KR102557280B1 - Device for measuring the concentricity of non-contact bearing - Google Patents

Device for measuring the concentricity of non-contact bearing Download PDF

Info

Publication number
KR102557280B1
KR102557280B1 KR1020200152954A KR20200152954A KR102557280B1 KR 102557280 B1 KR102557280 B1 KR 102557280B1 KR 1020200152954 A KR1020200152954 A KR 1020200152954A KR 20200152954 A KR20200152954 A KR 20200152954A KR 102557280 B1 KR102557280 B1 KR 102557280B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sleeve
shaft
air
air injection
concentricity
Prior art date
Application number
KR1020200152954A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220066670A (en
Inventor
임영철
윤의수
최범석
박무룡
박준영
방제성
유일수
서정민
임형수
황순찬
최원철
김수원
박세진
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020200152954A priority Critical patent/KR102557280B1/en
Publication of KR20220066670A publication Critical patent/KR20220066670A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102557280B1 publication Critical patent/KR102557280B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/10—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring diameters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/04—Bearings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 비접촉 베어링의 동심 측정기구는, 터보기계에 장착되는 비접촉 베어링과 케이싱의 동심을 측정하기 위한 기구로서, 동심측정용 축과, 공기주입용 홀을 구비하는 슬리브를 포함하며, 상기 슬리브는 상기 공기주입용 홀을 통하여 유입된 공기가 상기 축의 둘레방향 및 길이방향으로 각각 분사되도록 하여, 상기 축이 상기 슬리브의 중심 및 길이방향으로 부상하도록 하는 것을 특징으로 한다.A non-contact bearing concentric measuring device according to an embodiment of the present invention is a device for measuring the concentricity of a non-contact bearing and a casing mounted on a turbo machine, and includes a sleeve having a concentric measuring shaft and an air injection hole. And, the sleeve is characterized in that the air introduced through the air injection hole is injected in the circumferential and longitudinal directions of the shaft, respectively, so that the shaft floats in the center and longitudinal direction of the sleeve.

Description

비접촉 베어링의 동심 측정기구{Device for measuring the concentricity of non-contact bearing}Device for measuring the concentricity of non-contact bearing

본 발명은 비접촉 베어링의 동심 측정기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터보기계에서 비접촉 베어링에 접촉하지 않고, 베어링과 케이싱의 동심을 직접 확인할 수 있는 측정기구에 관한 것이다. The present invention relates to a non-contact bearing concentric measuring device, and more particularly, to a measuring device capable of directly checking the concentricity of a bearing and a casing without contacting a non-contact bearing in a turbo machine.

터보기계, 예를 들면 원심 압축기는 임펠러의 회전력을 이용하여 유체를 축방향으로 흡입한 다음, 원심방향으로 토출시키면서 압축하는 장치이다.A turbo machine, for example, a centrifugal compressor is a device that uses the rotational force of an impeller to suck fluid in an axial direction and then compresses it while discharging it in a centrifugal direction.

도 1에는 고속 터보기계의 한 예가 도시되어 있다. 1 shows an example of a high-speed turbomachine.

이러한 고속 터보기계는 그 회전 안정성을 담보하기 위해서 베어링에서 요구하는 동심도 및 직각도가 확보되어야 한다.Such high-speed turbomachinery must ensure concentricity and perpendicularity required by bearings in order to secure its rotational stability.

비접촉 동압 베어링(air foil, tilting pad 등)을 사용하는 터보기계는, 케이싱(100)과 베어링(101) 사이에 동심이 확보되지 않으면, 미리 정해진 설계치로 간극을 형성하고 있는 로터(rotor)(102)와 쉬라우드(shroud)(103) 사이에 접촉 사고가 발생할 수 있다. 참고로, 도 1에서 도면부호 105는 축을 가리킨다.In a turbo machine using a non-contact dynamic bearing (air foil, tilting pad, etc.), if concentricity is not secured between the casing 100 and the bearing 101, the rotor 102 forms a gap with a predetermined design value. ) and a shroud 103 may cause a contact accident. For reference, reference numeral 105 in FIG. 1 denotes an axis.

이를 방지하기 위하여, 종래에는 비접촉 베어링과 케이싱 사이의 동심 확보를 위해 베어링(101)이 조립되는 베어링하우징(104)과 케이싱(100)의 동심을 확인하는 간접적인 방법을 사용하고 있었다. In order to prevent this, an indirect method of confirming the concentricity of the bearing housing 104 to which the bearing 101 is assembled and the casing 100 has been conventionally used to ensure concentricity between the non-contact bearing and the casing.

그런데 접촉베어링인 볼베어링의 경우 실제 사용하는 로터(축)를 이용하여 베어링과 케이싱 사이의 동심도 및 직각도 확인이 가능하지만, 비접촉 동압 베어링의 경우 로터(축)와의 사이에 존재하는 최소 간극으로 인해, 접촉베어링과 같은 방법으로 베어링과 케이싱 사이의 동심도 및 직각도를 확인할 수 없는 문제점이 있었다.However, in the case of a ball bearing, which is a contact bearing, it is possible to check the concentricity and right angle between the bearing and the casing using the rotor (shaft) actually used, but in the case of a non-contact dynamic bearing, due to the minimum gap between the rotor (shaft) There was a problem that the concentricity and perpendicularity between the bearing and the casing could not be confirmed in the same way as the contact bearing.

또한, 상술한 종래의 방법 즉, 베어링하우징과 케이싱 사이의 동심도 및 직각도를 확인하여 베어링 동심을 간접적으로 확보하는 방법은 베어링 부품의 동심이 다를 경우 전체 조립품의 동심도 및 직각도 확보가 이루어지지 않는 문제점이 있었다.In addition, the above-described conventional method, that is, the method of indirectly securing bearing concentricity by checking the concentricity and perpendicularity between the bearing housing and the casing, does not secure the concentricity and perpendicularity of the entire assembly when the concentricity of the bearing parts is different. There was a problem.

대안으로, 베어링 내경과 치수가 같은 측정용 치구를 이용하여 동심도 및 직각도를 측정할 수 있지만, 베어링 표면이 손상될 수 있기 때문에 이러한 측정방법은 사용되지 않는 실정이다.Alternatively, concentricity and squareness can be measured using a measuring jig having the same dimensions as the bearing inner diameter, but this measurement method is not used because the bearing surface may be damaged.

일본특허공개 제2004-52836호Japanese Patent Publication No. 2004-52836

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 고속 터보기계의 비접촉 동압 베어링의 동심도 및 직각도를 베어링 표면의 손상 없이 간단하게 효과적으로 측정할 수 있는 측정기구를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a measuring instrument capable of simply and effectively measuring the concentricity and perpendicularity of a non-contact dynamic pressure bearing of a high-speed turbo machine without damaging the bearing surface. is to provide

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 비접촉 베어링의 동심 측정기구는, 터보기계에 장착되는 비접촉 베어링과 케이싱의 동심을 측정하기 위한 기구로서, 동심측정용 축과, 공기주입용 홀을 구비하는 슬리브를 포함하며, 상기 슬리브는 상기 공기주입용 홀을 통하여 유입된 공기가 상기 축의 둘레방향 및 길이방향으로 각각 분사되도록 하여, 상기 축이 상기 슬리브의 중심 및 길이방향으로 부상하도록 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a non-contact bearing concentricity measurement mechanism according to an embodiment of the present invention is a mechanism for measuring the concentricity of a non-contact bearing and a casing mounted on a turbo machine, comprising a shaft for concentricity measurement, air injection And a sleeve having a hole for air injection, wherein the sleeve allows air introduced through the hole for air injection to be injected in the circumferential and longitudinal directions of the shaft, respectively, so that the shaft floats in the center and longitudinal direction of the sleeve It is characterized by doing.

또한, 상기 슬리브는 서로 분리될 수 있는 2개 이상의 부분슬리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the sleeve is characterized in that it comprises two or more partial sleeves that can be separated from each other.

또한, 상기 부분슬리브는 상부슬리브와 하부슬리브를 포함하며, 상기 상부슬리브와 상기 하부슬리브는 결합 시, 상기 공기주입용 홀에 연결되어 통하며 상기 축의 둘레방향으로 상기 공기를 분사하는 홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the partial sleeve includes an upper sleeve and a lower sleeve, and when the upper sleeve and the lower sleeve are coupled, they are connected to the air injection hole and form a groove for injecting the air in the circumferential direction of the shaft. characterized by

또한, 상기 공기주입용 홀은 상기 상부슬리브를 관통하여 상기 하부슬리브에 연장되고, 상기 하부슬리브는 상기 공기주입용 홀에 연결되어 통하고 상기 축의 길이방향으로 상기 공기를 분사하는 슬리브길이방향 홀과, 상기 공기주입용 홀에 연결되어 통하고 미리 정해진 간격으로 서로 떨어져 있는 복수 개의 슬리브반경방향 홈을 포함하며, 상기 슬리브반경방향 홈은 상기 홈에 해당하는 것을 특징으로 한다.In addition, the air injection hole passes through the upper sleeve and extends to the lower sleeve, and the lower sleeve is connected to the air injection hole and has a sleeve longitudinal hole for injecting the air in the longitudinal direction of the shaft. , It is connected to the air injection hole and includes a plurality of sleeve radial grooves spaced apart from each other at predetermined intervals, wherein the sleeve radial groove corresponds to the groove.

또한, 상기 상부슬리브와 상기 하부슬리브의 결합시, 상기 슬리브반경방향 홈은 상기 축의 반경방향으로 에어제트를 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the upper sleeve and the lower sleeve are coupled, the sleeve radial groove provides an air jet in a radial direction of the shaft.

또한, 상기 공기주입용 홀은 상기 상부슬리브 및 상기 하부슬리브에 걸쳐 연장되고, 상기 하부슬리브는 상기 공기주입용 홀에 연결되어 통하고 상기 축의 길이방향으로 상기 공기를 분사하는 슬리브길이방향 홀과, 상기 공기주입용 홀에 연결되어 통하는 슬리브원주방향 환형홈을 포함하며, 상기 슬리브원주방향 환형홈은 상기 홈에 해당하는 것을 특징으로 한다. In addition, the air injection hole extends across the upper sleeve and the lower sleeve, and the lower sleeve is connected to the air injection hole and has a sleeve longitudinal hole for injecting the air in the longitudinal direction of the shaft; It includes an annular groove in the circumferential direction of the sleeve connected to and communicated with the hole for air injection, and the annular groove in the circumferential direction of the sleeve corresponds to the groove.

또한, 상기 상부슬리브와 상기 하부슬리브의 결합시, 상기 슬리브원주방향 환형홈은 상기 축의 둘레방향으로 에어커튼을 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the upper sleeve and the lower sleeve are coupled, the annular groove in the circumferential direction of the sleeve forms an air curtain in the circumferential direction of the shaft.

또한, 상기 축의 상단부 및 하단부는 중앙부보다 상대적으로 작은 직경을 가져 상기 중앙부에 단차져 있고, 상기 슬리브는 상기 상단부 및 상기 하단부에 장착되는 것을 특징으로 한다.In addition, the upper and lower ends of the shaft have a relatively smaller diameter than the central part and are stepped on the central part, and the sleeve is mounted on the upper part and the lower part.

또한, 상기 상부슬리브와 상기 하부슬리브는 볼트 결합하는 것을 특징으로 한다.In addition, the upper sleeve and the lower sleeve are characterized in that the bolt coupling.

상술한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 베어링의 동심 측정기구는 다음과 같은 효과를 가진다.The concentric measuring mechanism of the non-contact bearing according to the embodiment of the present invention having the above configuration has the following effects.

본 측정기구는 베어링 표면과 동심 측정용 축의 접촉이 없으므로, 베어링 표면을 손상시키지 않고 베어링의 동심 측정이 가능하다.Since this measuring instrument has no contact between the bearing surface and the axis for concentricity measurement, it is possible to measure the concentricity of the bearing without damaging the bearing surface.

또한, 다양한 사이즈의 슬리브를 구비함으로써, 슬리브 교체만을 통해 다양한 내경의 베어링에 대응할 수 있다.In addition, by providing sleeves of various sizes, it is possible to cope with bearings of various inner diameters only through replacement of the sleeves.

또한, 베어링하우징과 케이싱 사이의 동심도 및 직각도를 확인하는 종래의 방법에 비하여, 비접촉 베어링과 케이싱의 동심을 직접 확인할 수 있어, 정확한 동심이 확보된 터보기계를 제작할 수 있다. In addition, compared to the conventional method of checking the concentricity and perpendicularity between the bearing housing and the casing, it is possible to directly check the concentricity of the non-contact bearing and the casing, so that a turbomachine with accurate concentricity can be manufactured.

한편, 본 발명은 명시적으로 기재되지는 않았지만 상술한 구성으로부터 기대할 수 있는 다른 효과도 물론 포함한다.On the other hand, the present invention, although not explicitly described, of course includes other effects that can be expected from the above configuration.

도 1은 비접촉 베어링이 장착된 터보기계의 한 예이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 비접촉 베어링의 동심 측정기구를 나타낸다.
도 3은 도 2의 P 부분의 부분확대도로서, 주입된 공기의 유동을 나타낸다.
도 4의 (a)는 도 1의 측정기구의 하부슬리브의 측단면도와 평면도를 나타내고, 도 4의 (b)는 도 1의 측정기구의 상부슬리브의 측단면도와 평면도를 나타낸다.
도 5의 (a)는 도 1의 측정기구의 하부슬리브의 다른 변형예의 측단면도와 평면도를 나타내고, 도 5의 (b)는 도 1의 측정기구의 상부슬리브의 측단면도와 평면도를 나타낸다.
도 6은 도 1의 측정기구를 사용하여 동심도를 측정하는 모식도이다.
도 7의 (a)는 도 6의 Q 부분의 부분확대도이고, 도 7의 (b)는 축이 슬리브의 중심으로 부상하는 모습을 보여주는 모식도이다.1 is an example of a turbomachine equipped with non-contact bearings.
2 shows a concentric measuring mechanism of a non-contact bearing according to an embodiment of the present invention.
3 is a partially enlarged view of part P of FIG. 2, showing the flow of injected air.
Figure 4 (a) shows a cross-sectional side view and a plan view of the lower sleeve of the measuring instrument of Figure 1, Figure 4 (b) shows a cross-sectional side view and a plan view of the upper sleeve of the measuring instrument of Figure 1.
Figure 5 (a) shows a cross-sectional side view and a plan view of another modification of the lower sleeve of the measuring instrument of Figure 1, Figure 5 (b) shows a cross-sectional side view and a plan view of the upper sleeve of the measuring instrument of Figure 1.
6 is a schematic diagram of measuring concentricity using the measuring instrument of FIG. 1 .
Figure 7 (a) is a partially enlarged view of the Q portion of Figure 6, Figure 7 (b) is a schematic diagram showing a state in which the shaft rises to the center of the sleeve.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can practice the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

참고로, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 비접촉 베어링의 동심 측정기구를 나타내고, 도 3은 도 2의 P 부분의 부분확대도로서, 주입공기의 유동을 나타내고, 도 4는 도 1의 측정기구의 상,하브슬리브의 측단면도와 평면도를 나타내고, 도 5는 도 1의 측정기구의 하부슬리브의 다른 변형예를 나타낸다.For reference, FIG. 2 shows a concentric measuring mechanism of a non-contact bearing according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a partial enlarged view of part P in FIG. 2 and shows the flow of injection air, and FIG. Side cross-sectional views and plan views of the upper and lower sleeves of the measuring instrument are shown, and FIG. 5 shows another modified example of the lower sleeve of the measuring instrument of FIG. 1 .

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 비접촉 베어링의 동심 측정기구(200)(이하, 간단히 '본 비접촉 베어링의 동심 측정기구'라고 함)는 터보기계에 장착된 비접촉 베어링(비접촉 동압 베어링)(101)과 케이싱(100)의 동심을 측정하기 위한 기구이다.As shown in FIG. 6, the non-contact bearing concentric measuring mechanism 200 according to an embodiment of the present invention (hereinafter, simply referred to as 'this non-contact bearing concentric measuring instrument') is a non-contact bearing mounted on a turbo machine ( It is a mechanism for measuring the concentricity of the non-contact dynamic pressure bearing) 101 and the casing 100.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 비접촉 베어링의 동심 측정기구(200)는 동심측정용 축(1)과, 공기주입용 홀(21)을 구비하는 슬리브(2)를 포함한다. As shown in FIG. 2 , the concentricity measurement device 200 of this non-contact bearing includes a shaft 1 for concentricity measurement and a sleeve 2 having a hole 21 for air injection.

슬리브(2)는 공기주입용 홀(21)을 통하여 유입된 공기가 축(1)의 둘레방향 및 길이방향으로 각각 분사되도록 하여, 축(1)이 슬리브(2)의 중심(Cs)(도 7의 (b) 참조) 및 길이방향(y)(도 2 참조)으로 부상하도록 한다.The sleeve 2 allows the air introduced through the air injection hole 21 to be injected in the circumferential direction and the longitudinal direction of the shaft 1, respectively, so that the shaft 1 is at the center (Cs) of the sleeve 2 (Fig. 7 (b)) and in the longitudinal direction (y) (see Fig. 2).

구체적으로, 도 4, 도 5 및 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 슬리브(2)는 서로 분리될 수 있는 2개 이상의 부분슬리브(22)로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 슬리브(2)가 2개의 부분슬리브(22)로 구성된 것을 예시적으로 설명하고 있고, 각각의 부분슬리브(22)는 반달 모양으로 형성될 수 있으며, 이들이 결합한 슬리브(2)는 링 모양으로 형성될 수 있다.Specifically, as shown in (b) of FIGS. 4, 5 and 7, the sleeve 2 may be composed of two or more partial sleeves 22 that may be separated from each other. In this embodiment, the sleeve 2 is exemplarily described as being composed of two partial sleeves 22, each partial sleeve 22 may be formed in a half-moon shape, and the sleeve 2 combined with them is a ring. can be formed into shapes.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 부분슬리브(22)는 상부슬리브(221)와 하부슬리브(222)를 포함하며, 이들은 체결수단, 예컨대 볼트 결합에 의해 서로 고정될 수 있다. 이를 위하여, 예컨대 하부슬리브(222)에는 암나사홀(214)이 구비될 수 있고, 상부슬리브(221)는 볼트가 위치하는 관통구멍(223)이 형성될 수 있다. As shown in FIGS. 4 and 5 , the partial sleeve 22 includes an upper sleeve 221 and a lower sleeve 222, which may be fixed to each other by a fastening means, for example, a bolt coupling. To this end, for example, a female screw hole 214 may be provided in the lower sleeve 222, and a through hole 223 in which a bolt is positioned may be formed in the upper sleeve 221.

이들 상부슬리브(221)와 하부슬리브(222)는 서로 결합하면, 공기주입용 홀(21)에 연결되어 통하며 축(1)의 둘레방향으로 공기를 분사하는 홈(211)이 형성된다(도 3 참조).When the upper sleeve 221 and the lower sleeve 222 are coupled to each other, a groove 211 is formed that is connected to the air injection hole 21 and blows air in the circumferential direction of the shaft 1 (Fig. see 3).

공기주입용 홀(21)은 상부슬리브(221)를 관통하여 하부슬리브(222)의 내부로 연장될 수 있다. The air injection hole 21 may pass through the upper sleeve 221 and extend into the lower sleeve 222 .

도 4에 도시된 바와 같이, 하부슬리브(222)는 슬리브길이방향 홀(212)과 복수 개의 슬리브반경방향 홈(215)을 포함한다. 이 경우, 복수 개의 슬리브반경방향 홈(215)은 상술한 홈(211)(도 3 참조)에 해당한다.As shown in FIG. 4 , the lower sleeve 222 includes a sleeve longitudinal hole 212 and a plurality of sleeve radial grooves 215 . In this case, the plurality of sleeve radial grooves 215 correspond to the aforementioned grooves 211 (see FIG. 3).

슬리브길이방향 홀(212)은 공기주입용 홀(21)에 연결되어 통하고 하부슬리브(222)의 말단을 관통하여 형성된다. 그리고 공기가 축(1)의 길이방향(y)으로 분사되어 에어제트를 형성할 수 있도록 공기주입용 홀(21)의 직경 대비 상당히 작은 직경으로 형성된다.The sleeve longitudinal hole 212 is connected to the air injection hole 21 and is formed through the end of the lower sleeve 222 . In addition, the air injection hole 21 is formed with a considerably smaller diameter than the diameter of the air injection hole 21 so that air is injected in the longitudinal direction y of the shaft 1 to form an air jet.

복수 개의 슬리브반경방향 홈(215)은 공기주입용 홀(21)에 연결되어 통하고 미리 정해진 간격으로 슬리브의 원주 방향으로 서로 떨어져 있다. 그리고 복수 개의 슬리브반경방향 홈(215)은 슬리브의 중심(Cs, 도 7의 (b))을 향한다.A plurality of sleeve radial grooves 215 are connected to the air injection hole 21 and are spaced apart from each other in the circumferential direction of the sleeve at predetermined intervals. And a plurality of sleeve radial grooves 215 are directed toward the center of the sleeve (Cs, Fig. 7 (b)).

이러한 구성을 통하여, 상부슬리브(221)와 하부슬리브(222)의 결합시, 슬리브반경방향 홈(215)은 축의 둘레방향으로 에어제트(air jet)를 형성하고, 슬리브길이방향 홈(212)은 축의 길이방향으로 에어제트를 형성한다. 참고로, 본 실시예에서는 슬리브반경방향 홈(215)이 하부슬리브(222)에 형성된 것을 예시하고 있으나, 대안으로 상부슬리브(221)에 형성할 수도 있다.Through this configuration, when the upper sleeve 221 and the lower sleeve 222 are coupled, the sleeve radial groove 215 forms an air jet in the circumferential direction of the shaft, and the sleeve longitudinal groove 212 Forms an air jet in the longitudinal direction of the shaft. For reference, this embodiment illustrates that the sleeve radial groove 215 is formed in the lower sleeve 222, but may be formed in the upper sleeve 221 as an alternative.

도 5에는 하부슬리브(222)의 다른 변형예가 도시되어 있다. 5 shows another variant of the lower sleeve 222 .

하부슬리브(222)는 슬리브길이방향 홀(212)과 슬리브원주방향 환형홈(213)을 포함한다. 슬리브길이방향 홀(212)은 상술한 도 5에 도시된 구성과 실질적으로 동일하므로 설명은 이하 생략한다. The lower sleeve 222 includes a hole 212 in the longitudinal direction of the sleeve and an annular groove 213 in the circumferential direction of the sleeve. Since the sleeve longitudinal hole 212 is substantially the same as the configuration shown in FIG. 5 described above, a description thereof will be omitted.

슬리브원주방향 환형홈(213)은 공기주입용 홀(21)에 연결되어 통한다. The annular groove 213 in the circumferential direction of the sleeve is connected to and communicates with the hole 21 for air injection.

이러한 구성을 통하여, 상부슬리브(221)와 하부슬리브(222)의 결합시, 슬리브원주방향 환형홈(213)은 축(1)의 둘레방향으로 에어커튼(air curtain)을 형성할 수 있다. 이 경우, 슬리브원주방향 환형홈(215)은 상술한 홈(211)(도 3 참조)에 해당한다.Through this configuration, when the upper sleeve 221 and the lower sleeve 222 are coupled, the annular groove 213 in the circumferential direction of the sleeve can form an air curtain in the circumferential direction of the shaft 1. In this case, the annular groove 215 in the circumferential direction of the sleeve corresponds to the aforementioned groove 211 (see FIG. 3).

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 축(1)은 그 상단부(11) 및 하단부(12)가 중앙부(13)보다 상대적으로 작은 직경을 가져, 상단부(11) 및 하단부(12)는 중앙부(13)에 단차져 있다.On the other hand, as shown in FIG. 2, the shaft 1 has an upper end 11 and a lower end 12 having a relatively smaller diameter than the central part 13, so that the upper end 11 and the lower end 12 have a central part ( 13) is stepped.

슬리브(2)는 축(1)의 상단부(11) 및 하단부(12)에 장착될 수 있다. The sleeve 2 may be mounted on the upper end 11 and the lower end 12 of the shaft 1 .

또한, 슬리브(2)의 외경은 다양한 사이즈로 미리 준비되어, 하나의 축(1)을 가지고 비접촉 베어링의 다양한 내경에 대응하여 슬리브(2)를 선택 교체할 수 있도록 함으로써, 시험 현장에서 본 측정기구의 활용성을 대폭 증대시킬 수 있다.In addition, the outer diameter of the sleeve 2 is prepared in advance in various sizes, so that the sleeve 2 can be selected and replaced corresponding to the various inner diameters of the non-contact bearing with one shaft 1, thereby measuring the instrument seen at the test site usability can be greatly increased.

이하에서는 상술한 구성을 가진 본 발명의 한 실시예에 따른 비접촉 베어링의 동심 측정기구(200)의 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the concentric measuring mechanism 200 of the non-contact bearing according to an embodiment of the present invention having the above configuration will be described.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 터보기계의 케이싱(100), 베어링 하우징(104), 그리고 비접촉 베어링(101)이 결합된 상태에서 지지대(300)에 고정한다. 6 and 7, the casing 100, the bearing housing 104, and the non-contact bearing 101 of the turbo machine are fixed to the support 300 in a coupled state.

다음, 본 비접촉 베어링의 동심 측정기구(200)를 비접촉 베어링(101) 사이에 배치한다.Next, the concentric measuring mechanism 200 of this non-contact bearing is placed between the non-contact bearings 101.

다음, 슬리브(2)의 공기주입용 홀(21)에 공기주입장치(미도시)를 연결하여 공기(압축공기)를 주입한다.Next, an air injection device (not shown) is connected to the air injection hole 21 of the sleeve 2 to inject air (compressed air).

주입된 공기(A)는 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 공기주입용 홀(21)을 따라 하강하다가 홈(211)을 통하여 축(1)의 둘레방향으로 분사된다. 이때, 2개의 부분슬리브(22)는 압축공기의 반력에 의하여 비접촉 베어링(101) 쪽으로 각각 벌어지게 되고, 회전 축(1)은 슬리브 중심(Cs)으로 부상하게 된다. As shown in FIGS. 3 and 7 , the injected air A descends along the air injection hole 21 and then is injected in the circumferential direction of the shaft 1 through the groove 211 . At this time, the two partial sleeves 22 are each spread toward the non-contact bearing 101 by the reaction force of the compressed air, and the rotational axis 1 floats toward the center of the sleeve Cs.

또한, 주입된 공기(A)는 하부슬리브(222)로 하강하면서 슬리브길이방향 홀(212)로 분사되면서 에어제트를 형성한다. 이때, 슬리브길이방향홀(212)로부터 분사된 에어제트는 단차진 축(1)의 중앙부에 분사되면서 회전 축(1)은 축의 길이방향으로 부상하게 된다. In addition, the injected air (A) descends to the lower sleeve 222 and forms an air jet while being injected into the sleeve longitudinal hole 212 . At this time, the air jet injected from the sleeve length direction hole 212 is injected to the central portion of the stepped shaft 1, so that the rotating shaft 1 floats in the longitudinal direction of the shaft.

참고로, 하부슬리브(222)가 슬리브반경방향 홈(215)을 구비하는 경우(도 4 참조), 홈(215)은 축(1)의 둘레 방향으로 에어제트를 형성한다. 또는, 하부슬리브(222)가 슬리브원주방향 환형홈(213)을 구비하는 경우(도 5 참조), 환형홈(213)은 축(1)의 둘레 방향으로 에어커튼을 형성한다.For reference, when the lower sleeve 222 has a sleeve radial groove 215 (see FIG. 4 ), the groove 215 forms an air jet in the circumferential direction of the shaft 1. Alternatively, when the lower sleeve 222 has an annular groove 213 in the circumferential direction of the sleeve (see FIG. 5), the annular groove 213 forms an air curtain in the circumferential direction of the shaft 1.

축(1)이 축의 길이방향과 슬리브 중심(Cs)으로 동시에 부상하면, 인디케이터(indicator), 레이저센서, 근접센서 등 측정기구(400)를 축(1)에 설치하여 비접촉 베어링(101)의 중심을 기준으로 하여 케이싱(100)의 동심도 및 직각도를 간단하고도 간편하게 측정할 수 있다.When the shaft 1 rises in the longitudinal direction of the shaft and the center of the sleeve Cs at the same time, measuring instruments 400 such as indicators, laser sensors, and proximity sensors are installed on the shaft 1 to determine the center of the non-contact bearing 101. The concentricity and perpendicularity of the casing 100 can be simply and conveniently measured based on .

만일, 측정 결과 비접촉 베어링(101)과 케이싱(100)의 동심도가 차이가 날 경우, 비접촉 베어링(101)을 수평 방향으로 이동시켜 케이싱(100)의 동심과 일치하도록 조정하면 된다.If, as a result of the measurement, there is a difference in concentricity between the non-contact bearing 101 and the casing 100, the non-contact bearing 101 may be moved in a horizontal direction and adjusted to coincide with the concentricity of the casing 100.

이와 같이, 본 비접촉 베어링의 동심 측정기구는 베어링 표면과 접촉할 필요가 없으므로 베어링 표면의 손상 없이 베어링과 케이싱의 동심을 간편하게 측정할 수 있다. In this way, since the concentric measuring mechanism of the present non-contact bearing does not need to contact the bearing surface, the concentricity of the bearing and the casing can be easily measured without damaging the bearing surface.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of

1...축
2...슬리브
21...공기주입용 홀
211...슬리브반경방향 홈, 212...슬리브길이방향 홀
213...슬리브원주방향 환형홈 215...홈
22...부분슬리브
221..상부슬리브, 222...하부슬리브
200...비접촉 베어링의 동심 측정기구
101...비접촉 베어링, 104...베어링 하우징
100...케이싱
300...지지대1...axis
2... sleeve
21 ... hole for air injection
211...sleeve radial groove, 212...sleeve longitudinal hole
213 ... sleeve circumferential circular groove 215 ... groove
22 ... partial sleeve
221.. upper sleeve, 222.. lower sleeve
200...mechanism for measuring concentricity of non-contact bearings
101...non-contact bearing, 104...bearing housing
100...casing
300... support

Claims (9)

터보기계에 장착되는 비접촉 베어링과 케이싱의 동심을 측정하기 위한 기구로서,
동심측정용 축과,
공기주입용 홀을 구비하는 슬리브
를 포함하며,
상기 슬리브는 상기 공기주입용 홀을 통하여 유입된 공기가 상기 축의 둘레방향 및 길이방향으로 각각 분사되도록 하여, 상기 축이 상기 슬리브의 중심 및 길이방향으로 부상하도록 하고,
상기 슬리브는 서로 분리될 수 있는 2개 이상의 부분슬리브를 포함하고,
상기 부분슬리브는 상부슬리브와 하부슬리브를 포함하며,
상기 상부슬리브와 상기 하부슬리브는 결합 시, 상기 공기주입용 홀에 연결되어 통하며 상기 축의 둘레방향으로 상기 공기를 분사하는 홈을 형성하고,
상기 공기주입용 홀은 상기 상부슬리브 및 상기 하부슬리브에 걸쳐 연장되고,
상기 하부슬리브는, 상기 공기주입용 홀에 연결되어 통하고 상기 축의 길이방향으로 상기 공기를 분사하는 슬리브길이방향 홀과, 상기 공기주입용 홀에 연결되어 통하는 슬리브원주방향 환형홈을 포함하며,
상기 슬리브원주방향 환형홈은 상기 홈에 해당하고,
상기 상부슬리브와 상기 하부슬리브의 결합시, 상기 슬리브원주방향 환형홈은 상기 축의 둘레방향으로 에어커튼을 형성하는
비접촉 베어링의 동심 측정기구.As a device for measuring the concentricity of a non-contact bearing and casing mounted on a turbo machine,
A shaft for concentricity measurement;
Sleeve having a hole for air injection
Including,
The sleeve causes the air introduced through the air injection hole to be injected in the circumferential and longitudinal directions of the shaft, respectively, so that the shaft floats in the center and longitudinal direction of the sleeve,
The sleeve includes two or more partial sleeves that can be separated from each other,
The partial sleeve includes an upper sleeve and a lower sleeve,
When the upper sleeve and the lower sleeve are coupled, they are connected to the air injection hole and form a groove for injecting the air in a circumferential direction of the shaft,
The air injection hole extends over the upper sleeve and the lower sleeve,
The lower sleeve includes a sleeve longitudinal hole connected to the air injection hole and injecting the air in the longitudinal direction of the shaft, and a sleeve circumferential annular groove connected to the air injection hole and communicated,
The sleeve circumferential annular groove corresponds to the groove,
When the upper sleeve and the lower sleeve are coupled, the annular groove in the circumferential direction of the sleeve forms an air curtain in the circumferential direction of the shaft.
Concentric measuring mechanism for non-contact bearings. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 축의 상단부 및 하단부는 중앙부보다 상대적으로 작은 직경을 가져 상기 중앙부에 단차져 있고,
상기 슬리브는 상기 상단부 및 상기 하단부에 장착되는
비접촉 베어링의 동심 측정기구.In paragraph 1,
The upper and lower ends of the shaft have a relatively smaller diameter than the central part and are stepped on the central part,
The sleeve is mounted on the upper end and the lower end.
Concentric measuring mechanism for non-contact bearings. 제1항에서,
상기 상부슬리브와 상기 하부슬리브는 볼트 결합되는 비접촉 베어링의 동심 측정기구.In paragraph 1,
The upper sleeve and the lower sleeve are concentric measuring mechanism of a non-contact bearing in which bolts are coupled.
KR1020200152954A 2020-11-16 2020-11-16 Device for measuring the concentricity of non-contact bearing KR102557280B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200152954A KR102557280B1 (en) 2020-11-16 2020-11-16 Device for measuring the concentricity of non-contact bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200152954A KR102557280B1 (en) 2020-11-16 2020-11-16 Device for measuring the concentricity of non-contact bearing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220066670A KR20220066670A (en) 2022-05-24
KR102557280B1 true KR102557280B1 (en) 2023-07-19

Family

ID=81807076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200152954A KR102557280B1 (en) 2020-11-16 2020-11-16 Device for measuring the concentricity of non-contact bearing

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102557280B1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1162968A (en) * 1997-08-27 1999-03-05 Ntn Corp Composite air bearing unit
KR100309293B1 (en) * 1999-09-21 2001-09-26 구자홍 The method and apparatus of concentric control inspecting for the assembly of rotary compressor
JP2004052836A (en) 2002-07-17 2004-02-19 Tokyo Seimitsu Co Ltd Air bearing and measuring instrument using it
KR101223188B1 (en) * 2011-06-15 2013-01-17 홍열표 Self aligning air roller for light load and High-Speed Rotor
KR101874165B1 (en) * 2016-02-05 2018-07-03 한양대학교 에리카산학협력단 Air bearing

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220066670A (en) 2022-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10260557B2 (en) Rotary machine, bearing and method for manufacturing a rotary machine
US8684669B2 (en) Turbine tip clearance measurement
CN106840076B (en) A kind of bearing clearance and friction torque comprehensive tester
KR20100048920A (en) Method and system for inspecting blade tip clearance
JPS6390701A (en) Meter for ensuring alignment of turbine blade
CN104685163A (en) Turbine engine comprising means for measuring the speed and torque of shaft of the turbine engine and method for monitoring said shaft
CN103080498A (en) Bearing housing of an exhaust-gas turbocharger
KR102557280B1 (en) Device for measuring the concentricity of non-contact bearing
KR101941134B1 (en) Support device for balance correction
US11066957B2 (en) Axial-flow fluid machine and tip clearance measuring method therefor
US4976147A (en) Device for measuring dynamic balance of a rotor
JP2017101663A (en) Methods and systems for detecting wear in turbine engine
JP4832257B6 (en) High speed air spindle
CN104713451A (en) Method and apparatus for determining gas turbine dampening cone inner diameter
KR102534601B1 (en) Device for measuring the concentricity of non-contact bearing
US6530143B1 (en) Apparatus for setting gaps in hydrodynamic bearing
US10883900B2 (en) Shaft assembly for a high-speed test rig
JP2005315878A (en) Measurement device and measurement method for fluid dynamic pressure bearing device
KR101662125B1 (en) Method for determining bearing play of exhaust-gas-turbocharger friction bearings
CN105547534B (en) It can measure the elastic bearing of rotor axial load
US11150127B2 (en) Vibrometer assembly, rotating machine, and vibrometer attachment method and removal method
KR101809405B1 (en) Method for manufacturing ventilator with boss integral impeller
CN212748273U (en) Tool for impeller overspeed test
US6227061B1 (en) Mounting block for a proximity probe used for measuring axial movement of a rotor
JP2010190350A (en) Static pressure gas bearing device

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right