KR200476943Y1 - 수직형 전동기의 밸런싱 구조 - Google Patents

수직형 전동기의 밸런싱 구조 Download PDF

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Abstract

수직형 전동기의 밸런싱 구조는 수직형 전동기의 케이스, 케이스 중앙에 삽입되어 베어링으로 지지되는 회전축, 케이스의 외측으로 연장되어 있는 회전축의 일단에 장착된 냉각 팬, 케이스의 상면과 냉각 팬 사이에 위치하며 회전축의 외주연상에 결합된 밸런스 디스크, 및 밸런스 디스크의 저면에 인입 형성된 링 형태의 개구 홈을 포함한다.
이에 따라, 수직형 전동기의 진동 이상에 대해 단시간 내에 손쉽게 대처할 수 있도록 최적화된 구조를 제공할 수 있고, 진동 이상이 발생하는 경우 전동기의 분해 없이 밸런싱을 조정할 수 있어 성능 측정, 사후 관리나 유지 보수시에 작업 공수를 절감할 수 있다.

Description

수직형 전동기의 밸런싱 구조{Balancing structure of vertical motor}
본 고안은 수직형 전동기의 밸런싱 구조에 관한 것으로, 특히 수직형 전동기의 진동 이상에 대해 단시간 내에 손쉽게 대처할 수 있도록 최적화되고, 진동 이상이 발생하는 경우 전동기의 분해 없이 밸런싱을 조정할 수 있도록 구성되어 성능 측정, 사후 관리나 유지 보수시에 작업 공수를 절감할 수 있는 수직형 전동기의 밸런싱 구조에 관한 것이다.
일반적으로 전동기는 전기 에너지를 입력원으로 하고 회전 운동과 같은 운동 에너지를 출력으로 하는 일종의 에너지 변환 장치로서, 회전 운동이나 왕복 운동과 같은 반복 작업이 필요한 산업 현장이나 생활 주변에서 동력원으로 주로 사용되고 있다.
이러한 전동기는 운전시에 진동을 유발하는 불평형력이 발생할 수 있는바 무게 중심의 균형을 유지하여 진동 및 소음을 저감하기 위한 밸런싱 작업이 요구된다. 특히 수직형 전동기의 경우 회전축이 수직으로 설치되는 특성이나 구조적인 원인으로 인해 밸런싱 작업이 더욱 중요하다.
그러나 종래에는 수직형 전동기에 최적화된 밸런싱 구조가 없어 수직형 전동기의 운전시 발생하는 진동 이상에 대해 단시간 내에 손쉽게 대처할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 진동 이상이 발생하는 경우 수직형 전동기를 분해하여 밸런싱을 조정하여야 함으로 인해 수직형 전동기의 성능 측정, 사후 관리나 유지 보수시에 작업 공수가 과다하게 발생하는 문제점이 있다.
한국 등록실용신안공보 제20-0411818호, 공고일: 2006.03.17.
본 고안은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 수직형 전동기의 운전시 발생하는 진동 이상에 대해 단시간 내에 손쉽게 대처할 수 있도록 최적화된 수직형 전동기의 밸런싱 구조를 제공하고자 하는 것이다.
또한 본 고안의 다른 목적은 수직형 전동기의 운전시에 진동 이상이 발생하는 경우 해당 전동기를 분해할 필요없이 밸런싱을 조정할 수 있도록 구성되어 성능 측정, 사후 관리나 유지 보수시에 작업 공수를 절감할 수 있는 수직형 전동기의 밸런싱 구조를 제공하고자 하는 것이다.
본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 수직형 전동기의 밸런싱 구조는 수직형 전동기의 케이스; 상기 케이스 중앙에 삽입되어 베어링으로 지지되는, 수직방향의 회전축; 상기 케이스의 외측으로 연장되어 있는 상기 회전축의 일단에 장착된 냉각 팬; 상기 케이스의 상면과 상기 냉각 팬 사이에 위치하며 상기 회전축의 외주연상에 수평방향으로 결합된 밸런스 디스크; 및 상기 밸런스 디스크의 저면에 인입 형성된 링 형태의 개구 홈을 포함한다. 상기 밸런스 디스크는 상기 케이스의 외측에 장착되어 상기 밸런스 디스크 및 상기 개구 홈이 외부에 노출되는 개방형 구조를 구현한다.
본 고안에 따른 수직형 전동기의 밸런싱 구조에서, 상기 개구 홈은 상기 밸런스 디스크의 저면 외곽에 형성될 수 있다.
본 고안에 따른 수직형 전동기의 밸런싱 구조는 상기 개구 홈에 삽입 고정되어 밸런싱을 조정하는 소정 중량의 밸런스 웨이트를 더 포함할 수 있다.
본 고안에 따른 수직형 전동기의 밸런싱 구조에서, 상기 밸런스 웨이트는 나사 결합에 의해 상기 개구 홈 상의 전체 회전각 중 소정 회전각을 가지는 위치에 체결될 수 있다.
본 고안에 따른 수직형 전동기의 밸런싱 구조에서, 상기 개구 홈 상에 복수 개의 밸런스 웨이트가 삽입 고정될 수 있다.
본 고안에 따르면 수직형 전동기의 운전시 발생하는 진동 이상에 대해 단시간 내에 손쉽게 대처할 수 있는 최적화된 수직형 전동기의 밸런싱 구조를 제공할 수 있다.
또한, 본 고안에 따르면 진동 이상이 발생하는 경우 해당 전동기를 분해할 필요없이 밸런싱을 조정할 수 있도록 된 수직형 전동기의 밸런싱 구조로 인해 성능 측정, 사후 관리나 유지 보수시에 작업 공수를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 수직형 전동기의 밸런싱 구조를 개략적으로 보인 도면.
도 2는 도 1에 나타난 밸런스 디스크 및 밸런스 웨이트를 이용한 밸런싱 조정을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1에 나타난 밸런스 디스크 및 밸런스 웨이트의 결합 구조를 예시적으로 보인 도면.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 수직형 전동기의 밸런싱 구조에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 수직형 전동기의 밸런싱 구조를 개략적으로 보인 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 수직형 전동기의 밸런싱 구조에서는, 수직형 전동기의 외형을 이루는 케이스(10)의 중앙으로 수직방향의 회전축(15)이 삽입되고, 케이스(10)의 상면을 덮는 엔드 쉴드(End Shield, 20)가 구비된다.
베어링(Bearing, 30)은 회전축(15)을 지지하는 것으로, 회전축(15)이 회전 가능하게 베어링(30)의 내경에 삽입 결합되어 있다.
이러한 베어링(30)의 상하측으로 베어링 외부 커버(50)와 베어링 내부 커버(40)가 각각 구비된다. 도시된 바와 같이, 베어링 내부 커버(40)는 케이스(10)의 내측으로 장착되고, 베어링 외부 커버(50)는 케이스(10)의 외측으로 장착된다.
회전축(15)의 일측 단부는 케이스(10)의 상면을 덮는 엔드 쉴드(20)의 외측까지 연장되며, 케이스(10)의 외측으로 돌출된 회전축(15)의 단부에는 냉각 팬(60)이 장착된다. 냉각 팬(60)은 회전축(15)의 회전시에 함께 회전하여 전동기의 계속적인 운전에 의해 상승된 내부의 온도를 낮추어 냉각시키는 역할을 한다.
냉각 팬(60)의 하측으로는 밸런스 디스크(Balance Disk, 70)가 설치된다.
전술한 밸런스 디스크(70)는 케이스(10)의 상면에 구비된 엔드 쉴드(20)와 냉각 팬(60)의 사이에 위치하게 되며, 회전축(15)의 외주연상에 수평방향으로 결합 고정된다.
밸런스 디스크(70)의 저면에는 인입 형성되는 링 형태의 개구 홈(71)의 구성된다.
밸런스 디스크(70)는 본체인 케이스(10)의 외측에 장착되며, 이에 따라 밸런스 디스크(70) 및 그 저면의 개구 홈(71)이 외부에 노출되는 개방형 구조가 구현된다.
밸런스 디스크(70)에 형성된 개구 홈(71)의 일부 영역에는 밸런스 웨이트(Balance Weight, 80)(도 2 및 도 3 참조)가 부착될 수 있다.
밸런스 디스크(70) 및 밸런스 웨이트(80)는 수직형 전동기의 운전시에 발생하는 회전 불평형을 보상하여 진동 이상을 해결해 주기 위한 것이다.
본 고안의 일 실시예에서는, 일정 중량의 밸런스 웨이트(80)를 밸런스 디스크(70)의 개구 홈(71)에 삽입 고정함에 따라 밸런싱을 조정할 수 있다.
구체적으로, 밸런스 디스크(70)의 저면에 링 형태로 인입 형성되어 있는 개구 홈(71)의 영역 중 일정 회전각을 가지는 위치에 일정 중량을 가지는 밸런스 웨이트(80)를 결합하여 밸런싱을 조정함으로써 수직형 전동기가 갖는 무게 중심의 균형을 유지하여 진동 이상을 해결할 수 있다.
또한, 밸런스 디스크(70)가 케이스(10)의 외측에 장착됨으로 인해 전동기를 분해할 필요없이 단시간 내에 손쉽게 밸런싱을 조정할 수 있다.
도 2는 도 1에 나타난 밸런스 디스크 및 밸런스 웨이트를 이용한 밸런싱 조정을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따른 밸런스 디스크(70)는 저면 외곽으로 인입 형성된 개구 홈(71)과 중심 홀(72)을 가지며, 개구 홈(71)의 일정 회전각 위치(θ)에 밸런스 웨이트(80)가 결합된다.
전동기의 진동을 분석하는 알려져 있는 진동 시뮬레이션 툴을 사용하면 전동기의 운전(구동)에 따른 진동 분석 결과를 얻을 수 있는데, 주어지는 진동 분석 결과에 상응하여 소정 중량의 밸런스 웨이트(80)를 밸런스 디스크(70)의 저면에 난 개구 홈(71)상의 소정 위치에 결합함으로써 진동 및 소음을 저감할 수 있다.
즉, 대상이 되는 수직형 전동기의 진동 분석 결과에 따라 밸런스 디스크(70)에 결합할 밸런스 웨이트(80)의 중량 및 회전각이 결정된다.
일례로, 진동 시뮬레이션 툴을 사용해 대상이 되는 수직형 전동기를 시험 운전하여 운전 중 진동을 분석한 결과 회전각 30° 위치에서 진동이 과다하게 발생하는 경우, 밸런스 디스크(70)의 개구 홈(71)을 이루는 인입 영역 중 해당 위치에 밸런스 웨이트(80)를 부착하여 밸런싱을 조정할 수 있다.
0°에서 360°를 포함하는 전체 회전각 범위에 걸쳐 밸런싱 조정이 가능하도록 밸런스 디스크(70)의 저면에는 전술한 개구 홈(71)이 전체 회전각 범위를 커버하는 링 형태로 형성된다.
밸런스 웨이트(80)의 중량은 예컨대 진동 시뮬레이션 툴에 의해 회전각과 함께 얻어질 수도 있고 진동 정도에 따라 결정되거나 몇 차례의 시행 착오로 선택될 수도 있다. 이때, 복수 레벨의 중량을 가진 밸런스 웨이트(80)들 중 필요한 중량에 상응하는 밸런스 웨이트(80)가 선택되어 개구 홈(71)의 해당 회전각에 상응하는 위치에 결합된다.
전술한 개구 홈(71)은 밸런스 웨이트(80)를 부착하기 쉽고 밸런스 웨이트(80)의 부착시 무게 중심을 잡는데 유리하도록 밸런스 디스크(70)의 저면 외곽에 형성하는 것이 좋다.
또한, 실시예에 따라 밸런스 웨이트(80)를 부착하고자 하는 작업자가 기준축(예컨대 0°)을 식별할 수 있도록 정렬 마크나 정렬 홈 등의 수단을 추가로 표시하거나 형성할 수 있다.
도 3은 도 1에 나타난 밸런스 디스크 및 밸런스 웨이트의 결합 구조를 예시적으로 보인 도면이다.
밸런스 웨이트(80)는 도 3에 도시된 바와 같이 나사 결합에 의해 개구 홈(71) 상의 전체 회전각(0° ~ 360°) 중 일정 회전각(예컨대 30°)을 가지는 위치에 체결될 수 있다.
이때, 작업자는 진동 분석 결과에 따라 얻어지는 회전각 및 중량에 맞게 적절한 중량의 밸런스 웨이트(80)를 선택하여 주어진 회전각에 상응하는 개구 홈(71)상의 위치에 끼우고 체결 나사(81)를 조여 나사 결합하게 된다.
실시예에 따라, 개구 홈(71) 상의 인접하거나 일정 간격 이상 이격된 위치에 동일 중량 또는 서로 다른 중량을 갖는 복수 개의 밸런스 웨이트(80)들이 삽입 고정될 수도 있다.
본 고안에 따른 수직형 전동기의 밸런싱 구조의 구성은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 고안의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
10: 케이스, 15: 회전축,
20: 엔드 쉴드, 30: 베어링,
40: 베어링 내부 커버, 50: 베어링 외부 커버,
60: 냉각 팬, 70: 밸런스 디스크,
80: 밸런스 웨이트

Claims (5)

  1. 수직형 전동기의 케이스;
    상기 케이스 중앙에 삽입되어 베어링으로 지지되는, 수직방향의 회전축;
    상기 케이스의 외측으로 연장되어 있는 상기 회전축의 일단에 장착된 냉각 팬;
    상기 케이스의 상면과 상기 냉각 팬 사이에 위치하며 상기 회전축의 외주연상에 수평방향으로 결합된 밸런스 디스크; 및
    상기 밸런스 디스크의 저면에 인입 형성된 링 형태의 개구 홈을 포함하되,
    상기 밸런스 디스크가 상기 케이스의 외측에 장착되어 상기 밸런스 디스크 및 상기 개구 홈이 외부에 노출되는 개방형 구조를 가지는 수직형 전동기의 밸런싱 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구 홈은 상기 밸런스 디스크의 저면 외곽에 형성되는 것을 특징으로 하는 수직형 전동기의 밸런싱 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개구 홈에 삽입 고정되어 밸런싱을 조정하는 소정 중량의 밸런스 웨이트를 더 포함하는 수직형 전동기의 밸런싱 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 밸런스 웨이트는 나사 결합에 의해 상기 개구 홈 상의 전체 회전각 중 소정 회전각을 가지는 위치에 체결되는 것을 특징으로 하는 수직형 전동기의 밸런싱 구조.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 개구 홈 상에 복수 개의 밸런스 웨이트가 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 수직형 전동기의 밸런싱 구조.
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