KR20090009525A - Coupling performance test evaluation system - Google Patents

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KR20090009525A KR1020070072885A KR20070072885A KR20090009525A KR 20090009525 A KR20090009525 A KR 20090009525A KR 1020070072885 A KR1020070072885 A KR 1020070072885A KR 20070072885 A KR20070072885 A KR 20070072885A KR 20090009525 A KR20090009525 A KR 20090009525A
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조영태
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전주대학교 산학협력단
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Abstract

A coupling performance evaluation system is provided to test the heat radiation temperature, vibration and torque of a bearing through a motor bearing temperature sensor, a bearing vibration sensor, a bearing temperature sensor, a torque meter and a load cell. A coupling performance evaluation system comprises a motor shaft(12) connected to a motor(11) as being supported by a coupling(14) installed on a part of the motor shaft, a rotation shaft(15) connected to the motor shaft through the coupling and supported by bearings(16,21), and a control box which is connected to a motor bearing temperature sensor(13), a bearing vibration sensor(17), a bearing temperature sensor(18), a torque meter(30) and a load cell(31). The motor bearing temperature sensor is installed on a part of the bearing of the motor, and the bearing vibration sensor and the bearing temperature sensor are installed on a part of the rotation axis bearing(16).

Description

커플링 성능 시험평가 장치{Coupling performance test evaluation system}Coupling performance test evaluation system

본 발명은 동력전달용 커플링 시험평가 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동력전달용 커플링의 내구성 및 성능평가를 위하여 모터와 회전축의 정열 및 하중에 따른 모터 및 연결 장치의 베어링 발열 온도 변화, 장치의 진동과 모터의 전달 토오크 및 회전 등을 시험 및 평가할 수 있도록 하는 동력전달용 커플링 시험평가 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power transmission coupling test evaluation device, and more specifically, to the heat generation temperature change of the bearings of the motor and the connection device according to the alignment and load of the motor and the rotating shaft in order to evaluate the durability and performance of the power transmission coupling, The present invention relates to a power transmission coupling test evaluation device for testing and evaluating the vibration of the device and the transmission torque and rotation of the motor.

일반적으로 커플링은 2개의 축을 연결하고 구동축으로부터 피동축으로 동력을 전달하는 기계요소이다. 이러한 커플링은 일직선상으로 배열되는 2축을 결합하는 것, 2축이 일정한 경사각을 갖고 서로 교차하게 결합하는 것, 및 평행한 축을 결합하는 것으로 크게 나눌 수 있다.In general, a coupling is a mechanical element that connects two shafts and transfers power from the drive shaft to the driven shaft. Such coupling can be broadly divided into combining two axes arranged in a straight line, combining two axes crossing each other with a constant angle of inclination, and combining parallel axes.

이러한 커플링은 베어링 및 축 이음에 하중이 발생하며, 축과 함께 회전함에 따라서 반복하여 작용하게 되므로 축의 피로, 베어링의 부하 및 온도 상승, 진동으로 인하여 한계점을 초과하게 되면 커플링 또는 부품 일부의 손상에 따른 모터 및 연결 장치 부품의 일부 또는 전체에 손상을 입히게 되어 장치의 일부 또는 전부를 교체해야하는 결점이 있었다.These couplings have loads on the bearings and shaft joints, and as they rotate together with the shafts, they act repeatedly so that the coupling or parts of the couplings may be damaged if the limits are exceeded due to shaft fatigue, load and temperature rises, and vibrations. Some or all of the motor and connecting device parts were damaged, resulting in the need to replace some or all of the device.

아울러, 축 정렬 상태 및 부하에 따라 베어링과 축의 온도 변화, 진동 및 회전속도, 토오크 발생에 어떠한 영향이 있는지를 시험평가 할 수 없어서 커플링의 연결이 정상적으로 이루어져 있는지, 정상적으로 커플링 및 장치들의 연결이 이루어져 있는지를 알 수 없으므로 커플링의 성능 평가 및 정확한 진단을 하는 것이 매우 어려웠다.In addition, it is not possible to test and evaluate how the bearings and shafts are affected by temperature change, vibration and rotational speed, and torque generation according to the shaft alignment and load. It was very difficult to evaluate the performance of the coupling and to make an accurate diagnosis because it was unknown.

이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 커플링에 따른 내구성과 베어링의 발열 온도, 진동 및 토오크를 시험평가 할 수 있도록 함을 목적으로 한다.In order to solve such a conventional drawback, the purpose of the test is to evaluate the durability of the coupling and the heating temperature, vibration and torque of the bearing.

본 발명은 축의 정렬에 따른 베어링의 온도와 진동의 체크, 하중 또는 부하가 걸렸을 때 발생하는 토오크 및 회전속도의 변화를 시험평가 할 수 있도록 함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to enable a test evaluation of a change in torque and rotational speed generated when a bearing temperature and vibration are checked, a load or a load is applied according to the shaft alignment.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 동력전달용 커플링 성능평가 장치는, 모터와 연결하는 부분에서 베어링에 지지되어 동력을 공급하는 모터 축과;A power transmission coupling performance evaluation apparatus of the present invention for achieving the above object includes a motor shaft which is supported by a bearing at a portion connected to the motor to supply power;

상기 모터 축의 한 부분에 설치하는 커플링과;A coupling installed at one portion of the motor shaft;

상기 모터 축과 커플링에 의해 연결하며 양측에서 베어링으로 지지하는 회전축과;A rotating shaft connected to the motor shaft by a coupling and supported by a bearing on both sides;

상기 모터의 베어링 한 부분에 설치한 모터 베어링 온도센서와, 회전축 베어링의 한 부분에 설치한 베어링 진동센서 및 베어링 온도센서, 토오크 메타 및 로드셀를 연결한 제어박스로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.The motor bearing temperature sensor installed in one part of the bearing of the motor, the bearing vibration sensor and the bearing temperature sensor, the torque meta and the load cell is installed in one part of the rotary shaft bearing is characterized in that the control box.

본 발명은 모터 축과 회전축과의 정렬 및 모터의 동력을 제어하면서, 커플링을 연결하는 모터 축과 회전축을 지지하는 베어링 부위의 온도와 진동을 검사하고, 디스크에 하중장치를 이용하여 하중의 변화를 주는 것으로 커플링이 하중변화에 의해 모터의 전류 및 전압과 하중의 변화에 따른 내구성과 베어링의 발열 온도 및 진동, 모터의 토오크 변화를 시험 및 측정하여 커플링의 성능을 평가 할 수 있도록 하는 것이다.The present invention checks the temperature and vibration of the motor shaft connecting the coupling and the bearing portion supporting the rotating shaft while controlling the alignment of the motor shaft and the rotating shaft and the power of the motor, and changes the load by using a load device on the disk. The coupling can evaluate the performance of the coupling by testing and measuring the durability, bearing temperature, vibration, and torque change of the motor according to the change of the current, voltage and load of the motor. .

본 발명은 모터의 동력을 제어하는 제어박스와 연결한 컴퓨터에 비주얼 베이직으로 프로그래밍 된 구동 프로그램에 의한 장치를 구동하고 데이터 취득 및 저장을 통하여 커플링의 특성 시험을 통한 성능을 평가 할 수 있도록 하는 것이다.The present invention is to drive the device by the drive program programmed in Visual Basic to the computer connected to the control box for controlling the power of the motor and to evaluate the performance through the characteristic test of the coupling through data acquisition and storage .

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

일체형으로 형성되며 소정의 두께를 갖는 본체(10)의 상측 한 부분에 이송대(25)를 설치하여 양쪽으로 장공(28-2)과 가이드 핀(28-1)을 설치하여 한 부분에서 조정 볼트(26)를 통하여 설치 위치를 미세하게 가변한 후 고정 볼트(29)로 고정 설치하고, 상기 이송대(25)의 상측으로 모터 받침대(22)를 통하여 모터(11)를 설치하되, 모터 받침대(22)의 양쪽으로 장공(23)을 설치하여 고정 볼트(24)로 설치 위치를 조절할 수 있도록 하였다.It is formed in one piece and the conveyer 25 is installed on one side of the main body 10 having a predetermined thickness, and the long holes 28-2 and the guide pins 28-1 are installed on both sides, so that the adjustment bolts are formed at one part. The installation position is slightly changed through the 26, and then fixedly installed with the fixing bolt 29, and the motor 11 is installed through the motor support 22 to the upper side of the transfer table 25. 22) by installing the long hole (23) on both sides to adjust the installation position with a fixing bolt (24).

상기 모터(11)의 한 부분인 모터 축(12)은 베어링에 지지가 되어 동력을 출력할 수 있도록 되어있다.The motor shaft 12, which is a part of the motor 11, is supported by the bearing so as to output power.

상기 모터(11)의 베어링이 있는 부분에 모터 베어링 온도센서(13)를 설치하고 제어박스(27)와 연결하여 베어링에서 발생하는 온도를 검색할 수 있도록 하였다.The motor bearing temperature sensor 13 was installed in the bearing part of the motor 11 and connected to the control box 27 to search for the temperature generated in the bearing.

모터 축(12)의 한 부분에는 커플링(14)을 설치하여 연결 장치를 모사한 회전축(15)과 연결하였다.One portion of the motor shaft 12 is provided with a coupling 14 to connect with the rotating shaft 15 that simulates the connecting device.

회전축(15)은 본체(10)의 양측에서 소정의 간격을 두고 베어링(16, 21)으로 지지하여 회전을 안내한다.The rotating shaft 15 is supported by the bearings 16 and 21 at predetermined intervals on both sides of the main body 10 to guide the rotation.

회전축(15)을 설치한 베어링(16)의 한 부분에는 베어링 진동센서(17)를 설치하여 베어링(16)의 진동을 검색하여 제어박스(27)에 공급할 수 있도록 하였다.A bearing vibration sensor 17 is installed at one part of the bearing 16 in which the rotating shaft 15 is installed to search for the vibration of the bearing 16 and supply it to the control box 27.

상기 베어링(16)의 한 부분에는 베어링 온도센서(18)를 설치하여 베어링(16)의 온도를 검색하여 제어박스(27)에 공급할 수 있도록 하였다.A bearing temperature sensor 18 is installed at one portion of the bearing 16 to retrieve the temperature of the bearing 16 and supply it to the control box 27.

상기 제어박스(27)는 도시하지 않은 컴퓨터에 연결하여 시험평가를 검사할 수 있는 그래프 또는 다양한 프로그램을 내장하여 제어 및 데이터를 취득함과 동시에 확인 가능하도록 하였다.The control box 27 is connected to a computer (not shown), built-in a graph or various programs that can examine the test evaluation, so that the control and data can be obtained and checked simultaneously.

회전축(15)의 한 부분에는 디스크(19)를 일체형으로 고정하여 함께 회전이 이루어지도록 하였고, 디스크(19)에는 하중장치(20)를 설치하여 부하 또는 하중을 제공할 수 있도록 하며, 부하 또는 하중을 검사할 수 있는 로드셀(31)을 설치하고, 회전축(15)에 설치된 디스크(19)에 하중을 가할 때 부하의 변화에 의한 모터의 토오크 변화를 검사할 수 있는 토오크 메타(30)를 회전축에 설치하였다.One portion of the rotary shaft 15 is fixed to the disk 19 to be integrally rotated together, the disk 19 is provided with a load device 20 to provide a load or load, load or load A load cell 31 capable of inspecting a load cell 31 is installed, and when the load is applied to the disk 19 installed on the rotating shaft 15, a torque meta 30 capable of inspecting the torque change of the motor due to the load change is mounted on the rotating shaft. Installed.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 모터 축(12)과 회전축(15) 사이에 커플링(14)을 설치한다.In the present invention having such a configuration, the coupling 14 is provided between the motor shaft 12 and the rotation shaft 15.

상기 커플링(14)은 시험평가를 위한 것을 설치하는 것이며, 커플링(14)의 두께(폭)에 따라서 설치하는 폭이 달라지므로 고정 볼트(24)를 풀어 모터 받침대(22)의 이동이 자유롭게 한다.The coupling 14 is to install the thing for the test evaluation, and the width to be installed varies depending on the thickness (width) of the coupling 14, so the fixing bolt 24 is released to freely move the motor support 22. do.

커플링(14)을 먼저 설치한 후 커플링(14)의 두께(폭)에 따라서 모터 받침대(22)가 좌, 우로 움직이게 되므로 모터 받침대(22)를 이동함과 동시에 조정 볼트(26)를 통하여 이송대(25)가 모터 축(12)과 회전축(15)이 일직선상에 설치되도록 조정하고, 회전축(15)의 한쪽 부분에는 토오크 메타(30)를 설치한다.After the coupling 14 is first installed, the motor support 22 moves left and right according to the thickness (width) of the coupling 14, and thus the motor support 22 is moved and at the same time through the adjusting bolt 26. The feed table 25 is adjusted so that the motor shaft 12 and the rotating shaft 15 are provided in a straight line, and the torque meta 30 is provided at one portion of the rotating shaft 15.

장공(23)에 설치한 고정볼트(24)를 통하여 모터 받침대(22)를 고정하고, 조정 볼트(26)로 이송대(25)의 위치를 제어하여 고정하면 모터(11)와 커플링(14)의 설치를 완료한다.When the motor support 22 is fixed through the fixing bolt 24 installed in the long hole 23, and the position of the feed table 25 is fixed by adjusting the bolt 26, the motor 11 and the coupling 14 are fixed. ) To complete the installation.

모터(11)와 모터 축(12) 사이의 베어링에 모터 베어링 온도센서(13)를 연결하고, 베어링(16)에 베어링 진동센서(17)와 베어링 온도센서(18)를 연결하여 제어박스(27)와 연결되도록 한다.The motor bearing temperature sensor 13 is connected to the bearing between the motor 11 and the motor shaft 12, and the bearing vibration sensor 17 and the bearing temperature sensor 18 are connected to the bearing 16 to control the box 27. )).

위와 같이 시험평가 할 수 있는 준비를 완료한 후 제어박스(27)를 통하여 모터(11)를 구동시켜 회전하도록 한다.After completing the preparation for the test evaluation as described above to drive the motor 11 through the control box 27 to rotate.

모터(11)의 구동으로 모터 축(12)이 회전하면서 커플링(14)을 통하여 회전축(15)이 회전을 하게 된다.As the motor shaft 12 rotates by the driving of the motor 11, the rotation shaft 15 rotates through the coupling 14.

모터(11)의 구동력으로 모터 축(12)과 커플링(14)이 회전하면서 모터축(12)을 지지하는 베어링과 회전축(15)을 지지하는 베어링(16)에서 열과 진동이 발생하게 된다.As the motor shaft 12 and the coupling 14 rotate with the driving force of the motor 11, heat and vibration are generated in the bearing supporting the motor shaft 12 and the bearing 16 supporting the rotating shaft 15.

모터 베어링 온도센서(13)는 모터(11)와 모터 축(12)이 회전하면서 발생하는 베어링의 온도변화를 측정하고, 베어링 온도센서(18)는 회전축(15)이 회전하면서 발생하는 베어링(16)의 온도변화를 측정하며, 베어링 진동센서(17)는 회전축(15)이 회전하면서 발생하는 베어링(16)의 진동을 측정하여 제어박스(27)에 공급하게 되며, 회전축(15)의 한쪽 부분 및 디스크에 설치한 토오크 메타(30) 및 로드셀(31)에 의해 모터의 토오크 변화 및 하중변화량을 측정할 수 있고, 제어박스(27)와 연결한 컴퓨터를 통하여 모터(11)에 의해서도 전류 및 전압에 의한 토오크(torque)를 그래프나 숫자로 확인할 수 있는 것이다.The motor bearing temperature sensor 13 measures the temperature change of the bearing generated while the motor 11 and the motor shaft 12 rotate, and the bearing temperature sensor 18 is a bearing 16 generated while the rotation shaft 15 rotates. Measurement of the temperature change of the), the bearing vibration sensor 17 measures the vibration of the bearing 16 generated while the rotating shaft 15 is rotated to supply to the control box 27, one part of the rotating shaft 15 The torque change and the load change amount of the motor can be measured by the torque meta 30 and the load cell 31 installed in the disk, and the current and voltage can be measured by the motor 11 through a computer connected to the control box 27. Torque by can be checked by graph or number.

상기 베어링의 온도와 진동을 측정함에 있어서, 디스크(19)의 하중장치(20)를 통하여 필요에 따라서 하중의 부가 정도를 달리할 수 있지만, 4~20kg 정도의 하중을 부가할 수 있게 되므로 소정을 하중을 부가하여 하중 변화에 따른 모터(11)의 전류 및 전압에 의한 모터(11)의 토오크를 계산하거나, 토오크 메타(30)에 의해서도 토오크 변화를 측정 할 수 있는 것이다.In measuring the temperature and vibration of the bearing, although the degree of load may be changed as necessary through the load device 20 of the disk 19, a load of about 4 to 20 kg can be added. By adding a load, the torque of the motor 11 can be calculated by the current and voltage of the motor 11 according to the load change, or the torque change can also be measured by the torque meta 30.

그리고 커플링(14)은 모터(11)와 연결한 모터 축(12)과 회전축(15)을 연결하여 모터와 연결 장치를 모사 한 축을 연결하는 역할을 하고, 성능 시험평가를 할 수 있도록 하는 것이다.In addition, the coupling 14 serves to connect the motor shaft 12 and the rotating shaft 15 connected to the motor 11 to connect the shaft that simulates the motor and the connecting device, and to perform the performance test evaluation. .

상기 제어박스(27)는 모터(11)의 동력을 제어하고, 이와 연결한 컴퓨터(PC) 로 비주얼 베이직(Visual Basic)으로 프로그래밍 된 구동 프로그램에 의한 장치를 구동하고, 데이터 취득 및 저장하는 것이다.The control box 27 controls the power of the motor 11, drives a device by a drive program programmed in Visual Basic with a computer (PC) connected thereto, and acquires and stores data.

그리고 이 결과를 바탕으로 커플링(14)의 특성을 시험하여 성능평가를 위한 데이터로 활용할 수 있는 것이다.Based on this result, the characteristics of the coupling 14 can be tested and used as data for performance evaluation.

본 발명은 동력전달용 커플링의 내구성 및 성능평가를 위하여 모터와 회전축의 정열 및 하중에 따른 모터 및 연결 장치의 베어링 발열 온도 변화, 장치의 진동과 모터의 전달 토오크 및 회전 등을 시험 및 평가할 수 있도록 하는 분야에서 이용할 수 있는 것이다.In order to evaluate the durability and performance of the power transmission coupling, the present invention can test and evaluate the change in the bearing heating temperature of the motor and the connecting device according to the alignment and the load of the motor and the rotating shaft, the vibration of the device and the transmission torque and the rotation of the motor. It can be used in the field.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 정면도1 is a front view showing a preferred embodiment of the present invention

도 2 는 본 발명의 주요 부분에 대한 정면도2 is a front view of the main part of the present invention;

도 3 은 본 발명의 주요 부분에 대한 평면도3 is a plan view of the main part of the present invention;

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]

10 : 본체 11 : 모터10: main body 11: motor

12 : 모터 축 13 : 모터 베어링 온도센서12: motor shaft 13: motor bearing temperature sensor

14 : 커플링 15 : 회전축(연결 장치 모사)14 coupling 15 rotation axis (simulation of connecting device)

16, 21 : 베어링 17 : 베어링 진동센서16, 21: bearing 17: bearing vibration sensor

18 : 베어링 온도센서 19 : 디스크18: bearing temperature sensor 19: disk

20 : 하중장치 22 : 모터 받침대20: load device 22: motor support

28-1 : 가이드 핀 28-2 : 장공28-1: guide pin 28-2: long hole

30 : 토오크 메타 31 : 로드셀30: torque meta 31: load cell

Claims (3)

모터(11)와 연결하는 부분에서 베어링에 지지되어 동력을 공급하는 모터 축(12)과;A motor shaft 12 supported by the bearing at a portion connecting with the motor 11 to supply power; 상기 모터 축(12)의 한 부분에 설치하는 커플링(14)과;A coupling (14) mounted on one portion of the motor shaft (12); 상기 모터 축(12)과 커플링(14)에 의해 연결하며 양측에서 베어링(16, 21)으로 지지하는 회전축(15)과;A rotating shaft 15 connected by the motor shaft 12 and the coupling 14 and supported by bearings 16 and 21 on both sides; 상기 모터(11)의 베어링 한 부분에 설치한 모터 베어링 온도센서(13)와, 회전축 베어링(16)의 한 부분에 설치한 베어링 진동센서(17) 및 베어링 온도센서(18), 토오크 메타(30) 및 로드셀(31)를 연결한 제어박스(27)로 이루어짐을 특징으로 하는 동력전달용 커플링 성능 시험평가 장치.The motor bearing temperature sensor 13 installed at one part of the bearing of the motor 11, the bearing vibration sensor 17, the bearing temperature sensor 18, and the torque meta 30 installed at one part of the rotary shaft bearing 16. And a control box 27 to which the load cell 31 is connected). 제1항에 있어서, 모터(11)는 하측의 모터 받침대(22)에 장공(23)을 설치하여 커플링(14)의 두께(폭)에 따라 설치위치를 조정하여 고정 볼트(24)로 연결하고, 모터 받침대(22)의 하측에 이송대(25)를 설치하여 조정볼트(26)에 의해 모터 축(12)과 회전축(15)의 정렬(얼라이먼트)을 이송대(25)의 장공(28-2)과 본체(10)에 설치된 가이드 핀(28-1)에 의해 조정 볼트(26)로 임의로 미세하게 두 축(12, 15)의 정렬을 조정하여 고정 볼트(29)에 의해 고정할 수 있도록 함을 특징으로 하는 동력전달용 커플링 성능 시험평가 장치.The motor 11 is connected to the fixing bolt 24 by adjusting the installation position according to the thickness (width) of the coupling 14 by installing the long hole 23 on the lower motor support 22. Then, the feed table 25 is provided below the motor support 22, and the alignment bolt 26 is used to adjust the alignment (alignment) of the motor shaft 12 and the rotating shaft 15 to the long hole 28 of the feed table 25. -2) and the guide pins 28-1 provided on the main body 10 can be arbitrarily fine-tuned the alignment of the two shafts 12, 15 by the adjustment bolts 26 to be fixed by the fixing bolts 29. Coupling performance test evaluation device characterized in that the. 제1항에 있어서, 회전축(15)은 한 부분에 디스크(19)를 설치하고, 이 디스크(19)에는 하중장치(20)를 연결하여 하중변화를 제공하는 것을 특징으로 하는 동력전달용 커플링 성능 시험평가 장치.The power transmission coupling according to claim 1, wherein the rotating shaft (15) is provided with a disk (19) at one portion, and the disk (19) is connected with a load device (20) to provide a load change. Performance test evaluation device.
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