KR102334918B1

KR102334918B1 - 여자기 로터 축 정렬 검사장치와 이를 이용한 검사방법

Info

Publication number: KR102334918B1
Application number: KR1020200179481A
Authority: KR
Inventors: 김성식; 홍창수
Original assignee: 한전케이피에스 주식회사
Priority date: 2020-12-21
Filing date: 2020-12-21
Publication date: 2021-12-06

Abstract

본 발명은 여자기 로터 축정렬 검사장치와 이를 이용한 검사방법으로서, 상기 검사장치는, 여자기 로터의 곡면과 대응하는 곡면이 형성되어 오목한 상면을 구비한 하부패드와 상기 하부패드의 상면에 대응하는 형상을 구비하고 상기 하부패드의 상면에 연결되며 상기 여자기 로터와 면접할 수 있는 상부패드를 포함한다. 상기 검사방법은, 상기 검사장치를 로터 축에 받치고, 로터를 회전시켜 축 정렬을 확인한다. 본 발명에 따르면, 여자기 로터 축의 체결상태와 베어링 연결부 점검뿐만 아니라 로터 축의 정렬을 검사 가능하여 점검의 정확도와 정밀성이 증대된다.

Description

여자기 로터 축 정렬 검사장치와 이를 이용한 검사방법{Apparatus for inspection of excitor rotor shaft alignment and method thereof}

본 발명은 여자기(Excitor) 로터(Rotor) 축 정렬 검사장치와 검사방법으로서, 보다 상세하게는 발전소 계획예방정비 분해점검시 무브러쉬 정류형 발전기의 여자기 로터 축 건전성 검사가 가능한 검사장치와 검사방법에 관한 것이다.

무브러쉬 정류형 타입의 발전기는 발전기와 여자기로 구성되며, 발전기 로터와 여자기 로터는 커플링 형식으로 볼트 체결된다. 발전소 발전기는 계획예방정비 분해점검 시, 여자기 로터의 일단에 위치한 커플링 체결부와 그 반대측 타단에 위치한 베어링 안착부 검사가 수행되며, 여자기 로터 축과 베어링의 조립상태 및 커플링 체결부의 체결 건전성 등이 점검된다.

하지만, 상기 방식의 점검으로 발전기 로터와 여자기 로터의 조립상태 및 축 정렬 상태를 정밀하게 확인하기 어려우며, 종래에 정확성 있는 점검을 수행하기 위한 적절한 기구와 방법이 부재하다.

등록실용신안 제20-0330707호

따라서 본 발명은 정확도와 신뢰도가 향상된 여자기 로터 축 정렬 검사장치와 이를 이용한 검사방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 여자기 로터 축 정렬 검사장치로서, 여자기 로터의 외주 곡면과 대응하는 곡면이 형성된 오목한 상면을 구비한 하부패드와, 상기 하부패드의 상면을 따라 곡선형으로 형성되어 상기 하부패드의 상면에 연결되고 상기 여자기 로터와 면접할 수 있는 상부패드를 포함하고, 상기 상부패드는, 상면에 상기 여자기 로터의 원주 방향을 따라 윤활홈을 구비하는 것을 일 측면으로 한다.

바람직하게는, 상기 하부패드는, 하면이 볼록한 곡면으로 형성되고, 상기 하면에 상기 여자기 로터의 원주 방향을 따라 와이어홈을 구비한다.

바람직하게는, 상기 하부패드는, 알루미늄 합금 재질로 된다.

또한, 본 발명은 상기 검사장치를 이용한 축 정렬 검사방법으로서, 상기 검사장치의 상부패드가 여자기 로터 축의 하부에 면접하게 위치시키는 제1 단계와, 와이어를 상기 검사장치 하부패드의 와이어홈에 걸고 상기 여자기 로터 축을 인양하는 제2 단계 및 상기 여자기 로터 축이 회전하는 상태에서 다이얼게이지로 런아웃 값을 측정하고, 상기 런아웃 값이 기준 이내인지 확인하는 제3 단계로 이루어진다.

본 발명에 따른 검사장치를 이용하면, 여자기 로터 축 점검의 정확도와 신뢰도가 향상되어, 점검을 통해 발전기의 전반적인 작동 능력을 증대하고, 기기 수명을 연장할 수 있다. 또한, 발전소 내 여러 발전기에 적용 가능하므로 기술의 활용도가 좋다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치의 분해도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치의 사용 상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치의 사용 상태를 로터 축 단면으로 개략 도시한 것이다.

본 발명의 일실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치(이하, ‘검사장치’라고 함)(100)의 정면도이고, 도 2는 검사장치(110)의 측면도이며, 도 3은 검사장치(100)의 평면도이다. 또한, 도 4는 검사장치(100)의 단면도이고, 도 5는 검사장치(100)의 분해도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 검사장치(100)는 하부패드(110)와, 하부패드(110)의 상부에 연결된 상부패드(120)와, 와이어(130)와, 하중측정부(140)와, 다이얼게이지(150)를 포함한다.

하부패드(110)는 여자기 로터 축(이하, ‘축’이라고 함)(10)을 하부에서 받치는 구성으로서, 축(10) 단면의 외주 곡면과 대응하는 곡면이 형성된 오목한 상면을 구비한다. 또한, 하부패드(110)의 하면은 상면이 오목한 것과 대응하여 볼록한 곡면으로 형성되며, 하부패드(110)는 하면에 와이어홈(112)을 구비한다. 또한, 하부패드(110)는 알루미늄 합금 재질로 구성될 수 있다.

하부패드(110)의 형상을 다르게 표현하면, 하부패드(110)는 축(10) 단면의 원주 방향을 따라 소정의 길이로 연장되어 축(10)의 외주면을 감쌀 수 있는 형상을 구비한다. 따라서, 하부패드(110) 상면의 오목한 곡면은 축(10) 단면의 곡률반경에 따라 그에 대응되어 변경될 수 있다.

와이어홈(112)은 하부패드(110)의 하면에 구비되며, 축(10) 단면의 원주 방향 (하부패드(110)의 길이 방향)을 따라 형성된 홈이다. 축(10)의 정렬 검사 시, 와이어홈(112)에 와이어(130)를 걸고 축(10)의 상부에서 와이어(130)를 당겨 축(10)을 인상할 수 있다. 와이어홈(112)은 와이어(130)로 축(10)을 인상할 때, 와이어(130)가 하부패드(110)에서 이탈하는 것을 방지한다.

도 6은 검사장치(100)의 사용 상태를 개략적으로 도시한다. 도 6을 참조하면, 하부패드(110)가 축(10)의 하부를 받치고 있고, 와이어(130)가 하부패드(110)의 와이어홈(112)에 안착된 상태로 축(10)의 하중을 지지한다.

한편, 상부패드(120)는 하부패드(110)의 상면에 대응하는 평판을 구비하고, 하부패드(110)의 상면에 연결된다. 상부패드(120)의 상면은 축(10)의 외주면과 직접 접촉하여 축(10)의 회전 시 마찰이 발생한다.

상부패드(120)는 구리 재질, PE(폴리에틸렌) 또는 Teflon(불소수지) 재질로 구성될 수 있다. 또한, 상부패드(120)는 상면에 축(10) 단면의 원주 방향을 따라 형성된 윤활홈(122)를 포함한다. 윤활홈(122)은 홈의 공간에 윤활유를 구비할 수 있으며, 윤활유에 의해 축(10) 회전 시 축(10)과 상부패드(120)의 마찰이 완화된다. 윤활홈(122)의 폭은 5mm, 깊이는 1mm로 형성될 수 있다.

상부패드(120)와 하부패드(110)는 상호 고정 수단으로서 고정홀(114, 124)을 구비할 수 있다. 상부패드(120)의 고정홀(124)과 하부패드(110)의 고정홀(114)은 서로 대응하는 위치에 형성되며, 상부패드(120)와 하부패드(110)를 연결한 상태로 고정홀(114, 124)에 고정핀(미도시)을 삽입하여 상부패드(120)와 하부패드(110)를 고정할 수 있다. 고정핀은 볼트 나사로 구비될 수 있다. 상부패드(120)의 고정홀(124)과 하부패드(110)의 고정홀(114)은 각각 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 구비될 수 있다. 도 3 및 도 5를 참조하면, 고정홀(114, 124)은 상부패드(120)와 하부패드(110)에 각각 5개가 구비된다. 고정홀(114, 124)은 축(10) 단면의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 구비된다.

도 7은 검사장치(100)의 사용 상태를 축(10)의 횡단면으로 도시한다. 도 7을 참조하면, 검사장치(100)는 와이어(130), 하중측정부(140) 및 다이얼게이지(150)를 포함한다.

와이어(130)는 축(10)의 하중을 지지할 때 사용되며, 하부패드(110)의 하면에 형성된 와이어홈(112)을 따라 감긴다. 와이어(130)는 축(10)의 하중을 충분히 지지할 수 있는 인장 강도를 구비한다.

하중측정부(140)는 와이어(130)에 연결되며, 와이어(130)가 축(10)의 하중을 지지할 때 와이어(130)에 걸리는 하중을 측정할 수 있다.

다이얼게이지(150)는 축(10)의 정렬 검사 시 축(10)의 변위를 확인하는 구성으로서, 하부패드(110)의 하면 또는 축(10)의 표면에 복수가 연결될 수 있다. 바람직하게는, 하부패드(110) 하면의 중앙 지점에 하나의 다이얼게이지(150)가 연결되고, 상기 중앙 지점에서 좌우 대칭으로 소정의 거리 떨어진 두 지점에 각각 다이얼게이지(150)가 연결될 수 있다. 또는, 축(10)의 하부의 중앙 지점에 하나의 다이얼게이지(150)가 연결되고, 상기 중앙 지점에서 좌우 대칭으로 소정의 거리 떨어진 두 지점에 각각 다이얼게이지(150)가 연결될 수 있다.

이하, 검사장치(100)를 이용하여 축(10) 정렬을 검사하는 방법을 설명한다. 발전기의 평상시, 축(10)의 일단은 발전기 로터와 커플링으로 연결되고, 축(10)의 타단은 베어링에 연결되어 안착 상태이다. 축(10)의 정렬 검사는 축(10)의 타단을 베어링에 안착하지 않은 상태로 축(10)을 회전시켜 축(10)에 기준치 이상 변위(런아웃)가 발생하는지 확인한다.

검사장치(100)를 상부패드(120)가 여자기 로터 축(10)의 하부에 면접하도록 받친다. 즉, 검사장치(100)의 오목한 상면으로 축(10)의 하부를 받친다. 그리고, 검사장치(100)의 와이어홈(112)에 와이어(130)를 걸어 축(10)을 인양하고 하중측정부(140)로 와이어(130)에 걸리는 하중을 측정한다. 다음, 축(10)을 회전시킨 상태에서 다이얼게이지(150)로 축(10)의 런아웃 값을 측정하고 상기 런아웃 값이 기준 이내인지 확인한다.

한편, 축(10) 정렬 검사 시, 축(10)의 타단이 베어링에 안착된 상태와 그렇지 않은 상태로 와이어(130)에 매달린 상태의 조건을 통일시켜야 한다. 따라서, 축(10)의 타단을 베어링에 안착시킨 상태에서 측정된 다이얼게이지(150) 및 하중측정부(150)의 측정값과 축(10)을 와이어(130)로 인상하였을 때 다이얼게이지(150) 및 하중측정부(150) 측정값을 일치시킨 후 축(10)을 회전시켜 런아웃 값을 확인하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 당업자에게 명백할 것이다.

10: 여자기 로터 축
100: 본 발명의 일실시예에 따른 여자기 로터 축 정렬 검사장치
110: 하부패드
112: 와이어홈
114: 고정홀
120: 상부패드
122: 윤활홈
124: 고정홀
130: 와이어
140: 하중측정부
150: 다이얼게이지

Claims

여자기 로터 곡면과 대응하는 곡면이 형성되어 오목한 상면을 구비한 하부패드; 및
상기 하부패드의 상면에 대응하는 형상을 구비하고 상기 하부패드의 상면에 연결되며 상기 여자기 로터와 면접하는 상부패드를 포함하고,
상기 상부패드는,
상면에 상기 여자기 로터 축 단면의 원주 방향을 따라 윤활홈을 구비하고,
상기 하부패드는,
하면이 볼록한 곡면으로 형성되고, 상기 하면에 상기 여자기 로터 축 단면의 원주 방향을 따라 와이어홈을 구비하며,
상기 하부패드의 상기 와이어홈에 안착되는 와이어와,
상기 와이어에 연결되어 상기 와이어에 걸리는 하중을 측정하는 하중측정부 및
상기 여자기 로터 축의 변위를 측정하는 다이얼게이지를 더 포함하는 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 하부패드는,
알루미늄 합금 재질로 된 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상부패드는,
구리, PE(폴리에틸렌) 또는 Teflon(불소수지)로 구성된 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상부패드와 상기 하부패드는,
상기 여자기 로터의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 고정홀을 구비하고, 상기 고정홀에 고정핀을 삽입하여 상기 상부패드와 상기 하부패드를 연결하는 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상부패드는,
상기 윤활홈의 폭이 5mm이고, 깊이는 1mm인 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사장치.
삭제
청구항 1의 검사장치를 이용한 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사방법으로서,
상기 검사장치의 상부패드가 여자기 로터 축의 하부에 면접하게 위치시키는 제1 단계;
와이어를 상기 검사장치 하부패드의 와이어홈에 걸고 상기 여자기 로터 축을 인양하는 제2 단계;
상기 여자기 로터 축이 회전하는 상태에서 다이얼게이지로 런아웃 값을 측정하고, 상기 런아웃 값이 기준 이내인지 확인하는 제3 단계;
를 포함하는 발전기 여자기 로터 축 정렬 검사방법