KR101331045B1

KR101331045B1 - 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법

Info

Publication number: KR101331045B1
Application number: KR1020120065527A
Authority: KR
Inventors: 이정모; 조형철
Original assignee: 코레일공항철도 주식회사
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2013-11-26

Abstract

본 발명에 따른, 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법은, 전동기(110), 전동기(110)의 회전수를 감속시키는 대기어(130)와 피니언기어(140)를 구비한 기어박스(120), 전동기(110)와 피니언기어(140)를 연결하는 커플링(150), 대기어(130)와 일체로 회전하는 윤축(160), 및 윤축(160)과 일체로 회전하는 차륜(170)을 포함하고, 피니언기어(140)를 차륜(170) 쪽의 제1 롤러베어링(141)과 볼베어링(142) 및 전동기(110) 쪽의 제2 롤러베어링(143)으로 압입하여 기어박스(120)에 회전 가능하게 장착한 전동철도차량 주행장치에 있어서, 기어박스(120)와 차륜(170)을 분리하지 않고 차륜(170) 쪽이 아닌 전동기(110) 쪽에서 피니언기어(140)를 분리 및 조립하는 정비방법이다.

Description

전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법{Method for Tuning up Pinion Gear of Running Gear in Electric Rail Car}

본 발명은 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 전동기의 회전력을 차륜에 전달하여 레일 위를 주행하도록 하는 전동철도차량 주행장치에 관련하여, 회전수 감속을 위한 기억박스의 피니언기어를 정비함에 있어서, 기어박스와 차륜을 분리하지 않은 상태로 기어박스로부터 피니언기어를 분리 및 조립하고 베어링을 정비할 수 있는, 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법에 관한 것이다.

전동철도차량에서 주행 동력을 발생시키는 주행장치는, 제조사마다 차이가 있을 수 있지만, 전력에 의해 회전력을 발생시키는 전동기, 전동기의 회전수를 감속시키는 대기어(축기어)와 소기어(피니언기어)를 구비한 기어박스, 전동기와 피니언기어를 연결하는 커플링, 대기어와 일체로 회전하는 윤축, 및 윤축과 일체로 회전하는 차륜을 포함한다.

이런 전동철도차량의 주행장치는, 베어링 하우징에 베어링을 고정하고 비접촉으로 실링하는 방식(이하, '고정방식'이라 함)과, 기어박스 하우징에 베어링을 직접 압입하고 비접촉과 접촉의 이중으로 실링하는 방식(이하 '압입방식'이라 함)이 있는 바, 전자의 고정방식은 윤축으로부터 차륜을 분리하지 않은 상태로 기어박스(특히, 피니언기어)를 분해 조립할 수 있어 정비가 용이하지만 이물질 침투에 취약한 문제가 있고, 후자의 압입방식은 이물질의 침투를 효과적으로 차단할 수 있고 고속주행에 적합하지만, 피니언기어의 베어링 교환을 위해서 차륜과 기어박스를 분리해야 하는 정비 비효율성의 문제가 있다.

도1은 본 발명의 대상이 되는 압입방식을 채용한 전동철도차량의 주행장치의 개략도이다.

도시된 바와 같이, 전동철도차량 주행장치(100)는, 크게 전동기(110), 전동기(110)의 회전수를 감속시키는 대기어(130)와 피니언기어(140: 소기어)를 구비한 기어박스(120), 전동기(110)와 피니언기어(140)를 연결하는 커플링(150), 대기어(130)와 일체로 회전하는 윤축(160), 그리고 윤축(160)과 일체로 회전하는 차륜(170)을 포함하는 구성으로 되어 있다.

전동철도차량의 안전한 주행을 위해서는 정기적인 정비를 요하고, 각각의 구성요소별로 권장 내구연한이 있으며, 특히 기어박스(120)의 피니언기어(140)에는 그 원활한 회전을 위해, 후술하는 도7에 도시된 바와 같이, 차륜 쪽의 제1 롤러베어링(141)과 볼베어링(142), 그리고 전동기 쪽의 제2 롤러베어링(143)을 포함하여, 총 3개의 베어링들이 장착되어 있는 바, 이들 피니언기어 베어링들은 대략 120만 킬로미터를 주행한 후에 교환할 것을 권장하고 있다.

그러나 도1과 도7에 도시된 압입방식의 주행장치(100)의 경우, 피니언기어(140)를 기어박스(120)로부터 분리함에 있어서, 피니언기어(140)의 베어링들과 그 주변 기어박스(120)와의 결합 특성상, 베어링들과 그 주변 기어박스 구조와의 간섭으로 인하여 전동기 쪽으로의 탈거가 현실적으로 불가능하고, 기어박스 분해 없이 피니언기어를 기어박스에 조립하는 것은 피니언기어의 편심 없는 센터에의 정위치 조립 등에 어려움이 있는 것으로 인식되어 왔기 때문에, 지금까지는 차륜(170)에 의해 막혀 있음에도 불구하고 피니언기어(140)를 차륜 쪽에서 탈거 및 조립하였고, 이로 인하여 피니언기어(140)의 베어링을 정비(교환)하기 위해서는, 윤축(160)으로부터 차륜(170)을 분리하는 작업, 기어박스(120)를 분해하는 작업, 분해된 기어박스(120)를 눕히고 차륜 쪽 방향으로 피니언기어(140)를 탈거하는 작업, 피니언기어(140)에 새로운 베어링을 조립하는 등 필요한 정비를 하고 피니언기어를 다시 기어박스(120)에 조립하는 작업, 기어박스(120)를 다시 윤축(160)에 조립하는 작업, 및 차륜(170)을 다시 윤축(160)에 조립하는 작업을 실행하여야 하였다.

이와 같이 압입방식 주행장치(100)에서의 피니언기어의 베어링 정비(교환) 작업에는, 직접적인 정비 대상이 아닌 고중량의 기어박스(120)와 차륜(170)의 분리 및 조립 작업을 수반하기 때문에, 과도한 인력을 투입하여야 하고, 그럼에도 불구하고 작업시간이 과도하게 소요되는 등 많은 비용이 소요되었을 뿐만 아니라, 안전사고의 위험도 높은 문제점이 있었으며, 그러나 지금까지 이런 문제점을 해소하기 위한 종래기술은 존재하지 않았다.

본 발명자들은, 위와 같은 압입방식의 주행장치에 관한 기술적 배경 하에서, 압입방식 주행장치(100)에서 피니언기어 베어링을 정비(교환)함에 있어서, 차륜과 기어박스의 분해/조립 작업을 배제할 수 있는 방법에 대해 연구한 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은, 압입방식의 전동철도차량 주행장치에서 피니언기어의 베어링을 정비함에 있어서, 기어박스와 차륜을 분리하지 않고 차륜 쪽이 아닌 전동기 쪽에서 피니언기어를 분리 및 조립할 수 있도록 함으로써, 결과적으로 이에 관련된 비용을 절감하고 안전사고의 위험을 저감시키고자 하는 것이다.

본 발명에 따라, 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법이 제공된다.

본 발명에 따른 방법은, 전동기, 상기 전동기의 회전수를 감속시키는 대기어와 피니언기어를 구비한 기어박스, 상기 전동기와 상기 피니언기어를 연결하는 커플링, 상기 대기어와 일체로 회전하는 윤축, 및 상기 윤축과 일체로 회전하는 차륜을 포함하고, 상기 피니언기어를 상기 차륜 쪽의 제1 롤러베어링과 볼베어링 및 상기 전동기 쪽의 제2 롤러베어링으로 압입하여 상기 기어박스에 회전 가능하게 장착한 전동철도차량 주행장치에 있어서, 상기 기어박스와 상기 차륜을 분리하지 않고 상기 차륜 쪽이 아닌 상기 전동기 쪽에서 상기 피니언기어를 분리 및 조립하는 방법이다.

본 발명에 따른 정비방법에서, 상기 피니언기어의 분리방법은, 상기 기어박스에 장착된 상태의 상기 피니언기어의 양측으로부터, 상기 차륜 쪽에 있는 제1 롤러베어링과 볼베어링 및 상기 전동기 쪽에 있는 제2 롤러베어링과 라비린스링들을 제외한 부품들을 분리하는 과정; 상기 전동기 쪽에서 외측의 상기 라비린스링과 내측의 상기 라비린스링을 분리하는 과정; 상기 피니언기어에서 상기 차륜 쪽으로 상기 제1 롤러베어링의 외륜을 분리하는 과정; 상기 피니언기어를 상기 전동기 쪽으로 일정거리 강제로 당김으로서, 상기 피니언기어에 압입되어 있는 상기 제1 롤러베어링의 내륜과 상기 볼베어링의 차륜측 내륜을 상기 피니언기어에서 상기 차륜 쪽으로 상기 일정거리만큼 이동시키는 과정; 상기 피니언기어를 상기 차륜 쪽으로 원위치 이동시키고, 상기 볼베어링의 차륜측 내륜의 내측에 벌어진 틈새에 제1 분리링을 삽입한 후에, 상기 피니언기어를 상기 전동기 쪽으로 일정거리 강제로 당김으로써, 상기 제1 롤러베어링의 내륜을 상기 피니언기어에서 상기 차륜 쪽으로 분리하는 과정; 상기 피니언기어를 상기 차륜 쪽으로 원위치 이동시키고, 상기 볼베어링의 차륜측 내륜 내측에 벌어진 틈새에 제2 분리링을 삽입한 후에, 다시 상기 피니언기어를 상기 전동기 쪽으로 일정거리 강제로 당김으로써, 상기 볼베어링의 차륜측 내륜을 상기 피니언기어에서 상기 차륜 쪽으로 분리하는 과정; 상기 볼베어링의 외륜을 상기 피니언기어에서 상기 차륜 쪽으로 분리하는 과정; 상기 피니언기어를 상기 전동기 쪽으로 일정거리 강제로 당겨, 라비린스디스크와 상기 제2 롤러베어링의 외륜을 분리하는 과정; 상기 피니언기어를 상기 기어박스로부터 탈거하는 과정; 및 상기 피니언기어에 남아 있는 상기 볼베어링의 전동기측 내륜과 상기 제2 롤러베어링의 내륜을 분리하는 과정; 을 포함한다.

바람직하게, 상기 피니언기어의 상기 전동기 쪽으로의 강제 당김에는 풀링지그를 사용한다.

바람직하게, 상기 풀링지그는, 상기 전동기 쪽의 피니언기어 둘레의 상기 기어박스에 조립되고 개방된 일측으로 상기 피니언기어가 삽입되는 원통, 상기 원통의 타측에 조립되는 유압실린더, 일단이 상기 피니언기어의 중앙 나사공에 결합되고 상기 원통과 상기 유압실린더를 관통하는 나사봉, 상기 나사봉의 타단에 삽입된 상태에서 상기 유압실린더의 유압을 받는 가압판, 및 상기 나사봉의 타단에 조립되어 상기 가압판을 상기 유압실린더에 밀착시키는 고정너트를 포함한다.

상기 풀링지그를 사용한 상기 피니언기어의 상기 전동기 쪽으로의 강제 당김은, 상기 나사봉을 상기 피니언기어의 상기 나사공에 체결하고, 상기 원통을 상기 나사봉의 둘레에 끼워 상기 기어박스에 조립하고, 상기 유압실린더를 상기 나사봉의 둘레에 끼워 상기 원통에 조립하고, 상기 유압실린더의 밖으로 노출된 상기 나사봉에 상기 가압판을 삽입하고, 상기 나사봉에 상기 고정너트를 체결하여 상기 가압판이 상기 유압실린더에 밀착되도록 한 상태에서, 상기 유압실린더를 상기 작동부가 상기 전동기 쪽으로 진행하도록 작동시켜, 상기 작동부가 상기 가압판을 밀고, 상기 가압판이 상기 고정너트를 밀고, 상기 나사봉을 상기 전동기 쪽으로 밀어서, 상기 나사봉에 구속된 상기 피니언기어가 상기 전동기 쪽으로 당겨지도록 하는 것이다.

바람직하게, 상기 제1 분리링과 상기 제2 분리링은, 각각 상기 틈새들에 대응하는 두께를 가지는, 원형 링의 일부를 이루는 2개의 분리된 호 형상으로 형성되어 있다.

본 발명에 따른 정비방법에서, 상기 피니언기어의 조립방법은, 상기 제2 롤러베어링의 내륜과 상기 볼베어링의 전동기측 내륜을 가열하여 상기 피니언기어에 삽입 및 냉각시켜 압착 및 밀착 시키는 과정; 상기 볼베어링의 외륜을 상기 차륜 쪽에서 상기 기어박스에 장착하는 과정; 상기 피니언기어를 상기 전동기 쪽에서 상기 기어박스에 삽입하는 과정; 상기 피니언기어를 상기 전동기 쪽에서 상기 기어박스에 임시 고정시킨 상태에서, 가열한 상기 볼베어링의 차륜측 내륜과 상기 제1 롤러베어링의 내륜을 상기 차륜 쪽에서 상기 피니언기어에 압입 및 밀착시키는 과정; 상기 차륜 쪽에 베어링 앤드 플레이트를 조립하고, 상기 피니언기어와 그 둘레의 상기 기어박스 사이의 틈새가 균일하게 유지하도록 하는 상태로, 상기 피니언기어를 상기 전동기 쪽으로 강제로 당겨 상기 피니언기어를 상기 기어박스의 정위치에 고정시키는 과정; 상기 볼베어링의 장착 깊이와 상기 제1 롤러베어링의 외륜의 깊이를 조정한 후에, 상기 제1 롤러베어링의 외륜을 베어링커버와 함께 상기 차륜 쪽에서 조립하는 과정; 상기 전동기 쪽의 상기 피니언기어에 냉동한 상기 제2 롤러베어링의 외륜을 압입하여 정위치에 조립하는 과정; 및 라비린스링들을 가열하고 상기 전동기 쪽의 상기 피니언기어에 삽입 및 냉각하여 밀착시키는 과정: 을 포함한다.

바람직하게, 상기 피니언기어의 상기 전동기 쪽에서의 상기 기어박스에의 임시고정에는 피니언기어 고정지그를 사용한다.

바람직하게, 상기 피니언기어 고정지그는, 상기 피니언기어가 꼭 맞게 끼워지는 홀이 중앙에 형성되어 있고 상기 기어박스에 꼭 맞게 끼워지는 링 형상이다.

바람직하게, 상기 볼베어링의 차륜측 내륜과 상기 제1 롤러베어링의 내륜의 밀착에는 베어링밀착지그를 사용한다.

바람직하게, 상기 베어링밀착지그는, 차륜 쪽에서 상기 제1 롤러베어링의 내륜에 안착되는 단차진 돌기가 형성된 상하로 길게 신장된 제1 지지판, 상기 제1 지지판에 대응하여 상하로 길게 신장되어 있는 제2 지지판, 상기 제1 지지판과 상기 제2 지지판의 상하에 걸쳐 각각 너트로 체결된 한쌍의 나사봉, 및 상기 제2 지지판에 형성된 안착홈에 저면이 체결되고 그 작동부가 상기 피니언기어를 상기 전동기 쪽에서 가압하는 유압실린더를 포함한다.

상기 베어링밀착지그를 사용한 상기 볼베어링의 차륜측 내륜과 상기 제1 롤러베어링의 내륜의 밀착은, 상기 나사봉의 상기 너트의 체결 위치를 조절하여, 상기 제1 지지판의 상기 돌기를 상기 제1 롤러베어링의 내륜에 안착하고, 상기 유압실린더의 저면은 상기 제2 지지판의 안착홈에 체결하고, 상기 유압실린더의 작동부를 상기 피니언기어의 상기 전동기 쪽 끝단에 접하게 한 상태에서, 상기 작동부가 상기 피니언기어를 가압하도록 함으로써, 상기 제1 롤러베어링의 내륜과 상기 볼베어링의 차륜측 내륜을 서로 밀착시키는 것이다.

바람직하게, 상기 피니언기어를 상기 기어박스의 정위치에 고정시키는 과정에는 풀러지그를 사용한다.

바람직하게, 상기 풀러지그는, 상기 전동기 쪽의 상기 피니언기어 둘레의 상기 기어박스에 조립되고 개방된 일측으로 상기 피니언기어가 삽입되는 원통, 일단이 상기 피니언기어의 중앙 나사공에 결합되고 상기 원통을 관통하는 나사봉, 상기 나사봉의 타단에 삽입된 상태에서 상기 원통을 가압하는 가압판, 및 상기 나사봉의 타단에 조립되어 상기 가압판을 상기 원통에 밀착시키는 고정너트를 포함한다.

상기 풀러지그를 사용한 상기 피니언기어를 상기 기어박스의 정위치에 고정시키는 과정은, 상기 나사봉을 상기 피니언기어의 상기 나사공에 체결하고, 상기 원통을 상기 나사봉의 둘레에 끼워 그 일단을 상기 기어박스에 조립하고, 상기 원통의 타단을 통해 돌출된 상기 나사봉에 상기 가압판을 삽입하고, 상기 나사봉에 상기 고정너트를 가볍게 체결한 상태에서, 상기 볼베어링과 그 둘레의 상기 기어박스 사이의 틈새에 두께게이지들을 일정 간격으로 장착하고, 상기 고정너트를 조여 상기 피니언기어를 상기 전동기 쪽으로 당김으로써, 상기 피니언기어를 정위치에 고정하는 것이다.

바람직하게, 상기 라비린스링들을 밀착시키는 과정에는 가이드링과 타격통을 포함하는 라비린스링 조립지그를 사용한다.

상기 가이드링은, 상기 피니언기어가 삽입되는 홀이 중앙에 형성된 링 형상의 부재이고, 상기 피니언기어에 삽입된 상태에서 라비린스커버의 턱에 걸리고, 상기 타격통의 가이드 작용을 한다.

상기 타격통은, 상기 피니언기어와 상기 가이드링 사이의 공간에 삽입하여 가격함으로써, 상기 외측 라비린스링이 상기 내측 라비린스링에 밀착되도록 하는 통형상의 부재이다.

본 발명에 따른 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법에 의하면, 차륜과 기어박스를 분리하지 아니하는 상태로 피니언기어를 기어박스에서 분리하고 기어박스에 조립할 수 있으므로, 베어링 교환 등 피니언기어의 정비를 보다 저렴한 비용으로 안전하게 실행할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법이 적용되는 전동철도차량 주행장치의 개략도,
도2는 베어링커버의 분리 과정 도면,
도3은 라비린스커버의 분리 과정 도면,
도4는 베어링 앤드 플레이트의 분리 과정 도면,
도5는 FEY 링의 분리 과정 도면,
도6은 라비린스링 분리지그의 사용상태 도면,
도7은 피니언기의 베어링 장착구조를 보여주는 개략도,
도8a는 풀링지그의 사용상태 도면,
도8b는 풀링지그의 사용상태 개략 단면도,
도9 내지 도12는 피니언기어를 기어박스로부터 탈거하는 과정의 개략도,
도13은 분리링들의 개략 사시도,
도14는 라비린스디스크와 제2 롤러베어링 외륜의 분리 과정 도면,
도15는 볼베어링 외륜의 장착 과정 도면,
도16은 기어박스에의 피니언기어 삽입 과정 도면,
도17은 피니언기어 고정지그를 이용한 기어박스에의 피니언기어의 임시 고정 상태 도면,
도18은 피니언기어 고정지그의 개략 사시도,
도19는 볼베어링의 차륜측 내륜과 제1 롤러베어링의 내륜의 피니언기어에의 장착 과정 도면,
도20은 베어링 밀착지그의 사용상태 도면,
도21은 베어링 밀착지그의 사용상태 개략도,
도22는 베어링 앤드 플레이트의 조립 상태 도면,
도23은 피니언기어와 볼베어링의 정위치 세팅 과정 도면,
도24는 풀러지그의 사용상태 도면,
도25는 풀러지그의 사용상태 개략 단면도,
도26은 제1 롤러베어링이 압입된 베어링커버를 피니언기어에 조립하는 과정 도면,
도27은 단차지그를 사용한 제2 롤러베어링 외륜의 장착 과정 도면,
도28은 단차지그의 개략단면도,
도29는 라비린스디스크의 조립 상태 도면,
도30은 내측 라비린스링의 장착 상태 도면,
도31은 라비린스커버의 조립 상태 도면,
도32는 라비린스링 조립지그를 이용한 외측 라비린스링의 장착 과정 도면,
도33은 라비린스링 조립지그의 개략도,
도34는 먼지방지캡의 장착 상태 도면.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법을 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.

본 발명에 따른 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법은, 앞서 도1에 도시된 바와 같은, 전동기(110), 전동기(110)의 회전수를 감속시키는 대기어(130)와 피니언기어(140)를 구비한 기어박스(120), 전동기(110)와 피니언기어(140)를 연결하는 커플링(150), 대기어(130)와 일체로 회전하는 윤축(160), 그리고 윤축(160)과 일체로 회전하는 차륜(170)을 포함하면서, 도7에 도시된 바와 같이, 피니언기어(140)에 차륜(170) 쪽의 제1 롤러베어링(141) 및 볼베어링(142)과 전동기(110) 쪽의 제2 롤러베어링(143)을 압입하여 피니언기어(140)를 기어박스(120)에 회전 가능하게 장착하고 있는 전동철도차량 주행장치(100)에 적용하는 정비방법이다.

본 발명에 따른 정비방법은, 기어박스(120)와 차륜(170)의 분리 없이 기어박스(120)에 대해 피니언기어(140)를 전동기(110) 쪽에서 분리하고 조립하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면(사진)을 참조하여 피니언기어의 분리방법과 조립방법을 차례로 설명한다.

1. 피니언기어 분리방법

본 발명의 피니언기어 분리방법은, 기어박스(120)에 장착된 상태의 피니언기어(140)의 양측으로부터, 차륜(170) 쪽의 제1 롤러베어링(141)과 볼베어링(142), 그리고 전동기(110) 쪽의 제2 롤러베어링(143)과 라비린스링(144: 도6 참조)들을 제외한 나머지 부품들을 분리하는 준비과정으로 시작한다.

이런 준비과정의 하나는, 도2에 도시된 바와 같이, 차륜(170) 쪽의 기어박스(120)에 조립되어 피니언기어(140)의 제1 롤러베어링(141) 등을 보호하는 베어링커버(180)를 그 볼트를 풀어 분리하는 것이다.

다른 준비과정으로는, 도3에 도시된 바와 같이, 전동기(110) 쪽의 기어박스(120)에 조립되어 피니언기어(140)의 라비린스링(144) 등을 보호하는 라비린스커버(190)를 그 볼트를 풀어 분리하는 것이다.

그리고 또 다른 준비과정으로서는, 도4와 도5에 도시된 바와 같이, 차륜 쪽의 베어링 앤드 플레이트(200)를 분리하고, 전동기 쪽의 FEY 링(210)을 분리하는 것이다.

이와 같은 사전 준비 작업이 완료된 후, 전동기(110) 쪽에서 외측의 라비린스링(144a)과 내측의 라비린스링(144b)을 각각 분리한다.

라비린스링(144)들은, 홈을 가진 링의 홈에 걸림구를 걸고 나사 조임 등의 힘으로 링을 탈거하는 방식의 널리 사용되는 일반적인 링분리지그를 라비린스링(144)의 형상에 맞게 각각 개량한, 도6에 예시된 바와 같은 라비린스링 분리지그(300)들을 사용하여, 라비린스링(144)의 홈을 이용하여 분리할 수 있다. 도6의 A는 외측의 라비린스링(144a)을 분리하는 것이고, 도6의 B는 내측의 라비린스링(144b)을 분리하는 것이다. 라비린스링 분리지그(300)들은 관련 분야의 종래기술을 본 발명에 맞게 적용하면 족함으로, 그 상세한 설명은 생략한다.

피니언기어(140)에는 도7에 도시된 바와 같이, 제1 롤러베어링(141), 볼베어링(142) 및 제2 롤러베어링(143)의 3개의 베어링이 장착되어 있는 바, 이들 베어링들의 부속들 중에는 피니언기어(140)에 견고하게 압입되어 있고 그로 인하여 기어박스(120)와의 간섭에 의해 피니언기어(140)를 전동기(110) 쪽으로 분리(탈거)하지 못하도록 방해하는 부속들이 존재하는 바, 이후의 과정은 피니언기어(140)의 탈거를 방해하는 이들 부속들을 피니언기어(140)로부터 안전하게 분리하는 과정이며, 본 과정들이 본 발명에 따른 분리 방법의 핵심을 이룬다.

본 과정에는 피니언기어(140)를 필요한 거리만큼 전동기(110) 쪽으로 당길 수 있는 피니언기어 풀링지그(400)가 사용된다.

풀링지그(400)는, 도8과 도9에 도시된 바와 같이,

전동기(110) 쪽의 피니언기어(140) 둘레의 기어박스(120)에 조립되고 개방된 일측으로 피니언기어(140)가 삽입되는 원통(410), 원통(410)의 타측에 조립되는 유압실린더(420), 일단이 피니언기어(140)의 중앙 나사공(140a)에 결합되고 원통(410)과 유압실린더(420)를 관통하는 나사봉(430), 나사봉(430)의 타단에 삽입된 상태에서 유압실린더(420)의 유압을 받는 가압판(440), 및 나사봉(430)의 타단에 조립되어 가압판(440)을 유압실린더(420)에 밀착시키는 고정너트(450)를 포함한다.

이와 같은 풀링지그(400)의 구성에 따라, 나사봉(430)을 피니언기어(140)의 나사공(140a)에 체결하고, 원통(410)을 나사봉(430)의 둘레에 끼워 기어박스(120)에 조립하고, 유압실린더(420)를 나사봉(430)의 둘레에 끼워 원통(410)에 조립하고, 유압실린더(420)의 밖으로 노출된 나사봉(430)에 가압판(440)을 삽입하고, 나사봉(430)에 고정너트(450)를 체결하여 가압판(440)이 유압실린더(420)에 밀착되도록 한 상태에서, 도시되지 않은 유압펌프를 작동시켜 유압실린더(420)의 작동부(피스톤: 421)가 전동기(110) 쪽으로 진행하도록 작동시키면, 작동부(421)가 가압판(440)을 전동기 쪽으로 밀게 되고, 가압판(440)은 고정너트(450)를 밀어서 나사봉(430)을 전동기(110) 쪽으로 밀게 되며, 결국 나사봉(430)에 구속된 피니언기어(140)가 전동기(110) 쪽으로 당겨지게 된다.

목적하는 만큼 피니언기어(140)가 전동기(110) 쪽으로 당겨지면, 유압펌프를 정지시킴으로써 유압실린더의 작동부(421)는 원위치가 되며, 이때 가압판(440)과 작동부(421) 사이에 피니언기어(140)가 당겨진 만큼의 틈이 생기며, 인력으로 피니언기어(140)를 밀어 당겨지기 전의 원위치로 이동시킬 수 있고, 다시 피니언기어를 전동기(110) 쪽으로 당기고자 할 때에는 고정너트(450)를 조여 가압판(440)을 유압실린더의 작동부(421)에 밀착시킨 다음, 앞서 설명한 과정을 반복하면 된다.

도9의 A와 B에 도시된 바와 같이, 제1 롤러베어링(141)의 외륜(141a)은 피니언기어(140)에 압입된 상태가 아님으로, 제1 롤러베어링(141)의 외륜(141a)은 베어링커버(180)를 제거된 상태에서 특별한 지그 없이 피니언기어(140)로부터 차륜(170) 쪽으로 자연스럽게 분리할 수 있다.

그러나 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)과 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)은, 피니언기어(140)의 둘레에 강력하게 압입된 상태인바, 이들의 분리를 위해서는 앞서 설명한 도8의 풀링지그(400)와 후술하는 분리링(500: 도13 참조)들을 사용한다.

도9의 C에 도시된 바와 같이, 먼저 풀링지그(400)를 사용하여 피니언기어(140)를 전동기(110) 쪽으로 일정거리(예, 13.5mm)를 강제로 당겨, 피니언기어(140)에 압입되어 있고 기어박스(120)에 의해 전동기(110) 쪽으로의 이동이 간섭되어 있는 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)과 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)을 피니언기어(140)에서 차륜(170) 쪽으로 상기 일정거리(13.5mm) 만큼 이동시킨다.

다음에, 도9의 D에 도시된 바와 같이, 상기 거리만큼 당겼던 피니언기어(140)를 다시 차륜(170) 쪽으로 원위치 이동시킴으로써, 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)의 내측에 틈새(G1)가 생기도록 한다.

다음에 상기 틈새(G1)에 도13의 A에 도시된 제1 분리링(500a)을 삽입한 후(도10의 E)에, 다시 풀링지그(400)를 사용하여 피니언기어(140)를 전동기(110) 쪽으로 일정거리(예, 13.5mm) 강제로 당김으로써(도10의 F), 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)이 차륜(170) 쪽으로 피니언기어(140)에서 자연스럽게 분리되게 한다(도10의 G).

이때 적용하는 제1 분리링(500a)은 진입로가 좁은 상기 틈새(G1)로 용이하게 진입할 수 있도록 원형 링의 일부를 이루는 2개의 분리된 호형상으로 되어 있으며, 그 직경은 삽입되는 공간에 맞게 결정되고, 그 두께는 피니언기어(140)를 상기 거리만큼 이동시켰을 때 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)을 피니언기어(140)에서 차륜 쪽으로 자연스럽게 분리할 수 있을 정도이다.

도13의 A에 도시된 구체예에서, 제1 분리링(500a)은 R1: 130mm, R2: 80.04mm, L1: 39mm, T1: 7mm이고, 나사공(501)은 사용한 제1 분리링(500a)을 용이하게 제거하기 위한 것이며, 내경을 따라 단차(502)를 둔 것은 그 안쪽에 위치하는 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b) 형상에 맞게 하기 위한 것이다.

다음에, 피니언기어(140)를 차륜(170) 쪽으로 원위치 이동시키고(도10의 H) 제1 분리링(500a)을 제거 한 후에(도11의 I), 볼베어링(142)의 차륜측-내륜(142b) 내측에 벌어진 틈새(G2)에 제2 분리링(500b)을 삽입한 다음(도11의 J), 다시 풀링지그(400)를 사용하여 피니언기어(140)를 전동기(110) 쪽으로 일정거리(예, 13.5mm)를 강제로 당김으로써(도11의 K), 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)이 차륜(170) 쪽으로 피니언기어(140)로부터 자연스럽게 분리되게 하여, 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)과 제2 분리링(500b)을 제거한다(도11의 L).

이때 적용하는 제2 분리링(500b)은 상기 제1 분리링(500b)과 유사한 구조로서, 그 직경은 삽입되는 공간에 맞게 결정되고, 그 두께는 피니언기어(140)를 상기 거리만큼 이동시켰을 때 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)을 차륜(170) 쪽에서 피니언기어(140)로부터 자연스럽게 분리할 수 있을 정도이다.

도13의 B에 도시된 구체예에서, 제2 분리링(500b)은 R3: 110mm, R4: 70.5mm, L2: 10mm, T2: 10.2mm 이다.

다음에 볼베어링(142)의 외륜(142a)을 차륜(170) 쪽으로 분리하며(도12의 M), 볼베어링(142)의 외륜(142a)은 피니언기어(140)에 압입된 상태가 아니므로, 특별한 지그의 사용 없이 용이하게 분리할 수 있다.

이때, 볼베어링(142)의 전동기측 내륜(142c)은 단지 피니언기어(140)에 압입되어 있는 상태이고, 제2 롤러베어링(143)의 외륜(143a)은 기어박스(120)에 압입되어 있는 상태이므로, 상기 내륜(142c)과 대기어(130)가 간섭되지 않도록 하고 상기 외륜(143a)이 기어박스(120)에서 이탈되도록, 풀링지그(400)를 이용하여 피니언기어(140)를 전동기(110) 쪽으로 약간의 거리씩 두 번 정도(예, 12mm 및 25mm) 이동시키며, 이로써 피니언기어(140)를 기어박스(120)로부터 용이하게 탈거 할 수는 상태가 된다(도12의 N).

다음에, 풀링지그(400)를 제거하고, 피니언기어(140)를 탈거하기에 앞서, 도14에 도시된 바와 같이, 기어박스(120)에서 분리되어 피니언기어(140)에 남아 있는 라비린스디스크(220)와 제2 롤러베어링(143)의 외륜(143a)을 자연스럽게 분리한 후에, 도12의 N에 도시된 바와 같이, 피니언기어(140)를 기어박스(120)에서 전동기 쪽으로 자연스럽게 탈거한다.

탈거된 피니언기어(140)에는 압입된 상태의 볼베어링(142)의 전동기측 내륜(142c)과 제2 롤러베어링(143)의 내륜(143b)이 남아 있게 되고, 이들은 적당한 지그를 사용하여 탈거된 피니언기어(140)로부터 분리하면, 결국 피니언기어(140)의 기어박스(120)로부터의 탈거와 피니언기어(140)에 장착된 모든 베어링(141 내지 143)들의 분리가 완료된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 피니언기어 분리 방법에 의하면, 차륜(170)과 기어박스(120)를 분리하지 않고 기어박스(120)와 대기어(130)의 손상 없이, 안전하고 정밀하게 피니언기어(140)를 기어박스(120)로부터 전동기 쪽으로 분리할 수 있고, 피니언기어(140)에 장착된 베어링(141 내지 143)들도 분리할 수 있게 된다.

2. 피니언기어 조립방법

본 발명의 피니언기어 조립방법은, 앞서 설명한 분리방법에 의해 분리된 피니언기어(140)에 대해, 예를 들어 각종 부품에 잔존하는 접착산물(록타이트)을 제거하고, 베어링커버(180), 라비린스커버(190), 베어링 앤드 플레이트(200), 라비린스디스크(220) 등의 관련 부품들을 정비하고, 앞서 분리한 베어링들을 포함하여 마모된 부품들을 교체한 후에, 다시 피니언기어(140)를 전동기(110) 쪽에서 기어박스(120)에 조립하는 방법이다.

먼저, 제2 롤러베어링(143)의 내륜(143b)과 볼베어링(142)의 전동기측 내륜(142c)을 가열하고 피니언기어(140)에 삽입 및 냉각하여 압입 밀착한다. 피니언기어(140)에 제2 롤러베어링(143)의 내륜(143b)과 볼베어링(142)의 전동기측 내륜(142c)이 장착된 상태는 도16을 참조할 수 있다.

이런 압입작업은 전열기에 상기 내륜(143b, 142c)들을 접촉시켜 둠으로써 예를 들어 110℃ 정도로 가열하고, 가열상태에서 피니언기어(140)에 삽입한 다음에 자연 냉각시키고, 도시하지 않은 적당한 프레스 기구로 가압함으로써 피니언기어(140)의 둘레에 견고하게 압착되도록 할 수 있다. 제2 롤러베어링(143)의 내륜(143b)과 볼베어링(142)의 전동기측 내륜(142c) 압입 상태는 피니언기어(140)와의 사이의 틈새 크기를 측정함으로써 확인할 수 있다.

다음에, 도15에 도시된 바와 같이, 볼베어링(142)의 외륜(142a)을 차륜(170) 쪽에서 기어박스(120)에 장착한다.

다음에, 도16에 도시된 바와 같이, 피니언기어(140)를 전동기(110) 쪽에서 기어박스(120)에 삽입한다.

다음에, 도17에 도시된 바와 같이, 피니언기어(140)를 전동기(110) 쪽에서 기어박스(120)에 임시 고정한다.

피니언기어(140)의 기어박스(120)에의 임시 고정은, 예를 들어 피니언기어 고정지그(600)를 전동기(110) 쪽의 피니언기어(140)의 둘레에 삽입하고, 기어박스(120)에 결합함으로써 실현할 수 있다.

피니언기어 고정지그(600)는 피니언기어(140)의 직경에 대응하는 홀(601)이 있고 중앙에 형성되어 있고 기어박스(120)에 꼭 맞게 끼워지는 링 형상으로서, 중앙의 홀(601)에 피니언기어를 삽입하여 기어박스(120)에 임시 고정한다. 도18의 피니언기어 고정지그(600)는 R5: 135mm, R6: 70mm이고 일측에, 단차(602)를 형성한 것이다. 상기 단차(602)는 피니언기어 고정지그(600)가 삽입되는 기어박스(120)의 내부 형상, 즉 제2 롤러베어링(143)의 외륜(143a)이 장착되는 부분의 좁아지는 형상에 부합하도록 한 것이다.

다음에, 도19에 도시된 바와 같이, 적당한 온도(예, 110℃)로 가열한 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)과 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)을 순서대로 차륜 쪽에서 피니언기어(140)에 삽입 냉각하고 압입하고 완전히 밀착시킨다.

볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)과 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)의 밀착은, 바람직하게 본 발명자가 개발한 도20 및 도21의 베어링밀착지그(700)를 장착하여 대략 20분간 유지함으로써 실행할 수 있다.

구체적으로 베어링밀착지그(700)는, 차륜 쪽에서 상기 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)에 안착되는 단차진 돌기(711)가 형성된 상하로 길게 신장된 제1 지지판(710), 상기 제1 지지판(710)에 대응하여 상하로 길게 신장되어 있는 제2 지지판(720), 상기 제1 지지판(710)과 상기 제2 지지판(720)의 상하에 각각 너트(731)로 체결된 한쌍의 나사봉(730), 상기 제2 지지판(720)에 형성된 안착홈(721)에 저면이 체결되고 그 작동부(피스톤: 741)가 피니언기어(140)를 전동기 쪽에서 가압하는 유압실린더(740)를 포함한다.

이와 같은 베어링밀착지그(700)를 적용함에 따라, 나사봉(730)의 너트(731)의 체결 위치를 조절하여, 제1 지지판(710)의 단차진 돌기(711)를 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)에 안착하고, 유압실린더(740)의 저면은 제2 지지판(720)의 안착홈(721)에 체결하여 그 작동부(741)를 피니언기어(140)의 전동기 쪽 끝단에 접하게 한 상태에서, 도시되지 않은 유압펌프를 작동시켜 작동부(741)가 피니언기어(140)를 가압하도록 하면, 가열 압입된 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)과 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)이 서로 밀착된다.

다음에, 도22에 도시된 바와 같이, 베어링밀착지그(700)를 제거한 후, 차륜(170) 측에 베어링 앤드 플레이트(200)를 조립한다.

다음에, 피니언기어(140)와 그 둘레의 기어박스(120) 사이의 틈새를 균일하게 유지하도록 하는 상태로 피니언기어(140)를 전동기(110) 쪽으로 강제로 당겨 피니언기어(140)를 기어박스(120)의 정위치에 고정시킨다.

피니언기어(140)를 전동기(110) 쪽으로 당기는 작업은 풀러지그(800)를 사용한다.

풀러지그(800)에 의해 피니언기어(140)를 당길 때에는, 도23에 도시된 바와 같이, 볼베어링(142)과 그 둘레의 기어박스(120) 사이의 틈새에 예를 들어 4개의 두께게이지(801)들을 일정 간격으로 미리 장착한 후에 당김으로써, 볼베어링(142)과 피니언기어가 정위치(센터)에 위치된 상태로 밀착되도록 한다.

풀러지그(800)는, 도24와 도25에 도시된 바와 같이, 전동기(110) 쪽의 피니언기어(140) 둘레의 기어박스(120)에 조립되고, 개방된 일측으로 피니언기어(140)가 삽입되는 원통(810), 일단이 피니언기어(140)의 중앙 나사공(140a)에 결합되고 상기 원통(810)을 관통하는 나사봉(830), 나사봉(830)의 타단에 삽입된 상태에서 상기 원통(810)을 가압하는 가압판(840), 및 상기 나사봉(830)의 타단에 조립되어 상기 가압판(840)을 원통(810)에 밀착시키는 고정너트(850)를 포함한다.

이와 같은 풀러지그(800)의 구성에 따라, 나사봉(830)을 피니언기어(140)의 나사공(140a)에 체결하고, 원통(810)을 나사봉(830)의 둘레에 끼워 그 일단을 기어박스(120)에 조립하고, 원통(810)의 타단을 통해 돌출된 나사봉(830)에 가압판(840)을 삽입하고, 나사봉(830)에 고정너트(850)를 가볍게 체결한 상태에서, 도23에 도시된 바와 같이 두께게이지(801)들을 일정 간격으로 장착하여 피니언기어(140)의 센터를 잡고, 이런 상태에서 고정너트(850)를 조이면 피니언기어(140)가 전동기(110) 쪽으로 당겨지면서 정확하게 센터 위치에 고정된다.

다음에, 볼베어링(142)과 그 둘레의 기어박스 사이의 틈새가 적절한 크기(예, 0.4mm)인지 확인 및 조정한 후에, 볼베어링(142)의 장착 깊이와 제1 롤러베어링(141)의 외륜(141a)의 깊이를 측정하여 조정한다.

그리고, 도26에 도시된 바와 같이, 제1 롤러베어링(141)이 냉동 압입되어 있는 베어링커버(180) 면에 실링재를 도포하여 차륜(170) 쪽에서 기어박스(120)에 조립한다.

다음에, 전동기(110) 쪽의 피니언기어(140)에 냉동(예, -30℃) 상태의 제2 롤러베어링(143)의 외륜(143a)을 삽입 및 압입하여 정위치에 조립한다.

이때, 도27과 도28에 도시된 바와 같이, 제2 롤러베어링(143)의 내륜(143b)과 외륜(143a) 사이에 정해진 단차(0.8~1mm)와 내륜(143b)의 깊이를 확인하면서 본 발명자가 개발한 단차지그(900)를 사용하여 압입한다.

상기 단차지그(900)는 전동기 쪽 제2 롤러베어링(143) 외륜(143a)을 냉각한 후 기어박스에 끼운 상태에서 제2 롤러베어링 외륜과 내륜(143b) 간에 단차(2~3mm)가 발생하도록 임시 조립하는 지그로서, 실제 내륜(143b)과 외륜(143a) 사이의 기준 단차(0.8~1mm)를 만족시키기 위한 준비과정의 임시 조립용 단차지그이다.

단차지그(900)는 상기 2-3mm의 단차에 대응하는 단차(911)가 형성된 플랜지형 타격부(910)와 플랜지형 타격부(910)로부터 길게 신장되어 작업자가 파지할 수 있고 망치의 타격이 직접 가해지는 원통형 가격부(920)를 포함한다.

단차지그(900)는 타격부(910)의 접촉면을 제2 롤러베어링(143)의 외륜(143a)에 대고 가격부(920)를 망치로 타격함으로써, 외륜(143a)이 비틀려 삽입되지 않도록 하면서 외륜(143a)과 내륜(143b) 사이의 단차가 2~3mm 정도 되도록 외륜(143a)을 삽입한다.

단차지그(900)를 사용치 않을 경우, 상기 외륜(143a)이 비틀려 삽입됨으로서 이런 이상 비틀림으로 인해 제2 롤러베어링(143)의 이상 마모 및 파손의 원인이 될 수 있고, 기준단차(0.8~1mm) 보다 더 깊게 삽입될 경우 베어링 구동시 고열에 의한 베어링 파손을 유발할 수 있다.

다음에, 전동기 쪽에서 라비린스디스크(220)를 조립하고(도29 참조), 실링재를 도포한 후에, 내측의 라비린스링(144b)을 가열(140℃)하여 압입하고(도30 참조), 다시 실링제 등을 도포한 후에 라비린스커버(190)를 조립하고(도31 참조), 도5와 같이 FEY 링(210)을 외측의 라비린스링(144a)에 조립한 다음에, 도32와 도33에 도시된 바와 같이, 라비린스링 조립지그(1000)를 사용하여 가열(예, 100℃)된 외측의 라비린스링(144a)을 조립 및 밀착시킨다.

도32와 도33에 도시된 바와 같이, 라비린스링 조립지그(1000)는, 가이드링(1010)과 타격통(1020)을 포함한다.

상기 가이드링(1010)은 환형으로서, 도31과 같이 라비린스커버(190)를 완전히 조립한 상태에서, 그 중앙 홀(1011)을 피니언기어(140)의 둘레에 삽입하고 손으로 밀어서 그 내경이 라비린스커버(190)의 턱(191: 도31 참조)에 끼워져 걸리도록 하며, 상기 타격통(1020)의 가이드 역할을 한다.

상기 타격통(1020)은 피니언기어와 가이드링(1010) 사이의 공간에 삽입하여 망치로 타격함으로써, 외측 라비린스링(144a)이 내측 라비린스링(144b)에 밀착되도록 하는 통형 부재로서, 피니언기어(140)와 가이드링(1010) 사이의 공간에 삽입되어 라비린스링(144)을 직접 타격하는 원통형 타격부(1021)와 타격부(1021)로부터 길게 신장되어 작업자가 파지할 수 있고 망치의 타격이 직접 가해지는 가격부(1022)를 포함한다.

가이드링(1010)을 사용하지 않고 타격통(1020)만을 사용하여 라비린스링(144)을 타격 밀착시킬 경우, 라비링스링(144)이 비틀려 삽입되고, FEY 링(210)의 파손으로 피니언기어의 구동이 어렵게 될 수 있다.

마지막으로, 도34에 도시된 바와 같이, 라비린스링 조립지그(1000)를 제거하고, 먼지방지캡(230)을 장착한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 피니언기어 조립 방법에 의하면, 차륜과 기어박스의 분리 없이 피니언기어를 기어박스에 조립할 수 있을 뿐만 아니라, 베어링들과 라비린스링을 그 정확한 위치에 견고하고 정밀하게 압입 밀착할 수 있다.

100: 전동철도차량 주행장치
110: 전동기
120: 기어박스
130: 대기어
140: 피니언기어
141: 제1 롤러베어링
142: 볼베어링
143: 제2 롤러베어링
144: 라비린스링
150: 커플링
160: 윤축
170: 차륜
400: 풀링지그
500, 500a, 500b: 분리링
600: 피니언기어 고정지그
700: 베어링밀착지그
800: 풀러지그
900: 단차지그
1000: 라비린스링 조립지그

Claims

전동기(110), 상기 전동기(110)의 회전수를 감속시키는 대기어(130)와 피니언기어(140)를 구비한 기어박스(120), 상기 전동기(110)와 상기 피니언기어(140)를 연결하는 커플링(150), 상기 대기어(130)와 일체로 회전하는 윤축(160), 및 상기 윤축(160)과 일체로 회전하는 차륜(170)을 포함하고, 상기 피니언기어(140)를 상기 차륜(170) 쪽의 제1 롤러베어링(141)과 볼베어링(142) 및 상기 전동기(110) 쪽의 제2 롤러베어링(143)으로 압입하여 상기 기어박스(120)에 회전 가능하게 장착한 전동철도차량 주행장치의 상기 피니언기어(140)를 정비하는 방법에 있어서,
상기 기어박스(120)에 장착된 상태의 상기 피니언기어(140)의 양측으로부터, 상기 차륜(170) 쪽에 있는 제1 롤러베어링(141)과 볼베어링(142) 및 상기 전동기(110) 쪽에 있는 제2 롤러베어링(143)과 라비린스링(144)들을 제외한 부품들을 분리하는 과정;
상기 전동기(110) 쪽에서 외측의 라비린스링(144a)과 내측의 라비린스링(144b)을 분리하는 과정;
상기 피니언기어(140)에서 상기 차륜(170) 쪽으로 상기 제1 롤러베어링(141)의 외륜(141a)을 분리하는 과정;
상기 피니언기어(140)를 상기 전동기(110) 쪽으로 일정거리 강제로 당김으로서, 상기 피니언기어(140)에 압입되어 있는 상기 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)과 상기 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)을 상기 피니언기어(140)에서 상기 차륜(170) 쪽으로 상기 일정거리만큼 이동시키는 과정;
상기 피니언기어(140)를 상기 차륜(170) 쪽으로 원위치 이동시키고, 상기 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)의 내측에 벌어진 틈새(G1)에 제1 분리링(500a)을 삽입한 후에, 상기 피니언기어(140)를 상기 전동기(110) 쪽으로 일정거리 강제로 당김으로써, 상기 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)을 상기 피니언기어(140)에서 상기 차륜(170) 쪽으로 분리하는 과정;
상기 피니언기어(140)를 상기 차륜(170) 쪽으로 원위치 이동시키고, 상기 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b) 내측에 벌어진 틈새(G2)에 제2 분리링(500b)을 삽입한 후에, 다시 상기 피니언기어(140)를 상기 전동기(110) 쪽으로 일정거리 강제로 당김으로써, 상기 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)을 상기 피니언기어(140)에서 상기 차륜(170) 쪽으로 분리하는 과정;
상기 볼베어링(142)의 외륜(142a)을 상기 피니언기어(140)에서 상기 차륜(170) 쪽으로 분리하는 과정;
상기 피니언기어(140)를 상기 전동기(110) 쪽으로 일정거리 강제로 당겨, 라비린스디스크(220)와 상기 제2 롤러베어링(143)의 외륜(143a)을 분리하는 과정;
상기 피니언기어(140)를 상기 기어박스(120)로부터 탈거하는 과정; 및
상기 피니언기어(140)에 남아 있는 상기 볼베어링(142)의 전동기측 내륜(142c)과 상기 제2 롤러베어링(143)의 내륜(143b)을 분리하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법.
제1항에 있어서,
상기 피니언기어(140)의 상기 전동기(110) 쪽으로의 강제 당김에는 풀링지그(400)를 사용하고;
상기 풀링지그(400)는, 상기 전동기(110) 쪽의 피니언기어(140) 둘레의 상기 기어박스(120)에 조립되고 개방된 일측으로 상기 피니언기어(140)가 삽입되는 원통(410), 상기 원통(410)의 타측에 조립되는 유압실린더(420), 일단이 상기 피니언기어(140)의 중앙 나사공(140a)에 결합되고 상기 원통(410)과 상기 유압실린더(420)를 관통하는 나사봉(430), 상기 나사봉(430)의 타단에 삽입된 상태에서 상기 유압실린더(420)의 유압을 받는 가압판(440), 및 상기 나사봉(430)의 타단에 조립되어 상기 가압판(440)을 상기 유압실린더(420)에 밀착시키는 고정너트(450)를 포함하며;
상기 나사봉(430)을 상기 피니언기어(140)의 상기 나사공(140a)에 체결하고, 상기 원통(410)을 상기 나사봉(430)의 둘레에 끼워 상기 기어박스(120)에 조립하고, 상기 유압실린더(420)를 상기 나사봉(430)의 둘레에 끼워 상기 원통(410)에 조립하고, 상기 유압실린더(420)의 밖으로 노출된 상기 나사봉(430)에 상기 가압판(440)을 삽입하고, 상기 나사봉(430)에 상기 고정너트(450)를 체결하여 상기 가압판(440)이 상기 유압실린더(420)에 밀착되도록 한 상태에서, 상기 유압실린더(420)를 작동부(421)가 상기 전동기(110) 쪽으로 진행하도록 작동시켜, 상기 작동부(421)가 상기 가압판(440)을 밀고, 상기 가압판(440)이 상기 고정너트(450)를 밀고, 상기 나사봉(430)을 상기 전동기(110) 쪽으로 밀어서, 상기 나사봉(430)에 구속된 상기 피니언기어(140)가 상기 전동기(110) 쪽으로 당겨지게 하는 것을 특징으로 하는, 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 분리링(500a)과 상기 제2 분리링(500b)은, 각각 상기 틈새(G1)와 상기 틈새(G2)에 대응하는 두께를 가지는, 원형 링의 일부를 이루는 2개의 분리된 호 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법.
전동기(110), 상기 전동기(110)의 회전수를 감속시키는 대기어(130)와 피니언기어(140)를 구비한 기어박스(120), 상기 전동기(110)와 상기 피니언기어(140)를 연결하는 커플링(150), 상기 대기어(130)와 일체로 회전하는 윤축(160), 및 상기 윤축(160)과 일체로 회전하는 차륜(170)을 포함하고, 상기 피니언기어(140)를 상기 차륜(170) 쪽의 제1 롤러베어링(141)과 볼베어링(142) 및 상기 전동기(110) 쪽의 제2 롤러베어링(143)으로 압입하여 상기 기어박스(120)에 회전 가능하게 장착한 전동철도차량 주행장치의 상기 피니언기어(140)를 정비하는 방법에 있어서,
상기 제2 롤러베어링(143)의 내륜(143b)과 상기 볼베어링(142)의 전동기측 내륜(142c)을 가열하여 상기 피니언기어(140)에 삽입 및 냉각시켜 압착 및 밀착 시키는 과정;
상기 볼베어링(142)의 외륜(142a)을 상기 차륜(170) 쪽에서 상기 기어박스(120)에 장착하는 과정;
상기 피니언기어(140)를 상기 전동기(110) 쪽에서 상기 기어박스(120)에 삽입하는 과정;
상기 피니언기어(140)를 상기 전동기(110) 쪽에서 상기 기어박스(120)에 임시 고정시킨 상태에서, 가열한 상기 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)과 상기 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)을 상기 차륜(170) 쪽에서 상기 피니언기어(140)에 압입 및 밀착시키는 과정;
상기 차륜(170) 쪽에 베어링 앤드 플레이트(200)를 조립하고, 상기 피니언기어(140)와 그 둘레의 상기 기어박스(120) 사이의 틈새가 균일하게 유지하도록 하는 상태로, 상기 피니언기어(140)를 상기 전동기(110) 쪽으로 강제로 당겨 상기 피니언기어(140)를 상기 기어박스(120)의 정위치에 고정시키는 과정;
상기 볼베어링(142)의 장착 깊이와 상기 제1 롤러베어링(141)의 외륜(141a)의 깊이를 조정한 후에, 상기 제1 롤러베어링(141)의 외륜(141a)을 베어링커버(180)와 함께 상기 차륜(170) 쪽에서 조립하는 과정;
상기 전동기(110) 쪽의 상기 피니언기어(140)에 냉동한 상기 제2 롤러베어링(143)의 외륜(143a)을 압입하여 정위치에 조립하는 과정; 및
라비린스링(144)들을 가열하고 상기 전동기(110) 측의 상기 피니언기어(140)에 삽입 및 냉각하여 밀착시키는 과정:
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법.
제4항에 있어서,
상기 피니언기어(140)의 상기 전동기(110) 쪽에서의 상기 기어박스(120)에의 임시고정에는 피니언기어 고정지그(600)를 사용하고;
상기 피니언기어 고정지그(600)는, 상기 피니언기어(140)가 꼭 맞게 끼워지는 홀(601)이 중앙에 형성되어 있고 상기 기어박스(120)에 꼭 맞게 끼워지는 링 형상인 것을 특징으로 하는, 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)과 상기 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)의 밀착에는 베어링밀착지그(700)를 사용하고;
상기 베어링밀착지그(700)는, 차륜 쪽에서 상기 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)에 안착되는 단차진 돌기(711)가 형성된 상하로 길게 신장된 제1 지지판(710), 상기 제1 지지판(710)에 대응하여 상하로 길게 신장되어 있는 제2 지지판(720), 상기 제1 지지판(710)과 상기 제2 지지판(720)의 상하에 각각 너트(731)로 체결된 한쌍의 나사봉(730), 및 상기 제2 지지판(720)에 형성된 안착홈(721)에 저면이 체결되고 그 작동부(741)가 상기 피니언기어(140)를 상기 전동기(110) 측에서 가압하는 유압실린더(740)를 포함하고;
상기 나사봉(730)의 상기 너트(731)의 체결 위치를 조절하여, 상기 제1 지지판(710)의 상기 돌기(711)를 상기 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)에 안착하고, 상기 유압실린더(740)의 저면은 상기 제2 지지판(720)의 안착홈(721)에 체결하고, 상기 유압실린더(740)의 작동부(741)를 상기 피니언기어(140)의 상기 전동기 쪽 끝단에 접하게 한 상태에서, 상기 작동부(741)가 상기 피니언기어(140)를 가압하도록 함으로써, 상기 제1 롤러베어링(141)의 내륜(141b)과 상기 볼베어링(142)의 차륜측 내륜(142b)이 서로 밀착되는 것을 특징으로 하는, 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 피니언기어(140)를 상기 기어박스(120)의 정위치에 고정시키는 과정에는 풀러지그(800)를 사용하고;
상기 풀러지그(800)는, 상기 전동기(110) 쪽의 상기 피니언기어(140) 둘레의 상기 기어박스(120)에 조립되고 개방된 일측으로 상기 피니언기어(140)가 삽입되는 원통(810), 일단이 상기 피니언기어(140)의 중앙 나사공(140a)에 결합되고 상기 원통(810)을 관통하는 나사봉(830), 상기 나사봉(830)의 타단에 삽입된 상태에서 상기 원통(810)을 가압하는 가압판(840), 및 상기 나사봉(830)의 타단에 조립되어 상기 가압판(840)을 상기 원통(810)에 밀착시키는 고정너트(850)를 포함하고;
상기 나사봉(830)을 상기 피니언기어(140)의 상기 나사공(140a)에 체결하고, 상기 원통(810)을 상기 나사봉(830)의 둘레에 끼워 그 일단을 상기 기어박스(120)에 조립하고, 상기 원통(810)의 타단을 통해 돌출된 상기 나사봉(830)에 상기 가압판(840)을 삽입하고, 상기 나사봉(830)에 상기 고정너트(850)를 가볍게 체결한 상태에서, 상기 볼베어링(142)과 그 둘레의 상기 기어박스(120) 사이의 틈새에 두께게이지(801)들을 일정 간격으로 장착하고, 상기 고정너트(850)를 조여 상기 피니언기어(140)를 상기 전동기(110) 쪽으로 당김으로써, 상기 피니언기어(140)를 정위치에 고정하는 것을 특징으로 하는, 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 라비린스링(144)들을 밀착시키는 과정에는 가이드링(1010)과 타격통(1020)을 포함하는 라비린스링 조립지그(1000)를 사용하고;
상기 가이드링(1010)은, 상기 피니언기어(140)가 삽입되는 홀(1011)이 중앙에 형성된 링 형상의 부재이고, 상기 피니언기어(140)에 삽입된 상태에서 라비린스커버(190)의 턱(191)에 걸리고, 상기 타격통(1020)의 가이드 작용을 하며;
상기 타격통(1020)은, 상기 피니언기어(140)와 상기 가이드링(1010) 사이의 공간에 삽입하여 가격함으로써, 상기 라비린스링(144a)이 내측 라비린스링(144b)에 밀착되도록 하는 통형상의 부재인 것을 특징으로 하는, 전동철도차량 주행장치의 피니언기어 정비방법.