KR200470510Y1 - 해수펌프의 샤프트 검사장치 - Google Patents

해수펌프의 샤프트 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 해수펌프의 샤프트 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력 터빈이나 해수펌프 등과 같은 긴 샤프트의 편차를 정밀하게 검사하여 정밀도 및 신뢰도를 높이기 위하여, 본 고안은 상면에 수평으로 레일을 가지는 본체프레임, 상기 레일의 상부에서 샤프트를 수평 회전시키기 위한 주축대 및 심압대로 된 해수펌프의 샤프트 검사장치에 있어서, 상기 레일의 상면을 따라 이동 및 고정 가능하게 구비되는 이송대, 상기 이송대 위에 설치되며 상부 승강대의 높이를 가변시키는 리프트, 상기 승강대의 상면에서 샤프트의 저면에 접촉하는 블록으로 이루어져 상기 샤프트의 처짐을 방지하여 직선을 유지시키기 위한 회전안내수단; 상기 이송대의 상부 리프트 일측에 설치되는 감지센서에 의해 상기 샤프트의 회전편차를 측정하는 편차측정수단;으로 구성됨을 특징으로 하는 해수펌프의 샤프트 검사장치를 제안한다.

Description

해수펌프의 샤프트 검사장치{Shaft tester}
본 고안은 해수펌프의 샤프트 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력 터빈이나 해수펌프 등과 같은 긴 샤프트의 편차를 정밀하게 검사하여 정밀도 및 신뢰도를 높이기 위한 해수펌프의 샤프트 검사장치에 관한 것이다.
통상적으로 원자력이나 화력발전소 등에는 발전에 의한 열을 식히기 위해 바닷물과 같은 냉각수를 사용하는데 이런 냉각수의 순환을 위해 펌프를 이용한 냉각수 순환을 하며, 원자력 내 냉각수 순환을 위해 사용하는 해수펌프가 고속으로 회전하면서 냉각수 순환을 하게 되며 이 해수펌프가 운전 중 고장이나 불량 발생 시에는 냉각수 순환이 저하되어 발전정지로 이어지므로 해수펌프 샤프트의 회전속도 및 정밀도, 품질관리가 필수적이다. 상기한 해수펌프 샤프트는 고속회전에 따르는 고도의 정밀도가 요구되고 있으며 장시간 운전중에 편차가 발생함은 물론 진동이나 소음, 과부하 등으로 인한 안전사고의 발생위험성이 증가하게 된다. 이러한 상기의 원자력 해수펌프의 경우 길이가 매우 길기 때문에 이 샤프트에 대한 공차(원통도, 진원도, 동심도, 직진도 등)의 측정이 매우 까다롭고 이를 위한 측정 장비가 없어 많은 어려움을 겪었다.
종래에는 상기 샤프트를 품질을 검사하기 위해 선반과 같은 회전식 공작기계에 샤프트를 고정하고 척으로 회전시킴과 함께 선반의 배드 또는 왕복대에 다이얼게이지를 부착한 채 샤프트의 공차(편차)를 측정하였다. 그런데 다이얼게이지를 세팅하고 회전 측정하는 과정이 까다로울 뿐만 아니라 작업시간이 많이 소요되며 품질관리 및 신뢰도, 안전성이 불량한 문제점이 있었다. 특히 원자력 터빈의 샤프트의 경우 고도의 정밀도를 요구하고 있기 때문에 정밀 품질관리가 절실히 요구되는 실정으로 시급한 개선을 필요로 하고 있다.
한편 해수펌프의 샤프트 검사장치에 관한 종래의 선행기술문헌(특허문헌)에 따르면, 국내특허출원 제1020090048981호(2009.06.03)의 '진동 및 속도센서 시험장치 및 그 시험방법' 또는 국내특허출원 제10-2009-0132307호(2009.12.29)의 '로터축 검사장치'등이 공지된 바에 있으며 이미 공지된 바에 따라 이에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 하지만 종래의 선행기술은 그 구성이 복잡다단할 뿐만 아니라 제작이 어렵고 고가이며 장치의 작동 및 조작이 난해하며 비 숙련자의 경우 정확한 측정 및 품질관리가 곤란한 문제점이 있었다.
1.국내특허출원 제1020090048981호(2009.06.03) 2.국내특허출원 제10-2009-0132307호(2009.12.29)
본 고안은 원자력 터빈이나 해수펌프 등과 같이 길이가 긴 샤프트를 생산 및 중간 검수과정에서 이 샤프트의 양단을 회전가능하게 지지하며 특히 샤프트의 베어링 지지부분에서 처짐이 발생하지 않도록 회전안내수단을 구비하여 샤프트를 직선으로 유지하게 됨과 함께 상기 회전안내수단의 일측에 구비되는 감지센서로 샤프트의 편차를 정밀하게 측정할 수 있게 되는 해수펌프의 샤프트 검사장치를 제공하는 데 있다.
또한 본 고안의 다른 목적은 상기 샤프트의 규격에 따라 감지센서의 원하는 대로 움직여서 정확한 측정이 가능하게 되는 해수펌프의 샤프트 검사장치를 제공하는 것이다.
본 고안은 상면에 수평으로 레일을 가지는 본체프레임, 상기 레일의 상부에서 샤프트를 수평 회전시키기 위한 주축대 및 심압대로 된 해수펌프의 샤프트 검사장치에 있어서, 상기 레일의 상면을 따라 이동 및 고정 가능하게 구비되는 이송대, 상기 이송대 위에 설치되며 상부 승강대의 높이를 가변시키는 리프트, 상기 승강대의 상면에서 샤프트의 저면에 접촉하는 블록으로 이루어져 상기 샤프트의 처짐을 방지하여 직선을 유지시키기 위한 회전안내수단; 상기 이송대의 상부 리프트 일측에 설치되는 감지센서에 의해 상기 샤프트의 회전편차를 측정하는 편차측정수단;으로 구성됨을 특징으로 하는 해수펌프의 샤프트 검사장치를 제안한다.
또한 본 고안에 따르면 상기 감지센서는 접촉식 변위센서(LDVT)인 것을 특징으로 한다.
또 본 고안에 따르면 상기 편차측정수단은 감지센서가 아암에 결합하여 샤프트의 중심을 향해 위치가 조절되며 상기 아암이 이송대의 일측에 직립하는 포스트에 결합하여 상하로 높이가 조절되는 구성임을 특징으로 한다.
본 고안은 원자력 터빈 샤프트의 중간 부분을 회전안내수단으로 지지하여 처짐을 방지하고 안정적으로 회전하게 되면서 편차를 정밀하게 측정할 수 있으며 신뢰도를 높이고 품질 및 안전성을 향상시키는 탁월한 효과가 있다.
또 본 고안은 샤프트의 규격에 따라 편차측정수단 및 감지센서의 위치를 원하는 대로 적재적소에 옮겨가면서 정밀한 측정 데이터를 확보하고 정확한 품질검사를 수행할 수 있게 되는 효과를 제공한다.
도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 해수펌프의 샤프트 검사장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 고안에 따르는 회전안내수단(40)을 나타낸 도면.
도 3은 본 고안에 따른 편차측정수단(60)을 나타낸 측면도.
이하 본 고안의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
상기 도면에 따르면 본 고안은 상면에 수평으로 레일(14)을 가지는 본체프레임(10), 상기 레일의 상부에서 샤프트(S)를 수평 회전시키기 위한 주축대(20) 및 심압대(30)로 된 해수펌프의 샤프트 검사장치에 있어서, 상기 레일(14)의 상면을 따라 이동 및 고정 가능하게 구비되는 이송대(42), 상기 이송대(42) 위에 설치되며 상부 승강대(45)의 높이를 가변시키는 리프트(44), 상기 승강대(45)의 상면에서 샤프트(S)의 저면에 접촉하는 블록(50)으로 이루어져 상기 샤프트(S)의 처짐을 방지하여 직선을 유지시키기 위한 회전안내수단(40); 상기 이송대(42)의 상부 리프트(44) 일측에 설치되는 감지센서(62)에 의해 상기 샤프트(S)의 회전편차를 측정하는 편차측정수단(60);으로 구성됨을 특징으로 한다.
위를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 고안에 따른 해수펌프의 샤프트 검사장치(100)는 본체프레임(10), 주축대(20), 심압대(30), 회전안내수단(40), 편차측정수단(60), 컨트롤러(70) 등으로 구성된다.
상기 본체프레임(10)은 상부 배드(12) 윗면에 레일(14)이 수평으로 설치되어 있고 이 레일(14)의 상부 양측에 구비되는 주축대(20) 및 심압대(30)에 의해 샤프트(S)의 양단을 고정한 채 수평으로 회전 가능하게 지지한다. 그리고 하부에는 일정간격으로 구비되는 베이스플레이트(16)에 높이조절구(18)를 구비하여 높이가 조절되며 바닥에 수평으로 설치된다.
한편 상기 본체프레임(10)은 샤프트의 길이보다 더 길게 가로방향으로 연장 설치하게 되는데, 일정한 단위 길이로 분할하여 단부에 연결수단을 구비함에 따라 샤프트의 길이에 따라 반복적으로 연장 설치되도록 구성이 가능하다.
상기 주축대(20)는 레일(14)의 일측 단부에 이송대(26)가 구비되고 이송대의 측면에 구비된 척(22)에 샤프트(S)의 일단을 고정한 채 회전시키게 된다. 그리고 상기 이송대는 레일을 따라 이동하고 또는 측면의 클램프(28)로 원하는 위치에 고정된다. 상기 주축대에는 척을 수동으로 회전시키기 위한 핸들(24)이 구비되며 또는 도면에는 나타나지는 않지만 상기 척을 자동으로 회전시키기 위한 별도의 전기구동방식의 전동수단(미도시)이 구성된다. 상기 전동수단은 전기모터, 기어 또는 벨트 및 풀리 등의 동력전달수단으로 구성이 가능하다.
상기 심압대(30)는 레일(14)의 타측에 이송대(36)를 구비되며 이 이송대의 측면에 구비된 센터(32)를 샤프트(S)의 타측 단부에 있는 중심 홈부에 삽입하여 수평 회전중심을 지지한다. 또 이송대는 센터(32)를 수평으로 작동시키기 위한 핸들(34)이 구비되며 또 상기 레일을 따라 슬라이딩 접촉하면서 이동 또는 측면의 클램프(38)로 고정된다.
상기 회전안내수단(40)은 이송대(42), 리프트(44), 블록(50)으로 구성되어 샤프트의 중간부가 흔들리지 않고 일정하게 회전하도록 지지한다. 상기 이송대(42)는 상면에 리프트(44)가 설치되며 하부의 슬라이더(43)가 레일(14)을 따라 미끄럼 접촉하면서 이동 또는 측면 클램프(48)로 원하는 위치에 고정이 된다.
그리고 상기 리프트(44)는 'X'자로 교차하면서 핀 결합된 링크바가 일측에 조절나사(46)를 풀거나 조임에 따라 상부 승강대(45)의 상하로 높이가 가변되며 상기 승강대의 상면에 부착된 블록(50)이 샤프트(S)에 접촉하게 된다.
또 상기 블록(50)은 상면에 'V'자형 홈에 둥근 샤프트가 안착한 채 미끄럼 접촉함과 함께 회전중심을 유지하게 되며 이로써 상기 샤프트(S)의 처짐을 방지하여 직선을 유지함에 따라 정확한 편차(직진도, 동심도)를 측정할 수 있게 된다.
다음 상기 편차측정수단(60)은 이송대(42)의 상부 리프트(44) 일측에 감지센서(62)를 구비하여 샤프트(S)가 안정적으로 회전하는 상태로 회전편차를 정밀하게 측정하게 된다.
여기서 본 고안에 따르면 상기 편차측정수단(60)은 감지센서(62)가 아암(64)에 결합하여 샤프트의 중심을 향해 위치가 조절되며 상기 아암(64)이 이송대(42)의 일측에 직립하는 포스트(68)에 결합하여 상하로 높이가 조절되는 구성임을 특징으로 한다. 다시 말해 상기 감지센서(62)는 샤프트의 중심을 향해 방사상으로 설치가 되며 바람직하게는 포스트 및 아암에 결합하여 샤프트의 중심을 향해 수직으로 설치된다. 상기 샤프트(S)의 규격(지름)에 따라 감지센서를 상하로 이동시키면서 원하는 위치에 정확히 세팅할 수 있게 되며 이때 고정나사(65,66)를 사용해서 고정 또는 해제하게 된다.
또한 본 고안에 따르면 상기 감지센서(62)는 접촉식 변위센서(LDVT)인 것을 특징으로 한다. 상기 접촉식 변위센서(LDVT:Linear Variable Differential Transformer)는 선형거리 차이를 측정하는 전기적 변환기의 일종으로 3개의 솔레노이드 코일이 튜브 주변에 위치하고 있고 가운데에 있는 1차 코일의 바깥에 나머지 두 개의 2차 코일이 위치하고 있으며, 실린더 형태의 자석 코어가 튜브 중심을 따라 이동하면서 피측정물(샤프트)의 측정데이터를 정밀하게 검출한다. 상기 감지센서에서 검출된 측정데이터(편차)는 컨트롤러(70)로 전송하여 데이터를 처리하고 또 이미 저장되어 있는 데이터베이스의 표준데이터와 비교 분석하게 된다. 즉 상기와 같이 검출된 측정데이터를 토대로 샤프트가 가지는 원통도, 진원도, 동심도, 직진도 등과 같은 편차를 정밀하게 검사하고 품질상태를 정확히 판별하게 된다. 이에 상기 컨트롤러에서 처리된 데이터(측정값)는 모니터와 같은 화면을 통해 테이블(표)이나 그래프, 좌표 등과 같이 시각적으로 디스플레이하고 용이하게 식별할 수 있게 되는 것이다.
10:본체프레임(10) 12:배드(Bed) 14:레일
16:베이스플레이트 18:높이조절구 20:주축대
22:척 (Chuck) 24,34:핸들 26,36,42:이송대
28,38,48:클램프 30:심압대 32:센터
40:회전안내수단 43:슬라이더 44:리프트
45:승강대 46:조절나사 50:블록
60:편차측정수단 62:감지센서 64:아암(Arm)
65,66:고정나사 70:컨트롤러 68:포스트
S:샤프트

Claims (3)

  1. 상면에 수평으로 레일(14)을 가지는 본체프레임(10), 상기 레일의 상부에서 샤프트(S)를 수평 회전시키기 위한 주축대(20) 및 심압대(30)로 된 해수펌프의 샤프트 검사장치에 있어서,
    상기 레일(14)의 상면을 따라 이동 및 고정 가능하게 구비되는 이송대(42), 상기 이송대(42) 위에 설치되며 상부 승강대(45)의 높이를 가변시키는 리프트(44), 상기 승강대(45)의 상면에서 샤프트(S)의 저면에 접촉하는 블록(50)으로 이루어져 상기 샤프트(S)의 처짐을 방지하여 직선을 유지시키기 위한 회전안내수단(40);
    상기 이송대(42)의 상부 리프트(44) 일측에 설치되는 감지센서(62)에 의해 상기 샤프트(S)의 회전편차를 측정하는 편차측정수단(60);으로 구성됨을 특징으로 하는 해수펌프의 샤프트 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지센서(62)는 접촉식 변위센서(LDVT)인 것을 특징으로 하는 해수펌프의 샤프트 검사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 편차측정수단(60)은 감지센서(62)가 아암(64)에 결합하여 샤프트의 중심을 향해 위치가 조절되며 상기 아암(64)이 이송대(42)의 일측에 직립하는 포스트(68)에 결합하여 상하로 높이가 조절되는 구성임을 특징으로 하는 해수펌프의 샤프트 검사장치.
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