KR20080094522A - Leveling device indicating supporting force - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 조립도이다.1 is an assembly view of the present invention.
도 2는 하중측정부의 상세구성도이다.2 is a detailed configuration diagram of the load measuring unit.
※ 중요구성품 번호※ Important Component Number
10 : 지지부, 20 : 하중측정부, 30 : 하중표시부, 40 : 레벨링부10: support part, 20: load measurement part, 30: load display part, 40: leveling part
본 발명은 기계를 지지하고 수평을 조정하는 레벨링장치에 관한 것으로서, 좀더 자세하게는 장치가 지지하는 하중이 표시되어 하나의 기계를 지지하는 다수 개의 레벨링장치들에 하중이 균일하게 작용하게 하거나, 또는 각각의 레벨링장치에 하중이 적절하게 분배되게 할 수 있는 레벨링장치이다.The present invention relates to a leveling device for supporting and leveling a machine, and more particularly, the load supported by the device is indicated so that the load acts uniformly on a plurality of leveling devices for supporting one machine, or It is a leveling device that can allow the load to be properly distributed to the leveling device.
어떤 강체인 물체를 안정되게 지지하는 데는 일직선상에 놓여 지지않은 3곳의 지지점이 필요하고, 각 지지점에 작용하는 지지력이 유일(Unique)하게 정해진다. 또한 물체의 수평을 유지하기 위해서는 이들 3곳의 지지장치 각각의 높이도 유 일하게 정해진다. 만약 3개를 초과하는 지지점이 있으면, 초과된 지지점은 여분(Redundancy)이 되어 하중이 분배되지 않거나, 불안정한 상태가 된다.In order to stably support a rigid body, three support points are not placed in a straight line, and the supporting force acting on each support point is unique. In addition, the height of each of these three support devices is uniquely determined to keep the object level. If there are more than three supports, the excess supports become redundant and the load is not distributed or unstable.
통상적으로 중량이 많이 나가는 기계를 지지할 때는 기계프레임의 강도, 지지안정성 등의 이유로 통상적으로 4개 이상의 다수개(6개, 8개, 12개 등)의 지지장치를 사용하여 지지한다. 그리고 이들 기계에서 발생한 진동이 외부로 전파되어 나가거나, 외부진동이 기계로 전달되어 들어오는 것을 방지하기 위하여(이와 같이 진동을 차단하는 것을 방진(防振)이라고 한다.) 방진스프링마운트, 방진에어마운트, 방진고무마운트 등의 탄성 지지장치를 사용하여 지지하는 경우가 많다.In general, when supporting a heavy weight machine, four or more (6, 8, 12, etc.) support devices are typically used for the reasons of strength, support stability, etc. of the machine frame. In order to prevent the vibrations generated by these machines from spreading to the outside or the external vibrations being transmitted to the machine (blocking vibrations in this way is called dust protection), vibration-proof spring mounts and vibration-mounted air mounts. It is often supported by elastic support devices such as dustproof rubber mounts.
상기와 같이 기계를 3개를 초과하는 다수개의 지지장치로 지지하면 일부 지지장치에는 과도한 하중이 작용하고, 일부 지지장치에는 하중이 거의 작용하지 않거나 아주 적게 작용하여 지지장치로서의 역할을 충분히 하지 못하여 지지 안정성이 결여된다. 그리고 하중이 집중된 지지점으로 진동가진력이 건물구조체로 집중적으로 전달되어 진동의 전달이 크다. 특히 방진을 위하여 탄성 지지장치를 사용하여 기계를 지지할 때는 각 지지장치들에 하중이 균일하게 분포되어야 모든 방진장치가 기능을 발휘할 수 있고, 피칭(Pitching), 롤링(Rolling) 등의 진동모드가 생기지 않아 바람직하다. When the machine is supported by more than three support devices as described above, excessive load is applied to some support devices, and little or no load is applied to some support devices, so that the support device cannot be sufficiently served as a support device. Lack of stability In addition, the vibration propagation force is intensively transmitted to the building structure as the support point where the load is concentrated. In particular, when supporting the machine by using an elastic support device for dust protection, all loads must be evenly distributed on each support device so that all the vibration control devices can function. Vibration modes such as pitching and rolling are It is preferable because it does not occur.
기계를 다수개의 지지장치를 이용하여 지지할 때, 기계의 수평을 조정하기 위하여 각 지지점의 높이를 조정하는 것을 통상 레벨링 작업이라고 한다.(본 명세서에서는 기계의 각 지지점에 지지 하중이 균일하게 작용하게 하기 위하여 각 지지점의 높이를 조정하는 것도 편의상 "레벨링 작업"이라고 한다) 레벨링 작업을 할 때, 각 지지장치의 하부 또는 상부에 하중을 측정할 수 있는 저울, 로드셀 등의 하중측정장치를 함께 사용하면 당해 지지점의 지지하중을 알 수 있다. 그러나, 고가의 하중측정장치를 지지장치와 함께 항상 설치하여 둘 수는 없다. 그리고 기계를 설치하고 난 후 하중측정장치를 제거하면, 그와 같은 작업 중에 기계의 레벨링이 틀어지거나, 지지하중이 변동될 수 있어 문제가 된다.When supporting a machine by using a plurality of support devices, adjusting the height of each support point to adjust the level of the machine is commonly referred to as a leveling operation. (In this specification, a support load is applied uniformly to each support point of the machine. In order to adjust the height of each support point, it is called "leveling operation" for convenience.) When the leveling work is used together with a load measuring device such as a balance or load cell that can measure the load on the lower part or the upper part of each support device, The support load of the said support point can be known. However, expensive load measuring devices cannot always be installed together with supporting devices. If the load measuring device is removed after the machine is installed, the leveling of the machine may be distorted or the support load may be changed during such work.
따라서 정밀기계를 각 지지점에서 균일한 하중 또는 미리 계산된 특정한 하중 분포로 지지하기 위한 것으로서, 지지하중이 표시되는 레벨링장치는 개발된 바가 없다.Therefore, there is no leveling device for supporting a precision machine with a uniform load at each support point or a specific load distribution calculated in advance.
상기한 바와 같이, 기계를 3개를 초과하는 다수개의 지지장치로 안정되게 지지하고 수평을 맞추기 위해서, 특히 방진을 위하여 탄성지지장치로 기계를 지지할 때는 지지하중이 표시되는 레벨링장치가 필요하다. 이와 같은 레벨링장치는 제조 비용이 저렴하여 각 지지장치와 함께 사용할 수 있어야 하고, 사용이 간편하여야 한다.As mentioned above, in order to stably support and level the machine with more than three support devices, a leveling device is required in which the support load is indicated, especially when the machine is supported by the elastic support device for dust protection. Such a leveling device should be able to be used with each support device at a low manufacturing cost, and should be simple to use.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 실현한 지지하중이 표시되는 레벨링장치이다. The present invention is a leveling device in which a supporting load for realizing the above technical problem is displayed.
본 발명인 지지하중이 표시되는 레벨링장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 지 지부(10), 하중측정부(20), 하중표시부(30), 그리고 레벨링부(40)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the leveling device displaying the support load of the present invention includes a supporting
지지부(10)는 기계를 지지하기 위하여 기계의 하부에 부착되는 부위이다. 지지부의 기계고정판(11)에는 기계의 브래킷(Bracket) 등에 고정할 수 있는 고정구멍(12)가 형성되어 있고, 기계지지대(13)는 그 하부에 위치하는 하중측정부(20)에 결합된다.The
하중측정부(20)는 상기 지지부에 작용하는 하중을 감지할 수 있는 힘센서(21)가 몸체(22)에 설치되고, 상면과 하면에는 각각 나사구멍(23)이 가공되어, 상면에는 상기 지지부(10)가, 그리고 하면에는 하기 레벨링부(40)가 결합된다.The
힘센서(21)로는 스트레인게이지(21-1, Strain Gage)) 또는 압전소자(21-2)가 사용될 수 있다.As the
스트레인게이지(21-1)는 변형율율(Strain)에 비례하는 전기값(주로 전압)을 출력하는 센서인데, 스트레인 게이지의 전기값의 변화를 측정하여 하중을 계산한다. 이와 같은 용도의 스트레인게이지는 시판되고 있다. Strain gauge 21-1 is a sensor that outputs an electrical value (mainly a voltage) proportional to the strain rate (Strain), the load is calculated by measuring the change in the electrical value of the strain gauge. Strain gauges for such applications are commercially available.
하중측정부(20)의 몸체(22)가 하중을 받아 압축이 되면 변형율(Strain)을 감지하는 것으로서, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 몸체의 표면에 단단히 부착된다. 균일한 단면을 가진 기둥이 압축하중을 받으면 그 기둥의 스트레인(ε)은 다음 [식 1]과 같이 발생한다.When the
여기서, E는 재료의 영율(Young's Modulus), A는 단면적, 그리고 P는 하중의 크기이다.Where E is the Young's Modulus of material, A is the cross-sectional area, and P is the magnitude of the load.
상기 식으로부터 기둥에 가해지는 하중 P는 다음과 같이 계산된다.The load P applied to the column from the above equation is calculated as follows.
즉, 하중측정부(20)에 가해지는 축하중은 측정된 스트레인에 몸체(22) 재료의 영율(E)과 몸체의 단면적(A)을 곱하여 구할 수 있다.That is, the axial load applied to the
압전소자(21-2, Piezoelectric Element)는 가해지는 힘의 크기에 비례하는 전기값(주로 전류)을 출력하는 센서인데, 전자저울 등에 많이 사용되고 있고, 출력되는 전기값의 변화를 측정하여 하중을 계산할 수 있다. 압전소자는 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 몸체(22)의 내부에 설치한다.Piezoelectric element (21-2) is a sensor that outputs an electrical value (mainly current) proportional to the magnitude of the applied force, and is widely used in electronic balances, etc., and calculates a load by measuring a change in the output electrical value. Can be. The piezoelectric element is installed inside the
하중표시부(30)는 하기 레벨링부(40)의 외부에 부착되는데, 상기 하중감지부(20)의 힘센서와 신호케이블로 연결되고, 힘센서(21)에서 감지한 전기값과, 미리 입력된 센서 게인(Gain), 몸체의 단면적, 재료의 영율 등의 값으로 하중을 계산하고, 이를 표시창에 표시한다. 하중표시부는 상기 힘센서(21)과 연결할 수 있는 단 자를 구비하고, 지지장치와 분리할 수 있게 분리형으로 하여, 하나의 기계의 설치작업이 종료되면 이를 분리하여 다른 기계의 설치에 사용할 수 있다.The
레벨링부(40)는 통상적으로 사용되는 스크루를 이용한 기계식 잭(Jack), 유압식 잭, 공압식 잭 등 중량물을 지지한 상태에서 높낮이를 조정할 수 있는 모든 장치(이를 통칭하여 "잭"이라고 한다.)가 사용될 수 있다. 특히 스크루를 이용한 기계식 잭의 경우, 웜기어 등의 배력장치가 구비된 것을 사용하면 레벨링 작업이 용이하다.
레밸링부(40)는 기계의 설치작업이 종료된 후에는 그 상태에서 높이를 고정하는 고정장치를 구비하는 것이 안전하다. 스크루를 이용한 기계식 잭의 경우에는 상승 또는 하강하는 스크루에 직접 고정너트(41)을 구비하여 고정장치로 할 수 있고, 유압식 또는 공압식 잭의 경우에는 별도의 고정스크루 등의 고정장치를 구비할 수 있다.The leveling
본 발명인 레벨링장치는 다음과 같이 사용한다.The present leveling device is used as follows.
지지하고자 하는 기계를 필요한 수만큼의 레벨링장치를 사용하여 임시로 지지한다. 그 후 각 레벨링장치의 하중표시부(30)의 하중 지시값을 보면서 레벨링부(40)를 올리거나 내려서 모든 레벨링장치에 하중이 균일 또는 미리 정해진 값이 되게 조정한다. 이와 같이 레벨링이 종료되면 고정장치(41 등)를 고정하여 각 레벨링장치의 높이를 그 상태에서 고정한다. 만약 하중표시부(30)가 분리형이라면, 이를 분리한다.Temporarily support the machine to be supported using the required number of leveling devices. Thereafter, the
본 발명인 지지하중이 표시되는 레벨링장치를 이용하여 기계를 지지하면, 3곳을 초과하여 다수개의 지지장치로 기계를 지지하더라도 모든 지지장치에 하중이 균일하게 또는 지지장치마다 정해진 하중으로 지지할 수 있어 기계를 안정되게 지지할 수 있다.When the machine is supported by the leveling device in which the present inventors support load is displayed, even if the machine is supported by a plurality of support devices in more than three places, the load can be uniformly supported on all the support devices or at a predetermined load for each support device. The machine can be stably supported.
본 발명의 레벨링장치를 사용하여 다수의 지지점에 하중이 균일하게 작용하게 기계를 지지하면, 진동가진력도 여러 지지점으로 분산되어 주변으로 전파되므로 주변구조물에 미치는 진동의 영향이 획기적으로 적어지고, 따라서 진동개선효과가 탁월하다.When using the leveling device of the present invention to support the machine so that the load acts uniformly on a plurality of support points, the vibration vibration force is also distributed to several support points and propagated to the surroundings, thereby significantly reducing the influence of vibration on the surrounding structure, and thus vibration The improvement effect is excellent.
본 발명은 아주 구조가 간단하여 저렴하게 제작할 수 있고, 기계의 가동 중에도 각 지지점의 지지하중을 바로 알 수 있어서 기계의 정비 유지가 용이하다.The present invention is very simple in structure and can be manufactured at low cost, and it is easy to maintain and maintain the machine because the support load of each support point can be immediately known even during operation of the machine.
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