KR102618122B1 - 감속기 부하 시험 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부하 조절이 가능한 파우더 브레이크를 이용하여 다양한 감속기에 대한 부하 시험을 용이하게 실시할 수 있도록 한 감속기 부하 시험 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 감속기에 대한 부하 조절이 가능한 파우더 브레이크를 이용하여, 중대형 감속기 및 소형 감속기 등 다양한 감속기에 대한 부하 시험을 실시할 수 있도록 함으로써, 감속기의 성능 및 내구성 향상을 도모할 수 있도록 한 감속기 부하 시험 장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

감속기 부하 시험 장치{Device for load test of reducer}
본 발명은 감속기 부하 시험 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 감속기의 부하 조절이 가능한 파우더 브레이크를 이용하여 다양한 감속기에 대한 부하 시험을 용이하게 실시할 수 있도록 한 감속기 부하 시험 장치에 관한 것이다.
일반적으로 감속기는 복수의 기어 조합을 이용하여 동력원인 모터의 속도를 원하는 속도로 감소시켜 큰 토크를 얻을 수 있도록 한 장치로서, 자동차 및 선박을 비롯하여 각종 산업현장에서 널리 사용되고 있다.
상기 감속기의 주된 구성인 기어는 금속 가공면의 상호 접촉에 의하여 동력을 전달하는 메커니즘 특성상 높은 표면경도와 정밀도가 요구된다.
따라서, 상기 감속기의 기어 및 관련 부품은 열처리 공정을 통하여 표면경도를 증대시켜서 그 성능 및 내구성을 향상시키고 있다.
이러한 감속기는 통상 제작업체에서 조립 완료 후 시운전을 실시하고 있는 바, 시운전 방법은 감속기의 출력축이 원활하게 회전하는 것만을 확인하는 방법으로 진행되고 있다.
즉, 종래의 시운전 방법은 모터 등의 동력원으로 전달되는 회전동력에 의하여 감속기의 출력축이 무부하 상태에서 회전되는 것만을 확인하는 방법으로 진행되고 있다.
그러나, 상기 감속기의 출고 후 각종 산업현장 등에서 실제 사용시 최대 사용부하에 빈번하게 노출됨으로써, 감속기의 성능 및 내구성이 크게 저하되는 문제점이 초래될 수 있다.
다시 말해서, 상기 감속기의 출고 후 각종 산업현장 등에서 실제 사용시 감속기에 최대 사용부하가 걸리면, 감속기의 각 기어열 및 베어링 등에 편마모 등이 발생하여, 결국 감속기의 성능 및 내구성이 저하되는 문제점이 따르게 된다.
이에, 감속기의 제작 완료 후 출고 전에 감속기의 품질 향상을 위하여 다양한 부하 시험을 실시하는 것이 필요하다.
등록특허 등록번호 제10-2079644호(2020.02.14)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 감속기에 대한 부하 조절이 가능한 파우더 브레이크를 이용하여, 중대형 감속기 및 소형 감속기 등 다양한 감속기에 대한 부하 시험을 실시할 수 있도록 함으로써, 감속기의 성능 및 내구성 향상을 도모할 수 있도록 한 감속기 부하 시험 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 제1입력축 및 제2입력축과 제1출력축 및 제2출력축을 갖는 구조로 구비되어 소정 면적의 받침프레임 상에 장착되는 듀얼 증속기; 상기 듀얼 증속기의 제1입력축에 연결되는 제1파우더 브레이크; 상기 듀얼 증속기의 제2입력축에 연결되는 제2파우더 브레이크; 상기 듀얼 증속기의 제1출력축과 시험 대상인 중대형 감속기의 출력축 간에 연결되는 제1유니버설 조인트; 상기 듀얼 증속기의 제2출력축과 시험 대상인 소형 감속기의 출력축 간에 연결되는 제2유니버설 조인트; 상기 듀얼 증속기의 제1출력축에 장착되는 제1토크 및 RPM센서; 상기 듀얼 증속기의 제2출력축에 장착되는 제2토크 및 RPM센서; 및 상기 감속기의 부하 조절을 위하여 제1 및 제2파우더 브레이크에 대한 전류량을 제어하고, 상기 제1토크 및 RPM센서와 제2토크 및 RPM센서의 감지 신호를 수신하여 감속기에 걸리는 현재 부하를 디스플레이에 표시 제어하는 제어반; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 감속기 부하 시험 장치를 제공한다.
또한, 상기 듀얼 증속기의 제1출력축 및 제2출력축에는 축 비틀림 방지를 위한 축 고정브라켓이 감싸여지며 장착되고, 이 축 고정브라켓의 하부는 지지바에 의하여 상기 받침프레임에 연결되며 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1파우더 브레이크와 제2파우더 브레이크는 상기 듀얼 증속기의 제1입력축과 제2입력축에 각각 타이어 커플링에 의하여 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 감속기에는 감속기의 진동을 감지한 신호를 상기 제어반에 전송하는 진동센서와, 감속기의 온도를 측정한 신호를 상기 제어반에 전송하는 온도센서가 장착된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제의 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 감속기에 대한 부하 조절이 가능한 파우더 브레이크를 이용하여, 중대형 감속기 및 소형 감속기 등에 대한 출고 전 부하 시험을 실시할 수 있도록 함으로써, 감속기의 성능 검사의 신뢰도를 높이고, 또한 감속기 각 구성부품 간의 상대적 정렬 상태의 안정화를 통한 내구성 향상을 도모할 수 있다.
둘째, 한 쌍의 파우더 브레이크에 인가되는 전류량을 조절하여 파우더 브레이크로부터 감속기로 출력되는 부하의 조절이 용이하게 이루어짐으로써, 다양한 감속기에 대한 부하 시험을 정밀하게 실시할 수 있다.
셋째, 감속기 부하 시험 중 감속기에 인가되는 토크 및 RPM을 감지하여 감속기에 걸리는 현재 부하를 제어반을 통하여 모니터링할 수 있도록 함으로써, 작업자가 감속기 부하 시험을 정확하게 관리할 수 있다.
넷째, 부하 시험 중 감속기에 대한 온도, 진동 등을 감지하여 제어반을 통하여 모니터링한 후, 감속기에 걸리는 부하에 따라 감속기의 온도 변화, 진동 상태를 기록함으로써, 감속기의 개발에 유용하게 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 감속기 부하 시험 장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 감속기 부하 시험 장치를 이용하여 중대형 감속기에 대한 부하 시험을 실시하는 상태를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 감속기 부하 시험 장치를 이용하여 소형 감속기에 대한 부하 시험을 실시하는 상태를 도시한 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 감속기 부하 시험 장치의 제어 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 감속기 부하 시험 장치를 도시한 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 감속기 부하 시험 장치를 도시한 평면도로서, 도면부호 10은 받침프레임을 지시한다.
상기 받침프레임(10)은 소정의 면적으로 구비되어 감속기 부하 시험 장치가 설치되는 장소의 바닥에 높이 조절 가능하게 배치되는 것으로서, 양측부에 높이 조절용 레벨풋(12)이 장착된다.
더 상세하게는, 상기 받침프레임(20)의 높이를 다양한 감속기의 입력축 및 출력축의 높이에 따라 적정 높이로 조절해야 하므로, 상기 높이 조절용 레벨풋(12)을 조작하면 받침프레임(20)의 높이를 적정 높이로 용이하게 조절할 수 있다.
상기 받침프레임(10)의 길이방향 중간 부분에 두 개의 입출력축을 갖는 듀얼 증속기(20)가 장착된다.
이때, 상기 듀얼 증속기(20)의 전면부 및 후면부에 각각 제1입력축(21)과 제2입력축(22)이 연결되고, 상기 듀얼 증속기(20)의 전면부에서 그 양쪽 부분에 각각 제1출력축(23)과 제2출력축(24)이 연결된다.
특히, 상기 듀얼 증속기(20)의 제1입력축(21)에는 감속기에 부하를 인가하기 위한 제1파우더 브레이크(31)가 연결되고, 상기 듀얼 증속기(20)의 제2입력축(22)에는 감속기에 부하를 인가하기 위한 제2파우더 브레이크(32)가 연결된다.
잘 알려진 바와 같이, 상기 파우더 브레이크는 입력축과 연결된 입력드럼이 회전할 때, 전류 인가에 따른 자력에 의하여 파우더(powder)가 결속되면서 출력축과 연결된 출력드럼에 마찰력에 의해 부하를 발생하는 장치를 말한다.
상기 파우더 브레이크를 제1파우더 브레이크(31)와 제2파우더 브레이크(32), 그리고 듀얼 증속기(20)로 구성한 이유는 하나의 파우더 브레이크만으로는 감속기 종류 중 중대형 감속기에 인가되어야 할 최대부하(예, 13000 Nm)를 만족시킬 수 없기 때문이다.
삭제
바람직하게는, 상기 제1파우더 브레이크(31)와 제2파우더 브레이크(32)는 상기 듀얼 증속기(20)의 제1입력축(21)과 제2입력축(22)에 각각 타이어 커플링(30)에 의하여 연결된다.
상기 타이어 커플링(30)을 채택한 이유는, 상기 제1파우더 브레이크(31)의 출력축과 상기 듀얼 증속기(20)의 제1입력축(21) 간의 연결 부분에서 발생되는 축 비틀림을 일정 수준 허용하여 축 연결 부분을 보호하고, 또한 상기 제2파우더 브레이크(32)의 출력축과 상기 듀얼 증속기(20)의 제2입력축(22) 간의 연결 부분에서 발생되는 축 비틀림을 일정 수준 허용하여 축 연결 부분을 보호하기 위함에 있다.
또한, 상기 듀얼 증속기(20)의 제1출력축(23) 및 제2출력축(24)에는 축 비틀림 방지를 위한 축 고정브라켓(25)이 감싸여지며 장착되고, 이 축 고정브라켓(25)의 하부는 지지바(26)에 의하여 상기 받침프레임(10)에 연결되며 고정된다.
이때, 상기 축 고정브라켓(25)으로 인하여 제1출력축(23) 및 제2출력축(24)의 회전시 비틀림이 방지될 수 있고, 이 제1출력축(23) 및 제2출력축(24)은 축 고정브라켓(25) 내의 베어링(미도시됨)에 의하여 용이하게 회전될 수 있다.
한편, 상기 듀얼 증속기(20)의 제1출력축(23)에는 제1유니버설 조인트(41)의 일단부가 연결되고, 이 제1유니버설 조인트(41)의 타단부에는 부하 시험 대상인 중대형 감속기(100)의 출력축(102)이 분리 가능하게 연결된다.
또한, 상기 듀얼 증속기(20)의 제2출력축(24)에는 제2유니버설 조인트(42)의 일단부가 연결되고, 이 제2유니버설 조인트(42)의 타단부에는 부하 시험 대상인 소형 감속기(110)의 출력축(112)이 분리 가능하게 연결된다.
이때, 상기 듀얼 증속기(20)의 제1출력축(23)에는 제1토크 및 RPM센서(51)가 장착되고, 상기 듀얼 증속기(20)의 제2출력축(24)에는 제2토크 및 RPM센서(52)가 장착되는 바, 상기 제1토크 및 RPM센서(51)와 제2토크 및 RPM센서(52)의 감지 신호는 제어반(60)으로 전송된다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 감속기 부하 시험 장치에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 감속기 부하 시험 장치를 이용하여 중대형 감속기에 대한 부하 시험을 실시하는 상태를 도시한 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 듀얼 증속기(20)의 제1출력축(23)과 연결된 제1유니버설 조인트(41)의 타단부에는 부하 시험 대상인 중대형 감속기(100)의 출력축(102)을 분리 가능하게 연결시킨다.
이때, 상기 중대형 감속기(100)의 입력축(101)에는 모터(120)가 벨트 등에 의하여 동력 전달 가능하게 연결되며, 이에 상기 모터(120)의 구동에 의하여 중대형 감속기(100)에 동력이 전달될 수 있다.
이어서, 상기 제어반(60)에서 제1파우더 브레이크(31)와 제2파우더 브레이크(32)에 전류를 인가하면, 제1파우더 브레이크(31) 및 제2파우더 브레이크(32)의 제동 작동에 따른 부하 토크가 상기 듀얼 증속기(20)의 제1입력축(21)과 제2입력축(22)으로 전달됨과 함께 제1출력축(23)으로 출력된다.
이에, 상기 듀얼 증속기(20)의 제1출력축(23)과 제1유니버설 조인트(41)에 의하여 연결된 부하 시험 대상인 중대형 감속기(100)의 출력축(102)에 부하가 인가된다.
바람직하게는, 상기 제어반(60)에서 제1파우더 브레이크(31)와 제2파우더 브레이크(32)에 인가하는 전류량을 가감시키는 제어를 하면, 중대형 감속기(100)의 출력축(102)에 인가되는 부하의 크기가 조절될 수 있고, 이에 부하 시험 대상인 중대형 감속기(100)에 인가되는 정격부하 크기를 10%, 25%, 50%, 75%, 100% 등의 순서로 증대시키면서 부하 시험이 이루어질 수 있다.
이때, 상기 듀얼 증속기(20)의 제1출력축(23)에 장착된 제1토크 및 RPM센서(51)에서 중대형 감속기(100)의 출력축(102)에 인가되는 현재 부하를 감지하여 제어반(60)으로 전송하면, 제어반(60)은 제어반에 포함된 디스플레이에 현재 부하를 표시 제어함으로써, 작업자가 현재 중대형 감속기(100)에 인가되는 부하를 모니터링할 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2파우더 브레이크(31,32)를 이용하여 부하 시험 대상인 중대형 감속기(100)에 대한 부하 크기를 조절하여, 중대형 감속기에 대한 출고 전 부하 시험을 용이하게 실시할 수 있고, 그에 따라 감속기의 성능 및 내구성 향상을 도모할 수 있다.
첨부한 도 3은 본 발명에 따른 감속기 부하 시험 장치를 이용하여 소형 감속기에 대한 부하 시험을 실시하는 상태를 도시한 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 듀얼 증속기(20)의 제2출력축(24)과 연결된 제2유니버설 조인트(42)의 타단부에는 부하 시험 대상인 소형 감속기(110)의 출력축(112)을 분리 가능하게 연결시킨다.
이때, 상기 소형 감속기(110)의 입력축(111)에는 모터(120)가 벨트 등에 의하여 동력 전달 가능하게 연결되며, 이에 상기 모터(120)의 구동에 의하여 소형 감속기(110)에 동력이 전달될 수 있다.
이어서, 상기 제어반(60)에서 제1파우더 브레이크(31)와 제2파우더 브레이크(32)에 전류를 인가하면, 제1파우더 브레이크(31) 및 제2파우더 브레이크(32)의 제동 작동에 따른 부하 토크가 상기 듀얼 증속기(20)의 제1입력축(21)과 제2입력축(22)으로 전달됨과 함께 제2출력축(24)으로 출력된다
이에, 상기 듀얼 증속기(20)의 제2출력축(24)과 제2유니버설 조인트(42)에 의하여 연결된 부하 시험 대상인 소형 감속기(110)의 출력축(112)에 부하가 인가된다.
마찬가지로, 상기 제어반(60)에서 제1파우더 브레이크(31)와 제2파우더 브레이크(32)에 인가하는 전류량을 가감시키는 제어를 하면, 소형 감속기(110)의 출력축(112)에 인가되는 부하의 크기가 조절될 수 있고, 이에 부하 시험 대상인 소형 감속기(110)에 인가되는 정격부하 크기를 10%, 25%, 50%, 75%, 100% 등의 순서로 증대시키면서 부하 시험이 이루어질 수 있다.
이때, 상기 듀얼 증속기(20)의 제2출력축(24)에 장착된 제2토크 및 RPM센서(52)에서 소형 감속기(110)의 출력축(112)에 인가되는 현재 부하를 감지하여 제어반(60)으로 전송하면, 제어반(60)은 제어반에 포함된 디스플레이에 현재 부하를 표시 제어함으로써, 작업자가 현재 소형 감속기(110)에 인가되는 부하를 모니터링할 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2파우더 브레이크(31,32)를 이용하여 부하 시험 대상인 소형 감속기(110)에 대한 부하 크기를 조절하여, 소형 감속기에 대한 출고 전 부하 시험을 용이하게 실시할 수 있고, 그에 따라 감속기의 성능 및 내구성 향상을 도모할 수 있다.
한편, 상기 감속기(100,110)에는 감속기의 진동을 감지한 신호를 상기 제어반(60)에 전송하는 진동센서(53)와, 감속기의 온도를 측정한 신호를 상기 제어반(60)에 전송하는 온도센서(54)가 장착될 수 있다.
이에, 상기 감속기(100,110)에 대한 부하 시험 중 감속기에 걸리는 부하에 따라 상기 온도센서(54)에서 감지된 감속기의 온도, 그리고 상기 진동센서(53)에 감지된 진동 신호를 상기 제어반(60)에서 수신한 후, 원거리의 컴퓨터(70) 에 기록 및 표시되도록 함으로써, 기록된 감속기의 온도 변화, 진동 수준데이터를 감속기의 개발에 유용하게 사용할 수 있다.
10 : 받침프레임 12 : 레벨풋
20 : 듀얼 증속기 21 : 제1입력축
22 : 제2입력축 23 : 제1출력축
24 : 제2출력축 25 : 축 고정브라켓
26 : 지지바 30 : 타이어 커플링
31 : 제1파우더 브레이크 32 : 제2파우더 브레이크
41 : 제1유니버설 조인트 42 : 제2유니버설 조인트
51 : 제1토크 및 RPM센서 52 : 제2토크 및 RPM센서
53 : 진동센서 54 : 온도센서
60 : 제어반 70 : 컴퓨터
100,110 : 감속기 101,111 : 입력축
102,112 : 출력축 120 : 모터

Claims (4)

  1. 제1입력축(21) 및 제2입력축(22)과 제1출력축(23) 및 제2출력축(24)을 갖는 구조로 구비되어 소정 면적의 받침프레임(10) 상에 장착되는 듀얼 증속기(20);
    상기 듀얼 증속기(20)의 제1입력축(21)에 연결되는 제1파우더 브레이크(31);
    상기 듀얼 증속기(20)의 제2입력축(22)에 연결되는 제2파우더 브레이크(32);
    상기 듀얼 증속기(20)의 제1출력축(23)과 시험 대상인 중대형 감속기(100)의 출력축(102) 간에 연결되는 제1유니버설 조인트(41);
    상기 듀얼 증속기(20)의 제2출력축(24)과 시험 대상인 소형 감속기(110)의 출력축(112) 간에 연결되는 제2유니버설 조인트(42);
    상기 듀얼 증속기(20)의 제1출력축(23)에 장착되는 제1토크 및 RPM센서(51);
    상기 듀얼 증속기(20)의 제2출력축(24)에 장착되는 제2토크 및 RPM센서(52); 및
    상기 감속기(100,110)의 부하 조절을 위하여 제1 및 제2파우더 브레이크(31,32)에 대한 전류량을 제어하고, 상기 제1토크 및 RPM센서(51)와 제2토크 및 RPM센서(52)의 감지 신호를 수신하여 감속기(100,110)에 걸리는 현재 부하를 디스플레이에 표시 제어하는 제어반(60);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 감속기 부하 시험 장치.

  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 듀얼 증속기(20)의 제1출력축(23) 및 제2출력축(24)에는 축 비틀림 방지를 위한 축 고정브라켓(25)이 감싸여지며 장착되고, 이 축 고정브라켓(25)의 하부는 지지바(26)에 의하여 상기 받침프레임(10)에 연결되어 고정되며,
    상기 제1파우더 브레이크(31)와 제2파우더 브레이크(32)는 상기 듀얼 증속기(20)의 제1입력축(21)과 제2입력축(22)에 각각 타이어 커플링(30)에 의하여 연결되는 것을 특징으로 하는 감속기 부하 시험 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 감속기(100,110)에는 감속기의 진동을 감지한 신호를 상기 제어반(60)에 전송하는 진동센서(53)와, 감속기의 온도를 측정한 신호를 상기 제어반(60)에 전송하는 온도센서(54)가 장착된 것을 특징으로 하는 감속기 부하 시험 장치.
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