KR200439056Y1 - 틸팅 패드 베어링 온도 측정장치 - Google Patents

틸팅 패드 베어링 온도 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 틸팅 패드 베어링 온도 측정장치에 관한 것이다.
본 고안은 회전축을 지지하는 틸팅 패드 베어링에 구비된 패드의 온도 측정장치에 있어서, 이 패드의 후면에 형성된 삽입공; 이 삽입공에 장착하는 온도 감지 수단; 이 온도 감지 수단과 상기 틸팅 패드 베어링 외부의 측정장치와 연결하는 보상 도선; 이 보상 도선을 상기 패드의 후면에 삽입하기 위해 패드에 형성된 그루브; 및 상기 보상 도선을 상기 틸팅 패드 베어링의 외부로 인출하기 위해 상기 틸팅 패드 베어링의 하우징에 형성된 하우징 홀을 포함하되, 상기 그루브는 상기 삽입공으로부터 상기 회전축의 축방향과 평행한 방향으로 상기 패드의 일측면을 향해 형성된 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 베어링 온도 측정장치를 제공한다.
본 고안에 의하면, 패드의 후면에 패드의 일측면으로 개구되는 그루브를 형성하여 보상 도선을 하우징 외부로 인출함으로써 보상 도선이 베어링 내부에 구비된 오일의 직접적인 영향에서 벗어나게 되어 보상 도선의 수명이 증대되며 이에 따라 안정적으로 패드의 온도를 검출할 수 있는 효과가 있다.
열전대, 틸팅 패드, 베어링, 보상 도선

Description

틸팅 패드 베어링 온도 측정장치{Temperature Measuring Apparatus for Tilting Pad Bearing}
도 1은 틸팅 패드 베어링의 단면도,
도 2는 종래 기술에 따른 틸팅 패드 베어링의 분해 사시도,
도 3은 종래 기술에 따른 패드의 사시도,
도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링의 분해 사시도,
도 5는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 패드의 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
400: 틸팅 패드 베어링 410: 하우징
420: 패드 430: 온도 감지 수단
440: 보상 도선 450: 삽입공
460: 그루브 470: 하우징 홀
480: 보호관 490: 고정핀
본 고안은 틸팅 패드 베어링 온도 측정장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 패드의 후면에 형성된 삽입공으로부터 회전축의 회전 중심축과 평행하게 그루브를 형성하여 패드의 측면으로 보상 도선을 인출하고 하우징의 하우징 홀을 관통하도록 함으로써 보상 도선이 하우징 내부의 오일에 직접 노출되지 않으며 굽힘 응력을 줄여 수명을 연장하는 틸팅 패드 베어링 온도 측정장치에 관한 것이다.
고속으로 회전하는 회전축은 회전축을 지지하는 부재와의 마찰력이 증가하기 때문에 회전축과 회전축을 지지하는 부재 사이에 베어링을 사용하는 것이 일반적이다. 베어링은 고속으로 회전하는 회전축과 회전축을 지지하는 하우징 사이의 마찰력을 줄이는 역할을 하며 사용하는 용도, 회전 속도 등에 따라 다양하게 개발되고 있다.
도 1은 틸팅 패드 베어링의 단면도, 도 2는 종래 기술에 따른 틸팅 패드 베어링의 분해 사시도, 도 3은 종래 기술에 따른 패드의 사시도이다.
일반적으로 틸팅 패드 베어링(100)은 하우징(110), 복수개의 패드(120) 및 패드(120)를 고정하는 고정핀(210)을 포함하여 구성된다. 틸팅 패드 베어링(100)은 중량의 회전체가 회전하면서 회전축(130)의 이상 유동으로 발생하는 진동을 보상하기 위한 장치로 자동 조심 베어링(Self-Aligning Bearing, 미도시)이 하는 역할과 유사하다.
자동 조심 베어링의 내륜은 2 열의 궤도를 가지며 외륜의 궤도는 구면을 이루고 있어서, 구면의 곡률 중심은 베어링 중심과 일치하므로 내륜, 볼 및 리테이너는 외륜에 대한 원만한 조심성을 부여한다. 따라서 축과 하우징의 가공 오차나 장착 불량 등에 의해서 생기는 회전축의 뒤틀림을 자동적으로 조정하는 역할을 하며, 소형 경량인 회전체를 지지하는 데 주로 사용되는 반면 틸팅 패드 베어링(100)은 주로 중량의 회전축을 지지하는데 사용된다.
하우징(110)의 내부는 원기둥 형상의 공간이 형성되어 있으며, 내부 공간의 최외곽에는 복수개의 패드(120)를 삽입하는 패드 삽입 홈을 구비한다. 보통 4 ~ 6개의 패드(120)를 삽입하며 패드(120)는 두께가 균일한 곡면 판형 부재로 패드(120)의 내측면은 회전축(130)과 접하고 외측면은 하우징(110)과 접한다.
패드(120)의 외측면 중앙에는 돔형 돌기(310)를 구비하고 하우징(110)의 내주면 중 돔형 돌기(310)와 상대되는 위치에 돔형 돌기(310)와 대응되는 형상의 홈(미도시)을 형성하여 패드(120)를 양단부에서 고정하는 고정핀(210)을 힌지축으로 틸팅할 때 회전축(130)의 진동에 의한 충격 및 하중을 지지하는 역할을 한다.
한편, 회전축(130) 및 회전축(130)과 접하는 패드(120)는 금속재질이기 때문에 회전시 발생하는 마찰을 줄이기 위한 유막을 형성하는 데, 유막은 초기 구동시 마모를 방지하기 위해 회전축(130) 정지시 패드의 후면에서 오일을 주입하는 리프팅 오일 라인(320)을 통해 입력되며, 입력된 오일은 패드(120)의 후면에서 전면으로 관통된 내부 오일 라인(미도시)을 통해 회전축(130)과 패드(120) 사이로 침투한다.
회전축(130)과 패드(120) 사이로 침투한 오일은 회전축(130)과 패드(120) 사이에서 발생하는 마찰력을 감소하여 열 발생을 억제하는 역할을 하지만 장시간 가동하는 경우 패드(120)의 온도 및 오일의 온도를 실시간으로 감지하여 기기의 안정성을 확보하는 것이 필수적이다.
따라서 패드(120)의 온도를 감지하기 위한 온도 감지 수단(330)을 설치하는 데, 패드(120) 중 표면 온도가 가장 높게 상승하는 지점의 후면에 삽입공(340) 및 그루브(240)를 형성하여 온도 감지 수단(330)을 삽입공(340)에 삽입한 후 보상 도선(220)을 사용하여 온도 감지 수단(330)에서 측정한 값을 틸팅 패드 베어링(100) 외부로 전송하여 외부에 구비된 측정장치(미도시)가 온도를 계측한다.
이때 보상 도선(220)은 그루브(240)를 따라 삽입하고 패드(120)와 이에 인접한 다른 패드(120) 사이에 형성된 공간을 따라, 즉 도 1에 도시한 'A' 부분을 따라 배선하며, 하우징(110)의 단부에 형성된 하우징 홀(230)을 통해 틸팅 패드 베어링(100)의 외부로 보상 도선(220)이 인출된다.
그런데 도시한 바와 같이 패드(120) 후면의 그루브(240)에 삽입하는 보상 도선(220)은 오일에 직접적인 노출이나, 회전시 발생하는 진동 등에 의한 영향이 미미하지만, 그루브(240) 이후에 하우징 홀(230)까지의 보상 도선(220) 부위는 회전축이 회전할 때 발생하는 패드(120)의 틸팅 작용에 의해 지속적인 굽힘 응력을 받음과 동시에, 회전축(130)에 형성된 유막이 고속 회전하면서 패드(120)와 이에 인접한 다른 패드(120) 사이의 공간(A)에서 회전축(130)의 원심력에 의해 미세 기름 방울로 분리되어 하우징(110) 방향으로 분사되는 현상으로 보상 도선(220)을 마모시키는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 고안은, 패드의 후면에 형성된 삽입공으로부터 회전축의 회전 중심축과 평행하게 그루브를 형성하여 패드의 일측면으로 보상 도선을 인출하고 하우징의 하우징 홀을 관통하도록 함으로써 보상 도선이 하우징 내부의 오일에 직접 노출되지 않으며 굽힘 응력을 줄여 수명을 연장하는 틸팅 패드 베어링 온도 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안은, 회전축을 지지하는 틸팅 패드 베어링에 구비된 패드의 온도 측정장치에 있어서, 패드의 후면에 형성된 삽입공; 삽입공에 장착하는 온도 감지 수단; 온도 감지 수단과 틸팅 패드 베어링 외부의 측정장치와 연결하는 보상 도선; 보상 도선을 패드의 후면에 삽입하기 위해 형성된 그루브; 및 보상 도선을 틸팅 패드 베어링의 외부로 인출하기 위해 틸팅 패드 베어링의 하우징에 형성된 하우징 홀을 포함하되, 상기 그루브는 삽입공으로부터 상기 회전축의 축방향과 평행한 방향으로 패드의 일측면을 향해 형성한 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 베어링 온도 측정장치를 제공한다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링의 분해 사시도이고, 도 5는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 패드의 사시도이다.
본 고안의 바람직한 실시예에 따른 틸팅 패드 베어링(400)은 하우징(410), 패드(420), 온도 감지 수단(430) 및 보상 도선(440)을 포함하여 구성된다. 하우징(410)의 내부에는, 회전축(130:도 1 참조)과 접하여 회전하는 이 회전축을 지지하면서 미세 진동을 보상하는 복수개의 패드(420)가 구비되어 있다. 패드(420)의 후면에는 삽입공(450)을 형성하여 온도 감지 수단(430)을 구비한다.
온도 감지 수단(430)으로는 일반적으로 열전대를 사용하는데 열전대의 역할은 다음과 같다. 열전대는 종류가 다른 금속선 두 개의 양단부를 접속하여 만든 것으로 이 양단부 접점에 온도차가 발생할 때 폐 회로에 열기전력이 발생하여 회로에 전류가 흐른다. 열기전력의 크기와 극성은 양단부의 온도와 두 개의 금속선의 조합에 의해 결정되며 금속선의 굵기 또는 길이에 영향을 받지는 않는다. 따라서 특정 열전대의 온도에 따른 열기전력을 미리 읽을 수 있기 때문에 온도 측정이 가능하다.
이러한 역할을 하는 열전대는 하우징(410) 외부의 측정장치(미도시)와 연결되며, 측정장치는 열전대에서 발생하는 열기전력을 감지하여 패드(420)의 온도를 측정한다. 따라서 삽입공(450)에 구비하는 온도 감지 수단(430)과 하우징(410) 외부의 측정장치를 연결해주는 보상 도선(440)이 필요하다.
보상 도선(440)은 전기적인 신호를 보내기 위한 일종의 전선으로서, 온도 감지 수단(430)이 위치한 삽입공으로부터, 상기 회전축(130)의 축방향과 평행한 방향으로 패드(420)의 일측 단부를 향해 개구 형성된 그루브(460) 내에 안착하도록 배선한다.
그루브(460)의 단부는 패드(420)의 일측면을 향해 개구되어 있는데, 이 개구부를 통해 보상 도선(440)을 인출하도록 하며, 개구부는 패드(420)를 조립하였을 때 하우징(410)과 접하게 된다. 따라서 패드(420)를 하우징(410)에 조립하였을 때 개구부와 하우징(410)이 접하는 곳에 하우징 홀(470)을 형성한다.
하우징 홀(470)은 그루브(460)와 일직선상에 위치하도록 형성하는 것이 바람직하다. 이는 보상 도선(440)이 온도 감지 수단(430)으로부터 하우징(410) 외부로 인출될 때까지 최대한 직선으로 연결되어 외부의 진동이나 충격 등에 의한 단선의 위험이 감소하기 때문이다.
한편, 패드(420)의 측면과 하우징(410) 사이에는 패드(420)가 하우징(410) 내부에서 틸팅 작동을 원활히 수행하기 위해 미세한 간극이 형성된다. 하우징 홀(470)과 개구부 사이에 위치하는 간극으로 유입되는 오일로부터 보상 도선을 보호하기 위해 보호관(480)을 추가로 구비한다.
보호관(480)은 그루브(460)에 삽입되어 고정하도록 그루브(460) 단부 형상을 보호관(480)의 형상과 동일하게 가공하는 것이 바람직하다. 보호관(480)의 재질은 고온의 조건에서 내열 및 내구성을 만족하며 진동 및 충격에 강한 재질이라면 한정하지는 않으나 테프론으로 제작하는 것이 가장 바람직하다.
고정핀(490)과 가까운 곳에 하우징 홀(470)이 형성되기 때문에 패드(420)가 틸팅 작동하더라도 보상 도선(440)의 이동거리는 극히 짧다. 따라서 굽힘 응력이 비교적 작게 작용하며, 회전축이 회전하면서 회전축 외주면에 형성된 유막이 원심력에 의해 떨어져 나오면서 하우징(410) 방향으로 분사되는 미세 기름 방울의 영향을 직접 받지 않게 되어 수명이 향상된다.
이상의 설명은 본 고안의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 고안에 개시된 실시예는 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 패드의 후면에 패드의 측면으로 개구되는 그루브를 형성하여 보상 도선을 하우징 외부로 인출함으로써 보상 도선이 베어링 내부에 구비된 오일의 직접적인 영향에서 벗어나게 되어 보상 도선의 수명이 증대되며 이에 따라 안정적으로 패드의 온도를 검출할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 회전축을 지지하는 틸팅 패드 베어링에 구비된 패드와; 이 패드의 후면에 형성된 삽입공; 이 삽입공에 장착하는 온도 감지 수단; 이 온도 감지 수단과 상기 틸팅 패드 베어링 외부의 측정장치와 연결하는 보상 도선; 이 보상 도선을 상기 패드의 후면에 삽입하기 위해 패드에 형성된 그루브; 및 상기 보상 도선을 상기 틸팅 패드 베어링의 외부로 인출하기 위해 상기 틸팅 패드 베어링의 하우징에 형성된 하우징 홀;을 포함하는 틸팅 패드 베어링 온도 측정장치에 있어서,
    상기 그루브는 상기 삽입공으로부터 상기 회전축의 축방향과 평행한 방향으로 상기 패드의 일측면을 향해 형성된 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 베어링 온도 측정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 패드의 일측면에는, 상기 보상 도선을 보호하기 위한 보호관이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 틸팅 패드 베어링 온도 측정장치.
  3. 삭제
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