁게 형성된다.In more detail, the
따라서, 상기 힘전달부(160)는 첨부된 도 5와 같이 단차진 형상을 가지게 된다.Therefore, the
상기와 같이 형상이 변경된 로프 드럼(100)에 대하여 응력분포를 측정한 결과, 도 5와 같이 리브(30)가 형성되어 있던 비교예의 응력 집중 현상이 현저히 완화되었음을 알 수 있었다.As a result of measuring the stress distribution of the
다만, 상기 접촉부(164)와 지지부(162)가 만나는 지점에 다소 응력이 집중됨을 확인할 수 있었다.However, it could be confirmed that the stress is somewhat concentrated at the point where the
이러한 응력 집중현상은 첨부된 도 6과 같이 응력분산부(166)을 더 구비하여 해소할 수 있을 것이다.This stress concentration phenomenon will be further provided with a
도 6은 본 발명에 의한 로프 드럼의 다른 실시예의 외관 구성을 보인 사시도로서, 상기 응력분산부(166)는 응력이 집중될 수 있는 각진 부위를 제거하기 위한 구성이다.Figure 6 is a perspective view showing an appearance configuration of another embodiment of the rope drum according to the present invention, the
즉, 상기 응력분산부(166)는 상기 접촉부(164)의 횡단면적보다 크고, 상기 지지부(162)의 횡단면적보다 작은 횡단면적을 갖도록 구성되어 단면적의 급격한 변화를 완화함으로써 도 5에 나타나는 응력 집중 부위를 완화할 수 있게 된다.That is, the
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the scope of the present invention.
예를 들어 본 발명의 실시예에서는 힘전달부(160)가 방사상으로 4개가 구비되도록 하였으나, 커플링(C)과 끼움 결합할 수 있는 범위 내에서 다양한 개수로 변경 실시가 가능함은 물론이다.For example, in the embodiment of the present invention, four
100. 로프 드럼 120. 권취부
140. 플랜지 160. 힘전달부
162. 지지부 164. 접촉부
166. 응력분산부 C . 커플링100.
140.
162.
166. Stress Dispersion C. Coupling
Claims (7)
상기 로프 드럼은, 상기 계선줄 또는 계류선이 권취되는 권취부와, 상기 권취부 외측에 돌출되어 권취부에 권취된 계선줄 또는 계류선의 권취 범위를 제한하는 플랜지와, 상기 플랜지 일측에 동일한 형상을 가지고 동일한 각도만큼 이격되어 돌출되고, 권취부의 중심을 기준으로 방사상으로 형성되며, 동력발생장치의 일측과 축결합된 커플링과 결합하여 상기 회전동력이 로프 드럼에 전달되도록 하는 다수 힘전달부를 포함하여 구성되며,
상기 다수 힘전달부는,
상기 플랜지와 접합된 지지부와,
상기 지지부와 서로 다른 횡단면 형상을 가지고 상기 커플링의 일측과 접촉하는 접촉부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 로프 드럼.In the rope drum to selectively wind the mooring line or mooring line by rotating with the rotary power provided from the power generating device,
The rope drum has a winding portion in which the mooring line or mooring line is wound, a flange protruding outside the winding portion to limit the winding range of the mooring line or mooring line wound in the winding portion, and has the same shape on one side of the flange. It is projected spaced apart by the same angle, and formed radially with respect to the center of the winding portion, including a plurality of force transmission portion coupled to the coupling coupled to one side of the power generating device to transmit the rotational power to the rope drum Is composed,
The multiple force transmission unit,
A support joined to the flange,
Rope drum, characterized in that it comprises a contact portion having a cross-sectional shape different from the support portion and in contact with one side of the coupling.
상기 접촉부의 횡단면적보다 크고, 상기 지지부의 횡단면적보다 작은 횡단면적을 가지는 응력분산부가 구비됨을 특징으로 하는 로프 드럼.The method of claim 6, wherein between the contact portion and the support portion,
And a stress dispersing portion having a cross sectional area larger than the cross sectional area of the contact portion and smaller than the cross sectional area of the support portion.
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