KR101493740B1 - 수직 권선기의 리프트 장치 - Google Patents

수직 권선기의 리프트 장치 Download PDF

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Abstract

이 발명은 3축 기어 박스의 기어 간 공차 밸런스를 부여하여 3축 간의 하중 밸런스를 유지하면서 대구경 코일을 맨드렐에 권선하여, 힘의 분배 불균형 현상을 해소하여 편 마모 현상을 완화하며 그에 따른 진동과 소음이 현저하게 감소시켜 높아진 권선의 수직도에 의해 변압기 운전 시 소음이나 진동을 줄여 환경적 측면을 만족시키고 변압기 운전 및 작업 효율성을 높이게, 메인 베이스(6)의 3 지점의 측부에 각각 구비되는 스크류 너트(7)에 각각 나사 결합되어, 메인 베이스(6)를 수직 방향으로 상하 왕복이동하게 회전 구동하는 구동 스크류(44)와, 구동 모터(41)의 구동력을 상기 구동 스크류(44)에 전달하도록 상기 구동 스크류(44)에 일 측이 결합되는 구동 샤프트(43)와, 사각 형태를 가지며 두 개의 상기 구동 스크류(44)를 연결하는 중간에서 나머지 구동 스크류(44)를 마주하게 설치되고, 상기 구동 스크류(44)를 마주하지 않는 하나의 측에 상기 구동 모터(41)와 결합되며, 상기 구동 스크류(44)를 마주하는 나머지 세 측에 상기 구동 샤프트(43)의 타 측과 결합되어, 상기 구동 샤프트(43)를 회전 구동시키게 상기 구동 모터(41)의 구동력을 전달하는 3축 기어박스(42)를 포함하는 수직 권선기의 리프트 장치를 제공한다.

Description

수직 권선기의 리프트 장치{Lifting apparatus of vertical winding machine}
이 발명은 수직 권선기의 리프트 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중전기에 사용되는 대구경 코일을 맨드렐에 권선하는 동안 맨드렐을 수직으로 왕복 이동하게 하는 수직 권선기의 리프트 장치에 관한 것이다.
발전소, 변전소에서 전압을 변화시켜 주는 전력 변환기기로서 초고압 변압기 생산라인에는 각 공정별로 생산 설비가 가동되는데, 크게 권선, 철심 적층, 본체 조립, 총 조립, 최종 시험공정을 거친다.
즉, 각동선을 전류가 흐를 수 있도록 원형의 권선기에 감아 권선을 제작하는 권선공정, 롤 타입의 규소강판에 홀을 내어 전기 자속이 발생할 수 있는 자기회로를 구성하는 철심 적층 공정, 적층 완료된 철심에 권선작업이 완료된 권선 코일을 삽입, 조립하여 전기적 메인 회로를 구성하는 본체 조립 공정이 진행되고, 후 공정 단계인 총 조립 공정에서는 본체를 외함 탱크에 넣고 내부 조립을 완료한 후 밀봉, 진공 후 오일을 주입하며, 마지막으로 조립이 완료된 제품이 제대로 된 성능을 발휘하는지 전기적 성질, 절연 성능 등을 확인하고 보증하기 위한 최종 시험공정 단계를 거쳐 변압기가 완성된다.
여기서 초고압 변압기 핵심기술 중 하나인 권선 공정에는, 각동선을 맨드렐에 감는데 있어서 용량이 작은 변압기 생산을 위한 수평권선 방식과 용량이 큰 제품 생산을 위한 수직권선 방식이 있다.
이중에서 수직 권선에서 코일을 수직방향으로 왕복 이동시키는 리프트 장치는, 맨드렐에 코일이 일정하게 권선되도록 턴테이블이 기울어지지 않고 수평상태를 유지하면서 정확하게 수직으로 왕복 이동하는 것이 필수적이다.
이로부터 주된 구동부가 바닥 면에 고정되어 있어 턴테이블에 가해지는 하중이 감소되며 안정적인 구동이 가능하게, 예를 들어 공개실용신안 제2010-0007099호(고안의 명칭 : 권선기 리프트 장치)에서는, 구동 스크류(볼트)가 회전하여 피동하는 스크류 너트가 승강되면서 텐테이블을 상하로 수직 이동하게 고안된 내용이 개시되어 있다.
구체적으로 상기의 고안은, 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 권선 작업 시 맨드렐의 회전과 장력을 제어하는 회전기구와, 상기 회전기구 전체를 수직방향으로 승강하게 하는 승강기구를 포함하고, 직경이 굵은 코일을 맨드렐에 권선 작업을 하는 권선기 리프트 장치에 있어서, 코일을 맨드렐에 가지런히 배열하여 적층하기 위해 메인 베이스(6)를 수직으로 왕복 이송이 가능하도록, 리프팅 모터(10)에서 발생된 동력은 리프팅 모터 풀리(11)와 리프팅 구동 샤프트 풀리(12)에 연결된 벨트를 통해 리프팅 구동 샤프트(13)를 구동시키고, 리프팅 종동 샤프트(14)는 리프팅 구동 샤프트(13)와 연결된 베벨기어박스(15)의 베벨 기어를 통해 동력이 전달되고, 리프팅 구동 샤프트(13)와 연결된 순방향 윔 기어박스(16, 17)와 리프팅 종동 샤프트(14)와 연결된 역방향 윔 기어박스(18)내에 있는 웜기어는 동일한 회전 속도로 회전하며 수직 방향으로 세워진 리프트 측벽(30)의 구동 스크류(20, 21, 22)를 구동시켜, 같은 속도로 작동하는 3개의 구동 스크류(20, 21, 22)에 연결된 스크류 너트(7)와 메인 베이스(6)를 수직 왕복 운동하며, 권선기 리프트 장치의 권선을 위한 맨드렐의 회전기구로서, 턴테이블 구동 모터(5)에 의해 발생된 동력은, 턴테이블 기어박스(4)를 통해 증가되어 턴테이블 기어박스 피니언 기어(8)와 슬루잉 기어(2)를 통해 턴테이블(2)을 회전시킨다.
그러나 상기의 고안에서, 권선 작업 시 맨드렐의 회전과 장력을 제어하는 회전기구 전체를 수직방향으로 승강하게 하는 승강기구는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 3개의 구동 스크류(20, 21, 22)가 동일한 회전 속도를 유지하기 위해 리프팅 구동 샤프트(13)와 리프팅 종동 샤프트(14)를 베벨기어 박스(15)를 통해 연결시켜 메인 베이스(6)를 수직 왕복 이동하게 하므로 힘의 분배 불균형이 발생하게 된다.
즉, 2개의 구동 스크류(20, 21)는 리프팅 구동 샤프트(13)에 연결되어 동일 샤프트 구조로 리프팅 모터(10)와 동조가 가능한 것에 대해, 나머지 하나의 구동 스크류(22)는 리프팅 종동 샤프트(14)에 연결되어 베벨기어 박스(15)를 거치면서 기어의 백 래쉬(back lash) 만큼의 오차가 발생하므로, 구동 스크류(20, 21)와 구동 스크류(22) 간의 동조 편차에 의한 진동과 소음 및 승강에 관련된 부품의 편 마모에 따라 수직으로 상승되지 못하고 기울어지는 현상이 발생할 수 있으며, 이는 맨드렐에 권선되는 코일의 중량이 증가함에 따라 그 정도가 심해져 작업의 지연과 중단에 따른 생산 손실과 유지보수 비용도 증가되는 문제점이 있었다.
특히 기어의 백 래쉬 만큼의 오차와 관련하여, 변압기 권선에 있어서 가장 기본이 되는 수직 권선기와 멘드렐 간의 수직도가 낮을 경우에는 완성된 변압기에서의 진동과 소음이 심하여 환경적 측면을 만족시키지 못하고 변압기 운전 효율성이 낮아지는 문제점이 있었다.
공개실용신안 제2010-0007099호(고안의 명칭 : 권선기 리프트 장치)
이 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 3축 기어 박스의 기어 간 공차 밸런스를 부여하여 3축 간의 하중 밸런스를 유지하면서 구동 스크류를 회전시켜 메인 베이스의 측부에 결합된 너트 스크류와의 나사 결합으로 메인 베이스를 수직으로 상하 이동시키면서 대구경 코일을 맨드렐에 권선하여, 힘의 분배 불균형 현상을 해소하여 편 마모 현상을 완화하며 그에 따른 진동과 소음이 현저하게 감소시켜 높아진 권선의 수직도에 의해 변압기 운전 시 소음이나 진동을 줄여 환경적 측면을 만족시키고 변압기 운전 및 작업 효율성을 높이는 수직 권선기의 리프트 장치의 제공을 목적으로 한다.
상기의 목적을 실현하기 위해 이 발명은, 중전기에 사용되는 대구경 코일을 권선하는 맨드렐(1)이 올려 놓여지는 턴테이블(2)과 상기 턴테이블(2)을 회전시키는 턴테이블 회전수단을 포함하는 회전부분 전체를 지지하면서 수직 방향으로 상하 왕복이동하게 하는 수직 권선기의 리프트 장치에 있어서, 상기 회전부분 전체를 지지하며, 3 지점의 측부에 스크류 너트(7)를 각각 구비하는 메인 베이스(6)와; 상기 스크류 너트(7)에 각각 나사 결합되어, 상기 메인 베이스(6)를 수직 방향으로 상하 왕복이동하게 회전 구동하는 구동 스크류(44); 및, 상기 구동 스크류(44)에 공급하는 회전 구동력을 발생하는 구동 모터(41)와, 상기 구동 모터(41)의 구동력을 상기 구동 스크류(44)에 전달하도록 상기 구동 스크류(44)에 일 측이 결합되는 구동 샤프트(43)와, 사각 형태를 가지며 두 개의 상기 구동 스크류(44)를 연결하는 중간에서 나머지 구동 스크류(44)를 마주하게 설치되고, 상기 구동 스크류(44)를 마주하지 않는 하나의 측에 상기 구동 모터(41)와 결합되며, 상기 구동 스크류(44)를 마주하는 나머지 세 측에 상기 구동 샤프트(43)의 타 측과 결합되어, 상기 구동 샤프트(43)를 회전 구동시키게 상기 구동 모터(41)의 구동력을 전달하는 3축 기어박스(42)를 포함하는 회전 구동력 공급부로 이루어지고, 상기 구동 스크류(44)에 나사 결합된 상기 스크류 너트(7)에 의해 회전부분 전체를 지지하고 있는 상기 메인 베이스(6)가 전체적으로 하중 밸런스를 유지하여 수평의 균형을 이루면서 수직으로 상하 왕복이동을 안정되게 할 수 있게 함을 특징으로 하는 수직 권선기의 리프트 장치를 제공한다.
상기의 구성을 갖는 이 발명의 수직 권선기의 리프트 장치에 의하면, 3축 기어 박스의 기어 간 공차 밸런스를 부여하여 3축 간의 하중 밸런스를 유지하면서 구동 모터의 구동력이 3축 기어 박스를 통해 구동 스크류를 회전시키게 전달하여 측부에 결합된 너트 스크류와의 나사 결합으로 메인 베이스를 수직으로 상하 이동시켜 텐테이블을 안정되게 이동시킴으로써, 대구경 코일을 맨드렐에 권선하는데 있어서 힘의 분배 불균형 현상을 해소하여 편 마모 현상을 완화하고 그에 따른 진동과 소음이 현저하게 감소시켜 높아진 권선의 수직도에 의해 변압기 운전 시 소음이나 진동을 줄여 환경적 측면을 만족시키고 변압기 운전 효율성을 높이는 한편, 작업의 지연과 중단에 따른 생산 손실과 유지보수 비용도 감소시키는 효과가 있게 된다.
도 1은 종래 권선기 리프트 장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 장치에서 측벽을 제거하고 턴테이블 구동 모터의 방향에서 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 장치에서 회전 부분을 제거한 상태의 승강 부분을 나타낸 도면이고,
도 4a 및 도 4b는 이 발명의 실시 예에 따른 리프트 장치를 구비하는 수직 권선기를 나타낸 도면이고,
도 5는 도 4의 장치에서 회전 부분을 제거한 상태의 승강 부분을 나타낸 도면이고,
도 6은 이 발명의 실시 예에 따른 리프트 장치를 구비하는 수직 권선기에 장착된 맨드렐에 코일을 권선하는 상태를 나타낸 도면이다.
이하에서는, 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부하는 도면들을 참조하여 상세하게 설명하는데, 이는 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 이 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 4a 및 도 4b는 이 발명의 실시 예에 따른 리프트 장치를 구비하는 수직 권선기를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 장치에서 회전 부분을 제거한 상태의 승강 부분을 나타낸 도면이다.
이 발명의 실시 예에 따른 리프트 장치를 구비하는 수직 권선기는, 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 중전기에 사용되는 대구경 코일을 권선하는 맨드렐(1)이 올려 놓여지는 턴테이블(2)과, 상기 턴테이블(2)을 회전시키는 턴테이블 회전수단을 포함하는 회전부분과, 상기 회전부분 전체를 지지하면서 수직 방향으로 상하 왕복이동하게 하는 리프트 장치를 포함한다.
상기 회전부분에서, 맨드렐을 올려놓을 수 있는 턴테이블(2)은 중전기에 사용되는 대구경 코일을 권선한 멘드렐의 하중을 충분히 견딜 수 있는 구조를 가지며, 상기 턴테이블(2)을 회전시키는 턴테이블 회전수단은 턴테이블 구동모터(5)에 의해 발생된 동력은 턴테이블 기어박스를 통해 전달되어 턴테이블 기어박스 피니언기어와 슬루잉 기어를 통해 턴테이블(2)을 회전시킨다.
상기 리프트 장치는, 소정 간격을 두고 상부와 하부에 설치되는 상부 프레임과 하부 고정판 사이에, 메인 베이스(6)와, 구동 스크류(44) 그리고 회전 구동력 공급부를 구비하고, 상기 구동 스크류(44)가 회전 가능하게 수직으로 설치되며, 상기 하부 고정판에는 회전 구동력 공급부가 설치된다.
상기 메인 베이스(6)는, 상기 턴테이블(2)과, 상기 턴테이블(2)을 회전시키는 턴테이블 회전수단을 포함하는 회전부분 전체를 지지하며, 측부의 3각 형상 지점에 고정 설치되며 회전 구동하는 구동 스크류(44)와 나사 결합되는 스크류 너트(7)에 의해 수직방향으로 상하 왕복이동한다.
상기 구동 스크류(44)는, 3각 형상을 갖는 위치에 상기 스크류 너트(7)와 각각 나사 결합되어, 상기 메인 베이스(6)를 수직 방향으로 상하 왕복이동하게 회전 구동한다.
상기 회전 구동력 공급부는, 상기 구동 스크류(44)에 공급하는 회전 구동력을 발생하는 구동 모터(41)와, 상기 구동 모터(41)의 구동력을 상기 구동 스크류(44)에 전달하는 구동 샤프트(43)와, 상기 구동 샤프트(43)를 회전 구동시키게 상기 구동 모터(41)의 구동력을 전달하는 3축 기어박스(42)를 포함한다.
상기 구동 모터(41)는, 상기 하부 고정판의 일 측에 고정 설치된다.
상기 구동 샤프트(43)는, 상기 구동 스크류(44)에 일 측이 결합되는데, 상기 구동 모터(41)의 회전 구동력을 중앙에 스크류 나사산을 형성한 웜과, 외주면에 상기 웜과 연결되어 회전하는 웜기어의 조합을 통해 전달받으면서 회전시킬 수 있으며, 상기 3축 기어박스(42)에 타 측이 결합된다.
상기 3축 기어박스(42)는, 사각 형태를 가지며 상기 구동 스크류(44)를 마주하지 않는 하나의 측에 상기 구동 모터(41)와 결합되며, 두 개의 상기 구동 스크류(44)를 연결하는 중간에서 나머지 구동 스크류(44)를 마주하게 설치된다.
그리고 상기 3축 기어 박스의 기어 간 공차 밸런스를 부여하여 3축 간의 하중 밸런스를 유지하면서 구동 모터의 구동력을 3축 기어 박스를 통해 구동 스크류를 회전시키게 전달한다.
이로부터 이 발명의 실시 예에 따른 수직 권선기의 리프트 장치는, 상기 구동 모터(41)에서 발생된 회전 구동력은, 3축 기어박스(42)에서 유지되는 공차 밸런스에 의해, 3개의 구동 샤프트(43)로 구동 스크류(44)를 회전 구동시키는데 있어서, 구동 스크류(44)의 하중 밸런스를 유지하게 한다.
따라서 상기 구동 스크류(44)에 나사 결합된 상기 스크류 너트(7)에 의해 회전부분 전체를 지지하고 있는 메인 베이스(6)가 전체적으로 하중 밸런스를 유지하여 승강 부품의 편마모를 줄일 수 있으며 그에 따른 소음과 진동, 발열 문제도 해결할 수 있게 됨으로써 수평의 균형을 이루면서 수직으로 상하 왕복이동을 안정되게 할 수 있도록 한다.
도 6은 이 발명의 실시 예에 따른 리프트 장치를 구비하는 수직 권선기에 장착된 맨드렐에 코일을 권선하는 상태를 나타낸 도면이다.
이 발명의 실시 예에 따른 리프트 장치를 구비하는 수직 권선기에 장착된 맨드렐에 코일을 권선할 때, 코일의 장력이 낮을 경우에는 권선 후 중심에 있는 맨드릴을 제거하게 되면 권선이 현재 상태를 유지하지 못하고 무너지는 현상이 발생하며, 장력이 높은 상태에서 권선을 하게 되면 코일이 늘어나면서 변압기 코일의 전체 길이는 같더라도 정상적인 적정 범위 내의 장력으로 제조된 변압기의 코일보다 중량이 모자라 변압기의 변압 용량과 직결되는 코일의 용량에 의한 불량 변압기가 제작될 수 있어 이를 방지하도록 장력 조절장치를 전단에 두어 적정 범위 내로의 장력 유지를 통한 변압기의 품질을 확보할 수 있도록 한다.
이 발명은 상기의 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재되는 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하고, 이러한 변형도 이 발명의 범위 내에 포함된다.
1 : 맨드렐 2 : 턴테이블
3 : 슬루잉 기어 4 : 턴테이블 기어박스
5 : 턴테이블 구동 모터 6 : 메인 베이스
7 : 스크류너트
8 : 턴테이블 기어박스 피니언기어 10 : 리프팅 모터
11 : 리프팅 모터 풀리 12 : 리프팅 구동 샤프트 풀리
13 : 리프팅 구동 샤프트 14 : 리프팅 종동 샤프트
15 : 베벨기어박스 16, 17 : 순방향 웜기어 박스
17 : 순방향 웜기어 박스 18 : 역방향 웜기어 박스
20, 21, 22 : 구동 스크류 30 : 리프트측벽
41 : 구동 모터 42 : 3축 기어박스
43 : 구동 샤프트 44 : 구동 스크류

Claims (1)

  1. 중전기에 사용되는 대구경 코일을 권선하는 맨드렐(1)이 올려 놓여지는 턴테이블(2)과 상기 턴테이블(2)을 회전시키는 턴테이블 회전수단을 포함하는 회전부분 전체를 지지하면서 수직 방향으로 상하 왕복이동하게 하는 수직 권선기의 리프트 장치에 있어서,
    상기 회전부분 전체를 지지하며, 3 지점의 측부에 스크류 너트(7)를 각각 구비하는 메인 베이스(6)와;
    상기 스크류 너트(7)에 각각 나사 결합되어, 상기 메인 베이스(6)를 수직 방향으로 상하 왕복이동하게 회전 구동하는 구동 스크류(44); 및,
    상기 구동 스크류(44)에 공급하는 회전 구동력을 발생하는 구동 모터(41)와, 상기 구동 모터(41)의 구동력을 상기 구동 스크류(44)에 전달하도록 상기 구동 스크류(44)에 일 측이 결합되는 구동 샤프트(43)와, 사각 형태를 가지며 두 개의 상기 구동 스크류(44)를 연결하는 중간에서 나머지 구동 스크류(44)를 마주하게 설치되고, 상기 구동 스크류(44)를 마주하지 않는 하나의 측에 상기 구동 모터(41)와 결합되며, 상기 구동 스크류(44)를 마주하는 나머지 세 측에 상기 구동 샤프트(43)의 타 측과 결합되어, 상기 구동 샤프트(43)를 회전 구동시키게 상기 구동 모터(41)의 구동력을 전달하는 3축 기어박스(42)를 포함하는 회전 구동력 공급부로 이루어지고,
    상기 구동 스크류(44)에 나사 결합된 상기 스크류 너트(7)에 의해 회전부분 전체를 지지하고 있는 상기 메인 베이스(6)가 전체적으로 하중 밸런스를 유지하여 수평의 균형을 이루면서 수직으로 상하 왕복이동을 안정되게 할 수 있게 함을 특징으로 하는 수직 권선기의 리프트 장치.
KR20130167472A 2013-12-30 2013-12-30 수직 권선기의 리프트 장치 KR101493740B1 (ko)

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