KR101950754B1

KR101950754B1 - 복합 적층구조를 통해 고하중 운영이 가능한 조선해양플랜트 및 건설 기계에 사용되는 슬라이딩 베어링

Info

Publication number: KR101950754B1
Application number: KR1020170159802A
Authority: KR
Inventors: 유준일; 이시훈; 남견욱
Original assignee: (주)유디엠
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2019-02-21

Abstract

본 발명은 조선해양플랜트 장비 및 건설 기계 등의 높은 하중 조건, 잦은 하중 조건의 변동, 불충분한 윤활 조건 등의 가혹한 구동 환경에서 탁월한 효과를 발휘 할 수 있는 슬라이딩 베어링에 관한 것으로, 복합소재를 권취하여 내부에 공간부가 구비되는 원통형으로 형성되는 외부 활주 지지층, 각각 개별적으로 권취된 복합소재이며 상기 외부 활주 지지층 공간부에 삽입되는 내부 활주 지지층을 포함한다.

Description

복합 적층구조를 통해 고하중 운영이 가능한 조선해양플랜트 및 건설 기계에 사용되는 슬라이딩 베어링{Sliding Bearing including Complex Layer}

본 발명은 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조선해양플랜트 장비 및 건설 기계 등의 높은 하중 조건, 잦은 하중 조건의 변동, 불충분한 윤활 조건 등의 가혹한 구동 환경에서 탁월한 효과를 발휘 할 수 있는 슬라이딩 베어링에 관한 것이다.

일반적으로 베어링은 핀 또는 샤프트와 마찰력을 포함하여 운동하는데, 베어링의 핀 또는 샤프트 지지층(이하 활주층)에 고체윤활제를 매립하거나 비철합금, 세라믹, 합성수지 복합재 등의 라이닝층 또는 코팅층을 형성한 기계 요소로, 주로 회전형 산업 기계, 금형의 가이드 포스트, 건설기계의 각 관절부 등에서 장치의 지지부 또는 슬라이딩부 등으로 사용되며, 그 형태 및 기능에 따라 부시형(원통형, 반원통형)과 평판형으로 나누어 진다.

특히, 고 하중용 조선해양플랜트 장비와 건설기계의 관절부는 구동 시 1.8Mpa ~ 120Mpa의 면압조건하에서 구동되어지며 구동 속도의 경우 0.2 cm/sec ~ 10 cm/sec로 큰 편차의 구동 조건을 가진다. 또한 일률적인 구동 하중과 구동 속도를 가지지 못하고 작업 환경에 따라 지속적으로 변화한다.

이러한 베어링에 금속지지층에 금속 또는 비금속 또는 고분자 활주층을 형성하는데 있어서 단일 재질로 된 활주층을 형성하기도 하지만 지지하는 구조체의 형상 및 재질, 활주에 따른 동적, 정적 압력 등에 따라 이종간의 물질로 형성된 복수의 층으로 형성하여 주기도 한다.

또한 단일의 물질로 형성하여 주는 경우에도 경우에 따라서는 단일 물질이 여러 층으로 형성된 형태로 형성하여 주기도 한다.

복합적이며 가혹한 구동 조건 하에서의 내구성 확보 및 소음 감소를 위해 윤활유 및 그리스를 사용하여 윤활 특성을 향상시키고 있으며 외부 불순물의 포집, 내구수명의 향상, 정비 주기의 확대, 윤활유 및 그리스의 보충 기간의 확장 등을 위해 활주층에 다양한 형태에 기공, 그루브(groove) 또는 홈(dimple)을 형성하여 사용해오고 있다.

하지만 베어링의 활주층이 정하중, 동하중, 경계윤활 조건 등에 대해 충분한 지지 능력이 없을 시 활주층 표면의 섬유 기지재가 끊어지거나 서로 분리되는 현상이 발생하여 물리적 특성이 현저히 감소된다.

한국공개특허 10-2008-0012242(베어링 부재용 활주층)

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 활주층의 하중 지지능력, 편하중에 대한 수용 능력, 내마모성의 확대, 경계 윤활 조건 하에서의 정특성 또는 정특성의 향상 등을 확보 할 수 있는 베어링을 제공하고자 한다.

즉, 복합소재로 형성되는 베어링의 활주층을 복합 적층구조를 통해 형성하여 주고 복합 적층구조를 상호 연결하여 줌으로서 활주층의 하중 지지능력, 편하중에 대한 수용 능력, 내마모성의 확대, 경계 윤활 조건 하에서의 정특성 또는 정특성의 향상 등을 확보 할 수 있는 베어링을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들에 따른 복합 적층구조를 통해 고하중 운영이 가능한 조선해양플랜트 및 건설기계 슬라이딩 베어링은 복합소재를 권취하여 내부에 공간부가 구비되는 원통형으로 형성되는 외부 활주 지지층, 각각 개별적으로 권취된 복합소재이며 상기 외부 활주 지지층 공간부에 삽입되는 내부 활주 지지층을 포함한다.

본 발명에 의한 끊어지지 않는 복합소재 섬유층을 포함하는 부시 베어링 및 슬라이딩 베어링은 활주층의 하중 지지능력, 편하중에 대한 수용 능력, 내마모성의 확대, 경계 윤활 조건 하에서의 정특성 또는 동특성의 향상 등을 확보 할 수 있다.

즉, 개별적으로 권취된 복합소재를 적층하여 형성하여 줌으로써 일측의 적층된 복합소재가 분리 또는 훼손되어도 각각 개별적으로 권취되어 분리되어 있으므로 일측에서 분리 또는 훼손되어도 타측으로 분리 또는 훼손이 연속되어 일어나는 것을 방지하여 줄 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 복합 적층구조를 통해 고하중 운영이 가능한 조선해양플랜트 및 건설기계 슬라이딩 베어링의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 적층구조를 통해 고하중 운영이 가능한 조선해양플랜트 및 건설기계 슬라이딩 베어링의 구성도이다.
도 3 내지 도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 적층구조를 통해 고하중 운영이 가능한 조선해양플랜트 및 건설기계 슬라이딩 베어링의 구성도이다.

본 발명에 따른 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기 전에, 본 발명은 이하의 상세한 설명 또는 첨부 도면에 도시된 구성에 한정되지 않으며 다양한 방식으로 사용되거나 수행될 수 있다.

또한, 본 명세서에 사용되는 표현이나 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 한정을 위한 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에 사용되는, "장착된", "설치된", "접속된", "연결된", "지지된", "결합된" 등의 표현은, 다른 것을 나타내는 것으로 지시하거나 한정하고 있지 않는 한, 직접적인 그리고 간접적인 장착, 설치, 접속, 연결, 지지, 및 결합을 모두 포함하는 광범위한 표현으로 사용되고 있다. "접속된", "연결된", "결합된"이라고 하는 표현은, 물리적인 또는 기계적인 접속, 연결 또는 결합에 한정되지 않는다.

그리고 본 명세서에서, 상부, 하부, 하향, 상향, 후방, 바닥, 전방, 후부 등과 같이 방향을 나타내는 용어는 도면을 설명하기 위해 사용되고 있지만, 이러한 용어는, 편의를 위해 도면에 대해 상대적인 방향(정상적으로 봤을 때)을 나타내는 것이다. 이러한 방향을 나타내는 용어는, 어떠한 형태로든 본 발명을 그 문자대로 한정하거나 제한하는 것으로 받아들여져서는 안 된다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 "제1", "제2", "제3" 등의 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 상대적인 중요도를 의미하는 것으로 고려되어서는 안 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조로 하여 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 복합 적층구조를 통해 고하중 운영이 가능한 조선해양플랜트 및 건설기계 슬라이딩 베어링(10)(이하 "베어링:이라고 칭한다.)의 단면도로서 본 발명의 실시예들에 따른 베어링(10)은 금속지지층(300), 접착층(200) 및 활주층(100)을 포함한다.

금속지지층(300)은 활주층(100)을 지지하기 위한 층으로 사용자의 선택에 따라 다양한 금속으로 이루어질 수 있으며, 형상도 평판형, 원통형등 다양하게 실시가 가능하다.

접착층(200)은 금속지지층(300)과 활주층(100)을 상호 접착고정하기 위한 부분으로서 접착제를 이용하거나 활주층(100)과 금속지지층(300)를 가압성형하여 주거나 홈부와 같은 별도의 연결부재를 이용하여 줄 수 있다.

다음으로 활주층(100)은 단일의 복합소재로 형성하여 주거나 사용자의 선택에 따라서는 이종간의 복합소재로 형성하여 줄 수 있다.

즉, 본 발명의 제1실시예에 따른 활주층(100)은 복합소재를 권취하여 내부에 공간부가 구비되는 원통형으로 형성되는 외부 활주 지지층(110) 및 각각 개별적으로 권취된 복합소재이며 상기 외부 활주 지지층 공간부에 삽입되는 내부 활주 지지층(120, 122, 124, 126, 130, 132, 140)을 포함하며, 내부 활주 지지층(120, 122, 124, 126, 130, 132, 140)이 포함된 외부 활주 지지층(110)을 압착하여 형성하는데 내부 활 주지지층(120, 122, 124, 126, 130, 132, 140)과 외부 활주 지지층(110)을 서로 다른 이종간의 복합소재로 형성하여 줄 수 있다.

또는 내부 활주 지지층(120, 122, 124, 126, 130, 132, 140)에서 수평방향으로 구비되는 내부 활주 지지층(130, 140, 132)와 수직방향으로 구비되는 내부 활주 지지층(120, 122, 124, 126)을 서로 다른 재질의 복합소재로 형성하여 줄 수 있다.

따라서 본 발명의 제 1실시예에 따른 활주층(100)은 사용자의 실시형태에 따라 수직방향 보강 또는 수평방향 보강등 사용자의 사용 목적에 따라 내부 활주 지지층(120, 122, 124, 126, 130, 132, 140)의 구성을 사용자가 다양하게 실시할 수 있는 이점이 있다.

즉, 가장 많은 하중이 발생하는 중심부 영역(120, 122, 140, 124 ,126)과 베어링(10) 작동에 따라 가장 많은 활주층 분리 및 훼손이 일어나는 가장자리 영역(130, 132)의 소재를 조건에 따라 서로 다른 재질로 형성하여주며 상호간에 각각 개별적으로 구비됨으로써 활주층 분리 및 훼손이 일어나도 이와 같은 분리 및 훼손이 주변영역으로 전파되는 것을 방지하여 줄 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 베어링(10)은 내부 활주 지지층(120, 122, 124, 126, 130, 132, 140)이 포함된 외부 활주 지지층(110) 압착시 각각 개별적으로 권취되어 상기 외부 활주 지지층(110) 공간부에 삽입되는 내부 활주 지지층(120, 122, 124, 126, 130, 132, 140) 또는 내부 활주 지지층(120, 122, 124, 126, 130, 132, 140)과 외부 활주 지지층(110)를 상호 연결시키기 위해 다방향으로 형성된 연결핀(도시하지 않음)이 복수개 구비될 수 있다.

상기 연결핀은 3차원 형태로 연결된 미세구조의 핀 형태로 내부 활주 지지층(120, 122, 124, 126, 130, 132, 140)이 포함된 외부 활주 지지층(110)의 압착시 3차원 구조의 연결핀이 각각 내부 활주 지지층(120, 122, 124, 126, 130, 132, 140)또는 외부 활주 지지층(110)에 삽입되어 내부 활주 지지층(120, 122, 124, 126, 130, 132, 140)또는 외부 활주 지지층(110)을 상호 연결시킨다.

상기 연결핀은 금속 또는 복합소재등 다양한 형태로 실시가능하며 미세 기공구조를 가지며 상기 미세 기공 내부에 오일을 포함하는 형태로 구비될 수 있다.

이와 같이 구비되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 베어링(10)은 일반 적층구조의 베어링과의 압축강도 실험에서 일반 적층구조 베어링은 압축강도가 188Mpa을 나타낸데 반해 본 발명의 제 1실시예에 따른 베어링(10)은 압축강도가 269MPa로 일반 적층구조에 비해 높은 성능을 나타낸 것으로 조사되었다.

이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 베어링(10)에 대하여 도 3내 도 4를 참조로하여 설명하기로 한다.

본 발명의 제 2실시예에 따른 베어링(10)의 활주층(100)은 상기 내부 활주 지지층은 각각 개별적으로 권취된 복합소재를 상호 연결시켜주는 링크 부재(150)를 더 포함한다.

링크 부재(150)는 복합소재로 권취된 원통형 부재로서 이와 같은 링크 부재(150)를 형성하여 준 후 링크 부재(150)에 동일 또는 이종간의 복합소재를 각각 권취하여 내부 활주 지지층(120, 130, 140)을 형성하여 준다.

따라서 본 발명의 제 2실시예에 따른 활주층(100)은 내부에 위치하는 내부 활주 지지층(120, 130 140)이 링크 부재(150)를 통해 상호 연결됨으로써 내부에서 보다 견고히 상호간에 결합되어 물리적 특성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

10: 베어링 100: 활주층 200: 접착층 300: 금속지지층
110:외부 활주 지지층 120, 122, 124, 126, 130, 132, 140: 내부활주 지지층
150:링크 부재

Claims

복합소재를 권취하여 내부에 공간부가 구비되는 원통형으로 형성되는 외부 활주 지지층;
각각 개별적으로 권취된 복합소재이며 상기 외부 활주 지지층 공간부에 삽입되는 내부 활주 지지층;을 포함하며,
상기 내부 활주 지지층이 포함된 외부 활주 지지층을 압착하여 형성하는 복합 적층구조를 통해 고하중 운영이 가능한 조선해양플랜트 및 건설 기계에 사용되는 슬라이딩 베어링.
제 1항에 있어서,
상기 내부 활주 지지층은 서로 다른 소재의 복합소재가 각각 개별적으로 권취된 복합소재이며 상기 외부 활주 지지층의 공간부에 영역별로 구분되어 삽입되는 복합 적층구조를 통해 고하중 운영이 가능한 조선해양플랜트 및 건설 기계에 사용되는 슬라이딩 베어링.
제 1항에 있어서,
상기 내부 활주 지지층은 각각 개별적으로 권취된 복합소재를 상호 연결시켜주는 링크 부재;를 더 포함하는 복합 적층구조를 통해 고하중 운영이 가능한 조선해양플랜트 및 건설 기계에 사용되는 슬라이딩 베어링.
제 3항에 있어서,
상기 링크부재는 원통형으로 권취된 복합소재이며, 상기 내부 활주 지지층은 상기 링크 부재를 중심으로 상하좌우 방향으로 각각 상기 링크부재에 개별적으로 권취되는 복합소재인 복합 적층구조를 통해 고하중 운영이 가능한 조선해양플랜트 및 건설 기계에 사용되는 슬라이딩 베어링.
제 1항에 있어서, 상기 슬라이딩 베어링은,
상기 내부 활주 지지층이 포함된 외부 활주 지지층 압착시 각각 개별적으로 권취되어 상기 외부 활주 지지층 공간부에 삽입되는 내부 활주 지지층 또는 내부 활주 지지층과 외부 활주 지지층를 상호 연결시키기 위해 다방향으로 형성된 연결핀이 복수개 구비되는 복합소재인 복합 적층구조를 통해 고하중 운영이 가능한 조선해양플랜트 및 건설 기계에 사용되는 슬라이딩 베어링.