KR102419359B1 - 장축의 직진도 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전소의 해수펌프 등에서 사용되는 수미터에 달하는 장축의 직진도를 검사하기 위한 장축의 직진도 검사장치에 관한 것이다. 그의 구성은; 지면에 수평으로 설치되는 기다란 베이스프레임; 상기 베이스프레임의 길이방향을 따라서 2곳 이상에 설치되는 것으로서 검사하고자 하는 장축을 올려놓기 위한 롤러유닛; 상기 베이스프레임의 길이방향을 따라서 일정한 높이로 설치되는 것으로서 계측기를 설치할 수 있게 하는 계측기설치바;를 포함하되; 상기 롤러유닛은 구동롤러유닛과 종동롤러유닛으로 구성되되; 상기 구동롤러유닛은; 메인구동롤러; 상기 메인구동롤러를 구동시키기 위한 구동모터; 상기 메인구동롤러와 평행하게 설치되는 단순지지롤러; 및 구동모터의 회전력을 상기 구동롤러에 전달하기 위한 전동수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

장축의 직진도 검사장치{Apparatus For Inspection The Straightness Of Lengthy Shaft}

본 발명은 장축 검수장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 발전소의 해수펌프 등에서 사용되는 수미터에 달하는 장축의 직진도를 검사하기 위한 장축의 직진도 검사장치에 관한 것이다.

발전소에서는 해수를 끌어 터빈을 통과한 증기를 냉각하는데 사용한다. 이를 위하여 해수펌프가 해저에 설치되며, 해수펌프에는 임펠러를 회전시키기 위한 기다란 장축이 포함되어 있다. 해수펌프용 축의 길이는 보통 5 ~ 6m 까지 이른다.

축은 모터에 의해 고속회전하므로 축의 직진도는 진동, 기계의 내구성, 펌프효율을 결정하는 중요한 기준이 된다. 임펠러를 포함한 축은 해수면에 잠긴 채로 가동하는 것이어서 부식에 취약하다. 그러므로 이들은 주기적으로 보수 및 점검이 필요한 장치이다.

축의 보수 및 점검시 꼭 필요한 사항이 축의 직진도 검사이다. 축은 굴곡하중은 물론이고 토크에 의한 전단 하중 등 복합적 하중을 받는 요소이기 때문에 전체 길이에 걸쳐 국부적인 굴곡이 생길 수 있기 때문이다.

축의 직진도를 검사할 때에 있어서, 종래에는 축을 롤러가 설치되어 있는 기다란 프레임에 얹어놓은 상태에 인력으로 조금씩 회전해가면서 축의 휨 정도를 측정하였었다. 그러나 인력으로 회전시키다 보니 작업인력이 적어도 3인 정도가 필요하게 됨은 물론 작업시간이 길어지게 되는 문제가 있었다.

종래에도 대한민국 특허출원 제10-2008-0094905호, 제10-2012-0094417호와 같은 축을 검사하기 위한 장비들이 제안되기는 하였으나 본 발명이 목적으로 하는 장축의 직진도(또는 휨량)을 계측하기 위한 것과는 차이가 있다.

대한민국 특허출원 제10-2008-0094905호 대한민국 특허출원 제10-2012-0094417호

위와 같은 문제에 대하여 본 발명의 목적은 발전소의 해수펌프에 사용되는 장축의 보수, 점검시 그의 직진도를 계측할 수 있게 하는 장축의 직진도 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 좀 더 구체적으로는 기계적 구동수단을 채용함으로써 적은 작업인원으로 신속하게 장축의 직진도를 계측할 수 있게 하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 지면에 수평으로 설치되는 기다란 베이스프레임; 상기 베이스프레임의 길이방향을 따라서 2곳 이상에 설치되는 것으로서 검사하고자 하는 축을 올려놓기 위한 롤러유닛; 상기 베이스프레임의 길이방향을 따라서 일정한 높이로 설치되는 것으로서 계측기를 설치할 수 있게 하는 계측기설치바;를 포함하되;

상기 롤러유닛은 구동롤러유닛과 종동롤러유닛으로 구성되되; 상기 구동롤러유닛은 상기 베이스프레임에 설치되는 구동모터로부터 회전력을 전달받아 구동하게 되는 것을 특징으로 하는 장축의 직진도 검사장치에 의해 달성된다.

본 발명에 의하면 상기 구동모터는 한번 구동시 상기 축을 정해진 각도만큼만 회전시킬 수 있도록 인버터에 의해 제어될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 축의 양 측면을 각각 지지하기 위한 측면지지수단을 포함하되, 상기 측면지지수단은;

상기 베이스프레임 상에 직립 설치되는 직립대; 상기 직립대에 직각으로 나사결합됨으로써 상기 베이스프레임의 길이방향을 따라서 전후로 위치조절 가능하게 되어 있는 나사봉; 상기 나사봉의 선단에 설치되는 것으로서 상기 축의 축중심에 지지되는 원뿔 형태의 가압구;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 발전소의 해수펌프에 설치되는 기다란 축을 올려놓은 상태에서 기계적으로 회전시켜가면서 장축의 길이방향을 따라 수개소에서 직진도를 검사할 수 있는 장축 검사장치가 제공된다. 본 발명에 의하면 작업인원이 적게 필요하고, 작업시 노동력이 적게 소요되고, 작업시간을 단축할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 장축의 직진도 검사장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 장축의 직진도 검사장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 장축의 직진도 검사장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 장축의 직진도 검사장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 장축의 직진도 검사장치의 일부 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 동시에 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 장축의 직진도 검사장치는 기다란 베이스프레임(1), 2개 이상의 롤러유닛(3,5), 및 베이스프레임(1)의 길이를 따라 설치되는 계측기설치바(7)를 포함한다.

베이스프레임(1)은 지면에 수평으로 설치되는 것으로서 검사하고자 하는 장축(이하, 단지 '축'이라 한다)의 길이에 대응되는 길이를 갖는다. 베이스프레임(1)의 수평을 맞춰 지면에 고정 설치된다. 베이스프레임(1)은 2개의 기다란 H빔을 이용하여 제작된다. 즉 베이스프레임(1)은 2개의 H빔이 평행하게 이격된 상태로 고정시킴으로써 제공된다. 베이스프레임(1) 상에는 수평여부를 확인할 수 있도록 수평계가 고정 설치될 수 있다.

롤러유닛(3,5)은 2개가 축(S)의 양단을 지지할 수 있도록 베이스프레임(1)의 길이방향을 따라 설치된다. 롤러유닛(3,5)은 검사하고자 하는 축(S)을 올려놓고 지지하기 위한 것이다.

롤러유닛(3,5)의 설치위치는 축(S)의 길이에 맞춰 조정 가능하게 할 수 있다. 이를 위해 베이스프레임(1)에는 일정한 간격으로 롤러유닛고정공(9)이 타공되어 있다. 작업자는 검사하고자 하는 축의 길이에 맞춰 롤러유닛(3,5)의 위치를 세팅할 수 있다. 롤러유닛(3,5)의 위치이동을 편하게 하기 위하여 가이드수단이 마련될 수 있다 가이드수단은 가이드판(23)을 포함할 수 있다. 가이드판(23)은 받침판(13)의 저면에 돌출 형성되어 H빔 사이에 위치된다. 경우에 따라 레일과 같은 가이드수단이 더 구비될 수도 있다.

롤러유닛(3,5)은 구동롤러유닛(3)과 종동롤러유닛(5)으로 구성된다. 구동롤러유닛(3)은 구동모터(11)에 의해 회전구동되는 것이고, 종동롤러유닛(5)은 단순히 축(S)을 받쳐준 상태에서 그와 함께 공회전하는 것이다.

구동롤러유닛(3)은 베이스프레임(1) 상면에 안착되는 받침판(13)과, 받침판(13)에 직립 설치되는 한쌍의 롤러지지대(15)와, 회전축(17a)의 양단이 베어링을 매개로 하여 롤러지지대(15)에 지지되는 것으로서 구동모터(11)에 의해 회전하는 메인구동롤러(17)와, 회전축(19a)의 양단이 베어링을 매개로 하여 롤러지지대(15)에 지지되는 것으로서 메인구동롤러(17)에 평행하게 인접되어 있는 단순지지롤러(19)를 포함한다.

받침판(13)은 베이스프레임(1)에 일정한 간격으로 마련되는 롤러유닛고정공(9)에 볼트와 너트로써 고정될 수 있다.

축(S)은 메인구동롤러(17)와 단순지지롤러(19) 사이에 안착된다. 축(S)의 중심점과 각 롤러의 중심점은 이등변삼각형 구도를 갖는다. 경우에 따라서는 메인구동롤러(17)와 단순지지롤러(19)간의 간격을 조정할 수 있도록 롤러간격조정수단이 더 설치될 수도 있다. 구동모터(11)의 회전력은 체인 또는 기어와 같은 전동수단에 의해 메인구동롤러(17)에 전달된다.

종동롤러유닛 역시 구동모터가 없는 것을 제외하고는 구동롤러유닛과 동일한 구성을 가진다. 종동롤러유닛은 받침판(13')과 롤러지지대(15)와 한쌍의 단위종동롤러(17,19')를 포함하고 있다. 단위종동롤러(17,19')간의 간격도 필요에 따라서 조절 가능하게 할 수 있다.

한편, 계측기(21)를 설치할 수 있게 하는 계측기설치바(7)가 베이스프레임(1)의 길이방향을 따라서 일정한 높이로 롤러유닛(3,5)의 직상부에 설치된다. 계측기(21)는 보통 다이얼게이지가 사용된다. 다이얼게이지의 검침핀은 수직으로 연장되어 축(S)의 최상면에 지지되도록 설치되어 있다.

다이얼게이지인 계측기(21)는 축의 단부에서 영점을 맞춘 다음 그의 길이방향을 따라 수곳에서 측정을 하여 변위를 계측한다. 그리고 축(S)을 회전시키기 전에 한번 체크하고 구동롤러유닛(3)을 이용해 축을 90°씩 회전해가면서 각각 체크한다. 즉 한 측정개소에서 원주방향을 따라 4곳의 변위를 체크할 경우에 구동롤러유닛을 가동시키기만 하면 축(S)이 자동적으로 회전되는 것이다. 구동모터(11)는 한번 구동시 장축을 정해진 각도(예를 들어, 90°)만큼만 회전시킬 수 있도록 인버터에 의해 제어될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면 무선조정시스템이 이용될 수 있다. 이에 의하면 작업자는 리모컨을 이용하여 각 지점을 체크해가면서 구동모터(11)를 가동시킴으로써 축을 회전시킬 때마다 매번 컨트롤박스(25)로 가서 스위치를 조작하지 않아도 된다.

본 발명의 실시예에 의하면 피검사물인 장축의 양 측면(27,29)을 각각 지지하기 위한 측면지지수단(31,33)이 더 포함된다. 2개의 측면지지수단(31,33)은 동일한 구성이므로 이하에서는 어느 하나에만 도면부호를 붙여 설명한다.

측면지지수단(31)은 직립대(35), 나사봉(37) 및 가압구(39)를 포함한다.

직립대(35)는 상기 베이스프레임(1)의 양 끝에 직립 설치된다. 나사봉(37)이 직립대(35)에 직각으로, 즉 수평방향으로 설치된다. 본 발명의 실시예에 의하면 나사봉(37)을 상하로 높이조절하기 위한 나사봉높이조절수단이 구비된다.

나사봉높이조절수단은 직립대(35)에 수직으로 마련되는 장공(39)과, 나사봉(37)에 나사결합되는 것으로서 직립대(35)를 사이에 두고 체결되는 한쌍의 고정너트(41,43)를 포함할 수 있다. 고정너트(41,43)를 이완하면 나사봉(37)이 장공을 따라 유동될 수 있고, 고정너트(41,43)를 체결하면 나사봉(37)이 장공(39)의 특정 위치에 고정된다. 본 실시예는 축(S)의 직경에 따라서 나사봉(37)의 높이를 조정하기 위한 것이다.

나사봉(37)의 선단에는 원뿔 형태의 가압구(45)가 나사봉(37)에 대하여 회전 가능하게 고정 설치된다. 결과적으로 가압구(45)는 상하로 또는 전후방향으로 높이 조절이 가능하게 되어 있다. 가압구(45)는 피검사물인 축의 축중심부에 지지되며, 나사봉에 대하여 상대적 회전이 가능하게 설치된다.

측면지지수단(31,33)은 축이 자신의 길이방향으로 유동되는 것을 방지하며 설치된 장소에서 벗어나지 않도록 안전하게 지지하는 역할을 한다. 축(S)을 회전시킴에 따라서 축이 자신의 축방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있다. 경우에 따라서는 가압구의 위치변화를 체크함으로써 축의 직진도 등을 검사할 수도 있을 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 설치되어 있는 축의 길이를 측정하기 위한 축길이 계측수단이 마련될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 계측기(21)를 계측기설치바(7)의 연장방향을 따라 전후로 기동시키는 동시에 상하로 승하강시키면서 자동으로 축(S)과 계측기설치바(7) 간의 거리를 계측함으로써 축의 휨 정도를 계측하기 위한 자동계측기장치가 구비될 수도 있다. 물론 이 경우에 계측기는 원격에 있는 콘트롤박스(25) 등에 계측결과를 전송한다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 위에 개시된 실시예는 다양한 조합이 가능할 것이며, 가능한 모든 조합은 본 발명의 권리범위 내에 있는 것이 된다.

1: 베이스프레임 3,5 : 롤러유닛
7 : 계측기설치바 9 : 롤러유닛고정공
11 : 구동모터 13 : 받침판
15 : 롤러지지대 17 : 메인구동롤러
19 : 단순지지롤러 21 : 계측기
23 : 가이드판 25 : 콘트롤박스
31,33 : 측면지지수단 35 : 직립대
37 : 나사봉 39 : 장공
41,43 : 고정너트 45 : 가압구
S : (장)축

Claims (6)

1. 지면에 수평으로 설치되는 것으로서, 2개의 H빔이 평행하게 이격된 상태로 고정됨으로써 제공되는 베이스프레임; 상기 베이스프레임의 길이방향을 따라서 2곳 이상에 설치되는 것으로서 검사하고자 하는 축을 올려놓기 위한 롤러유닛; 상기 베이스프레임의 길이방향을 따라서 일정한 높이로 설치되는 것으로서 상기 롤러유닛의 직상부에 위치되는 계측기설치바;
   상기 계측기설치바에 설치되는 계측기를 포함하되;
   상기 롤러유닛은,
   상기 베이스프레임에 설치되는 구동모터로부터 회전력을 전달받아 구동하게 되는 구동롤러유닛과,
   상기 축을 받친 상태에서 공회전하게 되는 종동롤러유닛으로 구성되며;
   상기 구동롤러유닛은;
   상기 베이스프레임의 상면에 안착되는 받침판(13)과; 상기 받침판(13)에 직립 설치되는 한쌍의 롤러지지대(15)와; 회전축(17a)의 양단이 베어링을 매개로 하여 상기 롤러지지대(15)에 지지되는 것으로서 구동모터(11)에 의해 회전하는 메인구동롤러(17)와; 회전축(19a)의 양단이 베어링을 매개로 하여 롤러지지대(15)에 지지되는 것으로서 상기 메인구동롤러(17)에 평행하게 인접되어 있는 단순지지롤러(19)를 포함하고;
   상기 베이스프레임(1) 상에는 수평여부를 확인할 수 있도록 수평계가 고정 설치되며;
   상기 롤러유닛(3,5)의 설치위치를 축(S)의 길이에 맞춰 조정 가능하게 할 수 있도록 상기 베이스프레임(1)에는 일정한 간격으로 롤러유닛고정공(9)이 타공되어 있으며;
   상기 롤러유닛(3,5)의 위치이동을 편하게 하기 위한 것으로서, 상기 H빔 사이에 위치되도록 상기 받침판(13)의 저면에 돌출 형성되는 가이드판(23)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장축의 직진도 검사장치.
   
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4. 제1항에 있어서,
   상기 메인구동롤러(17)와 단순지지롤러(19)간의 간격을 조정할 수 있도록 롤러간격조정수단이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 장축의 직진도 검사장치.
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