KR102611485B1 - 선박용 발전기의 로터와 샤프트의 어셈블리 방법 - Google Patents

선박용 발전기의 로터와 샤프트의 어셈블리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박 엔진의 동력을 프로펠러에 전달하는 샤프트와 발전기의 로터를 상호 조립해 연결하는 어셈블리 방법에 관한 것으로, 지정된 내경의 기준홀이 원호를 따라 지정 위치에 천공되어 이루어진 링 형상의 지그 플레이트를 동일한 규격의 한 쌍으로 제작하는 지그 플레이트 제작 단계; 한 쌍의 지그 플레이트 중 하나를 샤프트의 외주 플랜지에 맞대고 해당 기준홀의 위치와 내경에 맞춰 외주 플랜지를 천공해서 제1체결홀을 가공하는 외주 플랜지 천공 단계; 한 쌍의 지그 플레이트 중 다른 하나를 발전기의 유도 코일과 마주하는 영구자석 지지용 관형 로터의 내주 플랜지에 맞대고 해당 기준홀의 위치와 내경에 맞춰 내주 플랜지를 천공해서 제2체결홀을 가공하는 내주 플랜지 천공 단계; 상기 샤프트와 발전기 간의 조립을 위해서, 상기 제1체결홀과 제2체결홀이 공차 없이 상호 맞춰지며 테이퍼진 내주면을 이루도록 외주 플랜지와 내주 플랜지를 맞대는 홀 맞춤 단계; 외주면이 테이퍼진 형상을 이루는 체결부재를 상호 맞춰진 상기 제1체결홀과 제2체결홀에 삽입하는 단계와, 유압실린더를 상기 체결부재에 결속하는 단계와, 상기 유압실린더의 유압을 상승시켜서 제1체결홀과 제2체결홀의 내주면에 체결부재의 외주면이 밀착되도록 유압실린더가 체결부재에 외력을 가하는 단계와, 상기 유압실린더를 체결부재에서 분리하는 단계로 이루어진 커플링 단계;를 포함하는 것이다.

Description

선박용 발전기의 로터와 샤프트의 어셈블리 방법{ASSEMBLY METHOD OF SHAFT AND ROTOR OF GENERATOR ON SHIP}
본 발명은 선박 엔진의 동력을 프로펠러에 전달하는 샤프트와 전력 발전기의 로터를 상호 조립해 연결하는 어셈블리 방법에 관한 것이다.
선박 엔진은 동력 매체인 샤프트를 이용해 프로펠러와 직접 연결되거나 기어박스를 매개로 연결되어서 선박 엔진의 생성 동력을 프로펠러에 전달한다. 또한, 상기 샤프트는 선박 수급용 전력 발전기와도 연동하므로 선박 엔진의 생성 동력을 발전기에 전달해서 선박의 필요 전력을 발전시킨다.
주지된 바와 같이 발전기는 코일에 둘러싸인 영구자석(Permanent Magnet)이 회전하면서 코일에 전류를 유도하므로, 상기 샤프트는 영구자석이 설치된 발전기의 로터와 연결되어서 영구자석의 회전을 위한 동력을 전달한다.
도 1(선박 엔진의 동력을 받아 회전하는 샤프트에 발전기의 로터가 연결된 종래 어셈블리 구조를 도시한 단면 사시도)과 같이, 선박 엔진(미 도시함)의 생성 동력은 샤프트(100)에 토크를 전달하고, 샤프트(100)에 구성된 외주 플랜지(110)는 발전기(200)의 로터(220)에 연결된다. 여기서 발전기(200)의 영구자석(미 도시함)은 로터(220)의 둘레면을 따라 설치되고, 발전기(200)의 본체(210)에 형성된 홀(211)에서 로터(220)가 회전하도록 샤프트(100)가 회전 가능하게 설치된다. 한편, 발전기(200)의 코일(230)은 로터(220)에 설치된 영구자석을 이격하게 둘러싸도록 홀(211)의 내주면을 따라 설치된다. 결국, 샤프트(100)의 회전을 따라 이동하는 영구자석을 통해 본체(210)에 설치된 코일(230)에는 전류가 유도된다.
한편, 샤프트(100)는 선박 엔진의 동력을 프로펠러에 전달하는 일종의 기계 부품인데 반해 발전기(200)는 외부 동력을 받아 발전하는 전기장치이므로, 샤프트(100)와 발전기(200)는 서로 다른 전문 제작업체에서 별도로 제작될 수밖에 없다. 따라서 선박 건조를 위해 해당 제작업체로부터 현장으로 각각 납품된 샤프트(100)와 발전기(200)를 작업자가 체결 지점을 맞춰서 설계에 따라 정확하게 조립해야 한다. 이를 위해 종래에는 도 2(도 1에 도시된 종래 샤프트의 플랜지에 로터가 연결된 모습을 도시한 측단면도)와 같이 서로 면접하는 외주 플랜지(110)의 외면과 로터(220)의 내면을 상호 간섭없이 판판하게 성형하고 충분한 폭을 갖도록 제작했다. 결국, 종래 어셈블리 구조에서 작업자는 로터(220)의 위치를 샤프트(100)의 외주 플랜지(110)에 맞춘 후 현장에서 체결홀을 직접 천공한 후에 체결부재(P)를 매개로 제 위치에 정확히 고정할 수 있었다.
그런데 종래 어셈블리 구조는 샤프트(100)의 외주 플랜지(110)가 로터(220)의 폭에 상응하는 두께로 제작되어서 외주 플랜지(110)의 중량이 불필요하게 컸고, 큰 중량의 외주 플랜지(110)를 회전시키기 위한 샤프트(100)의 토크 손실 또한 불가피하므로 발전을 위한 동력 소모가 클 수밖에 없었다. 또한, 선박 건조 현장에서 상기 체결홀을 천공하기 위해서는 천공장비와 더불어 작업 시간의 증가가 불가피하므로 선박 건조 공정의 불합리함이 있었다.
이러한 문제를 해소하기 위해서 종래에는 샤프트(100)와 발전기(200) 각각의 전문 제작업체에서 직접 체결홀을 천공하였으나, 샤프트(100)에 구성된 외주 플랜지(110)의 체결홀과 발전기(200)에 구성된 로터(220)의 체결홀 간에 위치 및 내경 등의 공차가 불가피하므로, 샤프트(100)와 발전기(200) 간 조립의 정밀성에 한계가 있을 수 밖에 없었다.
따라서 개별적으로 제작된 샤프트(100)의 체결홀과 발전기(200)의 체결홀 간의 공차를 최소화해서 조립의 정밀성을 높이면서도 발전기(200)의 로터(220)와 연결되는 샤프트(100)의 플랜지(110)를 경량화해서 소모 동력 대비 발전기(200)의 발전 효율을 높일 수 있는 어셈블리 구조가 시급히 요구되었다.
선행기술문헌 1. 특허공개번호 제10-2017-0076864호(2017.07.05 공개)
이에 본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, 개별적으로 제작된 샤프트와 발전기 간의 조립 중에 발생하는 기계적 공차를 줄이고 발전기의 로터와 연결되는 플랜지의 슬림화를 통해 경량화해서 소모 동력 대비 발전기의 발전 효율을 높일 수 있는 선박용 발전기의 로터와 샤프트의 어셈블리 방법의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
지정된 내경의 기준홀이 원호를 따라 지정 위치에 천공되어 이루어진 링 형상의 지그 플레이트를 동일한 규격의 한 쌍으로 제작하는 지그 플레이트 제작 단계;
한 쌍의 지그 플레이트 중 하나를 샤프트의 외주 플랜지에 맞대고 해당 기준홀의 위치와 내경에 맞춰 외주 플랜지를 천공해서 제1체결홀을 가공하는 외주 플랜지 천공 단계;
한 쌍의 지그 플레이트 중 다른 하나를 발전기의 유도 코일과 마주하는 영구자석 지지용 관형 로터의 내주 플랜지에 맞대고 해당 기준홀의 위치와 내경에 맞춰 내주 플랜지를 천공해서 제2체결홀을 가공하는 내주 플랜지 천공 단계;
상기 샤프트와 발전기 간의 조립을 위해서, 상기 제1체결홀과 제2체결홀이 공차 없이 상호 맞춰지며 테이퍼진 내주면을 이루도록 외주 플랜지와 내주 플랜지를 맞대는 홀 맞춤 단계; 및
외주면이 테이퍼진 형상을 이루는 체결부재를 상호 맞춰진 상기 제1체결홀과 제2체결홀에 삽입하는 단계와, 유압실린더를 상기 체결부재에 결속하는 단계와, 상기 유압실린더의 유압을 상승시켜서 제1체결홀과 제2체결홀의 내주면에 체결부재의 외주면이 밀착되도록 유압실린더가 체결부재에 외력을 가하는 단계와, 상기 유압실린더를 체결부재에서 분리하는 단계로 이루어진 커플링 단계;
를 포함하는 선박용 발전기의 로터와 샤프트의 어셈블리 방법이다.
상기의 본 발명은, 개별 제작된 샤프트와 발전기 로터를 공차 없이 정밀하게 체결해서 샤프트가 발전기와 연동하여 안정한 회전이 가능하도록 하고, 서로 체결되는 샤프트의 외주 플랜지와 로터의 내주 플랜지를 경량화해서 소모 동력 대비 발전기의 발전 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 선박 엔진의 동력을 받아 회전하는 샤프트에 발전기의 로터가 연결된 종래 어셈블리 구조를 도시한 단면 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 종래 샤프트의 플랜지에 로터가 연결된 모습을 도시한 측단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 어셈블리 구조의 일실시 예로 된 샤프트에 발전기의 로터가 연결되어 이루는 발전기 모습을 도시한 단면 사시도이고,
도 4는 도 4에 도시한 발전기 모습을 도시한 분해 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 어셈블리 구조의 일실시 예로 된 샤프트의 플랜지에 로터가 연결된 모습을 도시한 측단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 어셈블리 방법의 일실시 예를 순차 도시한 플로차트이고,
도 7은 본 발명에 따른 어셈블리 구조를 이루기 위해서 지그 플레이트를 이용해 플랜지와 로터에 체결홀을 천공하는 모습을 도시한 사시도이고,
도 8은 도 5의 'A' 부분에서 상기 체결홀에 삽입된 체결부재의 압입 공정을 순차로 도시한 단면도이고,
도 9는 도 5의 'B' 부분의 체결부재 일부를 확대 도시하고 압입 공정에 활용되는 유압실린더를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 어셈블리 구조의 일실시 예로 된 샤프트에 발전기의 로터가 연결되어 이루는 발전기 모습을 도시한 단면 사시도이고, 도 4는 도 4에 도시한 발전기 모습을 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 어셈블리 구조의 일실시 예로 된 샤프트의 플랜지에 로터가 연결된 모습을 도시한 측단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 영구자석(미 도시함) 타입 발전기(200')의 로터(220')와 샤프트(100')에 대한 본 발명에 따른 어셈블리 구조는, 샤프트(100')의 슬림한 외주 플랜지(110')의 측면과 로터(220')의 슬림한 내주 플랜지(221)의 측면이 서로 맞대어진 형태를 이룬다. 또한, 외주 플랜지(110')와 내주 플랜지(221) 간의 맞댐 상태를 유지하기 위해서 외주 플랜지(110')와 내주 플랜지(221)에는 각각 다수의 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)이 가장자리를 따라 천공 형성되고, 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)에는 하이드로릭 볼트(Hydraulic bolt) 또는 리머 볼트(Reamer bolt) 등의 체결부재(P')가 삽입되어서 외주 플랜지(110')와 내주 플랜지(221)를 일체로 체결한다.
본 실시 예에서 외주 플랜지(110')는 내주 플랜지(221)와의 체결부(111)인 가장자리 부분이 상대적으로 슬림한 형태를 이루며, 제1체결홀(112)은 체결부(111)를 따라 형성된다.
본 실시 예에서 내주 플랜지(221)는 로터(220)의 내측 중앙부에 돌출 형성되어서 로터(220)가 도 5와 같이 'T' 형 단면 구조를 이룬다. 전술한 바와 같이 로터(220)에는 일정한 하중의 영구자석이 둘레면을 따라 설치되고, 이 상태에서 샤프트(100')로부터 토크를 받아 흔들림 없이 회전해야 한다. 따라서 내주 플랜지(221)는 편향됨 없이 중앙부에 위치하는 것이 바람직하다.
외주 플랜지(110')가 내주 플랜지(221)에 가하는 힘의 방향은 회전 방향과 사실상 나란하므로, 상호 연동 과정에서 외주 플랜지(110')와 내주 플랜지(221)가 구부러짐 없이 제 형상을 유지할 수 있는 재질적 물성과 하드웨어적 두께를 갖추면 족하다. 따라서 외주 플랜지(110')의 체결부(111)는 물론 내주 플랜지(221) 역시 상대적으로 슬림한 형태를 이룬다. 결국, 외주 플랜지(110')와 내주 플랜지(221)의 슬림화를 통해 경량화를 실현하므로, 발전을 위한 소모 동력을 획기적으로 줄일 수 있고 발전 효율 또한 높일 수 있다.
본 실시 예의 로터(220)는 샤프트(100')가 내설되는 발전기(200')의 본체(210)의 홀(211)에서 샤프트(100')를 둘러싸도록 회전 가능하게 설치된다. 이에 상응해서 본 실시 예의 본체(210)는 홀(211)에 내설된 로터(220)가 이탈하지 않도록 홀(211)의 내주면을 따라 펜스(212)가 형성된다. 펜스(212)는 홀(211)에 내설된 로터(220)의 양측을 덮도록 돌출 형성되므로, 로터(220)는 제 위치와 자세를 유지하며 샤프트(100')의 동력을 받아 회전한다. 본 실시 예의 로터(220)는 내측 플랜지(221)를 중심으로 양측 가장자리가 펜스(212)에 상응하게 돌출되어서 펜스(212)에 의한 로터(220)의 이탈을 보다 효과적으로 제한할 수 있다.
본 실시 예의 도면에서 샤프트(100')가 발전기(200') 본체(210)의 홀(211)에 단순 삽입된 것으로 도시했으나, 샤프트(100')가 홀(211) 안에서 흔들림 없이 제 자세를 유지하며 회전하도록 별도의 서포트(미 도시함)가 샤프트(100')를 지지할 수 있다. 상기 서포트는 발전기(200')의 본체(210)에 분리된 구성일 수도 있고, 본체(210)에 일체된 구성일 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 어셈블리 방법의 일실시 예를 순차 도시한 플로차트이고, 도 7은 본 발명에 따른 어셈블리 구조를 이루기 위해서 지그 플레이트를 이용해 플랜지와 로터에 체결홀을 천공하는 모습을 도시한 사시도이고, 도 8은 도 5의 'A' 부분에서 상기 체결홀에 삽입된 체결부재의 압입 공정을 순차로 도시한 단면도이고, 도 9는 도 5의 'B' 부분의 체결부재 일부를 확대 도시하고 압입 공정에 활용되는 유압실린더를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 어셈블리 방법을 설명한다.
S10; 지그 플레이트 제작 단계
샤프트(100')는 기계 부품인데 반해 발전기(200')는 전기장치이므로 사실상 두 제품은 해당 전문 제작업체에서 개별 제작된다. 그런데 샤프트(100')는 개별 제작된 발전기(200')의 로터(220')에 체결해야 하므로, 샤프트(100')의 외주 플랜지(110')와 로터(220')의 내주 플랜지(221)에 각각 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)을 천공하고, 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)에 체결부재(P')를 강제 압입해서 억지끼워맞춤으로 샤프트(100')와 로터(220')를 체결한다. 하지만 샤프트(100')와 발전기(200')는 해당 전문 제작업체에서 개별 제작되므로, 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)의 위치와 내경에 공차가 발생할 수밖에 없다.
따라서 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)의 천공 위치와 내경을 기준할 수 있는 기준홀(Z11, Z21)이 구성된 지그 플레이트(Z1, Z2)를 제작한다.
지그 플레이트(Z1, Z2)의 기준홀(Z11, Z21)은 샤프트(100')의 둘레에 돌출된 외주 플랜지(110')의 제1체결홀(112)의 천공 기준이므로, 샤프트(100')의 관체가 관통해서 외주 플랜지(110')에 맞댈 수 있도록 지그 플레이트(Z1, Z2)의 프레임은 링 형상인 것이 바람직하다. 또한, 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)은 각각 외주 플랜지(110')와 내주 플랜지(221)를 따라 원호를 이루며 배치되므로, 지그 플레이트(Z1, Z2)에 구성된 기준홀(Z11, Z21)은 원호를 따라 생성된다. 기준홀(Z11, Z21)은 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)의 천공 위치는 물론 내경의 기준이므로, 기준홀(Z11, Z21)의 내경 또한 지정된 크기로 생성한다.
타장소에서 개별 제작될 샤프트(100')의 제1체결홀(112)과 발전기(200')의 제2체결홀(222)을 천공하기 위해서 지그 플레이트(Z1, Z2)는 동일한 규격의 한 쌍으로 제작되고, 한 쌍의 지그 플레이트(Z1, Z2) 중 하나는 샤프트(100') 제작업체에 전달되고, 다른 하나는 발전기(200') 제작업체에 전달된다.
S20; 외주 플랜지 천공 단계
한 쌍의 지그 플레이트(Z1, Z2) 중 하나(Z1)를 도 7의 (a)도면과 같이 샤프트(100')의 외주 플랜지(110')에 맞대고 해당 기준홀(Z11)의 위치와 내경에 맞춰 외주 플랜지(110')를 천공해서 제1체결홀(112)을 가공한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 샤프트(100') 제작을 위한 지그 플레이트(Z1)의 기준홀(Z11)이 외주 플랜지(110')의 측면에 마주하도록 지그 플레이트(Z1)를 배치하고, 천공을 위한 기구 또는 기기(N)를 기준홀(Z11)의 위치와 내경에 맞춰 외주 플랜지(110')를 천공한다.
결국, 외주 플랜지(110')의 제1체결홀(112)은 기준홀(Z11)의 위치 및 내경과 동일하게 형성된다.
S30; 내주 플랜지 천공 단계
한 쌍의 지그 플레이트(Z1, Z2) 중 다른 하나(Z2)를 도 7의 (b)도면과 같이 발전기(200')의 유도 코일(230)과 마주하는 영구자석 지지용 관형 로터(220')의 내주 플랜지(221)에 맞대고 해당 기준홀(Z21)의 위치와 내경에 맞춰 내주 플랜지(221)를 천공해서 제2체결홀(222)을 가공한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 로터(220') 제작을 위한 지그 플레이트(Z2)의 기준홀(Z21)이 내주 플랜지(221)의 측면에 마주하도록 지그 플레이트(Z2)를 배치하고, 천공을 위한 기구 또는 기기(N)를 기준홀(Z21)의 위치와 내경에 맞춰 내주 플랜지(221)를 천공한다.
결국, 내주 플랜지(221)의 제2체결홀(222)은 기준홀(Z21)의 위치 및 내경과 동일하게 형성된다.
S40; 홀 맞춤 단계
제1체결홀(112)이 구성된 샤프트(100')와, 제2체결홀(222)이 구성된 로터(220')를 갖춘 발전기(200')를 각각 납품받고, 작업자는 납품된 샤프트(100')를 발전기(200')의 로터(220')에 조립한다.
이를 위해 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)이 공차 없이 상호 맞춰지며 테이퍼진 내주면을 이루도록 외주 플랜지(110')와 내주 플랜지(221)를 맞댄다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 로터(220')의 내주 플랜지(221) 측면에 외주 플랜지(110')의 측면이 맞닿도록 샤프트(100')를 발전기(200') 본체(210)의 홀(211)에 관통하게 삽입하고, 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)이 상호 공차 없이 정합하도록 외주 플랜지(110')의 위치를 맞춘다. 또한, 서로 연통하게 맞춰진 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)의 내주면이 테이퍼진 형태를 이루도록 한다. 이를 위해 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222) 모두 일측 개구부의 내경이 타측 개구부의 내경보다 크게 형성되어서 내주면이 테이퍼진 형태를 이룬다. 또한, 제1체결홀(112)의 내주면과 제2체결홀(222)의 내주면의 경계 구간이 연속성을 갖도록, 제1체결홀(112)의 대경과 제2체결홀(222)의 소경이 일치하거나, 제1체결홀(112)의 소경과 제2체결홀(222)의 대경이 일치할 수 있다. 본 실시 예는 도 8과 같이 제2체결홀(222)의 대경이 제1체결홀(112)의 소경과 일치하게 해서, 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)이 공차 없이 연통하면 내주면이 턱 형성 없이 연속된 테이퍼면을 이루도록 했다.
S50; 커플링 단계
제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)이 정합하게 맞대어져서 연통하면, 외주면이 테이퍼진 형상을 이루는 체결부재(P')를 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)에 삽입한다. 따라서 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)의 연속된 테이퍼면은 체결부재(P')의 테이퍼진 외주면과 면 접촉한다.
이후, 도 8의 (b)도면과 같이 유압실린더(10)를 체결부재(P')에 결속한다. 본 실시 예의 체결부재(P')는 일측에 결속홀(P1)이 형성되고, 유압실린더(10)의 결속체(12)는 결속홀(P1)에 삽입 체결된다. 따라서 유압실린더(10)의 동작을 따라 체결부재(P')가 동작한다. 본 실시 예의 결속홀(P1)은 너트홀 구조를 이루고 결속체(12)는 볼트 구조를 이루므로, 결속홀(P1)과 결속체(12)는 나선 결합을 통해 일체로 결속한다.
이후, 도 8의 (c)도면과 같이 유압실린더(10)의 유압을 상승시켜서 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)의 내주면에 체결부재(P')의 외주면이 밀착되도록 유압실린더(10)가 체결부재(P')에 외력을 가한다. 본 실시 예의 유압실린더(10)는 도 9의 (b)도면과 같이 결속체(12)와 연결된 이동자(11)와, 유압실린더(10)에 유입된 유체의 압력으로 이동자(11)를 가압하는 프레스(13)를 포함한다. 따라서 유압에 의한 프레스(13)의 가압으로 이동자(11)가 이동하면 결속체(12) 역시 이동자(11)의 이동방향을 따라 이동하면서 체결부재(P')가 당겨지도록 장력을 가한다. 결국 체결부재(P')의 테이퍼진 외주면은 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)의 테이퍼진 내주면에 밀착해 고정되고, 외주 플랜지(110')와 내주 플랜지(221)는 체결부재(P')에 의해 일체로 고정된다.
체결부재(P')의 설치가 완료되면, 유압실린더(10)를 체결부재(P')에서 분리한다. 본 실시 예는 결속홀(P1)에 삽입된 결속체(12)의 나선 결합을 해제함으로써 유압실린더(10)를 체결부재(P')와 분리한다.
본 발명에 따른 체결부재(P')는 도 9의 (a)도면과 같이 표면에 요철이 형성된 슬리브(P2)가 테이퍼진 외주면을 둘러싸도록 구성될 수 있다. 슬리브(P2)의 상기 요철은 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)의 내주면에 직접 맞물리므로, 체결부재(P')가 유압실린더(10)의 외력을 받아 이동하면서 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)의 내주면에 상기 요철을 강제 압입한다.
유압실린더(10)의 외력에 의한 체결부재(P')의 이동에도 슬리브(P2)가 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222) 내에서 제 위치를 유지하도록, 유압실린더(10)는 슬리브(P2)의 단부와 맞대어져 저지하는 스토퍼(미 도시함)를 더 포함한다. 결국, 결속체(12)의 이동을 따라 체결부재(P')가 유압실린더(10) 쪽으로 이동해도, 상기 스토퍼는 슬리브(P2)가 체결부재(P')와 함께 이동하지 않도록 슬리브(P2)의 단부를 막아 저지해서 체결부재(P')의 본체만이 이동하고, 체결부재(P') 본체의 테이퍼진 외주면은 슬리브(P2)를 제1체결홀(112)과 제2체결홀(222)의 내주면으로 가압해서 상기 요철이 내주면에 강제 압입되도록 한다.
이상의 실시 예는 지그 플레이트(Z1, Z2)를 동일한 규격의 한 쌍으로 제작해서 하나는 샤프트(100') 제작업체에 전달하고, 다른 하나는 발전기(200') 제작업체에 전달하는 것으로 했으나, 지그 플레이트(Z1, Z2)의 제작 비용을 절감하기 위해 하나의 지그 플레이트만을 제작해서 샤프트(100') 제작업체와 발전기(200') 제작업체 중 한 곳에 우선 전달하고, 해당 제작이 완료되면 후행 공정인 남은 제작업체에 지그 플레이트를 이송할 수 있다.
본 실시 예는 발전기(200')의 일 구성인 로터(220') 제작을 선행 공정으로 하여 지그 플레이트를 발전기(200') 제작업체에 우선 전달하고, 로터(220')의 내주 플랜지(221) 천공 작업이 완료되면 후행 공정인 샤프트(100') 제작업체에 해당 지그 플레이트를 이송해서 샤프트(100')의 외주 플랜지(110')를 천공한다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 100'; 샤프트 110, 110'; 외주 플랜지
111; 체결부 112; 제1체결홀
200, 200'; 발전기 210; 본체
211; 홀 212; 펜스
220, 220'; 로터 221; 내주 플랜지
222; 제2체결홀 10; 유압실린더
11; 이동자 12; 결속체
13; 프레스 P, P'; 체결부재
P1; 결속홀 P2; 슬리브
Z1, Z2; 지그 플레이트 Z11, Z21; 기준홀

Claims (4)

  1. 지정된 내경의 기준홀이 원호를 따라 지정 위치에 천공되어 이루어진 링 형상의 지그 플레이트를 동일한 규격의 한 쌍으로 제작하는 지그 플레이트 제작 단계;
    한 쌍의 지그 플레이트 중 하나를 샤프트의 외주 플랜지에 맞대고 해당 기준홀의 위치와 내경에 맞춰 외주 플랜지를 천공해서 제1체결홀을 가공하는 외주 플랜지 천공 단계;
    한 쌍의 지그 플레이트 중 다른 하나를 발전기의 유도 코일과 마주하는 영구자석 지지용 관형 로터의 내주 플랜지에 맞대고 해당 기준홀의 위치와 내경에 맞춰 내주 플랜지를 천공해서 제2체결홀을 가공하는 내주 플랜지 천공 단계;
    상기 샤프트와 발전기 간의 조립을 위해서, 상기 제1체결홀과 제2체결홀이 공차 없이 상호 맞춰지며 테이퍼진 내주면을 이루도록 외주 플랜지와 내주 플랜지를 맞대는 홀 맞춤 단계; 및
    외주면이 테이퍼진 형상을 이루는 체결부재를 상호 맞춰진 상기 제1체결홀과 제2체결홀에 삽입하는 단계와, 상기 체결부재의 일측 단부면에 형성된 너트홀 구조의 결속홀에, 유압실린더에 구성된 볼트 구조의 결속체를 나사 결합하는 단계와, 상기 결속체가 결속홀에 인장력을 가하도록 유압실린더의 유압을 상승시켜서, 제1체결홀과 제2체결홀의 내주면에 체결부재의 외주면이 강제로 밀착되도록 하는 단계와, 상기 결속홀과의 나사 풀림을 통해 결속체를 분리하는 단계로 이루어진 커플링 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 발전기의 로터와 샤프트의 어셈블리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내주 플랜지는 로터의 내측 중앙부에 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 선박용 발전기의 로터와 샤프트의 어셈블리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1체결홀과 제2체결홀의 내주면에 맞물리는 요철이 표면에 형성된 슬리브가 체결부재의 외주면에 구성된 것을 특징으로 하는 선박용 발전기의 로터와 샤프트의 어셈블리 방법.
  4. 삭제
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