KR200491723Y1 - 밸런싱머신용 회전체 고정구 - Google Patents

밸런싱머신용 회전체 고정구 Download PDF

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KR200491723Y1
KR200491723Y1 KR2020180005925U KR20180005925U KR200491723Y1 KR 200491723 Y1 KR200491723 Y1 KR 200491723Y1 KR 2020180005925 U KR2020180005925 U KR 2020180005925U KR 20180005925 U KR20180005925 U KR 20180005925U KR 200491723 Y1 KR200491723 Y1 KR 200491723Y1
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진중민
이진수
배병희
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주식회사 한국가스기술공사
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    • G01M1/14Determining imbalance
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Abstract

본 고안은 회전체를 밸런싱머신에 장착하기 전에 회전체 고정구의 질량 불균형을 계측하여 정밀하게 교정함으로써, 밸런싱머신에 회전체를 고정시킬 수 있으며 회전력을 회전체에 전달하여 회전체의 질량 불균형을 정확하게 계측할 수 있도록 그 구조가 개선된 밸런싱머신용 회전체 고정구에 관한 것이다.
본 고안은 밸런싱 지지대에 회전 가능하게 지지되며, 무게 중심부에 회전체가 회전체 고정수단에 의해 고정되도록 결합되고, 좌,우측단에 볼스톱퍼가 결합되는 밸런싱 샤프트와; 상기 밸런싱 샤프트의 좌,우측단 외주 둘레에 착탈 가능하게 결합되는 밸런싱 슬리브와; 상기 밸런싱 샤프트의 중심부로부터 이격된 위치에 풀리 고정부재를 매개로 밸런싱 샤프트에 결합되며 밸런싱머신의 구동력을 상기 밸런싱 샤프트측으로 전달하는 벨트 풀리와; 상기 벨트 풀리의 테두리 둘레를 따라 나사 체결되도록 결합되며 결합되는 개수에 따라 벨트 풀리의 질량이 가변되는 제1밸런싱 볼트; 및 상기 밸런싱 슬리브의 외주면 둘레를 따라 나사 체결되도록 결합되며 결합되는 개수에 따라 밸런싱 샤프트의 좌,우측 질량이 가변되는 제2밸런싱 볼트;를 포함하여 이루어진다.

Description

밸런싱머신용 회전체 고정구{FIXING STRUCTURE OF BALANCING SHAFT FOR BALANCING MACHINE}
본 고안은 밸런싱머신용 회전체 고정구에 관한 것으로, 특히 회전체를 밸런싱머신에 장착하기 전에 회전체 고정구의 질량 불균형을 계측하여 정밀하게 교정함으로써, 밸런싱머신에 회전체를 고정시킬 수 있으며 회전력을 회전체에 전달하여 회전체의 질량 불균형을 정확하게 계측할 수 있도록 그 구조가 개선된 밸런싱머신용 회전체 고정구에 관한 것이다.
일반적으로 회전체에는 초기부터 형성된 불균형량이 있는데 이는 어떤 회전수(rpm)로 회전할 때 회전체에 남아있던 불균형량에 의해 원심력이 발생하게 되는데, 이는 진동을 일으켜 기계에 충격을 주고 정밀도가 요구되는 기계에서는 가공오차 등을 일으킨다.
기존 회전체의 밸런싱 측정장치는 회전체의 균형이 이루어졌는지의 여부를 측정하는 장치이다. 각종 기계류에는 회전시의 균형 여부가 제품의 성능을 좌우할 수 있는 부품이 포함되는데, 이러한 구성 부품의 균형 여부, 즉 편심량의 정도를 측정하고 이를 보정할 수 있도록 밸런싱 측정 장치를 사용한다.
상기한 밸런싱 측정장치로서 균형 여부가 측정되어야만 하는 대표적인 구성 부품으로서 펌프의 임펠러, 블로워 팬, 회전체의 부품, 샤프트 커프링, 가스 터빈 엔진의 샤프트와 터빈 조립체, 또는 전기 모터의 샤프트와 로터의 조립체등을 들 수 있다.
이들은 고속으로 회전하는 동력발생 장치로서 만일 회전상의 균형이 이루어지지 않는다면 편심 작용에 의해 회전력이 일방향으로 편중되어 진동을 발생시킬 수 있으며, 최악의 경우 부품의 균열 등 부품손상 및 회전체의 고장이 발생할 수도 있다. 따라서 회전체의 편심량은 밸런싱 장치에 의해 정확하게 측정되어야만 한다.
종래의 회전체 밸런싱 측정 장치에서는, 측정을 요하는 회전체를 소정의 지지대에 지지한 후에 모터 등에 의하여 회전체를 회전시킴과 동시에, 회전체의 회전편심량에 의하여 발생하는 진동의 가속도를 측정하는 가속도계(Accelameter)를 사용하여 회전체의 편심량을 측정하였다.
종래의 수평 밸런싱 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
1) 대부분의 밸런싱 장치는 수평타입의 장치로서 이 타입의 장치는 측정하는 대상제품의 두께는 지름의 1/2이상인 회전체의 허용 불균형량을 측정하는데 용이하고, 1/2이하에서는 적용상의 많은 문제점이 있고(정확한 이론은 형성되어 있지 않지만, 밸런싱 제작업체의 경험을 바탕으로 함), 현재 생산되고 있는 수직타입의 밸런싱 장치는 구동측의 모터와 회전부의 스핀들 사이를 평벨트를 이용하여 동력을 전달하는 방식으로 모터에서 발생되는 진동을 측정부에 전달되지 않도록 하였으나, 벨트의 균일하지 않는 면으로 인해 회전력을 전달하는 과정에서 벨트의 진동과 미끄럼현상으로 회전속도를 일정하게 유지시키지 못하고, 불규칙적인 주파수가 스핀들을 통해서 측정부에 전달되어 정확한 측정이 곤란하며, 벨트의 장력에 의해 스핀들에 굽힘 모멘트가 발생하여 이 힘이 측정제품의 허용 불균형량에 의한 원심력과 작용하여 측정상의 오차가 발생된다.
2) 허용 불균형량을 측정하기 위해서는 정확한 회전수를 알아야 원심력을 계산 할 수 있는데, 평벨트는 미끄럼 현상이 발생하여 모터의 회전수와 스핀들의 회전수 사이에 차이가 발생하게 되는 문제점이 있다.
기존 밸런싱장치와 관련된 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-0449697호 "회전체의 밸런싱장치"(등록일자 : 2004.09.13)에 개시된 바와 같이, 회전체의 회전중심에 중심이 결합된 턴테이블의 원주를 따라 소정깊이와 폭으로 형성된 그루우브와, 상기 그루우브에 수용된 다수의 볼들을 포함하며, 상기 볼들은 재질이 상이한 제1 및 제 3 볼들이 교대로 상기 그루우브 내에 배열한 것이다.
기존 밸런싱장치와 관련된 다른 선행기술로는 한국 실용신안공보 1997-0006233호 "밸런싱 유지장치의 회전체 장착 조립체"(공고일자 : 1997.06.24)에 개시된 바와 같이, 서로 다른 크기의 다단의 직경부를 갖추고, 상기 직경부각각에는 양측방향으로 대향하여 길게 연장된 키를 각각 형성하며, 상기 직경부의 일측단부에는 숫나사부를 형성한 중심측; 상기 중심축의 각각의 직경부에 대응하는 내경을 각각 갖추고, 상기 내경에는 상기 직경부의 키에 일치하는 키홈을 형성하며, 서로 대향하여 일치하는 형상으로 쌍을 이루어 상기 직경부에 끼워지는 테이퍼 슬리브, 상기 테이퍼 슬리브의 외주면에 일치하는 테이퍼맨을 내주면에 대향형성하고, 원형의 외주면을 형성하며, 서로 교호하는 방향으로 일측모서리에서 타측 모서리로 향한 절개홈을 다수개 형성하여 방사방향으로 팽창 및 신축이 가능한 팽창 슬리브; 및 상기 중심축의 각각의 직경부에 형성된 숫나사부에 나사결합 가능하고, 외주면에는 다수개의 요홈을 형성하며, 일측면에는 돌출부를 형성한 조임너트를 포함하는 것이다.
그런데, 기존 밸런싱장치들은 회전체를 회전체 고정구를 이용하여 밸런싱머신에 고정시킨 후에 회전시킴으로써, 피고정된 회전체와 회전체 고정구 전체의 질량 불균형을 계측하여 교정하고 있으나, 회전체 고정구 자체에 질량 불균형이 발생할 경우에는 정확한 계측이 어려운 단점이 있다.
또한, 기존에는 밸런싱장치의 밸런싱 샤프트에 피고정물인 회전체를 열박음 고정하였으나, 이 경우에는 조립부분이 정밀하고 동일한 치수로 제작되어야 하나 부품간의 공차가 발생할 경우 슬립현상이 발생하거나 너트의 풀림 현상이 발생하게 되며, 회전체의 공차가 적을 경우에는 밸런싱 샤프트의 표면이 손상되거나 열박음 고정이 불가능한 경우가 발생하게 되는 단점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-0449697호 "회전체의 밸런싱장치"(등록일자 : 2004.09.13) 한국 실용신안공보 1997-0006233호 "밸런싱 유지장치의 회전체 장착 조립체"(공고일자 : 1997.06.24)
본 고안은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 회전체를 밸런싱머신에 장착하기 전에 회전체 고정구의 질량 불균형을 계측하여 정밀하게 교정함으로써, 밸런싱머신에 회전체를 고정시킬 수 있으며 회전력을 회전체에 전달하여 회전체의 질량 불균형을 정확하게 계측할 수 있도록 그 구조가 개선된 밸런싱머신용 회전체 고정구를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 밸런싱 지지대에 회전 가능하게 지지되며, 무게 중심부에 회전체가 회전체 고정수단에 의해 고정되도록 결합되고, 좌,우측단에 안정장치인 베어링 스톱퍼에 지지되도록 볼스톱퍼의 일단부가 양 외측으로 돌출되며 상기 볼스톱퍼의 타단부가 나사 결합되는 밸런싱 샤프트와; 상기 밸런싱 샤프트의 좌,우측단 단턱진 부위의 외주 둘레에 착탈 가능하게 끼워지며 제2밸런싱볼트에 의해 상기 단턱진 부위에 결합되는 밸런싱 슬리브와; 상기 밸런싱 샤프트의 중심부로부터 이격된 위치에 풀리 고정부재를 매개로 밸런싱 샤프트에 결합되며 밸런싱머신의 구동력을 상기 밸런싱 샤프트측으로 전달하는 벨트 풀리와; 상기 벨트 풀리의 테두리 둘레를 따라 나사 체결되도록 결합되며 결합되는 개수에 따라 벨트 풀리의 질량이 가변되는 제1밸런싱 볼트; 및 상기 밸런싱 슬리브의 외주면 둘레를 따라 나사 체결되도록 결합되며 결합되는 개수에 따라 밸런싱 샤프트의 좌,우측 질량이 가변되는 제2밸런싱 볼트;를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 회전체 고정수단은 상기 밸런싱 샤프트의 중심부로부터 이격되고 밸런싱 샤프트의 외주면 둘레를 따라 외측으로 단턱지게 돌출된 스톱퍼턱과, 상기 밸런싱 샤프트의 외주에 끼워져 슬라이딩 이동되며 일측이 상기 스톱퍼턱에 접촉되어 고정되는 제1콜릿부재와, 상기 밸런싱 샤프트의 외주면에 체결되도록 결합되어 상기 제1콜릿부재의 타측을 고정하도록 지지하는 너트부재를 구비한다.
상기 풀리 고정부재는 상기 벨트 풀리의 내주면에 일체로 결합되어 상기 밸런싱 샤프트의 외주면에 고정너트로 고정되는 제2콜릿부재와, 상기 제2콜릿부재와 일체로 결합되고 상기 밸런싱 샤프트에 나사 체결되며 상기 제2콜릿부재를 밸런싱 샤프트에 고정시키는 고정너트로 구성된 것이다.
본 고안은 밸런싱머신에 장착되는 회전체 고정구의 자체 질량 불균형을 측정하고 회전체 고정구의 질량을 정밀하게 자체 교정할 수 있도록 함으로써, 장기간 사용에 따른 밸런싱 샤프트의 변형 발생시 간편하고 신속한 교정작업을 통해 밸런싱 샤프트에 대한 밸런싱 정밀도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 회전체의 고정을 위해 팽창이 가능한 제1콜릿부재의 구조적 특성을 이용하여 견고하고 정밀하게 회전체를 클램핑할 수 있으며, 벨트 풀리의 위치 변경을 통해 정밀한 밸런싱 유지가 가능한 이점을 갖는다.
도 1은 본 고안에 따른 밸런싱머신용 회전체 고정구의 구성을 나타낸 구성도.
본 고안은 회전체 고정구의 밸런싱 샤프트에 회전체가 고정되기 전에 회전체 고정구 자체의 질량불균형을 측정할 수 있도록 한다.
이하, 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통하여 본 고안에 따른 밸런싱머신용 회전체 고정구에 대해 보다 상세하게 기술하기로 한다.
본 고안에 따른 밸런싱머신용 회전체 고정구는 도 1을 참조하여 설명하면, 밸런싱 지지대(10)에 회전 가능하게 지지되며, 중심부에 회전체(50)가 회전체 고정수단(500)에 의해 고정되도록 결합되고, 좌,우측단에 안정장치인 베어링 스톱퍼에 지지되도록 볼스톱퍼(150)의 일단부가 양 외측으로 돌출되며 상기 볼스톱퍼(150)의 타단부가 나사 결합되는 밸런싱 샤프트(100)와; 상기 밸런싱 샤프트(100)의 좌,우측단 단턱진 부위의 외주 둘레에 착탈 가능하게 끼워지며 제2밸런싱볼트(420)에 의해 상기 단턱진 부위에 결합되는 밸런싱 슬리브(200)와; 상기 밸런싱 샤프트(100)의 중심부로부터 이격된 위치에 풀리 고정부재(600)를 매개로 밸런싱 샤프트(100)에 결합되며 밸런싱머신의 구동력을 상기 밸런싱 샤프트(100)측으로 전달하는 벨트 풀리(300)와; 상기 벨트 풀리(300)의 테두리 둘레를 따라 나사 체결되도록 결합되며 결합되는 개수에 따라 벨트 풀리(300)의 질량이 가변되는 제1밸런싱 볼트(410); 및 상기 밸런싱 슬리브(200)의 외주면 둘레를 따라 나사 체결되도록 결합되며 결합되는 개수에 따라 밸런싱 샤프트(100)의 좌,우측 질량이 가변되는 제2밸런싱 볼트(420);를 포함하여 이루어진 것이다.
도 1을 참조하면, 상기 밸런싱 지지대(10)는 좌,우 양측으로 이격되게 배치되고 상부에 밸런싱 샤프트(100)가 안착되어 회전 가능하도록 롤러(15)가 구비된다.
상기 밸런싱 샤프트(100)는 좌,우 양측단에 밸런싱 슬리브(200)가 제2밸런싱 볼트(420)로 착탈 가능하게 결합되는 구조를 갖는다.
이를 위해 밸런싱 샤프트(100)는 양측단이 단턱진 구조로 형성된다.
상기 회전체 고정수단(500)은 상기 밸런싱 샤프트(100)의 중심부로부터 이격되고 밸런싱 샤프트(100)의 외주면 둘레를 따라 외측으로 단턱지게 돌출된 스톱퍼턱(510)과, 상기 밸런싱 샤프트(100)의 외주에 끼워져 슬라이딩 이동되며 일측이 상기 스톱퍼턱(510)에 접촉되어 고정되는 제1콜릿부재(520)와, 상기 밸런싱 샤프트(100)의 외주면에 체결되도록 결합되어 상기 제1콜릿부재(520)의 타측을 고정하도록 지지하는 너트부재(530)를 구비한다.
상기 제1콜릿부재(520)는 분할형으로 구성되고, 외주면에 회전체(50)가 끼워지도록 경사진 경사면이 형성된 구조를 갖는다.
즉, 피고정물인 회전체(50)가 끼워져 결합되는 제1콜릿부재(520)는 일측이 밸런싱 샤프트(100)의 스톱퍼턱(510)에 걸려 좌측 이동이 제한되도록 지지되고, 타측이 너트부재(530)에 우측 이동이 제한되도록 지지되어 밸런싱 샤프트(100)의 무게 중심부에 끼워지도록 결합된다.
상기 벨트 풀리(300)는 밸런싱머신의 구동력이 전달되도록 타이밍벨트로 연결되는 구조를 갖는다.
상기 풀리 고정부재(600)는 상기 벨트 풀리(300)를 밸런싱 샤프트(100)에 고정되도록 결합시키기 위한 것으로, 그 구성은 상기 풀리 고정부재(600)는 상기 벨트 풀리(300)의 내주면에 일체로 결합되어 상기 밸런싱 샤프트(100)의 외주면에 고정너트(620)로 고정되는 제2콜릿부재(610)와, 상기 제2콜릿부재(610)와 일체로 결합되고 상기 밸런싱 샤프트(100)에 나사 체결되며 상기 제2콜릿부재(610)를 밸런싱 샤프트(100)에 고정시키는 고정너트(620)로 구성된다.
상기 제1밸런싱 볼트(410)는 벨트 풀리(300)에 체결되고 체결되는 개수의 가감에 따라 회전체 고정구(1000)의 질량이 가변되고, 상기 제2밸런싱 볼트(420)는 밸런싱 샤프트(100)의 좌,우 양측단에 각각 결합된 밸런싱 슬리브(200)에 각각 체결되며 체결되는 개수의 가감에 따라 회전체 고정구(1000)의 질량이 가변된다.
이에 따라 본 고안 회전체 고정구(1000)는 제2콜릿부재(610)가 일체형으로 구성된 벨트 풀리(300)를 고정너트(620)로 밸런싱 샤프트(100)에 고정시킨 후에, 상기 회전체 고정구(1000)의 자체 질량 불균형을 계측하기 위해 회전체(50)가 결합되기 전에 먼저 회전체 고정구(1000)의 밸런싱 샤프트(100)를 밸런싱머신의 밸런싱 지지대(10)에 안착시키고, 벨트 풀리(300)에 밸런싱머신의 타이밍벨트를 연결시켜 밸런싱머신의 회전 구동력이 전달되도록 한 후에, 벨트 풀리(300)를 회전시키면서 회전체 고정구(1000)의 자체 밸런싱 정밀도를 측정하고, 질량 불균형이 존재할 경우 제1,2밸런싱 볼트의 개수를 가감하여 정밀 교정한다.
이후에, 밸런싱 샤프트(100)에 피고정물인 회전체(50)를 조립하기 위해 제1콜릿부재(520)의 외주면에 끼움 결합시키고, 너트부재(530)를 조여서 회전체(50)를 밸런싱 샤프트(100)의 무게 중심부에 고정시킨다.
이때, 벨트 풀리(300)의 위치는 고정너트(620)의 풀림동작시 밸런싱 샤프트(100)의 외주면을 따라 좌,우로 이동시킬 수 있으며, 정위치에 도달할 경우 고정너트(620)를 조여서 벨트 풀리(300)의 위치가 고정되도록 한다.
이어서 밸런싱머신의 안정장치인 베어링 스톱퍼를 볼스톱퍼(150)에 각각 접촉시켜 회전중 밸런싱 샤프트(100)의 이탈을 방지할 수 있으며, 타이밍 벨트의 회전 구동으로 벨트 풀리(300)를 구동시켜 회전체(50)의 밸런싱 정밀도를 측정하고 교정작업을 수행할 수 있다.
따라서, 본 고안은 밸런싱머신에 장착되는 회전체 고정구(1000)의 자체 질량 불균형을 측정하고 회전체 고정구의 질량을 정밀하게 자체 교정할 수 있도록 함으로써, 장기간 사용에 따른 밸런싱 샤프트의 변형 발생시 간편하고 신속한 교정작업을 통해 밸런싱 샤프트에 대한 밸런싱 정밀도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 회전체의 고정을 위해 팽창이 가능한 제1콜릿부재의 구조적 특성을 이용하여 견고하고 정밀하게 회전체를 클램핑할 수 있으며, 벨트 풀리의 위치 변경을 통해 정밀한 밸런싱 유지가 가능한 이점을 갖는다.
10 : 밸런싱 지지대 15 : 롤러
50 : 회전체 100 : 밸런싱 샤프트
150 : 볼스톱퍼 200 : 밸런싱 슬리브
300 : 벨트 풀리 410 : 제1밸런싱 볼트
420 : 제2밸런싱 볼트 500 : 회전체 고정수단
510 : 스톱퍼턱 520 : 제1콜릿부재
530 : 너트부재 600 : 풀리 고정부재
610 : 제2콜릿부재 620 : 고정너트
1000 : 회전체 고정구

Claims (3)

  1. 밸런싱 지지대(10)에 회전 가능하게 지지되며, 무게 중심부에 회전체(50)가 회전체 고정수단(500)에 의해 고정되도록 결합되고, 좌,우측단에 안정장치인 베어링 스톱퍼에 지지되도록 볼스톱퍼(150)의 일단부가 양 외측으로 돌출되며 상기 볼스톱퍼(150)의 타단부가 나사 결합되는 밸런싱 샤프트(100)와;
    상기 밸런싱 샤프트(100)의 좌,우측단 단턱진 부위의 외주 둘레에 착탈 가능하게 끼워지며 제2밸런싱볼트(420)에 의해 상기 단턱진 부위에 결합되는 밸런싱 슬리브(200)와;
    상기 밸런싱 샤프트(100)의 중심부로부터 이격된 위치에 풀리 고정부재(600)를 매개로 밸런싱 샤프트(100)에 결합되며 밸런싱머신의 구동력을 상기 밸런싱 샤프트(100)측으로 전달하는 벨트 풀리(300)와;
    상기 벨트 풀리(300)의 테두리 둘레를 따라 나사 체결되도록 결합되며 결합되는 개수에 따라 벨트 풀리(300)의 질량이 가변되는 제1밸런싱 볼트(410); 및
    상기 밸런싱 슬리브(200)의 외주면 둘레를 따라 나사 체결되도록 결합되며 결합되는 개수에 따라 밸런싱 샤프트(100)의 좌,우측 질량이 가변되는 제2밸런싱 볼트(420);를 구비한 것을 특징으로 하는 밸런싱머신용 회전체 고정구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전체 고정수단(500)은 상기 밸런싱 샤프트(100)의 중심부로부터 이격되고 밸런싱 샤프트(100)의 외주면 둘레를 따라 외측으로 단턱지게 돌출된 스톱퍼턱(510)과,
    상기 밸런싱 샤프트(100)의 외주에 끼워져 슬라이딩 이동되며 일측이 상기 스톱퍼턱(510)에 접촉되어 고정되는 제1콜릿부재(520)와,
    상기 밸런싱 샤프트(100)의 외주면에 체결되도록 결합되어 상기 제1콜릿부재(520)의 타측을 고정하도록 지지하는 너트부재(530)를 구비한 것을 특징으로 하는 밸런싱머신용 회전체 고정구.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 풀리 고정부재(600)는 상기 벨트 풀리(300)의 내주면에 일체로 결합되어 상기 밸런싱 샤프트(100)의 외주면에 고정너트(620)로 고정되는 제2콜릿부재(610)와,
    상기 제2콜릿부재(610)와 일체로 결합되고 상기 밸런싱 샤프트(100)에 나사 체결되며 상기 제2콜릿부재(610)를 밸런싱 샤프트(100)에 고정시키는 고정너트(620)로 구성된 것을 특징으로 하는 밸런싱머신용 회전체 고정구.
KR2020180005925U 2018-12-19 2018-12-19 밸런싱머신용 회전체 고정구 KR200491723Y1 (ko)

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