KR20160063503A - 크레인 축균열 측정장치 및 이를 이용한 크레인 축균열 측정방법 - Google Patents

크레인 축균열 측정장치 및 이를 이용한 크레인 축균열 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대상물을 운반하기 위한 구동력을 제공하는 구동부, 상기 구동부에 회전 가능하게 연결되는 연결부, 상기 연결부에 충격을 가하여 상기 연결부로부터 충격신호를 발생시키기 위한 충격신호발생부, 상기 충격신호발생부에 의해 발생되는 충격신호로부터 음향신호 및 진동신호를 측정하는 센서부, 및 상기 진동신호 및 상기 음향신호와 상기 기준주파수를 비교한 비교값에 따라 상기 연결부의 균열정도를 도출하기 위한 도출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인 축균열 측정장치 및 이를 이용한 크레인 축균열 측정방법에 관한 것이다.

Description

크레인 축균열 측정장치 및 이를 이용한 크레인 축균열 측정방법{APPARATUS FOR MEASURING CRANE AXIAL CRACK AND METHOD FOR MEASURING CRANE AXIAL CRACK USING THE SAME}
본 발명은 크레인에 발생된 축균열을 측정하기 위한 크레인 축균열 측정장치 및 이를 이용한 크레인 축균열 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 조선소 내부에는 드라이 도크와 육상 건조 지역을 비롯하여 플로팅 도크 등의 여러 작업 영역이 배치되어 있다. 이러한, 각 작업 영역에는 블록의 인양과 턴 오버 작업을 수행하기 위한 크레인이 구비되어 있다.
그리고, 상기 조선소의 크레인은 드라이 도크 또는 육상 건조 지역 등에서 선박을 건조하는 일련의 작업을 수행함에 있어 매우 중요한 요소로 작용하게 된다. 이때, 상기와 같은 크레인은 그 인양 능력에 따라 대형 블록의 인양과 탑재 및 턴오버 작업에 있어 크기와 중량을 결정할 수 있는 요인이 된다.
이러한 크레인은 대형 블록등의 중량물을 이송하는 과정에서 상기 크레인을 구동시키기 위한 구동부(예컨대, 기어박스, 축커플링, 베어링 등)의 축이 부러짐에 따라 상기 중량물이 추락하는 안전사고가 발생하는 경우가 있다. 이러한 안전사고를 방지하기 위해 상기 구동부의 축부분의 균열여부를 확인하는 과정을 거친다. 종래 기술에 따른 크레인 축균열 검사방법은 다수의 작업자가 지상에 위치한 상기 구동부를 분해하여 축부분을 별로도 분리한 후 육안검사 및 UT검사를 하고, 이상이 없으면 다시 조립하는 방법을 사용하고 있다. 따라서, 종래 기술에 따른 크레인 축균열 검사방법은 상술한 바와 같이 상기 구동부를 분해, 결합 및 검사하는데 많은 시간이 소요되는 문제가 있다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 크레인 축균열 검사방법은 수백대의 크레인의 축균열 상태를 검사하는데 엄청난 시간이 소요됨에 따라 생산작업 지연, 인건비 및 물적자원 등이 낭비되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 과제를 해결하고자 안출된 것으로, 크레인 구동부의 축균열을 검사하기 위해 소요되는 시간을 줄일 수 있는 크레인 축균열 측정장치 및 이를 이용한 크레인 축균열 측정방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치는 대상물을 운반하기 위한 구동력을 제공하는 구동부; 상기 구동부에 회전 가능하게 연결되는 연결부; 상기 연결부에 충격을 가하여 상기 연결부로부터 충격신호를 발생시키기 위한 충격신호발생부; 상기 충격신호발생부에 의해 발생되는 충격신호로부터 음향신호 및 진동신호를 측정하는 센서부; 및 상기 진동신호 및 상기 음향신호와 상기 기준주파수를 비교한 비교값에 따라 상기 연결부의 균열정도를 도출하기 위한 도출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치는 상기 연결부의 회전상태를 측정하기 위한 측정부; 및 상기 측정부가 측정한 연결부의 회전상태에 따라 상기 충격신호발생부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하고; 상기 제어부는 상기 연결부가 정지되면, 상기 연결부에 충격이 가해지도록 상기 충격신호발생부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치에 따르면 상기 센서부는 상기 충격신호로부터 음향신호를 측정하기 위한 음향센서, 및 상기 충격신호로부터 진동신호를 측정하기 위한 진동센서를 포함하고; 상기 음향센서는 40kHz 이상 800kHz 미만의 음향신호를 측정하고, 상기 진동센서는 10Hz 이상 10kHz 미만의 진동신호를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 크레인 축균열 측정방법은 기준주파수를 설정하는 단계; 충격신호를 얻기 위해 연결부에 충격을 가하는 단계; 상기 충격신호로로부터 발생되는 진동신호 및 음향신호 중에서 적어도 하나를 측정하는 단계; 상기 연결부의 균열정도를 측정하기 위해 상기 진동신호 및 상기 음향신호와 기준주파수를 비교한 비교값이 기설정된 기준범위 이내인지 판단하는 단계; 및 상기 비교값이 상기 기준범위를 벗어나면, 상기 연결부를 교체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 크레인 축균열 측정방법에 따르면 상기 연결부에 충격을 가하는 단계는, 상기 연결부의 회전상태를 측정하는 단계; 및 상기 연결부가 정지된 상태이면, 상기 충격신호가 발생되도록 상기 연결부에 충격을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 크레인 구동부를 분해하지 않고 원격으로 축균열 여부를 확인할 수 있으므로, 생산작업 지면, 인건비 및 물적자원 등이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치를 설명하기 위한 개략도
도 2는 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치의 작동상태를 설명하기 위한 개략도
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정방법을 설명하기 위한 공정흐름도
이하에서는 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 명에 따른 크레인 축균열 측정장치를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치르의 작동상태를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치(100)는 구동부(110), 연결부(120), 충격신호발생부(130) 및 센서부(140)를 포함할 수 있다.
상기 구동부(110)는 대상물을 운반하기 위한 구동력을 제공한다. 상기 구동부(110)는 상기 연결부(120)를 회전시킬 수 있다. 상기 구동부(110)는 상기 연결부(120)를 통해 기어박스, 축커플링, 베어링부 등의 주변장치와 연결될 수 있다 상기 구동부(110)는 상기 기어박스, 축커플링, 베어링부 등의 주변장치를 작동시킴으로써, 상기 대상물을 운반하는 등의 작업을 수행할 수 있다. 상기 구동부(110)는 모터일 수 있다.
상기 연결부(120)는 상기 구동부(110)에 의해 회전 가능하게 상기 구동부(110)에 연결된다. 상기 연결부(120)는 상기 기어박스 및 상기 와이어드럼 사이, 상기 와이어드럼 및 상기 베어링부 사이 및 상기 기어박스 및 상기 구동부(110) 사이 중에서 어느 한 위치에 설치될 수 있다. 상기 연결부(120)는 상기 구동부(110)의 동력을 전달하기 위한 샤프트일 수 있다.
상기 충격신호발생부(130)는 상기 연결부(120)에 충격을 가하여 상기 연결부(120)로부터 충격신호를 발생시킬 수 있다. 상기 충격신호발생부(130)는 상기 구동부(110)가 정지된 상태에서 상기 연결부(120)에 직접적으로 충격을 가할 수 있다. 상기 충격신호발생부(130)는 상기 연결부(120)와 연결된 주변장치들 중에서 적어도 하나에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 상기 충격신호발생부(130)는 상기 연결부(120)에 충격을 가하는 과정에서 상기 충격신호는 발생되고, 상기 연결부(120)가 파손되지 않도록 고무등의 충격을 흡수할 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 센서부(140)는 상기 충격신호발생부(130)에 의해 발생되는 충격신호를 측정한다. 이를 위해, 상기 센서부(140)는 상기 충격신호발생부(130)가 상기 연결부(120)에 충격을 가함으로써 발생되는 음향신호 및 진동신호를 포함하는 충격신호를 측정할 수 있다. 예컨대, 상기 센서부(140)는 상기 연결부(120)에 가해지는 충격에 의해 발생되는 공진주파수 및 음향을 측정할 수 있다.
상기 도출부(150)는 상기 센서부(140)가 측정한 진동신호 및 음향신호 중에서 적어도 하나와 상기 기준주파수를 비교한 비교값에 따라 상기 연결부(120)의 균열정도를 도출한다. 예컨대, 상기 도출부(150)는 상기 센서부(140)가 측정한 공진주파수 및 음향과 균열이 발생하기 전의 상기 연결부(120)에 충격을 가하여 발생된 기준주파수를 비교한 비교값이 기설정된 기준범위를 벗어나면, 작업자에게 경고신호를 전달할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치(100)는 상기 충격신호에 따라 상기 연결부(120)의 균열정도를 파악할 수 있으므로, 종래 기술과 비교하면, 상기 연결부(120)의 균열정도를 파악하는 과정에서 상기 구동부(110)를 분해하는 과정을 생략할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치(100)는 상기 연결부(120)의 축균열을 검사하기 위해 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치(100)는 상기 구동부(110)를 분해함에 따라 낭비되는 인건비 및 물적자원을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 생산작업이 지연되는 것을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치(100)는 상기 연결부(120)의 회전상태를 측정하기 위한 측정부(160) 및 상기 연결부(120)의 동작을 제어하기 위한 제어부(170)를 포함할 수 있다.
상기 측정부(160)는 상기 연결부(120)의 회전상태를 측정한다. 상기 측정부(160)는 상기 연결부(120)의 회전상태에 따른 측정값을 상기 제어부(170)에 전송할 수 있다. 예컨대, 상기 측정부(160)는 시간대별로 상기 연결부(120)의 회전상태를 저장하고, 상기 연결부(120)가 정지상태인 시간이 되면, 상기 제어부(170)에 측정값을 전송할 수도 있다.
상기 제어부(170)는 상기 측정부(160)가 측정한 연결부(120)의 회전상태에 따라 상기 충격신호발생부(130)의 동작을 제어한다. 예컨대, 상기 제어부(170)는 상기 측정부(160)로부터 전송되는 측정값에 따라 상기 충격신호발생부(130)의 동작을 제어할 수 있다. 상기 제어부(170)는 상기 연결부(120)가 정지되면, 상기 충격신호발생부(130)에 의해 상기 연결부(120)에 충격이 가해지도록 상기 충격신호발생부(130)를 작동시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치(100)는 상기 연결부(120)가 정지된 상태에서 측정한 충격신호를 토대로 상기 연결부(120)의 균열상태를 도출할 수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치(100)는 상기 연결부(120)의 균열상태를 도출하는 과정에서 노이즈를 줄일 수 있으므로, 상기 도출부(150)의 도출결과의 신뢰성을 향상시키는데 기여할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 센서부(140)는 진동신호를 측정하기 위한 진동센서(141) 및 음향신호를 측정하기 위한 음향센서(142)를 포함할 수 있다.
상기 진동센서(141)는 상기 충격신호로부터 발생되는 진동신호를 측정한다. 예컨대, 상기 진동센서(141)는 상기 충격신호발생부(130)가 상기 연결부(120)에 충격을 가함에 따라 발생되는 공진주파수를 측정할 수 있다. 상기 진동센서(141)는 상기 연결부(120)가 연결된 주변장치에 설치될 수 있다. 상기 진동센서(141)는 10Hz 이상 10kHz 미만의 저주파수 대역의 진동신호를 측정할 수 있다. 상기 도출부(150)는 상기 진동센서(141)에 의해 측정된 측정값이 해당범위 미만이면, 작업자에게 균열발생신호를 전송할 수 있다.
상기 음향센서(142)는 상기 충격신호로부터 발생되는 음향신호를 측정한다. 예컨대, 상기 음향센서(142)는 상기 충격신호발생부(130)가 상기 연결부(120)에 충격을 가함에 따라 발생되는 음향의 주파수를 측정할 수 있다. 상기 음향센서(142)는 상기 진동센서(141)와 인접하게 설치될 수 있다. 상기 음향센서(142)는 40kHz 이상 800kHz 미만의 고주파수 대역의 음향신호를 측정할 수 있다. 상기 도출부(150)는 상기 음향센서(142)에 의해 측정된 측정값이 해당범위를 초과하면, 작업자에게 균열발생신호를 전송할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치(100)는 상기 진동센서(141) 및 상기 음향센서(142)를 이용하여 각각의 주파수 대역에 따라 미세한 신호변화를 감지할 수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정장치(100)는 상기 연결부(120)의 균열정도를 정밀하게 파악할 수 있으므로, 상기 도출부(150)의 도출결과의 신뢰성을 향상시키는데 기여할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정방법(S100)은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
먼저, 기준주파수를 설정한다(S110). 이러한 공정(S110)은 균열이 발생하기 전의 연결부에 충격을 가하여 발생되는 충격신호에 따른 기준주파수를 설정함으로써 이루어질 수 있다. 상기 기준주파수를 설정하는 공정(S110)은 상술한 크레인 축균열 측정장치(100)의 충격신호발생부(130)에 의해 수행될 수 있다. 상기 기준주파수를 설정하는 공정(S110)에서 설정된 기준주파수는 상기 도출부(150)에 저장될 수 있다.
다음, 상기 연결부(120)에 충격을 가한다(S120). 이러한 공정(S110)은 상기 충격신호를 얻기 위해 상기 연결부(120)에 충격을 가함으로써 수행될 수 있다. 상기 연결부(120)에 충격을 가하는 공정(S110)은 상기 충격신호발생부(130)를 이용하여 상기 연결부(120)를 가격함으로써 이루어질 수 있다.
다음, 진동신호 및 음향신호를 측정한다(S130). 이러한 공정(S130)은 상기 충격신호로부터 발생되는 진동신호 및 음향신호 중에서 적어도 하나를 측정함으로써, 수행될 수 있다. 상기 진동신호 및 음향신호를 측정하는 공정(S130)은 상기 충격신호발생부(130)가 상기 연결부(120)에 충격을 가함에 따라 상기 진동센서(141) 및 상기 음향센서(142)가 각각 상기 진동신호 및 상기 음향신호를 측정함으로써 이루어질 수 있다.
다음, 상기 진동신호 및 상기 음향신호와 상기 기준주파수를 비교한 비교값이 기준범위 이내인지 판단한다(S140). 이러한 공정(S140)은 상기 연결부(120)의 균열정도를 측정하기 위해 상기 진동신호 및 흠향신호를 측정하는 공정(S130)에서 측정된 진동신호 및 상기 음향신호와 상기 기준주파수를 설정하는 공정(S110)에서 설정된 기준주파수를 비교함으로써 수행될 수 있다. 상기 진동신호 및 상기 음향신호와 상기 기준주파수를 비교한 비교값이 기준범위 이내인지 판단하는 공정(S140)은 상기 도출부(150)에 의해 수행될 수 있다.
다음, 상기 연결부(120)를 교체한다(S150). 이러한 공정(S150)은 상기 비교값이 상기 기준범위를 벗어나면, 작업자에게 상기 연결부(120)의 교체신호를 전송함으로써 수행될 수 있다. 상기 연결부(120)를 교체하는 공정(S150)은 상기 비교값이 상기 기준범위를 벗어나면, 상기 연결부(120)에 대한 정밀검사를 수행하고, 정밀검사결과 상기 연결부(120)의 교체가 필요하면, 상기 연결부(120)를 교체함으로써 수행될 수도 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정방법(S100)은 상기 충격신호에 따라 상기 연결부(120)의 균열정도를 파악할 수 있으므로, 종래 기술과 비교하면, 상기 연결부(120)의 균열정도를 파악하는 과정에서 상기 구동부(110)를 분해하는 과정을 생략할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정방법(S100)은 상기 연결부(120)의 축균열을 검사하기 위해 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정방법(S100)은 상기 구동부(110)를 분해함에 따라 낭비되는 인건비 및 물적자원을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 생산작업이 지연되는 것을 방지할 수 있다.
도 4를 참고하면, 상기 연결부(120)에 충격을 가하는 공정(S120)은 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.
먼저, 상기 연결부(120)의 회전상태를 측정한다(S121). 이러한 공정(S121)은 상기 구동부(110)가 작동함에 따라 상기 연결부(120)가 회전하는지 여부를 판단함으로써 수행될 수 있다. 상기 연결부(120)의 회전상태를 측정하는 공정(S121)에서 측정된 측정값은 상술한 크레인 축균열 측정장치(100)의 제어부(170)에 전송될 수 있다.
다음, 상기 연결부(120)에 충격을 가한다(S122). 이러한 공정(S122)은 상기 연결부(120)가 정지된 상태에서 상기 충격신호를 측정하기 위해 상기 제어부(170)가 상기 충격신호발생부(130)를 동작시키으로써 수행될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정방법(S100)은 상기 연결부(120)가 정지된 상태에서 측정한 충격신호를 토대로 상기 연결부(120)의 균열상태를 도출할 수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 크레인 축균열 측정방법(S100)은 상기 연결부(120)의 균열상태를 도출하는 과정에서 노이즈를 줄일 수 있으므로, 상기 도출부(150)의 도출결과의 신뢰성을 향상시키는데 기여할 수 있다.
110: 구동부 120: 연결부
130: 충격신호발생부 140: 센서부
150: 도출부 160: 측정부
170: 제어부

Claims (5)

  1. 대상물을 운반하기 위한 구동력을 제공하는 구동부;
    상기 구동부에 회전 가능하게 연결되는 연결부;
    상기 연결부에 충격을 가하여 상기 연결부로부터 충격신호를 발생시키기 위한 충격신호발생부;
    상기 충격신호발생부에 의해 발생되는 충격신호로부터 음향신호 및 진동신호를 측정하는 센서부; 및
    상기 진동신호 및 상기 음향신호와 상기 기준주파수를 비교한 비교값에 따라 상기 연결부의 균열정도를 도출하기 위한 도출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인 축균열 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결부의 회전상태를 측정하기 위한 측정부; 및
    상기 측정부가 측정한 연결부의 회전상태에 따라 상기 충격신호발생부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하고;
    상기 제어부는 상기 연결부가 정지되면, 상기 연결부에 충격이 가해지도록 상기 충격신호발생부를 제어하는 것을 특징으로 하는 크레인 축균열 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 충격신호로부터 음향신호를 측정하기 위한 음향센서, 및 상기 충격신호로부터 진동신호를 측정하기 위한 진동센서를 포함하고;
    상기 음향센서는 40kHz 이상 800kHz 미만의 음향신호를 측정하고,
    상기 진동센서는 10Hz 이상 10kHz 미만의 진동신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 크레인 축균열 측정장치.
  4. 기준주파수를 설정하는 단계;
    충격신호를 얻기 위해 연결부에 충격을 가하는 단계;
    상기 충격신호로로부터 발생되는 진동신호 및 음향신호 중에서 적어도 하나를 측정하는 단계;
    상기 연결부의 균열정도를 측정하기 위해 상기 진동신호 및 상기 음향신호와 기준주파수를 비교한 비교값이 기설정된 기준범위 이내인지 판단하는 단계; 및
    상기 비교값이 상기 기준범위를 벗어나면, 상기 연결부를 교체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인 축균열 측정방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 연결부에 충격을 가하는 단계는,
    상기 연결부의 회전상태를 측정하는 단계; 및
    상기 연결부가 정지된 상태이면, 상기 충격신호가 발생되도록 상기 연결부에 충격을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인 축균열 측정방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106115488A (zh) * 2016-08-24 2016-11-16 武汉理工大学 一种门座式起重机法兰盘裂纹的视觉监测系统
CN106564815A (zh) * 2016-10-26 2017-04-19 泰富重工制造有限公司 一种门座式起重机的控制装置
CN107399673A (zh) * 2017-09-19 2017-11-28 安徽骏达起重机械有限公司 起重机的调速系统及方法

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