KR101901070B1 - Radial thrust measuring test apparatus - Google Patents

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KR101901070B1
KR101901070B1 KR1020170120462A KR20170120462A KR101901070B1 KR 101901070 B1 KR101901070 B1 KR 101901070B1 KR 1020170120462 A KR1020170120462 A KR 1020170120462A KR 20170120462 A KR20170120462 A KR 20170120462A KR 101901070 B1 KR101901070 B1 KR 101901070B1
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magnetic body
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thrust
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KR1020170120462A
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안인수
김영준
조용
박노현
김현석
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한국수자원공사
주식회사 금성이앤씨
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    • G01L5/12—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring axial thrust in a rotary shaft, e.g. of propulsion plants
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Abstract

According to one embodiment of the present invention, provided is a radial thrust measurement test apparatus, which comprises: a disk-shaped flange; a disk-shaped disk located on a concentric axis with the flange and coupled to the flange in the axial direction; a ring-shaped magnetic body formed on the outer circumferential surface of the disk and having a magnetic property; a rotary member formed in the direction of one surface of the flange; a thrust apply unit coupled to the flange, located in close contact with one side surface of the outer circumferential surface of the magnetic body, and including an electromagnet for applying thrust to the magnetic body to have mutual attraction with the magnetic body; a housing having the rotary member and having a cylindrical shape to have the concentric axis with the rotary member; and a bearing unit filling a space between the housing and the rotary member and allowing the space to be filled with operating fluids to float the rotary member.

Description

반경방향 추력 측정 시험장치{RADIAL THRUST MEASURING TEST APPARATUS}[0001] RADIAL THRUST MEASURING TEST APPARATUS [0002]

본 발명은 반경방향 추력 측정 시험장치에 관한 것이다.The present invention relates to a radial thrust measurement test apparatus.

수력 발전은 수차(water turbine)의 회전에 의하여, 수차의 회전축과 연결된 발전기를 통해 전기를 생산하는 발전 방식이다. 물의 낙차에 의하여 물이 수차를 통해 흐르면, 수차의 블레이드를 통해 수차가 회전하게 되어 수차와 연결된 회전자와 회전자를 에워싸고 있는 고정자로 이루어진 발전기가 전기를 생산하게 된다. 수차의 종류로는 용도에 따라 카플란 수차, 프란시스 수차, 펠톤 수차 등이 사용되고 있다.Hydroelectric power generation is a power generation system that generates electricity through a generator connected to the axis of rotation of a water turbine by rotation of a water turbine. When the water flows through the aberration due to the drop of water, the aberration is rotated through the blades of the aberration, and the generator composed of the rotor connected to the aberration and the stator surrounding the rotor produces electricity. As a kind of aberration, Kaplan aberration, Francis aberration, Pelton aberration, and the like are used depending on the use.

수력 발전을 위한 수차를 바로 제작하여 사용하게 되면, 설계했을 때와 다른 효율 또는 출력이 발생할 가능성이 있다. 따라서 실물 수차를 제작하기 전에 먼저 모델 수차를 제작하여 시험함으로써, 실물 수차에서 발생할 수 있는 오차발생요인을 먼저 파악하고 교정하는 과정이 필수적이다. 모델 수차의 성능을 시험함으로써 수차발전기의 효율, 출력, 캐비테이션(cavitation), 수류안정화, 압력맥동 등을 예측할 수 있다.If a water turbine for hydroelectric power generation is used immediately, there is a possibility that a different efficiency or output may be generated. Therefore, it is essential that the process of correcting and correcting the errors that may occur in the aberration aberration is done by fabricating and testing the model aberration before making the aberration. By testing the performance of the model aberration, efficiency, power, cavitation, water flow stabilization, and pressure pulsation of the aberration generator can be predicted.

한편, IEC 60193(유압 터빈, 저장 펌프 및 펌프 터빈 - 모델 인수 시험)은 모델 수차의 성능 시험에 대한 국제규격을 명시하고 있다. 이 때, 모델 수차의 성능 시험에 사용되는 정압베어링은 0.05 N·m 내지 0.5 N·m의 민감도 범위를 가지도록 제한하고 있다.On the other hand, IEC 60193 (Hydraulic Turbine, Storage Pump and Pump Turbine - Model Acquisition Test) specifies international standards for performance testing of model aberrations. At this time, the static bearing used in the performance test of the model aberration is limited to have a sensitivity range of 0.05 N · m to 0.5 N · m.

KRKR 10-2006-005842610-2006-0058426 AA

본 발명의 일실시예에 따른 목적은, 반경방향으로 추력을 인가하기 위한 수단으로 전자석을 이용함으로써, 추력을 인가하는 전자서과 인가하는 추력을 받는 회전부재 사이에 마찰저항이 발생하지 않도록 함과 동시에, 전기적으로 정밀한 하중을 인가할 수 있는 반경방향 추력 측정 시험장치를 제공하기 위한 것이다.An object of an embodiment of the present invention is to prevent an occurrence of frictional resistance between an electronic circuit for applying a thrust and a rotating member for receiving a thrust applied thereto by using an electromagnet as a means for applying thrust in the radial direction And a radial thrust measurement test apparatus capable of applying an electrically precise load.

본 발명의 일실시예에 따른 반경방향 추력 측정 시험장치는, 원판형의 플랜지, 상기 플랜지와 동심축 상에 위치하며 상기 플랜지와 축방향으로 결합된 원판형의 디스크, 상기 디스크의 외주면에 형성되되 자기적 성질을 가지는 재료로 형성된 링 형태의 자성체, 상기 플랜지의 일면 방향으로 형성된 회전부재, 상기 플랜지에 결합되되, 상기 자성체의 외주면의 일측면에 인접하여 위치하며, 상기 자성체와 상호 인력을 가지도록 상기 자성체에 추력을 인가하는 전자석을 포함하는 추력 인가부, 상기 회전부재가 수용되고, 상기 회전부재와 동심축을 가지도록 원통형으로 형성된 하우징, 및 상기 하우징과 상기 회전부재 사이의 공간을 채우되, 상기 공간은 작동유체로 채워져 상기 회전부재를 부상시키는 베어링부를 포함한다.A radial thrust measurement test apparatus according to an embodiment of the present invention includes a disk-shaped flange, a disk-shaped disk that is disposed on a concentric axis with the flange and is axially coupled with the flange, A magnetic bearing device comprising: a ring-shaped magnetic body formed of a material having magnetic properties; a rotating member formed in a direction of one face of the flange; a flange coupled to the flange and adjacent to one side of an outer circumferential surface of the magnetic body, A thrust applying unit including an electromagnet for applying a thrust to the magnetic body, a housing accommodating the rotating member and formed in a cylindrical shape so as to have a concentric axis with the rotating member, and a space between the housing and the rotating member, The space includes a bearing portion filled with working fluid to float the rotating member.

또한, 상기 자성체는 상기 추력 인가부의 전자석이 발생시키는 자기력에 의해 상기 디스크의 반경방향으로 힘을 인가받고, 상기 전자석에 의해 상기 자성체에 인가되는 자기력은 제어부에 의해 조절된다.The magnetic body is applied with a force in the radial direction of the disk by the magnetic force generated by the electromagnet of the thrust applying unit, and the magnetic force applied to the magnetic body by the electromagnet is adjusted by the control unit.

또한, 상기 디스크는 상기 회전부재를 축으로 하여 회전가능하고, 상기 플랜지는 상기 추력 인가부의 상기 전자석을 고정시키기 위해 상기 플랜지의 일측에 결합된 브레이크를 더 포함하고, 상기 추력 인가부는 상기 전자석의 일측에 상기 전자석이 가하는 반경방향 힘을 측정하기 위한 로드셀, 및 상기 로드셀의 일측에 상기 전자석과 상기 자성체의 거리를 일정하게 유지시키기 위한 스프링을 더 포함하며, 상기 플랜지에 결합되되, 상기 플랜지의 중심을 기준으로 상기 추력 인가부의 상기 전자석과 대칭되는 위치에 형성된 중량부를 더 포함한다.Further, the disk is rotatable about the rotary member, and the flange further includes a brake coupled to one side of the flange to fix the electromagnet of the thrust applying portion, and the thrust applying portion is provided on one side of the electromagnet A load cell for measuring a radial force applied by the electromagnet to the load cell, and a spring for keeping a distance between the electromagnet and the magnetic body constant at one side of the load cell, wherein the spring is coupled to the flange, And a weight portion formed at a position symmetrical to the electromagnet of the thrust applying portion with respect to the reference.

또한, 상기 하우징은 상기 하우징의 반경방향으로 복수 개의 유체분사구를 포함하며, 상기 유체분사구는 오리피스 형상으로 형성된다.Further, the housing includes a plurality of fluid ejection openings in the radial direction of the housing, and the fluid ejection openings are formed in an orifice shape.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may appropriately define the concept of a term in order to best describe its invention The present invention should be construed in accordance with the spirit and scope of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따르면, 종래 무게추를 이용하여 모델 수차의 회전부재에 추력을 인가하는 것을 전자석을 통해 인가함으로써, 더욱 정밀한 측정시험이 가능하다는 이점이 있다.According to an embodiment of the present invention, application of a thrust to a rotational member of a model aberration using a conventional weight is applied through an electromagnet, which enables an advantageous effect that a more precise measurement test can be performed.

또한, 추력 인가부가 자성체의 외주면을 따라 이동 가능하여, 다양한 위치에서 자성체와 접촉하지 않은 상태로 반경방향의 추력을 가하는 것이 가능하다는 이점이 있다.Further, the thrust applying portion is movable along the outer peripheral surface of the magnetic body, and it is possible to apply the thrust in the radial direction without contacting the magnetic body at various positions.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반경방향 추력 측정 시험장치의 일부분에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반경방향 추력 측정 시험장치 중 추력 인가부에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반경방향 추력 측정 시험장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 반경방향 추력 측정 시험장치의 단면도이다.1 is a perspective view of a portion of a radial thrust measurement test apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a thrust applying unit in a radial thrust measurement test apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a radial thrust measurement test apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a radial thrust measurement test apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms "one side," " first, "" first," " second, "and the like are used to distinguish one element from another, no. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 하며, 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

본 발명의 일실시예에 따른 반경방향 추력 측정 시험장치(10)는, 원판형의 플랜지(110), 상기 플랜지(110)와 동심축 상에 위치하며 상기 플랜지(110)와 축방향으로 결합된 원판형의 디스크(120), 상기 디스크(120)의 외주면에 형성되되 자기적 성질을 가지는 재료로 형성된 링 형태의 자성체(160), 상기 플랜지(110)의 일면 방향으로 형성된 회전부재(130), 상기 플랜지(110)에 결합되되, 상기 자성체(160)의 외주면의 일측면에 인접하여 위치하며, 상기 자성체(160)와 상호 인력을 가지도록 상기 자성체(160)에 추력을 인가하는 전자석(210)을 포함하는 추력 인가부(200), 상기 회전부재(130)가 수용되고, 상기 회전부재(130)와 동심축을 가지도록 원통형으로 형성된 하우징(300), 및 상기 하우징(300)과 상기 회전부재(130) 사이의 공간을 채우되, 상기 공간은 작동유체로 채워져 상기 회전부재(130)를 부상시키는 베어링부(500)를 포함한다.A radial thrust measuring and testing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a disk-shaped flange 110, a flange 110 positioned concentrically with the flange 110 and axially coupled with the flange 110 A disk-shaped disk 120, a ring-shaped magnetic body 160 formed on the outer circumferential surface of the disk 120 and made of a material having magnetism, a rotating member 130 formed in one direction of the flange 110, An electromagnet 210 which is coupled to the flange 110 and is adjacent to one side of the outer circumferential surface of the magnetic body 160 and applies a thrust to the magnetic body 160 so as to have mutual attractive force with the magnetic body 160, A housing 300 accommodating the rotating member 130 and formed in a cylindrical shape so as to have a concentric axis with the rotating member 130 and a housing 300 having the housing 300 and the rotating member 130. [ 130), the space being filled with working fluid, And a bearing part 500 for floating the rotating member 130.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반경방향 추력 측정 시험장치(10)의 일부분에 대한 사시도이다.1 is a perspective view of a portion of a radial thrust measurement test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 원판형의 플랜지(110)가 형성된다. 플랜지(110)는 다른 부재들을 플랜지(110) 일면 또는 타면으로 결합하기 위한 베이스 판의 역할을 한다. 또한, 플랜지(110)의 일면에는 원판형의 디스크(120)가 결합된다. 원판형의 디스크(120)는 일방향으로 회전력(토크)을 받으면 회전 가능하도록 형성된다. 원판형의 디스크(120)는 플랜지(110)와의 관계에서 같은 중심(동심)을 가지도록 형성될 수 있다. 한편, 디스크(120)의 외주면에는 링 형태의 형상을 가진 자성체(160)가 형성되고, 자성체(160)는 자기적 성질을 가지는 재료로 구성된다. 자성체(160)를 구성하는 자기적 성질을 가지는 재료로는 상자성체 또는 강자성체를 사용할 수 있으며, 자성체(160)의 재료로 스테인리스 스틸이 사용될 수 있다. 다만 이는 예시적인 것이며, 상자성체 또는 강자성체에 해당하는 어떠한 재료로도 본 발명의 자성체(160)를 구성할 수 있다. 또한, 플랜지(110)의 일면 방향으로는 회전부재(130)가 형성된다. 회전부재(130)는 플랜지(110)와 같은 중심(동심)을 가지도록 형성될 수 있다. 한편, 회전부재(130)는 디스크(120)가 형성된 방향의 반대 방향으로 형성된다.As shown in FIG. 1, a disk-shaped flange 110 is formed first. The flange 110 serves as a base plate for coupling the other members to one side or the other side of the flange 110. In addition, a disk 120 is coupled to one surface of the flange 110. The disc-shaped disc 120 is rotatable when it receives a rotational force (torque) in one direction. The disc 120 may be formed to have the same center (concentricity) in relation to the flange 110. [ On the other hand, a magnetic substance 160 having a ring shape is formed on the outer circumferential surface of the disk 120, and the magnetic substance 160 is made of a material having magnetic properties. As the material having magnetic properties constituting the magnetic body 160, a paramagnetic material or a ferromagnetic material can be used, and as the material of the magnetic material 160, stainless steel can be used. However, this is an example, and any material corresponding to a paramagnetic material or a ferromagnetic material can constitute the magnetic material 160 of the present invention. In addition, the rotation member 130 is formed in one direction of the flange 110. The rotating member 130 may be formed to have the same center (concentric) with the flange 110. Meanwhile, the rotary member 130 is formed in a direction opposite to the direction in which the disk 120 is formed.

또한, 추력 인가부(200)가 플랜지(110)에 결합되면서 자성체(160)의 외주면의 일측면에 인접하여 형성된다. 추력 인가부(200)는 전자석(210)을 포함한다. 추력 인가부(200)의 전자석(210)은 자성체(160)와 반응하여 추력 인가부(200)의 전자석(210)과 자성체(160)가 서로 인력을 가지도록 할 수 있다. 추력 인가부(200)의 전자석(210)을 사용하여 자성체(160)에 자기력을 인가, 전자석(210)과 자성체(160)가 서로 인력을 가지도록 함으로써 종래의 무게추를 이용하여 추력을 인가하는 방법에 비해 정밀한 측정시험을 수행하기에 용이한 이점이 있다. 또한, 추력 인가부(200)의 전자석(210)은 자성체(160)와 접촉하지 않으면서 자성체(160)에 반경방향 추력을 인가할 수 있으므로 회전부재(130)에 이에 따른 마찰 저항이 발생하지 않는 이점이 있다.The thrust applying unit 200 is formed adjacent to one side of the outer circumferential surface of the magnetic body 160 while being coupled to the flange 110. The thrust applying unit 200 includes an electromagnet 210. The electromagnets 210 of the thrust applying unit 200 may react with the magnetic bodies 160 so that the electromagnets 210 and the magnetic bodies 160 of the thrust applying unit 200 may have attractive forces. A magnetic force is applied to the magnetic body 160 using the electromagnet 210 of the thrust applying unit 200 so that the electromagnet 210 and the magnetic body 160 are attracted to each other, There is an advantage that it is easy to perform a precise measurement test as compared with the method. The electromagnet 210 of the thrust applying unit 200 can apply a radial thrust to the magnetic body 160 without contacting the magnetic body 160 so that the frictional resistance is not generated in the rotating member 130 There is an advantage.

한편, 추력 인가부(200)는 자성체(160)의 외주면을 따라 회전하면서 그 위치가 변경될 수 있다. 추력 인가부(200)의 위치를 조정할 수 있으므로 다양한 방향으로 자성체(160)에 추력을 가할 수 있다. 따라서 모델 시험에 있어서 실제 수차에서 발생할 수 있는 다양한 상황들에 대해 시험할 수 있다는 이점이 있다.Meanwhile, the thrust applying unit 200 may be rotated while rotating along the outer circumferential surface of the magnetic body 160. Since the position of the thrust applying unit 200 can be adjusted, thrust can be applied to the magnetic body 160 in various directions. Therefore, there is an advantage of being able to test various situations that may occur in actual aberrations in model tests.

또한, 회전부재(130)는 회전부재(130)의 둘레를 감싸도록 하우징(300)에 수용된다. 하우징(300)은 회전부재(130)의 일부를 수용하며, 하우징(300)의 외반경은 회전부재(130)의 반경보다 크게 형성된다. 따라서 하우징(300)과 회전부재(130) 사이에 이격된 공간을 형성한다. 이로써 하우징(300)은 예상하지 못한 외부환경변화로부터 회전부재(130)를 보호하는 역할을 한다.The rotary member 130 is accommodated in the housing 300 so as to surround the rotary member 130. The housing 300 receives a part of the rotating member 130 and the outer radius of the housing 300 is formed to be larger than the radius of the rotating member 130. Thus forming a spaced space between the housing 300 and the rotary member 130. [ Thus, the housing 300 protects the rotating member 130 from an unexpected external environment change.

또한, 하우징(300)과 회전부재(130) 사이에 이격된 공간에는 회전부재(130)를 부상시키도록 베어링부(500)가 형성된다. 베어링부(500)는 회전부재(130)를 부상시킬 뿐만 아니라, 회전부재(130)의 회전에 따른 마찰 및 마모를 방지한다. 베어링부(500)는 작동유체로 채워질 수 있고, 작동유체는 회전부재(130)가 하우징(300)에 수용된 부분의 둘레를 에워싼다.A bearing part 500 is formed in the space between the housing 300 and the rotary member 130 to float the rotary member 130. The bearing portion 500 not only floats the rotating member 130 but also prevents friction and wear caused by the rotation of the rotating member 130. The bearing portion 500 can be filled with working fluid and the working fluid surrounds the periphery of the portion where the rotating member 130 is housed in the housing 300.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반경방향 추력 측정 시험장치(10) 중 추력 인가부(200)에 대한 사시도이다.2 is a perspective view of the thrust applying unit 200 of the radial thrust measuring and testing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.

한편, 자성체(160)는 추력 인가부(200)의 전자석(210)이 발생시키는 자기력에 의해 디스크(120)의 반경방향으로 힘을 인가받고, 전자석(210)에 의해 자성체(160)에 인가되는 자기력은 제어부에 의해 조절된다. 추력 인가부(200)의 전자석(210)은 제어부와 전기적으로 연결되어 자기력의 세기를 조절할 수 있다. 따라서, 종래 무게추를 이용하여 회전부재(130)에 추력을 인가하는 것에 비하여 더욱 정밀한 힘을 인가하는 것이 가능하며, 하나의 전자석(210)으로 다양한 크기의 힘을 인가하는 것이 가능하여 측정시험과정을 단순화하는 이점이 있다.The magnetic body 160 receives a force in the radial direction of the disk 120 by the magnetic force generated by the electromagnet 210 of the thrust applying unit 200 and is applied to the magnetic body 160 by the electromagnet 210 The magnetic force is controlled by the control unit. The electromagnet 210 of the thrust applying unit 200 is electrically connected to the control unit to adjust the intensity of the magnetic force. Accordingly, it is possible to apply a more precise force to the rotary member 130 than to apply the thrust to the rotary member 130 using the conventional weight, and it is possible to apply a force of various sizes to one electromagnet 210, There is an advantage to simplify.

또한, 플랜지(110)는 회전부재(130)를 축으로 하여 회전가능하고, 플랜지(110)는 추력 인가부(200)의 전자석(210)을 고정시키기 위해 플랜지(110)의 일측에 결합된 브레이크(140)를 더 포함하고, 추력 인가부(200)는 전자석(210)의 일측에 전자석(210)이 가하는 반경방향 힘을 측정하기 위한 로드셀(220), 및 로드셀(220)의 일측에 전자석(210)과 자성체(160)의 거리를 일정하게 유지시키기 위한 스프링(230)을 더 포함하며, 플랜지(110)에 결합되되, 플랜지(110)의 중심을 기준으로 추력 인가부(200)의 전자석(210)과 대칭되는 위치에 형성된 중량부(150)를 더 포함한다.The flange 110 is rotatable with the rotary member 130 as an axis and the flange 110 is connected to one side of the flange 110 to fix the electromagnet 210 of the thrust applying unit 200. [ The thrust applying unit 200 further includes a load cell 220 for measuring a radial force applied by the electromagnet 210 to one side of the electromagnet 210 and an electromagnet And a spring 230 for maintaining a constant distance between the magnetic body 160 and the magnetic body 160. The spring 230 is coupled to the flange 110 and is connected to the electromagnet of the thrust applying unit 200 And a weight portion 150 formed at a position symmetrical to the center portion 210.

도 2에 도시된 추력 인가부(200)를 참조하면, 전자석(210)의 일측에 전자석(210)이 가하는 자기력, 즉 반경방향 힘을 측정하기 위한 센서인 로드셀(220)이 형성된다. 또한, 로드셀(220)의 일면에는 자성체(160)와의 거리를 일정하게 유지하기 위한 스프링(230)이 형성된다. 로드셀(220)과 자성체(160)와의 거리가 전자석(210)이 자성체(160)에 가하는 힘에 따라 유동적으로 변화하게 되면 자성체(160)에 가해지는 자기력의 정밀한 측정이 어렵기 때문에, 이에 따른 시험의 오차가 발생하는 것을 방지하기 위해 그 거리를 스프링(230)으로 일정하게 조정한다.Referring to the thrust applying unit 200 shown in FIG. 2, a load cell 220 is formed on one side of the electromagnet 210, which is a sensor for measuring a magnetic force applied by the electromagnet 210, that is, a radial force. A spring 230 is formed on one surface of the load cell 220 to maintain a constant distance from the magnetic body 160. It is difficult to precisely measure the magnetic force applied to the magnetic substance 160 when the distance between the load cell 220 and the magnetic substance 160 changes due to the force applied to the magnetic substance 160 by the electromagnet 210. Therefore, The distance is adjusted by the spring 230 to be constant.

한편, 도 1을 참조하면, 플랜지(110)의 일측에는 브레이크(140)가 형성된다. 추력 인가부(200)는 자성체(160)의 외주면을 따라 360˚ 회전이 가능한데, 이 때 추력 인가부(200)를 원하는 지점에 고정하기 위해 브레이크(140)를 형성함으로써 자성체(160)에 추력을 인가하는 중에 또는 로드셀(220)이 추력을 측정하는 중에 추력 인가부(200)가 회전하는 것을 방지한다.Referring to FIG. 1, a brake 140 is formed on one side of the flange 110. The thrust applying unit 200 can rotate 360 degrees along the outer circumferential surface of the magnetic body 160. At this time, by forming the brakes 140 to fix the thrust applying unit 200 at a desired position, thrust is applied to the magnetic body 160 Thereby preventing the thrust applying unit 200 from rotating during application or while the load cell 220 measures the thrust.

또한, 플랜지(110)의 중심을 기준으로 추력 인가부(200)와 대칭되는 위치에 중량부(150)가 형성된다. 중량부(150)는 추력 인가부(200)와 동일한 무게를 가진다. 중량부(150)는 추력 인가부(200)가 회전하여 중량부(150)와 추력 인가부(200)가 지면과 수평을 이룰 때, 추력 인가부(200)의 무게에 의해 디스크(120) 및 회전부재(130)가 토크를 받는 것을 방지한다. 이러한 토크가 발생하는 것을 방지함으로써, 중량부(150)는 시험에 영향을 미칠 수 있는 불필요한 요소를 배제할 수 있고, 시험의 신뢰성을 확보하는 역할을 한다.The weight portion 150 is formed at a position symmetrical to the thrust applying portion 200 with respect to the center of the flange 110. The weight portion 150 has the same weight as the thrust applying portion 200. The weight portion 150 is formed by the weight of the thrust applying portion 200 when the weight applying portion 200 rotates and the weight portion 150 and the thrust applying portion 200 are horizontal with respect to the ground. Thereby preventing the rotating member 130 from receiving torque. By preventing such torque from occurring, the weight portion 150 can eliminate unnecessary elements that may affect the test, and plays a role in ensuring the reliability of the test.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 반경방향 추력 측정 시험장치(10)의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 플랜지(110)의 일면 상에 디스크(120)와 자성체(160)가 위치하고, 자성체(160)의 외주면의 일측면에 인접하도록 추력 인가부(200)가 형성된다. 한편, 플랜지(110)에 디스크(120) 및 자성체(160)가 결합된 면과 대향되는 면에 회전부재(130)가 결합되고, 회전부재(130)는 하우징(300)에 의해 둘레 부분이 에워싸인다. 또한, 회전부재(130)와 하우징(300) 사이의 공간에는 베어링부(500)가 형성되어 작동유체로 채워진다. 작동유체는 회전부재(130)의 둘레 부분을 에워싸면서 회전부재(130)의 회전에 의해 발생할 수 있는 마모 또는 마찰을 방지한다.4 is a cross-sectional view of a radial thrust measurement test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. 4, the disk 120 and the magnetic body 160 are positioned on one side of the flange 110 and the thrust applying unit 200 is formed adjacent to one side of the outer circumferential surface of the magnetic body 160. A rotating member 130 is coupled to a surface of the flange 110 opposed to the surface to which the disk 120 and the magnetic body 160 are coupled and the circumferential portion of the rotating member 130 is surrounded by the housing 300 It is wrapped. In addition, a bearing portion 500 is formed in the space between the rotary member 130 and the housing 300 to be filled with working fluid. The working fluid surrounds the circumferential portion of the rotating member 130 to prevent wear or friction that may be caused by rotation of the rotating member 130.

한편, 베어링부(500)의 작동유체는 오리피스 형상으로 형성된 복수 개의 유체분사구(400)를 통해 분사된다. 복수 개의 유체분사구(400)는 외부로부터 작동유체의 분사를 위해 하우징(300)의 반경방향에 위치한다. 유체분사구(400)는 유체유입구(410) 및 유체유출구(420)로 구분될 수 있으며, 유체유입구(410)는 하우징(300) 외부로부터 베어링부(500)로 작동유체가 유입되는 부분, 유체유출구(420)는 베어링부(500)로부터 외부로 작동유체가 유출되는 부분이다. 도 4에는 2개의 유체유입구(410)와 2개의 유체유출구(420)가 하우징(300)에 형성된 것으로 도시되었으나, 반드시 이에 한정되는 것이 아니며 하우징(300)의 옆면을 따라 복수개의 유체유입구(410) 및 유체유출구(420)를 가지는 유체분사구(400)가 형성될 수 있다. 작동유체는 각 유체유입구(410)에서 동일한 압력으로 분사되도록 제어될 수 있다. 한편, 베어링부(500)에는 복수 개의 차압계(미도시)가 형성되어 있어 각 지점에서의 압력차를 측정한다.On the other hand, the working fluid of the bearing part 500 is injected through a plurality of fluid injection ports 400 formed in an orifice shape. A plurality of fluid ejection openings (400) are located radially of the housing (300) for ejecting working fluid from the outside. The fluid injection port 400 may be divided into a fluid inlet 410 and a fluid outlet 420. The fluid inlet 410 may include a portion into which the working fluid flows from the outside of the housing 300 to the bearing portion 500, (420) is a portion through which the working fluid flows out from the bearing portion (500). Although two fluid inlets 410 and two fluid outlets 420 are illustrated in FIG. 4 as being formed in the housing 300, a plurality of fluid inlets 410 are formed along the side surface of the housing 300, And a fluid outlet 400 having a fluid outlet 420 may be formed. The working fluid can be controlled to be injected at the same pressure at each fluid inlet 410. On the other hand, a plurality of differential pressure gauges (not shown) are formed in the bearing part 500 to measure a pressure difference at each point.

상기와 같이 차압계에서 측정된 베어링부(500) 내부에서의 압력차와, 로드셀(220)에서 측정된 추력 인가부(200)의 전자석(210)으로부터 가해진 자기력을 측정하여 서로 대응시킴으로써, 실제 수차에서 발생할 수 있는 반경방향의 추력을 미리 예측할 수 있고, 이에 따라 압력차가 감소되도록 보정을 수행하여 원하는 민감도를 얻을 수 있도록 할 수 있다.By measuring the pressure difference inside the bearing part 500 measured by the differential pressure meter and the magnetic force applied from the electromagnet 210 of the thrust applying part 200 measured by the load cell 220 and correlating them with each other, The radial thrust that can be generated can be predicted in advance, and correction can be performed so that the pressure difference is reduced, so that the desired sensitivity can be obtained.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 반경방향 추력 측정 시험장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the scope of the appended claims. It will be apparent that modifications and improvements can be made by those skilled in the art.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

10 : 반경방향 추력 측정 시험장치
110 : 플랜지
120 : 디스크
130 : 회전부재
140 : 브레이크
150 : 중량부
160 : 자성체
200 : 추력 인가부
210 : 전자석
220 : 로드셀
230 : 스프링
300 : 하우징
400 : 유체분사구
410 : 유체유입구
420 : 유체유출구
500 : 베어링부10: Radial thrust measurement test equipment
110: Flange
120: disk
130: Rotating member
140: Break
150: weight part
160: magnetic substance
200: thrust application part
210: electromagnet
220: Load cell
230: spring
300: housing
400: fluid nozzle
410: fluid inlet
420: fluid outlet
500: bearing part

Claims (4)

원판형의 플랜지;
상기 플랜지와 동심축 상에 위치하며 상기 플랜지와 일면 축방향으로 결합되어 상기 플랜지와 상대운동하는 원판형의 디스크;
상기 디스크의 외주면에 형성되되 자기적 성질을 가지는 재료로 형성된 링 형태의 자성체;
상기 플랜지로부터 상기 디스크가 형성된 방향의 반대 방향으로 형성되며, 상기 원판형의 디스크의 일면과 결합된 회전부재;
상기 자성체와 상호 인력을 가지도록 상기 자성체에 추력을 인가하는 전자석, 상기 전자석의 일측에 상기 전자석이 가하는 반경방향 힘을 측정하기 위한 로드셀, 및 상기 로드셀의 일측에 상기 전자석과 상기 자성체의 거리를 일정하게 유지시키기 위한 스프링을 포함하고, 상기 플랜지에 결합되되 상기 자성체의 외주면의 일측면에 인접하여 위치하여 상기 자성체의 외주면을 따라 360° 회전 가능하도록 형성되는 추력 인가부;
상기 플랜지의 일면 상에 결합되며, 상기 추력 인가부의 상기 전자석을 고정시키는 브레이크;
상기 플랜지의 일측에 결합되며, 상기 플랜지의 중심을 기준으로 상기 추력 인가부와 대칭되는 위치에 형성된 중량부;
상기 회전부재가 수용되고, 상기 회전부재와 동심축을 가지도록 원통형으로 형성된 하우징; 및
상기 하우징과 상기 회전부재 사이의 공간을 채우되, 상기 공간은 작동유체로 채워져 상기 회전부재를 부상시키는 베어링부;를 포함하는 반경방향 추력 측정 시험장치.Disk type flange;
A disc-shaped disc which is positioned on a concentric axis with the flange and is coupled with the flange in one axial direction and relative to the flange;
A ring-shaped magnetic body formed on the outer circumferential surface of the disk and formed of a material having magnetic properties;
A rotating member which is formed in a direction opposite to a direction in which the disk is formed from the flange, and which is engaged with one surface of the disk-shaped disk;
A load cell for measuring a radial force applied by the electromagnet to one side of the electromagnet; and a load cell for measuring a distance between the electromagnet and the magnetic body at one side of the load cell, A thrust applying unit coupled to the flange and positioned to be adjacent to a side surface of the outer circumferential surface of the magnetic body and rotatable through 360 ° along an outer circumferential surface of the magnetic body;
A brake coupled to one surface of the flange and fixing the electromagnet of the thrust applying unit;
A weight portion coupled to one side of the flange and formed at a position symmetrical to the thrust applying portion with respect to a center of the flange;
A housing accommodating the rotary member and formed in a cylindrical shape so as to have a concentric axis with the rotary member; And
And a bearing portion that fills a space between the housing and the rotating member, the space being filled with working fluid to float the rotating member. 청구항 1에 있어서
상기 자성체는 상기 추력 인가부의 전자석이 발생시키는 자기력에 의해 상기 디스크의 반경방향으로 힘을 인가받고,
상기 전자석에 의해 상기 자성체에 인가되는 자기력은 제어부에 의해 조절되는 반경방향 추력 측정 시험장치.Claim 1
Wherein the magnetic body is subjected to a force in a radial direction of the disk by a magnetic force generated by an electromagnet of the thrust applying unit,
Wherein the magnetic force applied to the magnetic body by the electromagnet is controlled by a control unit. 삭제delete 청구항 1에 있어서
상기 하우징은 상기 하우징의 반경방향으로 복수 개의 유체분사구를 포함하며, 상기 유체분사구는 오리피스 형상으로 형성된 반경방향 추력 측정 시험장치.Claim 1
Wherein the housing includes a plurality of fluid ejection openings in the radial direction of the housing, and the fluid ejection openings are formed in an orifice shape.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102151226B1 (en) * 2019-10-29 2020-09-02 서한산업(주) Jig module for multi-axis strength evaluation test of vehicle brake disc specimen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102109416A (en) 2010-12-15 2011-06-29 西安理工大学 Non-contact electromagnetic loading device for high speed electric spindle
CN102169054A (en) * 2011-01-06 2011-08-31 西安理工大学 Cutting force analog loading and testing device for high-speed electric spindle
CN102374933A (en) 2010-07-07 2012-03-14 阿尔斯通运输股份有限公司 Apparatus For Testing The Influence Of Leakage Currents On The Lifespan Of Electric Drive Bearings
CN105784094A (en) 2016-03-07 2016-07-20 洛阳轴研科技股份有限公司 Vibration noise measurement instrument for tapered bore cylindrical roller bearing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102374933A (en) 2010-07-07 2012-03-14 阿尔斯通运输股份有限公司 Apparatus For Testing The Influence Of Leakage Currents On The Lifespan Of Electric Drive Bearings
CN102109416A (en) 2010-12-15 2011-06-29 西安理工大学 Non-contact electromagnetic loading device for high speed electric spindle
CN102169054A (en) * 2011-01-06 2011-08-31 西安理工大学 Cutting force analog loading and testing device for high-speed electric spindle
CN105784094A (en) 2016-03-07 2016-07-20 洛阳轴研科技股份有限公司 Vibration noise measurement instrument for tapered bore cylindrical roller bearing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102151226B1 (en) * 2019-10-29 2020-09-02 서한산업(주) Jig module for multi-axis strength evaluation test of vehicle brake disc specimen

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