KR20150122822A - 선박의 축계 베어링 반력 측정장치 및 방법 - Google Patents

선박의 축계 베어링 반력 측정장치 및 방법

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KR20150122822A
KR20150122822A KR1020140048486A KR20140048486A KR20150122822A KR 20150122822 A KR20150122822 A KR 20150122822A KR 1020140048486 A KR1020140048486 A KR 1020140048486A KR 20140048486 A KR20140048486 A KR 20140048486A KR 20150122822 A KR20150122822 A KR 20150122822A
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주승채
문을석
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이상헌
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

본 발명은 선박의 축계 베어링 반력 측정장치 및 방법에 관한 것으로서, 기존에는 측정되는 압력값과 변위값을 수기로 기록하여 작업자가 수동 분석으로 반력을 측정하였는데, 본 발명은 측정위치마다 미리 변위측정기를 설치하여두고, 유압장치를 이동시켜 각 위치마다 압력증가 및 감소제어로 측정을 제어하고, 자동으로 변위 측정값과 압력측정값이 무선전송되게하고, 무선데이터 수집에 의해 반력측정장치가 입력받아 압력변화와 변위 변화의 상관관계에 의해 자동으로 반력을 측정하고, 반력 측정 데이터를 설계값과 비교하게 테이블상에 표시하여 파일로 저장관리하고, 이를 외부장치로 출력가능하게 함으로서, 이력데이터 관리가 가능해지고, 자동 분석 측정이므로 신뢰성 향상 및 작업시간 단축등의 효과가 있다.

Description

선박의 축계 베어링 반력 측정장치 및 방법{Method and apparatus for measuring the reaction force of shafting bearing}
본 발명은 선박의 축계 베어링 반력 측정장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측정위치에 변위측정기를 설치하고 압력측정장치를 이동하면서 베어링 위치에서 반력 측정이 가능하도록 여러개의 채널을 갖는 반력 측정장치를 구비하고, 측정데이터는 실시간으로 수신되어 저장되고 그 결과를 계산하여 각 측정위치에 저장하며, 각 측정위치에서 반복하여 측정한 결과는 차례로 저장되어 반복 측정 결과에 대한 비교가 가능하고 설계값과도 비교가 가능하도록 한 선박의 축계 베어링 반력 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
선박의 대형화에 의해 선박에 사용되는 추진축에 대한 축계의 크기가 커지고 있으며, 이에 따라 축계를 안정적으로 유지하기 위해 축계 정렬이 요구되고 있다. 일반적으로 축계는 베어링에 의해 지지되고 있으며, 축계 정렬은 운전 조건하에서 축계에 의해 유발되는 베어링에서의 반력을 일정 수준으로 유지시키는 것이다. 이때, 베어링 반력은 선박의 적하 하중에 따른 선체 변형에 의해 변화한다.
따라서, 축계 정렬 설계시에는 선박의 각 적하 하중에 따른 선체 변형을 고려하여 베어링 오프셋(offset)을 설계하여야 한다. 즉, 선체 변형은 축 정렬 관점에서는 베어링 오프셋으로 반영되어 고려되는 것이다.
선박의 축계 작업은 선미 보스(boss)와 메인 엔진 위치를 결정하는 프리-사이팅(Pre-sighting), 선미 보스 작업, 프로펠라 설치, 샤프트 설치, 도크 과정에서 축계 정렬, 안벽 과정에서 축계 정렬로 구분하여 진행된다.
축계 정렬은 도크과정와 안벽과정로 구분하여 정렬을 실시하는데 도크과정에서는 플랜지 면의 갭(Gap)은 필러 게이지(feeler gage)를 사용하고 마이크로미터로 측정하여 축계정렬을 실시한다.
현재 안벽과정에서 베어링 반력 측정방법은, 베어링 반력 측정 위치 하부에 유압 실린더를 설치하고, 샤프트 상부에 다이얼 게이지를 설치한다. 유압 실린더를 이용하여 압력을 증가시키고 감소시키면서 압력게이지의 압력값과 다이얼 게이지의 변화량을 기록하고 그래프에 수기로 기록한다.
압력변화와 다이얼 게이지 변화량의 상관관계에서 압력변화에 따른 다이얼 게이지 변화량이 줄어드는 두 점을 확인하고 이 두 점 기준으로 연장되는 압력값을 구한 다음 압력값에 단면적을 곱하여 베어링 반력을 계산한다. 이와 같은 방식으로 다수의 지점에서 베어링 반력을 측정하여 축계 정렬을 하게 된다.
그런데 종래의 베어링 반력 측정에서의 문제점으로는, 베어링 반력 측정 및 메인 엔진 조정에 작업시수가 많고, 작업자 다수(예; 5명)인원이 수일(예; 4-6일)소요되어 수회(예; 6 - 8회)측정 및 조정을 실시한다.
또한 베어링 반력 계산을 압력과 변위의 측정값을 수기로 기록함에 따른 측정 신뢰도가 낮으며, 베어링 반력 측정값과 메인 엔진 조정량과의 상관관계 분석을 위한 데이터가 축적되지 않음에 따라 어려움이 발생하고 있으며, 메인 엔진 조정에 따른 베어링 반력과 크랭크 디플렉션(crank deflection) 변화량 조회가 어려우며, 숙련된 전문가가 메인 엔진 정렬을 수행하기 때문에 다른 작업자가 메인 엔진을 정렬하기 위한 축적된 자료가 부족한 실정이다.
한국공개특허 10-2012-0117564호(2012. 10. 24)
본 발명은 종래의 문제점을 개선하여 베어링 반력 측정위치에 변위측정기를 미리 설치하고, 디지털 압력계가 설치된 유압 잭을 이동하면서 측정을 실시하고, 변위 및 압력 측정값을 무선송신기를 통해 자동전송하여 반력측정장치를 통해 자동 분석하여 반력을 계산하고, 각 측정위치별 측정정보를 실시간 저장하여 통합 관리할 수 있도록 한 선박의 축계 베어링 반력 측정장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은,
선박의 축계 베어링 반력 측정장치에 있어서,
베어링 상면의 반력 측정을 위한 복수의 위치에 미리 설치되는 복수의 디지털 변위측정기와;
상기 복수의 디지털 변위 측정기와 연결되어 각각의 측정 데이터를 무선전송하기 위한 변위 무선송신기와;
상기 디지털 변위측정기가 설치된 복수의 위치에 대해 이동 설치하여 베어링 하면에서 압력을 증가 및 감소시키기 위한 유압 장치와;
상기 유압장치의 압력변화를 검출하는 압력측정기와;
상기 압력측정기와 연결되어 압력변화량을 무선전송하기 위한 압력 무선송신기와;
상기 변위 무선송신기 및 상기 압력 무선송신기로부터 전송되어오는 측정데이터를 무선수신하여 수집하는 데이터 수집장치와;
상기 데이터 수집장치와 연결되어 수신된 변위값과 압력값을 입력받아 각 측정 위치별로 실시간 저장하고, 변위량과 압력값에 의거하여 베어링 반력을 자동계산하여 저장 및 표시하는 반력측정장치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 반력측정장치는,
무선데이터를 수신받는 상기 데이터 수집장치가 일체형으로 이루어진 산업용 PC로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 반력측정장치는,
데이터 기록장치를 더 포함하고, 데이터 기록장치에 저장된 데이터를 외부장치로 출력하기 위한 외부장치연결수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 반력측정장치는,
각 측정 위치별로 미리 설정된 설계값과, 반력 산출을 위한 보정계수를 입력받고, 각 측정위치별 반력 측정 결과에 의해 검출된 반력 측정값을 대응시켜 테이블로 저장함과 아울러 모니터상에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 선박의 축계 베어링 반력 측정방법은,
선박의 축계 베어링의 반력 측정 위치마다 베어링 상부에 변위측정기를 미리 설치하고, 압력측정기가 구비된 유압장치를 측정위치의 베어링 하부에 이동시켜 압력을 증가 및 감소시키면서 측정되는 압력값과 변위값을 무선으로 반력측정장치에 입력시키고, 상기 반력측정장치가 압력값과 변위값의 상관 관계에 의해 자동분석으로 반력을 측정하고, 측정 위치별 미리 설정된 설계값과, 반력측정을 위한 보정계수 및 측정된 반력 측정값을 대응시켜 저장 및 화면에 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 동일한 측정 위치에서 반복 측정하여 얻어지는 복수의 반력 측정값들을 해당 위치의 설계값, 보정계수와 함께 표시하여 측정된 반력값과 설계값 및 이전 측정값들과 비교 가능하도록 테이블화하여 화면에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은,
선박의 축계 베어링의 하부에서 유압장치를 이용하여 압력을 증가 및 감소시키면서 압력을 출하는 압력검출기와, 베어링 상부에서 압력증가 및 감소에 따른 변위를 측정하는 변위측정기 및 상기 압력검출기와 상기 변위측정기로부터 압력값 및 변위값을 입력받는 반력 측정장치를 구비하여 상기 반력측정장치에 의해 자동으로 베어링 반력을 측정하는 방법에 있어서,
상기 반력 측정장치는,
상기 압력검출기와 상기 변위검출기로부터 압력값 및 변위값을 입력받아 측정 위치별로 저장하는 측정 데이터 입력단계과;
측정 위치별로 상기 입력된 압력과 변위의 상관 관계를 상승구간 그래프와, 하강구간 그래프로 작성하여 화면에 출력하는 그래프 작성단계과;
상기 상승구간 및 하강구간 그래프 상에서 각각 압력변화에 대해 변위변화가 없거나 변화가 작은 두 위치의 점을 선택 입력받는 저변위점 선택입력단계과;
상기 상승구간의 두 점을 이어주는 상승구간선분과, 하강 구간의 두 점을 이어주는 하강구간선분을 생성하여 각각 상승구간선분과 하강구간선분이 그래프 좌표상의 압력축에 만나는 압력값을 각기 상승구간압력값과 하강구간압력값으로 검출하는 압력값 검출단계과;
상기 상승구간압력값과 하강구간압력값의 평균값을 평균압력값으로 산출하고, 상기 평균압력값에 상기 유압장치의 실린더 단면적과 미리 설정해둔 보정계수를 곱하여 반력을 산출하고, 산출된 반력을 저장함과 아울러 화면에 표시하는 반력검출단계; 을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 반력측정장치는,
각 측정 위치별로 미리 설정된 설계값과, 반력 산출을 위한 보정계수를 입력받고, 각 측정위치별 반력 측정 결과에 의해 검출된 반력 측정값을 대응시켜 테이블로 저장함과 아울러 모니터상에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 입력단계은,
압력측정기와 변위측정기의 측정범위와 분해능을 사용자 입력에 의해 조정하여 설정하는 게이지 설정단계을 더 포함하고, 상기 게이지 설정단계에서 설정된 측정범위 및 분해능에 의해 압력측정기와 변위측정기로부터 입력되는 측정데이터를 필터링하여 측정 데이터를 입력받는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 선박의 축계 베어링 반력 측정을 위한 각 측정 위치에 변위를 측정하는 측정기를 미리 설치하고, 유압 잭을 이동하면서 측정을 실시하며, 압력값과 변위의 측정값은 실시간으로 무선으로 전송되어 반력측정장치에 자동으로 저장됨과 아울러 압력과 변위의 상관관계에 의한 자동분석으로 반력 측정이 이루어지는 효과가 있다. 따라서 자동으로 반력 측정이 이루어지므로 숙련자에 의해 수기작업으로 반력을 계산 산출하는 종래 방식에 비해 반력측정에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명은 설계값 및 보정계수와 반력 측정값을 한 화면에 대응 표시함으로써 비교가 가능하고, 측정데이터의 저장 관리가 이루어지므로 측정 정보의 누적된 정보를 활용하여 축계 정렬 작업의 데이터 화가 가능해진다는 효과가 있다. 또한 동일한 측정위치에서 반복하여 측정한 결과는 차례로 저장되어 반복 측정에 따른 비교도 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 선박의 축계 베어링 반력 측정장치 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 선박의 축계 베어링 반력 측정방법 흐름도.
도 3은 본 발명에 의한 반력측정장치의 자동 반력측정 흐름도.
도 4는 본 발명에 의한 변위와 압력의 상관관계를 나타내는 그래프 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 설계값과 측정된 반력값을 대비하여 저장 표시하기 위한 표시 테이블 화면 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 게이지 설정단계의 게이지 설정 화면 예시도.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 선박의 축계 베어링 반력 측정장치 구성도이다.
선박의 축계 베어링 반력 측정장치에 있어서,
베어링 상면의 반력 측정을 위한 복수의 위치에 미리 설치되는 복수의 디지털 변위측정기(10)와;
상기 복수의 디지털 변위 측정기(10)와 연결되어 각각의 측정 데이터를 무선전송하기 위한 변위 무선송신기(11)와;
상기 디지털 변위측정기(10)가 설치된 복수의 위치에 대해 이동 설치하여 베어링 하면에서 압력을 증가 및 감소시키기 위한 유압 장치(1)와;
상기 유압장치(1)의 압력변화를 검출하는 디지털 압력측정기(20)와;
상기 디지털 압력측정기(20)와 연결되어 압력 변화량을 무선전송하기 위한 압력 무선송신기(21)와;
상기 변위 무선송신기(11) 및 상기 압력 무선송신기(21)로부터 전송되어오는 측정데이터를 무선수신하여 수집하는 데이터 수집장치(31)와;
상기 데이터 수집장치(31)와 연결되어 수신된 변위값과 압력값을 입력받아 각 측정 위치별로 실시간 저장하고, 변위량과 압력값의 상관관계에 의거하여 베어링 반력을 자동계산하여 측정위치별로 저장 및 표시하는 반력측정장치(30)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 반력측정장치(30)는,
무선데이터를 수신받는 상기 데이터 수집장치(31)가 일체형으로 이루어진 산업용 PC로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 반력측정장치(30)는,
데이터 기록장치를 더 포함하고, 데이터 기록장치에 저장된 데이터를 외부장치로 출력하기 위한 외부장치 연결수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 반력측정장치(30)는,
각 측정 위치별로 미리 설정된 설계값과, 반력 산출을 위한 보정계수를 입력받고, 각 측정위치별 반력 측정 결과에 의해 검출된 반력 측정값을 대응시켜 테이블로 저장함과 아울러 모니터 상에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 선박의 축계 베어링 반력 측정방법은,
선박의 축계 베어링의 반력 측정 위치마다 베어링 상부에 변위측정기를 미리 설치하는 과정(S10)과; 압력측정기가 구비된 유압장치를 측정위치의 베어링 하부에 이동시켜 압력을 증가 및 감소시키면서 측정을 시작하는 과정(S20)과; 변위측정기와 압력측정기에서 측정된 변위 및 압력을 각각 무선송신기를 통해 송신하고 무선 데이터수집장치에서 압력값과 변위값을 무선으로 수신받는 무선 수신과정(S30)과; 상기 무선수신된 압력 및 변위데이터를 반력측정장치(30)에서 입력받아 반력측정장치(30)가 압력값과 변위값의 상관 관계에 의해 자동분석으로 반력을 계산하여 저장하는 반력 측정과정(S40)과; 측정 위치별 미리 설정된 설계값과, 반력측정을 위한 보정계수 및 측정된 반력값을 대응시켜 저장 및 화면에 표시하는 표시과정(S50)를 수행하여 반력을 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 동일한 측정 위치에서 반복 측정하여 얻어지는 복수의 반력 측정값들을 해당 위치의 설계값, 보정계수와 함께 표시하여 측정된 반력값과 설계값 및 이전 측정값들과 비교 가능하도록 테이블화하여 화면에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은,
선박의 축계 베어링의 하부에서 유압장치(1)를 이용하여 압력을 증가 및 감소시키면서 압력을 출하는 압력검출기(20)와, 베어링 상부에서 압력증가 및 감소에 따른 변위를 측정하는 변위측정기(10) 및 상기 압력검출기(20)와 상기 변위측정기(10)로부터 압력값 및 변위값을 입력받는 반력 측정장치(30)를 구비하여 상기 반력측정장치(30)에 의해 자동으로 베어링 반력을 측정하는 방법에 있어서,
상기 반력 측정장치(30)는,
상기 압력검출기(20)와 상기 변위검출기(10)로부터 압력값 및 변위값을 입력받는 측정 데이터 입력단계(S41)와;
측정 위치별로 상기 입력된 압력과 변위의 상관 관계를 상승구간 그래프와, 하강구간 그래프로 작성하여 화면에 출력하는 그래프 작성단계(S42)과;
상기 상승구간 및 하강구간 그래프 상에서 각각 압력변화에 대해 변위 변화가 줄어드는 서로 다른 위치의 두 점을 선택 입력받는 저변위점 선택입력단계(S43)과;
상기 상승구간의 두 점을 이어주는 상승구간선분과, 하강 구간의 두 점을 이어주는 하강구간선분을 생성하여 각각 상승구간선분과 하강구간선분이 그래프 좌표상의 압력축에 만나는 압력값을 각기 상승구간압력값과 하강구간압력값으로 검출하는 압력값 검출단계(S44)과;
상기 상승구간압력값과 하강구간압력값의 평균값을 평균압력값으로 산출하고, 상기 평균압력값에 상기 유압장치의 실린더 단면적과 미리 설정해둔 보정계수를 곱하여 반력을 산출하여 저장하는 반력검출단계(S45); 를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 입력단계(S41)는,
변위측정기와 압력측정기로부터 측정된 측정된 변위값 및 압력값을 무선데이터로 전송받고, 무선 데이터수신에 의해 측정되는 변위값 및 압력값을 입력받는 것을 특징으로 한다.
상기 반력측정장치(30)는,
반력측정 시작시 반력 측정위치별 설계값과 보정계수 및 측정된 반력값을 입력하기 위한 표시 테이블을 생성하고, 상기 표시 테이블상에 각 측정 위치별 설계값과 보정계수를 입력받아 표시하고, 각 측정위치별 측정된 반력값을 자동으로 입력하여 화면에 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 입력단계(S41)는,
압력측정기(20)와 변위측정기(10)의 측정범위와 분해능을 사용자 입력에 의해 조정하여 설정하는 게이지 설정단계을 더 포함하고, 상기 게이지 설정단계에서 설정된 측정범위 및 분해능에 의해 압력측정기(20)와 변위측정기(10)로부터 전송되어진 압력값 및 변위값을 필터링하여 입력받는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명은, 베어링 반력 측정을 무선통신으로 압력 및 변위 측정값을 수신받아 자동으로 반력을 계산하여 반력을 표시하도록 한 것으로서, 변위 측정기(10)로는 디지털 다이얼 게이지를, 압력측정기(20)로는 디지털 압력 게이지를 사용한다. 먼저, 베어링 반력 측정위치마다 변위 측정기(10)를 각각 설치하고, 각 변위 측정기(10)에는 무선으로 변위값을 전송하도록 변위 무선 송신기(11)를 각기 설치한다.
상기와 같이 반력 측정 위치마다 변위측정기(10) 및 무선송신기(11)를 설치하여 사전 준비를 한 상태에서 압력 측정기(20)와 압력무선송신기(21)가 연결된 유압장치(1)를 반력 측정위치로 이동설치하여 유압장치(1)를 이용해 베어링 하부에서 상부로 압력을 서서히 증가시키고, 다시 서서히 감소시키면서 이때의 압력값과 변위값을 측정한다.
변위측정기(10)의 변위 무선송신기(11)와, 압력측정기(20)의 압력 무선송신기(21)는, 유압장치(1)의 압력증가와 압력감소시 측정되는 변위값과 압력값을 무선 데이터로 전송하며, 무선 데이터 수집장치(31)에서 실시간으로 변위 및 압력 데이터를 수신받는다.
무선 데이터 수집장치(31)에서 변위 및 압력값을 수신하여 반력측정장치(30)로 입력시키면, 반력측정장치(30)는 변위와 압력의 상관관계를 이용해 자동으로 반력을 계산하여 해당 위치의 측정 반력값으로 저장하여 관리한다.
도 4는 본 발명에 의한 변위와 압력의 상관관계를 나타내는 그래프 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이,
반력 측정을 위한 화면으로서, 시작 메뉴버튼을 클릭하여 반력측정을 시작하게 되면, 상기 압력검출기(20)와 상기 변위검출기(10)로부터 압력값 및 변위값을 입력받는 측정 데이터 입력단계(S41)를 수행하고, 측정 위치별로 상기 입력된 압력과 변위의 상관 관계를 상승구간 그래프와, 하강구간 그래프로 작성하여 화면에 출력하는 그래프 작성단계(S42)를 수행한다.
이는 실시간으로 무선 데이터를 수신 입력받아 압력과 변위의 상관 관계를 도 4와 같은 그래프로 표시한다. 압력과 변위의 상관관계 그래프는, 압력을 증가시키는 압력상승구간 그래프(A)와, 압력을 감소시키는 압력하강구간 그래프(B)로 구분하여 한 화면에 표시한다.
압력의 증가 및 감소에 의한 측정이 완료되면, 상승구간 그래프(A)와 하강구간 그래프(B)가 생성이 완료되고, 상기 상승구간 및 하강구간 그래프 상에서 각각 압력변화에 대해 변위 변화가 줄어드는 서로 다른 위치의 두 점(A --> a1, a2)(B--> b1, b2)을 선택 입력받는 저변위점 선택입력단계(S43)를 수행한다.
상기 상승구간 그래프(A)와 하강구간 그래프(B) 상에서 각기 두 점씩을 선택입력 받는 것은, 반력 측정 전문 작업자에 의해 압력 변화에 대해 변위 변화가 줄어드는 포인트를 선택입력 받는다. 한편 구간단위로 압력과 변위 변화를 자동 대비하여 변위 변화가 최소인 구간 및 그 다음 작은 변화가 발생된 구간을 자동 추출하고, 해당 구간에서의 압력값을 하나의 점으로 자동 추출하여 2점을 추출할 수도 있다.
상승구간 그래프(A)와, 하강구간 그래프(B)에서 각기 두점씩 선택되면, 각각 두점을 이어서 연장하는 상승구간선분과, 하강구간선분을 생성하여 각각 상승구간선분과 하강구간선분이 그래프 좌표상의 압력축에 만나는 압력값을 각기 상승구간압력값(P1)과 하강구간압력값(P2)으로 검출하는 압력값 검출단계(S44)를 수행한다.
상기 상승구간압력값(P1)과 하강구간압력값(P2)의 평균값을 평균압력값으로 산출하고, 상기 평균압력값에 상기 유압장치의 실린더 단면적과 미리 설정해둔 보정계수를 곱하여 반력을 산출하여 저장하는 반력검출단계(S45)를 수행하여 한번의 반력 측정을 완료한다.
상기 반력측정장치(30)는, 도 5에 도시된 바와 같이,
반력 측정위치별 설계값과 보정계수 및 측정된 반력값을 입력하기 위한 표시 테이블(102)을 생성하고, 상기 표시 테이블(102) 상에 각 측정 위치별 설계값과 보정계수를 입력받아 표시하며, 각 측정위치별 측정된 반력값을 자동으로 입력하여 화면에 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 표시 테이블(102)의 상부에는 축계 정렬작업에서 반력 측정이 필요한 부분을 개요로 보여주는 측정위치 모델(101)을 그림으로 삽입하고, 측정위치 모델(101)의 각 측정위치와 테이블의 측정위치 란을 상호 연결표시하여 시각적으로 측정위치와 해당 측정위치의 측정정보를 쉽게 인식하여 비교해볼 수 있도록 화면을 구성한 것이다.
상기 도 5와 도 4의 화면은, 각 화면에서 서로 화면이동을 위한 메뉴버튼(화면1, 화면2)을 구비하여 화면 이동이 가능하게 하며, 그래프 화면인 화면 1(도 4)에서는 설정메뉴 버튼을 구비하여 변위 측정기(10)와 압력 측정기(20)의 측정범위와 분해능을 설정할 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명에 의한 게이지 설정 화면 예시도이다. 본 발명은, 상기 데이터 입력단계(S41)에서 도 4와 같은 그래프 생성 화면 1에 설정메뉴버튼을 구비하고, 설정 메뉴버튼을 선택하면 도 6과 같은 압력측정기(20)와 변위측정기(10)의 측정범위와 분해능을 사용자 입력에 의해 조정하여 설정하는 게이지 설정단계를 수행할 수 있도록 한다. 이에 따라 반력측정장치(30)는, 데이터 수집장치(31)로부터 입력되는 데이터를 상기 게이지 설정단계에서 설정된 측정범위 및 분해능에 의해 필터링하여 데이터 입력을 받아 자동 분석으로 반력 측정을 하게된다.
한편, 본 발명의 반력측정장치(30)는 도 5의 표시 테이블을 파일로 저장하여 화면 조회가 가능하게 하며, 외부장치로 데이터를 출력할 수 있도록 외부장치 연결수단(예; USB 포트)를 구비하여 저장된 측정결과 데이터를 외부 장치로 출력할 수있도록 한다.
따라서 본 발명에 의하면, 종래에 수기로 기록하는 방법에서 측정값을 실시간으로 무선 수신받아 저장하고, 자동으로 반력을 계산하여 측정결과를 파일로 저장관리하며, 다른 저장매체로 출력할 수 있어서 측정 보고서 작성에도 매우 편리하게 이용될 수 있다.
또한 저장 관리되는 반력 측정 데이터를 이력으로 관리하게 되면, 반력 측정 결과에 대응되는 축계 정렬 조정 수치 데이터를 누적시킬 수 있고, 이러한 이력 데이터를 활용하게 되면 축계 정렬 작업의 신뢰성 및 표준화 지침으로 데이터를 축적할 수 있다는 효과가 있다.
또한 수기 기록 및 작업자에 의해 분석 계산으로 반력을 측정하던 것을 자동으로 반력을 계산하게 되므로 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한 기존에는 5명의 작업자가 평균 5일의 작업시간으로 선박 측계 정렬 작업의 반력측정을 수행할 수 있었다면 본 발명을 활용하게 되면, 반력측정이 반자동화됨으로써, 3명의 작업자가 평균 4일 정도 작업만으로 반력 측정작업을 수행할 수 있어서 시간 단축 및 생산성 향상 효과가 있다.
1 : 유압장치 10 : 변위 측정기
11 : 변위 무선송신기 20 : 압력 측정기
21 : 압력 무선송신기 31 : 무선 데이터 수집장치
30 : 반력측정장치

Claims (10)

  1. 선박의 축계 베어링 반력 측정장치에 있어서,
    베어링 상면의 반력 측정을 위한 복수의 위치에 미리 설치되는 복수의 디지털 변위측정기(10)와;
    상기 복수의 디지털 변위 측정기(10)와 연결되어 각각의 측정 데이터를 무선전송하기 위한 변위 무선송신기(11)와;
    상기 디지털 변위측정기(10)가 설치된 복수의 위치에 대해 이동 설치하여 베어링 하면에서 압력을 증가 및 감소시키기 위한 유압 장치(1)와;
    상기 유압장치(1)의 압력변화를 검출하는 디지털 압력측정기(20)와;
    상기 디지털 압력측정기(20)와 연결되어 압력 변화량을 무선전송하기 위한 압력 무선송신기(21)와;
    상기 변위 무선송신기(11) 및 상기 압력 무선송신기(21)로부터 전송되어오는 측정데이터를 무선수신하여 수집하는 데이터 수집장치(31)와;
    상기 데이터 수집장치(31)와 연결되어 수신된 변위값과 압력값을 입력받아 각 측정 위치별로 실시간 저장하고, 변위량과 압력값의 상관관계에 의거하여 베어링 반력을 자동계산하여 측정위치별로 저장 및 표시하는 반력측정장치(30)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 선박의 축계 베어링 반력 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 반력측정장치(30)는,
    무선데이터를 수신받는 상기 데이터 수집장치(31)가 일체형으로 이루어진 산업용 PC로 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 축계 베어링 반력 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반력측정장치(30)는,
    데이터 기록장치를 더 포함하고, 데이터 기록장치에 저장된 데이터를 외부장치로 출력하기 위한 외부장치 연결수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 축계 베어링 반력 측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 반력측정장치(30)는,
    각 측정 위치별로 미리 설정된 설계값과, 반력 산출을 위한 보정계수를 입력받고, 각 측정위치별 반력 측정 결과에 의해 검출된 반력 측정값을 대응시켜 테이블로 저장함과 아울러 모니터 상에 표시하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 축계 베어링 반력 측정장치.
  5. 선박의 축계 베어링 반력 측정방법에 있어서,
    선박의 축계 베어링의 반력 측정 위치마다 베어링 상부에 변위측정기를 미리 설치하는 과정(S10)과;
    압력측정기가 구비된 유압장치를 측정위치의 베어링 하부에 이동시켜 압력을 증가 및 감소시키면서 측정을 시작하는 과정(S20)과;
    변위측정기와 압력측정기에서 측정된 변위 및 압력을 각각 무선송신기를 통해 송신하고 무선 데이터수집장치에서 압력값과 변위값을 무선으로 수신받는 무선 수신과정(S30)과;
    상기 무선수신된 압력 및 변위데이터를 반력측정장치(30)에서 입력받아, 반력측정장치(30)가 압력값과 변위값의 상관 관계에 의해 자동분석으로 반력을 계산하여 저장하는 반력 측정과정(S40)과;
    측정 위치별 미리 설정된 설계값과, 반력측정을 위한 보정계수 및 측정된 반력값을 대응시켜 저장 및 화면에 표시하는 표시과정(S50)를 수행하여 반력을 측정하는 것을 특징으로 하는 선박의 축계 베어링 반력 측정방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 반력측정장치는,
    동일한 측정 위치에서 반복 측정하여 얻어지는 복수의 반력 측정값들을 해당 위치의 설계값, 보정계수와 함께 표시하여 측정된 반력값과 설계값 및 이전 측정값들과 비교 가능하도록 테이블화하여 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 선박의 축계 베어링 반력 측정방법.
  7. 선박의 축계 베어링의 하부에서 유압장치(1)를 이용하여 압력을 증가 및 감소시키면서 압력을 출하는 압력검출기(20)와, 베어링 상부에서 압력증가 및 감소에 따른 변위를 측정하는 변위측정기(10) 및 상기 압력검출기(20)와 상기 변위측정기(10)로부터 압력값 및 변위값을 입력받는 반력 측정장치(30)를 구비하여 상기 반력측정장치(30)에 의해 자동으로 베어링 반력을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 반력 측정장치(30)는,
    상기 압력검출기(20)와 상기 변위검출기(10)로부터 압력값 및 변위값을 입력받는 측정 데이터 입력단계(S41)와;
    측정 위치별로 상기 입력된 압력과 변위의 상관 관계를 상승구간 그래프와, 하강구간 그래프로 작성하여 화면에 출력하는 그래프 작성단계(S42)과;
    상기 상승구간 및 하강구간 그래프 상에서 각각 압력변화에 대해 변위 변화가 줄어드는 서로 다른 위치의 두 점을 선택 입력받는 저변위점 선택입력단계(S43)과;
    상기 상승구간의 두 점을 이어주는 상승구간선분과, 하강 구간의 두 점을 이어주는 하강구간선분을 생성하여 각각 상승구간선분과 하강구간선분이 그래프 좌표상의 압력축에 만나는 압력값을 각기 상승구간압력값과 하강구간압력값으로 검출하는 압력값 검출단계(S44)과;
    상기 상승구간압력값과 하강구간압력값의 평균값을 평균압력값으로 산출하고, 상기 평균압력값에 상기 유압장치의 실린더 단면적과 미리 설정해둔 보정계수를 곱하여 반력을 산출하여 저장하는 반력검출단계(S45); 를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 선박의 축계 베어링 반력 측정방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 데이터 입력단계(S41)는,
    변위측정기와 압력측정기로부터 측정된 측정된 변위값 및 압력값을 무선데이터로 전송받고, 무선 데이터수신에 의해 측정되는 변위값 및 압력값을 입력받는 것을 특징으로 하는 선박의 축계 베어링 반력 측정방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 반력 측정방법은,
    반력 측정위치별 설계값과 보정계수 및 측정된 반력값을 입력하기 위한 표시 테이블을 생성하고, 상기 표시 테이블상에 각 측정 위치별 설계값과 보정계수를 입력받아 표시하고, 각 측정위치별 측정된 반력값을 자동으로 입력하여 화면에 출력하는 것을 특징으로 하는 선박의 축계 베어링 반력 측정방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 데이터 입력단계(S41)는,
    압력측정기(20)와 변위측정기(10)의 측정범위와 분해능을 사용자 입력에 의해 조정하여 설정하는 게이지 설정단계을 더 포함하고, 상기 게이지 설정단계에서 설정된 측정범위 및 분해능에 의해 압력측정기(20)와 변위측정기(10)로부터 전송되어진 압력값 및 변위값을 필터링하여 입력받는 것을 특징으로 하는 선박의 축계 베어링 반력 측정방법.
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KR20180131014A (ko) * 2017-05-31 2018-12-10 목포해양대학교 산학협력단 선박 추진축계의 굽힘모멘트 원격측정을 통한 중간축/선미관 베어링 하중 측정 및 축계 손상방지 모니터링 시스템
KR20240003143A (ko) 2022-06-30 2024-01-08 국립한국해양대학교산학협력단 선박 추진축계 이상 감지 시스템

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