KR20050064834A

KR20050064834A - 베어링의 유극 측정장치

Info

Publication number: KR20050064834A
Application number: KR1020030096437A
Authority: KR
Inventors: 강문석; 이상규
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2005-06-29

Abstract

베어링의 유극을 측정하는 베어링 유극 측정장치가 개시된다. 유극 측정장치는 프레임 및 베어링의 중심축선이 수직한 상태를 유지하도록 베어링의 내측레이스를 프레임에 지지시키는 제 1지지대와, 베어링의 중심축선이 수평한 상태를 유지하도록 베어링의 내측레이스를 프레임에 지지시키는 제 2지지대를 구비하고, 제 1지지대에 지지된 내측레이스에 대해 외측레이스가 축방향 하부로 이동하도록 외측레이스를 가압하는 제 1웨이트 및 제 2지지대에 지지된 내측레이스에 대해 외측레이스가 경방향 하부로 이동하도록 외측레이스를 가압하는 제 2웨이트를 구비하며, 하부로 이동한 제 1지지대의 외측레이스 또는 제 2지지대의 외측레이스를 상부로 가압하여 역이동시키는 가압판을 구비한다. 그리고 역이동한 제 1지지대의 외측레이스의 이동거리를 측정하여 베어링의 축방향 유극을 측정하거나 또는 역이동한 제 2지지대의 외측레이스의 이동거리를 측정하여 베어링의 경방향 유극을 측정하는 게이지를 구비한다. 베어링의 내측레이스에 대한 외측레이스의 축방향 이동거리와 경방향 이동거리를 측정함으로써 베어링의 축방향 유극과 경방향 유극을 정밀하게 측정할 수 있다.

Description

베어링의 유극 측정장치{BEARING CLEARANCE MEASURING DEVICE}

본 발명은 베어링의 유극 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베어링의 내측레이스와 외측레이스의 유극을 측정하기 위한 베어링의 유극 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 축회전이 요구되는 축회전부에는 축과 축구멍 사이에 배치되어 축과 축구멍의 마찰저항을 저감시키는 베어링이 설치된다. 베어링은 여러 종류가 있으나, 그 중에서도 높은 정밀도를 갖고, 고속에 안정적이며, 저소음의 특성을 갖는 볼 베어링이 많이 사용되고 있다. 이러한 볼 베어링은 내측레이스와 외측레이스 그리고 내측레이스와 외측레이스 사이에 배치되는 볼로 구성된다.

한편, 볼 베어링은 내측레이스와 외측레이스와 볼이, 서로에 대해 원활하게 구름 접촉하도록 약간의 유극(clearance)을 유지한다. 특히, 내측레이스와 외측레이스와 볼 사이에 약간의 유극을 유지함으로써 볼 베어링에 축(Axial)방향 하중과, 경(Radial)방향 하중이 가해질 때, 내측레이스와 외측레이스가 서로에 대해 축방향 및 경방향으로 약간 유동하면서 원활하게 회전하도록 구성된다.

한편, 내측레이스와 외측레이스와 볼에 유극을 유지하는데 있어서, 내측레이스와 외측레이스와 볼의 유극이 너무 크면, 내측레이스와 외측레이스가 서로에 대해 회전할 경우 진동이 발생된다. 반면에, 내측레이스와 외측레이스와 볼의 유극이 너무 작으면, 내측레이스와 외측레이스가 서로에 대해 원활하게 회전되지 않는다.

따라서, 볼 베어링의 내측레이스와 외측레이스와 볼의 유극을 적절하게 유지시키는 것이 매우 중요하며, 이에 따라 볼 베어링의 내측레이스와 외측레이스와 볼의 유극을 측정하여, 내측레이스와 외측레이스와 볼의 유극이 적절하게 유지된 베어링을 검사할 수 있는 베어링의 유극 측정장치의 개발이 시급히 요구된다.

한편, 이와 같은 요구에 따라 본 발명자는 각고의 실험과 연구 끝에 베어링의 유극, 특히 베어링에 축방향 하중이 가해질 때의 내측레이스와 외측레이스의 유극(이하, "축방향 유극"이라 칭함) 및 베어링에 경방향 하중이 가해질 때의 내측레이스와 외측레이스의 유극(이하, "경방향 유극"이라 칭함)을 측정할 수 있는 베어링의 유극 측정장치를 개발하여 베어링의 내측레이스와 외측레이스와 볼의 유극을 정확하게 측정할 수 있게 하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 볼 베어링의 축방향 유극과 경방향 유극을 측정하여 베어링을 검사할 수 있는 베어링의 유극 측정장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 베어링의 유극을 측정하여 검사함으로써 베어링의 품질을 향상시킬 수 있는 베어링의 유극 측정장치를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 베어링의 유극 측정장치는 프레임과, 제 1지지대와, 제 2지지대와, 제 1웨이트와, 제 2웨이트와, 가압수단과, 게이지를 포함한다. 제 1지지대는 상기 베어링의 중심축선이 수직한 상태를 유지할 수 있도록 상기 베어링의 내측레이스를 상기 프레임에 지지시킨다. 제 2지지대는 상기 베어링의 중심축선이 수평한 상태를 유지할 수 있도록 상기 베어링의 내측레이스를 상기 프레임에 지지시킨다. 제 1웨이트는 상기 제 1지지대에 지지된 상기 내측레이스에 대해 외측레이스가 축방향 하부로 이동하도록 상기 외측레이스를 가압한다. 제 2웨이트는 상기 제 2지지대에 지지된 상기 내측레이스에 대해 외측레이스가 경방향 하부로 이동하도록 상기 외측레이스를 가압한다. 가압수단은 하부로 이동한 상기 제 1지지대의 베어링 외측레이스 또는 상기 제 2지지대의 베어링 외측레이스를 상부로 가압하여 역이동시킨다. 게이지는 하부에서 상부로 역이동한 상기 제 1지지대의 외측레이스의 이동거리를 측정하여 베어링의 축방향 유극을 측정하거나 또는 역이동한 상기 제 2지지대의 외측레이스의 이동거리를 측정하여 베어링의 경방향 유극을 측정한다.

베어링의 내측레이스에 대한 외측레이스의 축방향 이동거리와 경방향 이동거리를 측정함으로써 베어링의 축방향 유극과 경방향 유극을 정밀하게 측정할 수 있다.

상기 가압수단은 상기 프레임에 설치되는 지지슬리브와, 상기 지지슬리브에 나사결합되는 승강기둥과, 상기 승강기둥을 회전시켜 상,하로 나사운동시키도록 상기 승강기둥의 둘레에 설치되는 회전손잡이와, 상기 승강기둥의 상단에 장착되며 상승하는 승강기둥에 의해 상기 베어링의 외측레이스를 상부로 가압하는 가압판으로 구성된다.

상기 베어링의 외측레이스에 대한 상기 가압수단의 가압력을 측정하는 가압력 측정수단을 더 포함하며, 상기 가압력 측정수단은 상기 지지슬리브의 하부에 설치되는 로드셀과, 상기 로드셀에서 측정한 측정값을 표시하는 표시부로 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 베어링의 유극 측정장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 베어링의 유극 측정장치는 프레임(10)을 갖는다. 프레임(10)은 상부와 하부의 수평바(12)와, 상, 하부의 수평바(12)들을 연결하는 수직기둥(14)들로 구성된다.

그리고 프레임(10)에는 도 1에 도시된 바와 같이 베어링(B)을 지지하되, 베어링(B)의 중심축선(ℓ)이 수직한 상태를 유지할 수 있도록 베어링(B)의 내측레이스(L1)를 지지하는 제 1지지대(20)를 구비한다. 제 1지지대(20)는 프레임(10)에 수직한 상태로 고정되며, 그 단부가 내측레이스(L1)의 축구멍(H)에 끼워져 상기 내측레이스(L1)를 견고하게 지지한다. 한편, 중심축선(ℓ)이 수직한 베어링(B)은, 실질적으로 수평한 상태로 뉘어져 있게 된다.

그리고 프레임(10)에는 도 2에 도시된 바와 같이 베어링(B)을 지지하되, 베어링(B)의 중심축선(ℓ)이 수평한 상태를 유지할 수 있도록 상기 베어링(B)의 내측레이스(L1)를 지지하는 제 2지지대(30)를 구비한다. 제 2지지대(30)는 프레임(10)에 수평한 상태로 고정되며, 내측레이스(L1)의 축구멍(H)에 끼워져 상기 내측레이스(L1)를 견고하게 지지한다. 한편, 중심축선(ℓ)이 수평한 베어링(B)은, 실질적으로 수직한 상태로 세워져 있게 된다.

여기서, 제 1지지대(20)와 제 2지지대(30)는 프레임(10)에 분리가능하게 구성되어 서로 번갈아가며 사용하는데, 이때 제 1지지대(20)는 베어링(B)의 축방향 유극을 측정하는데 사용하고, 제 2지지대(30)는 베어링(B)의 경방향 유극을 측정하는데 사용한다.

다시, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 유극 측정장치는, 제 1지지대(20)에 지지된 베어링(B)의 외측레이스(L2)를 하방으로 눌러서 가압하는 제 1웨이트 (40)와, 제 2지지대(30)에 지지된 베어링(B)의 외측레이스(L2)를 하방으로 눌러서 가압하는 제 2웨이트(42)를 구비한다.

제 1웨이트(40)는 수평하게 뉘어져 있는 외측레이스(L2)를 균일하게 가압할 수 있도록 환형으로 구성된다. 그리고 제 1웨이트(40)는 수직하게 세워져 있는 외측레이스(L2) 상부면을 가압할 수 있도록 초승달 모양으로 구성된다.

이러한 제 1웨이트(40)와 제 2웨이트(42)는 각각 베어링(B)의 외측레이스 (L2)를 하방으로 가압하는 역할을 한다. 특히, 외측레이스(L2)를 하방으로 가압함으로써, 제 1 및 제 2지지대(30)에 지지된 내측레이스(L1)에 대해 외측레이스(L2)를 하방으로 이동시키는 역할을 한다. 여기서, 외측레이스(L2)는, 내측레이스(L1)와 발생된 유극 만큼 하방으로 이동한다.

한편, 제 1웨이트(40)는 상기 외측레이스(L2)를 내측레이스(L1)에 대해 축(Axial)방향으로 이동시키므로, 베어링(B)의 축방향 유극을 측정하는데 사용한다. 그리고 제 2웨이트(42)는 상기 외측레이스(L2)를 내측레이스(L1)에 대해 경(Radial)방향으로 이동시키므로, 베어링(B)의 경방향 유극을 측정하는 데 사용한다.

다시, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 유극 측정장치는, 하방으로 이동한 외측레이스(L2)를 다시 상방으로 가압하여 역이동시키는 가압수단을 구비한다.

가압수단은 로드셀(70)에 연결된 플레이트(50a)를 통해 고정되는 지지슬리브 (50)와, 지지슬리브(50)에 나사결합된 승강기둥(52)과, 승강기둥(52)을 회전시켜 상,하로 나사운동시키도록 승강기둥(52)의 둘레에 설치되는 회전손잡이(54)와, 승강기둥(52)의 상단에 장착되며, 상승하는 승강기둥(52)에 의해 베어링(B)의 외측레이스(L2)를 상부로 가압하는 가압판(56)으로 구성된다.

이러한 가압수단은, 회전손잡이(54)를 회전시켜 승강기둥(52)을 상부로 나사운동시킴으로써 승강기둥(52)의 상단에 설치된 가압판(56)이 베어링(B)의 외측레이스(L2)를 상부로 가압할 수 있게 한다. 특히, 하방으로 이동한 외측레이스(L2)를 상부로 가압함으로써 상기 외측레이스(L2)를 내측레이스(L1)에 대해 상부로 역이동시키는 역할을 하며, 외측레이스(L2)를 내측레이스(L1)에 대해 상부로 역이동시킴으로써 내측레이스(L1)와의 사이에 형성된 유극 만큼 상기 외측레이스(L2)를 상부로 이동시키는 역할을 한다.

여기서, 도 1에서는 상기 가압수단이 외측레이스(L2)를 내측레이스(L1)에 대해 축방향으로 가압하여 이동시키므로, 베어링(B)의 축방향 유극을 측정할 수 있게 한다. 그리고 도 2에서는 상기 가압수단이 외측레이스(L2)를 내측레이스(L1)에 대해 경방향으로 가압하여 이동시키므로, 베어링(B)의 경방향 유극을 측정할 수 있게 한다.

한편, 본 발명의 유극 측정장치는, 하부에서 상부로 이동한 외측레이스(L2)의 이동거리를 측정하는 게이지(60)를 구비한다.

게이지(60)는 일종의 다이알게이지(60)로서, 하방으로 이동된 외측레이스 (L2)의 상면을 기준으로 하여 영점(zero point)을 맞춘 후, 상기 외측레이스(L2)가 상부로 이동함에 따라 외측레이스(L2)가 이동한 거리를 측정하도록 구성된다.

이러한 게이지(60)는 외측레이스(L2)의 이동거리를 측정함으로써, 외측레이스(L2)와 내측레이스(L1) 사이에 형성된 유극을 측정하도록 구성된다. 여기서, 도 1에서는 상기 게이지(60)가 내측레이스(L1)에 대해 축방향으로 이동한 외측레이스 (L2)의 이동거리를 측정하므로, 베어링(B)의 축방향 유극을 측정한다. 그리고 도 2에서는 상기 게이지(60)가 내측레이스(L1)에 대해 경방향으로 이동한 외측레이스 (L2)의 이동거리를 측정하므로, 베어링(B)의 경방향 유극을 측정한다.

한편, 이러한 게이지(60)는 연결로드(62)를 통해 수직기둥(14)에 설치되는데, 이때 연결로드(62)는 수직기둥(14)을 따라 상,하 이동가능하게 설치되어 게이지(60)의 상, 하높낮이를 조절할 수 있게 한다. 그리고, 연결로드(62)는 제 1로드 (64)와 제 2로드(66)로 구성 있되, 제 2로드(66)는 제 1로드(64)를 따라 수평이동 가능하게 구성되며, 따라서 제 2로드(66)에 고정된 게이지(60)의 좌, 우위치를 조절할 수 있게 구성된다.

이렇게, 상, 하위치 및 좌, 우위치 조절이 가능한 게이지(60)는 도 1과 도 2에서와 같이 베어링(B)의 측정 방향에 따라 상, 하, 좌, 우로 이동할 수 있게 구성된다.

다시, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 유극 측정장치는, 베어링(B)의 외측레이스(L2)에 대한 가압수단의 가압력을 측정하는 가압력 측정수단을 구비한다.

가압력 측정수단은 가압수단의 지지슬리브(50)의 하부에 설치되는 로드셀 (load cell:70)과, 로드셀(70)에서 측정한 측정값을 표시하는 표시부(72)로 구성된다.

로드셀(70)은 잘 알려진 바와 같이 가해지는 하중의 크기를 전기량으로 변환시켜 검측하는 장치로서, 가압수단의 승강기둥(52)이 나사운동하면서 베어링(B)의 외측레이스(L2)를 가압함에 따라 지지슬리브(50)에 전달된 반력을 측정하도록 구성된다. 즉, 가압수단의 승강기둥(52)을 나사운동시켜 베어링(B)의 외측레이스(L2)를 가압하면, 그에 대한 반력이 지지슬리브(50)에도 고스란히 전달된다. 따라서, 로드셀(70)로 하여금 외측레이스(L2)의 가압력과 반대되는 힘으로 작용하는 지지슬리브 (50)에 반력을 측정하도록 한 것이다.

한편, 표시부(72)는 로드셀(70)과 전기적으로 연결되어 로드셀(70)에서 측정한 측정값을 표시하도록 구성된다.

이러한 구성의 가압수단에 의하면, 외측레이스(L2)에 가해지는 가압력을 측정하고 표시함으로써, 규정된 가압력이 표시될 때까지 승강기둥(52)을 나사운동시켜 상기 외측레이스(L2)를 가압할 수 있게 하며, 따라서, 규정된 값에 따라 베어링 (B)의 유극을 정밀하게 측정할 수 있게 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 베어링의 유극 측정장치는, 베어링의 내측레이스에 대한 외측레이스의 축방향 이동거리와 경방향 이동거리를 측정하도록 구성됨으로써, 베어링의 축방향 유극과 경방향 유극을 정밀하게 측정할 수 있다. 특히, 베어링의 축방향 유극과 경방향 유극을 정밀하게 측정함으로써 베어링을 검사할 수 있으며, 따라서 양품의 베어링을 제조할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 베어링의 유극 측정장치의 구성을 나타내는 측단면도로서, 베어링의 축방향 유극을 측정하는 모습을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 베어링의 유극 측정장치의 구성을 나타내는 측단면도로서, 베어링의 경방향 유극을 측정하는 모습을 나타내는 도면이다.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊

10: 프레임 20: 제 1지지대

30: 제 2지지대 40: 제 1웨이트

42: 제 2웨이트 50: 지지슬리브

52: 승강기둥 54: 회전손잡이

56: 가압판 60: 게이지

62: 연결로드 64: 제 1로드

66: 제 2로드 70: 로드셀

72: 표시부

Claims

베어링의 유극을 측정하는 장치에 있어서,

프레임(10);

상기 베어링(B)의 중심축선(ℓ)이 수직한 상태를 유지할 수 있도록 상기 베어링(B)의 내측레이스(L1)를 상기 프레임(10)에 지지시키는 제 1지지대(20);

상기 베어링(B)의 중심축선(ℓ)이 수평한 상태를 유지할 수 있도록 상기 베어링(B)의 내측레이스(L1)를 상기 프레임(10)에 지지시키는 제 2지지대(30);

상기 제 1지지대(20)에 지지된 상기 내측레이스(L1)에 대해 외측레이스(L2)가 축방향 하부로 이동하도록 상기 외측레이스(L2)를 가압하는 제 1웨이트(40);

상기 제 2지지대(30)에 지지된 상기 내측레이스(L1)에 대해 외측레이스(L2)가 경방향 하부로 이동하도록 상기 외측레이스(L2)를 가압하는 제 2웨이트(42);

하부로 이동한 상기 제 1지지대(20)의 베어링(B) 외측레이스(L2) 또는 상기 제 2지지대(30)의 베어링(B) 외측레이스(L2)를 상부로 가압하여 역이동시키는 가압수단;

하부에서 상부로 역이동한 상기 제 1지지대(20)의 외측레이스(L2)의 이동거리를 측정하여 베어링(B)의 축방향 유극을 측정하거나 또는 역이동한 상기 제 2지지대(30)의 외측레이스(L2)의 이동거리를 측정하여 베어링(B)의 경방향 유극을 측정하는 게이지(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링의 유극 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 가압수단은

상기 프레임(10)에 설치되는 지지슬리브(50)와, 상기 지지슬리브(50)에 나사결합되는 승강기둥(52)과, 상기 승강기둥(52)을 회전시켜 상,하로 나사운동시키도록 상기 승강기둥(52)의 둘레에 설치되는 회전손잡이(54)와, 상기 승강기둥(52)의 상단에 장착되며 상승하는 승강기둥(52)에 의해 상기 베어링(B)의 외측레이스(L2)를 상부로 가압하는 가압판(56)을 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링의 유극 측정장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 베어링(B)의 외측레이스(L2)에 대한 상기 가압수단의 가압력을 측정하는 가압력 측정수단을 더 포함하며,

상기 가압력 측정수단은 상기 지지슬리브(50)의 하부에 설치되는 로드셀(70)과, 상기 로드셀(70)에서 측정한 측정값을 표시하는 표시부(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링의 유극 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1지지대(20)와 상기 제 2지지대(30)는 상기 프레임(10)에 분리가능하게 장착되어 서로 번갈아가며 사용가능한 것을 특징으로 하는 베어링의 유극 측정장치.