KR102157871B1 - 베어링 이탈 검출장치 - Google Patents

Abstract

베어링 이탈 검출장치를 개시한다. 본 실시 예에 의한 베어링 이탈 검출장치는 스트립의 저장을 위해 레일을 왕복 주행하는 복수개의 루퍼대차 각각에 구비된 베어링 이탈 검출장치에 있어서, 베어링 이탈에 의한 루퍼대차의 기울어짐을 감지하고 기울어짐 신호를 송출하는 기울기 센서부, 상술한 기울어짐 신호를 기초로 하여 상술한 복수개의 루퍼대차 중 상술한 베어링 이탈이 발생한 루퍼대차를 결정하고, 상술한 루퍼대차의 이상 신호를 출력하는 제어부 및 상술한 루퍼대차의 이상 신호에 따라 상술한 베어링의 이탈상태를 표시하는 표시부를 포함한다.

Description

베어링 이탈 검출장치{APPARATUS FOR DETECTING SEPARATION OF BEARING}

본 발명은 베어링 이탈 검출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 루퍼 대차 이동시 수평을 유지해주는 베어링의 이탈여부를 감지할 수 있는 베어링 이탈 검출장치에 관한 것이다.

통상, 제철소에서 사용되는 루퍼설비는 스트립을 걸어서 당길 수 있는 롤을 탑재한 루퍼대차를 구비함으로써, 연속적으로 진행되는 소둔 산세공정에서 스트립의 저장 및 재공급을 위해 정해진 레일 위에서 와이어윈치로 스트립의 텐션을 유지시키면서 저장과 공급에 따라 왕복 운행된다. 루퍼대차의 하단부에는 이동 시 수평을 유지시켜주는 베어링이 구비되고, 베어링의 정상적인 작동 상태를 점검하기 위해서는 주기적으로 루퍼설비에 일정 인원이 접근하여 일일이 정비하는 수고가 동반되어야 한다.

만약 베어링이 이탈된 후 점검의 적기를 놓친 상황에서 스트립이 진행되게 되면, 루퍼대차가 한쪽으로 기울어진 상태에서 스트립 측면이 설비 프레임과 접촉하게 되고, 이에 스트립의 손상 및 설비의 파손이 발생될 수 있다는 문제점이 존재한다. 또한, 베어링 이탈되면 레일 상에서 주행이 불가하게 되므로 복수개의 루퍼대차 간 상호 충돌이 발생되어 파손될 수 있다는 위험이 존재한다.

따라서, 베어링의 상태를 주기적인 육안 점검에 의지하기보다는 베어링의 상태를 원격에서 감지함으로써 베어링의 이탈을 적시에 인지할 수 있는 기술적 방안이 요구된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2003-0010913호(2003. 02. 06. 공개)

본 실시 예는 스트립의 손상 위험을 최소화할 수 있는 베어링 이탈 검출장치를 제공하고자 한다.

본 실시 예는 루퍼설비의 파손을 방지할 수 있는 베어링 이탈 검출장치를 제공하고자 한다.

본 실시 예는 루퍼대차에 구비된 베어링의 이탈여부를 상시 감지할 수 있는 베어링 이탈 검출장치를 제공하고자 한다.

본 실시 예는 루퍼대차 간 충돌하는 설비 사고를 방지할 수 있는 베어링 이탈 검출장치를 제공하고자 한다.

본 실시 예는 루퍼대차의 수평을 유지시킬 수 있는 베어링 이탈 검출장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 스트립의 저장을 위해 레일을 왕복 주행하는 복수개의 루퍼대차 각각에 구비된 베어링 이탈 검출장치에 있어서, 베어링 이탈에 의한 루퍼대차의 기울어짐을 감지하고 기울어짐 신호를 송출하는 기울기 센서부, 상기 기울어짐 신호를 기초로 하여 상기 복수개의 루퍼대차 중 상기 베어링 이탈이 발생한 루퍼대차를 결정하고, 상기 루퍼대차의 이상 신호를 출력하는 제어부 및 상기 루퍼대차의 이상 신호에 따라 상기 베어링의 이탈상태를 표시하는 표시부를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 기울기 센서부는 상기 루퍼대차의 중심부에 배치되어, 상기 루퍼대차의 중심축선이 초기 위치로부터 기울어진 각도 변위값을 검출하여 제공될 수 있다.

상기 제어부는 상기 각도 변위값이 임계값을 초과하면 상기 루퍼대차의 운행을 정지하고, 상기 각도 변위값이 상기 임계값을 넘지 않으면 상기 루퍼대차의 운행속도를 저감시켜 제공될 수 있다.

상기 베어링의 하단부에 배치되어, 상기 베어링을 감지하고 신호를 송출하는 근접 센서부 및 상기 베어링의 축에 배치되어, 상기 근접 센서부로부터 송출된 신호를 기초로 상기 레일을 향해 신축 운동하도록 마련된 실린더를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 제어부는 상기 기울어짐 신호를 입력 받고, 상기 베어링 이탈에 의해 상기 기울어짐이 발생한 루퍼대차를 결정하는 입력부와, 상기 입력부에서 결정된 상기 루퍼대차의 이상 신호를 상기 표시부로 출력하는 출력부를 포함하여 제공될 수 있다.

각각의 기울기 센서부로부터 수신된 기울어짐 신호를 수렴하여 상기 제어부로 송출하는 수신부를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 수신부에 마련되어, 상기 기울기 센서부가 송출한 기울어짐 신호를 무선으로 수신하는 안테나를 더 포함하여 제공될 수 있다.

상기 수신부와 제어부를 연결하여, 상기 수신부에 의해 수렴된 기울어짐 신호를 상기 제어부에 전송하는 케이블을 더 포함하여 제공될 수 있다.

본 실시 예에 의한 베어링 이탈 검출장치는 스트립의 손상 위험을 최소화할 수 있다.

본 실시 예에 의한 베어링 이탈 검출장치는 루퍼설비의 파손을 방지할 수 있다.

본 실시 예에 의한 베어링 이탈 검출장치는 루퍼대차에 구비된 베어링의 이탈여부를 상시 감지할 수 있다.

본 실시 예에 의한 베어링 이탈 검출장치는 루퍼대차 간 충돌하는 설비 사고를 방지할 수 있다.

본 실시 예에 의한 베어링 이탈 검출장치는 루퍼대차의 수평을 유지시킬 수 있다.

도 1은 본 실시 예에 의한 베어링 이탈 검출장치가 루퍼대차에 마련된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 실시 예에 의한 베어링 이탈 시 루퍼대차의 기울어짐을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 의한 베어링 이탈 검출장치의 제어블럭도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 실시 예에 의한 루퍼대차의 수평을 조절하기 위한 실린더 동작을 나타낸 도면이다.

이하에서는 본 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이며, 여기서 제시한 것으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 실시 예에 의한 베어링 이탈 검출장치가 루퍼대차(1)에 마련된 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 실시 예에 의한 베어링(7) 이탈 시 루퍼대차(1)의 기울어짐을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 실시예에 의한 베어링 이탈 검출장치의 제어블럭도이다.

통상, 제철소에서 사용되는 루퍼대차(1)는 스트립(15)을 걸어서 당길 수 있는 롤(2)을 탑재한 대차로서, 연속적으로 진행되는 스트립(15)의 저장 및 재공급을 위해 일정한 길이로 정해진 레일(13) 위에서 와이어윈치로 스트립(15)의 텐션을 유지시키면서 저장과 공급에 따라 왕복운행되는 설비이다. 이러한 루퍼대차(1)는 도 1 및 도 2의 도시와 같이, 대차의 하단면에 다수의 주행휠(17)이 고정되고, 상기 주행휠(17)은 레일(13)을 따라 활주되도록 구성되며, 주행휠(17)의 궤도이탈을 극소화시키기 위해 주행휠(17)의 인접 측에는 상기 레일(13)을 양 측면에서 접촉 지지하는 한 쌍의 베어링(7)이 부설된 구성으로 이루어진다.

본 실시 예에 의한 베어링 이탈 검출장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 루퍼대차(1)에 배치되어 루퍼대차(1)의 기울어짐을 감지하는 기울기 센서부(3)와, 기울기 센서부(3)로부터 송출된 신호를 바탕으로 루퍼대차(1)의 이상 신호를 출력하여 전송하는 제어부(10)와, 운전자에게 루퍼대차(1)에 구비된 베어링(7)의 이탈상태를 표시하는 표시부(11)를 포함한다. 이 때, 베어링 이탈 검출장치는 각각의 기울기 센서부(3)로부터 송출된 신호를 수렴하는 수신부(6)와, 수신부(6)에 마련되어 기울기 센서부(3)가 송출한 기울어짐 신호를 무선으로 수신하는 안테나(12)와, 수신부(6)에 의해 수렴된 신호를 제어부(10)에 전송하는 케이블을 더 포함할 수 있다.

기울기 센서부(3)는 복수개의 루퍼대차(1) 각각에 마련되어, 베어링(7)의 이탈에 의해 발생하는 루퍼대차(1)의 기울어짐을 감지하여 기울어짐 신호로서 송출한다. 여기서, 기울기 센서부(3)는 배터리(4)에 의해 구동될 수 있다. 보다 구체적으로, 기울기 센서부(3)는 예를 들어, 루퍼대차(1)의 중심부에 배치될 수 있다. 이 때, 루퍼대차(1)의 기울어짐은 루퍼대차(1)의 중심축선이 초기 위치로부터 기울어진 각도 변위값(α°)으로 검출될 수 있고, 이를 신호로서 송출할 수 있다.

제어부(10)는 상술한 기울어짐 신호를 기초로 기울어짐이 발생한 루퍼대차(1)를 검출하고, 해당 루퍼대차(1)에 구비된 베어링(7)이 이탈됨으로써 변위 이상이 존재한다는 이상 신호를 출력하여 전송할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(10)는 기울어짐 신호를 입력하고, 입력된 신호를 처리하여 기울어짐이 발생한 루퍼대차(1)를 결정하는 입력부(8)와, 입력부(8)에서 결정된 루퍼대차(1)의 각도변위가 발생하였다는 이상 신호를 표시부(11)로 출력하는 출력부(9)를 포함할 수 있다. 제어부(10)는, 예를 들어, 프로그래머블 로직 컨트롤러(이하, PLC)일 수 있다. PLC는 프로그램 가능한 논리적인 컨트롤러이다. PLC는 일반적으로 컴퓨터와 같은 역할을 하는데, 센서부에서 오는 신호를 받아서 내부에 프로그램 된 내용대로 처리한 이후에 처리된 신호를 후술할 표시부(11)로 출력할 수 있다.

수신부(6)는 각각의 기울기 센서부(3)로부터 송출된 기울어짐 신호를 수신하여 기울어짐 신호를 종합하여 수렴하도록 마련된다. 이 때, 안테나(12)는 수신부(6)의 일측에 마련되어 기울기 센서부(3)로부터 송출된 기울어짐 신호를 무선으로 수신할 수 있다. 수신부(6)에 의해 수렴된 기울어짐 신호는 케이블에 의해 제어부(10)의 입력부(8)로 전송될 수 있다. 즉, 수신부(6)에 의해 수렴된 기울어짐 신호가 상기 케이블을 통해 제어부(10)의 입력부(8)로 전송될 수 있다.

표시부(11)는 제어부(10)의 출력부(9)로부터 전송되어 온 루퍼대차(1)의 이상 신호에 따라, 운전자에게 해당 루퍼대차(1)에 구비된 베어링(7)의 이탈상태를 표시하도록 마련된다. 전술한 바와 같이 제어부(10)가 PLC일 경우, 표시부(11)는, 예를 들어, PLC를 모니터링하고, 그 제어를 쉽게 하기 위한 휴먼 머신 인터페이스(이하, HMI)일 수 있다. HMI는 PLC를 통해 출력된 결과 데이터를 수신하고, 이에 기초하여 수행된 연산을 표시 가능한 테이터로 변환하여 디스플레이할 수 있다. 한편, 표시부(11)는 어느 하나의 출력 수단에 한정되지 않는다. 즉, 베어링(7)의 이탈상태를 운전자에게 시각화하여 표시해줄 수만 있다면, PDP, LCD, OLED와 같은 형태의 발광체이거나, 상술한 이탈상태를 문자, 이미지, 숫자, 특수문자 중 적어도 하나의 형태로 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 상에 표시하거나, 진동소자, 스피커 등의 다양한 출력수단으로 형성되는 경우에도 동일하게 이해되어야 할 것이다.

본 실시 예에 의한 베어링 이탈 검출장치는 각각의 베어링(7)의 하단부에 배치되는 근접 센서부(3')와, 베어링(7)의 축에 배치되어 지지되는 실린더(18)를 더 포함할 수 있다.

근접 센서부(3')는 각각의 베어링(7) 하단부에 배치되어 소정거리 이내에 존재하는 베어링(7)을 감지할 수 있다. 실린더(18)는 베어링(7)의 축에 설치되되, 레일(13)과 베어링(7) 축 사이의 공간에 배치되어, 근접 센서부(3')로부터 송출된 신호를 기초로 하여 레일(13)을 향해 신축 운동하도록 마련된다.

이하에서는 본 실시 예에 의한 베어링 이탈 검출장치의 작동에 대해 설명한다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 스트립(15)의 일시 저장을 위해 레일(13)을 왕복 주행하는 복수개의 루퍼대차(1) 각각에 복수개의 베어링(7)이 구비되고, 해당 베어링(7) 이탈 시 루퍼대차(1)는 일정 각도 이상 기울어지게 된다. 기울기 센서부(3)는 배터리(4)에 의해 구동되어 상술한 루퍼대차(1)의 기울어짐을 감지하고 신호를 송출하며, 루퍼대차(1)의 중심축선이 초기 위치로부터 기울어진 각도 변위값(α°)을 검출할 수 있다.

제어부(10)는 입력부(8)에 전송된 상술한 신호를 기초로 하여 기울어짐이 발생한 루퍼대차(1)를 검출하고, 출력부(9)에 의해 해당 루퍼대차(1)의 변위에 이상이 발생했다는 이상 신호를 표시부(11)에 출력하도록 마련된다. 본 실시 예에 의한 베어링 이탈 검출장치가 수신부(6)를 추가적으로 포함할 수 있다. 수신부(6)는 기울기 센서부(3)로부터 송출된 신호를 복수개의 루퍼대차(1) 별로 수렴하게 된다. 이 때, 안테나(12)는 수신부(6)의 일측에 마련되어, 기울기 센서부(3)로부터 송출된 기울어짐 신호를 무선으로 수신할 수 있다. 이후, 수신부(6)에 의해 수렴된 신호들은 케이블을 통해 제어부(10)의 입력부(8)로 전송될 수 있다.

한편, 만약 기울기 센서부(3)에 의해 검출된 각도 변위값(α°)이 소정의 임계값을 초과할 경우 제어부(10)는 루퍼대차(1)의 운행을 중단하고, 해당 각도 변위값(α°)이 검출된 루퍼대차(1)의 변위 이상이 발생했다는 신호를 표시부(11)에 전송하게 된다. 검출된 각도 변위값(α°)이 소정의 임계값 미만일 경우 제어부(10)는 루퍼대차(1)의 운행속도를 저감시키면서, 해당 각도 변위값(α°)이 검출된 루퍼대차(1)에 일정 정도의 변위 변동이 발생했다는 신호를 표시부(11)에 전송하게 된다. 이로써 표시부(11)가 작동되면, 운전자는 특정 루퍼대차(1)의 베어링(7) 이탈 상태를 정확하게 확인할 수 있다. 즉, 운전자는 베어링(7)의 이탈 및 이에 따라 루퍼대차(1)의 기울어짐이 발생하는 즉시 그 상황을 원격으로 인지할 수 있게 된다.

도 4a 내지 도 4c는 본 실시 예에 의한 루퍼대차(1)를 수평화시키기 위한 실린더(18) 동작을 나타낸 도면이다.

근접 센서부(3')는 각각의 베어링(7) 하단부에 배치되어 소정거리 이내에 존재하는 베어링(7)을 감지할 수 있다. 즉, 소정시간 동안 근접 센서부(3')로부터 베어링(7)이 감지되지 않으면, 제어부(10)는 해당 베어링(7)이 루퍼대차(1)로부터 이탈된 것으로 판단하고 루퍼대차(1)의 운행을 중단한다. 이 때, 제어부(10)는 실린더(18)를 작동시켜 루퍼대차(1)의 수평을 조절한다. 보다 구체적으로, 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 실린더(18)는 베어링(7)의 축에 설치되되, 레일(13)과 베어링(7) 축 사이의 공간에 배치되고, 근접 센서부(3')로부터 송출된 신호를 기초로 하여 레일(13)을 향해 신축 운동하도록 마련된다. 즉, 근접 센서부(3')가 소정시간 동안 베어링(7)이 감지되지 않았다는 신호를 송출하게 되면, 해당 베어링(7)의 축에 설치된 실린더(18)가 레일(13)을 향해 신장 운동한다. 이후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 레일(13)을 향해 신장된 실린더(18)는 레일(13)의 측면을 가압하고 레일(13)에 의해 지지됨으로써, 루퍼대차(1)를 회전시켜 루퍼대차(1)의 수평을 조정할 수 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1: 루퍼대차
2: 롤
3: 기울기 센서부
3': 근접 센서부
4: 배터리
6: 수신부
7: 베어링
8: 입력부
9: 출력부
10: 제어부
11: 표시부
12: 안테나
13: 레일
15: 스트립
17: 주행휠
18: 실린더

Claims (8)

1. 스트립의 저장을 위해 레일을 왕복 주행하는 복수개의 루퍼대차 각각에 구비된 베어링 이탈 검출장치에 있어서,
   베어링 이탈에 의한 루퍼대차의 기울어짐을 감지하고 기울어짐 신호를 송출하는 기울기 센서부;
   상기 기울어짐 신호를 기초로 하여 상기 복수개의 루퍼대차 중 상기 베어링 이탈이 발생한 루퍼대차를 결정하고, 상기 루퍼대차의 이상 신호를 출력하는 제어부; 및
   상기 루퍼대차의 이상 신호에 따라 상기 베어링의 이탈상태를 표시하는 표시부;
   상기 베어링의 하단부에 배치되어, 상기 베어링을 감지하고 신호를 송출하는 근접 센서부; 및
   상기 베어링의 축에 배치되어, 상기 근접 센서부로부터 송출된 신호를 기초로 상기 레일을 향해 신축 운동하도록 마련된 실린더;를 포함하는 베어링 이탈 검출장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기울기 센서부는
   상기 루퍼대차의 중심부에 배치되어, 상기 루퍼대차의 중심축선이 초기 위치로부터 기울어진 각도 변위값을 검출하는 베어링 이탈 검출장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 각도 변위값이 임계값을 초과하면 상기 루퍼대차의 운행을 정지하고, 상기 각도 변위값이 상기 임계값을 넘지 않으면 상기 루퍼대차의 운행속도를 저감시키는 베어링 이탈 검출장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 기울어짐 신호를 입력 받고, 상기 베어링 이탈에 의해 상기 기울어짐이 발생한 루퍼대차를 결정하는 입력부와,
   상기 입력부에서 결정된 상기 루퍼대차의 이상 신호를 상기 표시부로 출력하는 출력부를 포함하는 베어링 이탈 검출장치.
6. 제1항에 있어서,
   각각의 기울기 센서부로부터 수신된 기울어짐 신호를 수렴하여 상기 제어부로 송출하는 수신부;를 더 포함하는 베어링 이탈 검출장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 수신부에 마련되어, 상기 기울기 센서부가 송출한 기울어짐 신호를 무선으로 수신하는 안테나;를 더 포함하는 베어링 이탈 검출장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 수신부와 제어부를 연결하여, 상기 수신부에 의해 수렴된 기울어짐 신호를 상기 제어부에 전송하는 케이블;을 더 포함하는 베어링 이탈 검출장치.
   

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