KR20200084590A - Bearing with a threaded pin hole - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 나사산이 형성된 핀홀(pin hole)을 구비한 베어링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전 방지 핀과 핀홀이 나사결합하여 회전 방지 핀의 설치 또는 제거시 용이성을 확보할 수 있는 베어링에 관한 것이다.The present invention relates to a bearing having a pinhole formed with a thread, and more particularly, to a bearing capable of securing ease when installing or removing the anti-rotation pin by screwing the anti-rotation pin and the pin hole. .
베어링(Bearing)은 압축기, 펌프, 터빈 등 로터(rotor, 회전체)를 포함하는 터보장치에서 회전축의 하중을 지지하되, 회전축과의 마찰을 최소화하여 로터의 회전 운동이 원활이 이루어지도록 돕는 장치이다.A bearing is a device that supports the load of the rotating shaft in a turbo device including a compressor, pump, turbine, and the like, but helps to smoothly rotate the rotor by minimizing friction with the rotating shaft. .
베어링의 내주면과 회전축은 접촉하거나 혹은 근접하여 설치되는데, 이때 고속으로 회전하는 회전축과의 상대적인 운동에도 불구하고 베어링이 회전축의 하중을 지지하는 역할을 수행하기 위해서는, 베어링이 일정한 위치에 고정되어야 한다.The inner circumferential surface of the bearing and the rotating shaft are installed in contact or in close proximity. In this case, the bearing must be fixed at a certain position in order to perform the role of supporting the load of the rotating shaft despite the relative motion with the rotating shaft rotating at high speed.
도 1은 틸팅 패드 베어링에 회전 방지 핀을 설치하는 종래의 방법을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional method of installing an anti-rotation pin on a tilting pad bearing.
도 1을 참조하면, 하우징(11)의 일면에 구비된 회전 방지 핀(13)은 베어링(10)의 위치를 고정시키는 역할을 한다. 일반적으로 기어박스(gear box)에 베어링(10)을 설치할 때, 기어박스의 내부에 형성된 홈인 핀 슬롯(pin slot)에 회전 방지 핀(13)이 걸릴 수 있도록 베어링(10)을 안착시킨다. 따라서 회전 방지 핀(13)의 위치에 의해 베어링(10)의 설치 각도가 결정된다. 아울러 회전 방지 핀(13)은 기어 박스 내부의 홈인 핀 슬롯에 인입된 형태로 설치되는 바, 베어링(10)이 회전축으로부터 회전력을 전달 받아도, 회전 방지 핀(13)이 기어 박스의 내부에 고정되어 베어링(10)은 회전하지 않는다.Referring to FIG. 1, the
종래에는 회전 방지 핀(13)을 핀홀(12)에 억지 끼워맞춤 방식으로 결합시켰다. 특히 핀홀(12) 또는 회전 방지 핀(13)을 고온으로 가열하여 회전 방지핀의 일단을 핀홀(12) 내부에 인입하고, 핀홀(12)과 회전 방지 핀(13)이 냉각되면서 핀홀(12)이 수축하여 양자 사이의 기밀한 결합을 확보하는 가열 끼워맞춤(또는 열박음) 방식이 주로 사용되었다.Conventionally, the
가열 끼워맞춤 방식에 의하여 결합하는 경우, 핀홀(12)과 회전 방지핀 사이의 결합력이 우수하여 양자가 일체로 회전하고 상대적인 운동이 발생할 여지가 없다는 장점이 있다. 그러나, 가열 끼워맞춤으로 결합된 회전 방지 핀(13)은, 베어링(10)의 하우징(11)이나 회전 방지 핀(13)의 손상 없이는 분해가 불가능하다는 단점이 있다.When combined by a heat-fitting method, the coupling force between the
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 하우징에 나사선이 형성된 핀홀을 구비함으로써 회전 방지 핀의 설치 및 제거를 용이하게 수행할 수 있는 베어링을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a bearing capable of easily installing and removing the anti-rotation pin by having a pinhole formed with a screw thread in the housing.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 나사산이 형성된 핀홀을 구비한 베어링은, 축 방향으로 중공 형상의 내주면을 갖는 원기둥 형상의 하우징; 상기 하우징에 수용되고 상기 내주면을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 지지 부재; 및 상기 하우징의 외주면의 일측에 구비되고 내부에 나사산이 형성된 핀홀(pin hole)을 포함할 수 있다.A bearing having a pinhole formed with a thread according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes a cylindrical housing having an inner circumferential surface of a hollow shape in an axial direction; At least one support member accommodated in the housing and disposed along the inner circumferential surface; And a pin hole provided on one side of the outer peripheral surface of the housing and having a thread formed therein.
또한, 회전 방지 핀을 더 포함하되, 상기 회전 방지 핀의 외주면 상에서 상기 핀홀과 대응되는 영역에 나사산이 형성되어 상기 회전 방지 핀이 상기 핀홀에 나사결합될 수 있다.In addition, further comprising a rotation prevention pin, a thread is formed in an area corresponding to the pinhole on an outer circumferential surface of the rotation prevention pin so that the rotation prevention pin may be screwed to the pinhole.
또한, 인장 부재, 회전 방지 핀 및 가압 부재를 더 포함하되, 상기 인장 부재의 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 회전 방지 핀은, 상기 회전 방지 핀의 중심축을 따라 상기 회전 방지 핀의 상단 및 하단을 관통하며 내주면에 나사산이 형성된 관통홀을 구비하고, 상기 가압 부재는 상기 가압 부재의 중심축을 따라 내부에 나사홀을 구비하며, 상기 인장 부재의 일단이 상기 핀홀에 나사결합되고, 상기 핀홀에 결합된 상기 인장 부재에 상기 회전 방지 핀이 상기 관통홀을 통해 나사결합되며, 상기 인장 부재에 결합된 상기 회전 방지 핀의 상단에서, 상기 가압 부재가 상기 인장 부재의 타단에 나사결합되어 상기 회전 방지 핀에 압력을 가할 수 있다.In addition, further comprising a tension member, an anti-rotation pin, and a pressing member, a thread is formed on an outer circumferential surface of the tension member, and the anti-rotation pin has upper and lower ends of the anti-rotation pin along the central axis of the anti-rotation pin. A through hole having a thread formed on an inner circumferential surface, the pressing member has a screw hole therein along the central axis of the pressing member, one end of the tension member is screwed to the pin hole, and coupled to the pin hole The anti-rotation pin is screwed to the tension member through the through hole, and at the top of the anti-rotation pin coupled to the tension member, the pressing member is screwed to the other end of the tension member to the anti-rotation pin. Pressure can be applied.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific matters of the present invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.According to embodiments of the present invention has at least the following effects.
본 발명에 따른 베어링은 하우징에 형성된 핀홀과 회전 방지 핀이 나사결합에 의해 결합되므로 회전 방지 핀을 용이하게 설치할 수 있다.In the bearing according to the present invention, the pinhole formed in the housing and the anti-rotation pin are coupled by screwing, so that the anti-rotation pin can be easily installed.
아울러 본 발명에 따른 베어링은 회전 방지 핀의 위치를 변경해야 할 경우, 기 설치된 회전 방지 핀을 용이하게 제거할 수 있으며, 하우징의 외주면에 태핑(tapping) 가공을 하여 새로운 핀홀을 형성한 후 회전 방지 핀을 재설치 할 수 있다.In addition, when the position of the anti-rotation pin needs to be changed, the bearing according to the present invention can easily remove a pre-installed anti-rotation pin, and after forming a new pinhole by tapping the outer peripheral surface of the housing, prevent rotation. You can reinstall the pin.
또한 본 발명에 따른 베어링은, 베어링의 반경 및 베어링에 가해지는 하중이 큰 경우 인장부재 및 가압부재를 추가적으로 이용하여, 회전 방지 핀의 강도를 보강하고, 회전 방지 핀과 하우징 사이의 결합력을 강화시킬 수 있다.In addition, the bearing according to the present invention, when the radius of the bearing and the load applied to the bearing is large, the tensile member and the pressing member are additionally used to reinforce the strength of the anti-rotation pin and to strengthen the coupling force between the anti-rotation pin and the housing. Can.
도 1은 종래의 억지끼워맞춤 방식에 의해 회전 방지 핀이 핀홀에 결합하는 베어링의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나사산이 형성된 핀홀을 구비한 베어링의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 방지 핀과 핀홀의 나사결합 관계를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 방지 핀이 인장부재를 통해 핀홀에 결합한 베어링의 사시도이다.
도 5(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핀홀과 인장부재, 회전 방지 핀, 가압부재의 결합관계를 나타낸 분해사시도이다.
도 5(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핀홀과 인장부재, 회전 방지 핀, 가압부재의 결합관계를 나타낸 단면도이다.
도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링이 설치된 로터가 기어박스에 장착된 모습을 도시한 사시도이다.
도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 방지 핀이 안착되는 핀 슬롯의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 회전 방지 핀의 분해 및 재설치가 가능한 베어링을 나타낸 도면이다.1 is a perspective view of a bearing in which an anti-rotation pin is coupled to a pinhole by a conventional interference fit method.
2 is a perspective view of a bearing having a threaded pinhole according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a screw coupling relationship between the anti-rotation pin and the pinhole according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a bearing in which a rotation preventing pin according to another embodiment of the present invention is coupled to a pinhole through a tension member.
Figure 5 (a) is an exploded perspective view showing the coupling relationship between the pinhole and the tension member, the rotation prevention pin, the pressing member according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 (b) is a cross-sectional view showing the coupling relationship between the pinhole and the tension member, the rotation prevention pin, the pressing member according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 (a) is a perspective view showing a state in which the rotor is installed a bearing according to an embodiment of the present invention is mounted on a gear box.
6(b) is an enlarged view of a pin slot in which the anti-rotation pin is seated according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a bearing capable of disassembly and reinstallation of the anti-rotation pin according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방식은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. In addition, terms defined in the commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless specifically defined.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components other than the components mentioned.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
베어링은 접촉 방법에 따라 미끄럼 베어링과 구름 베어링으로 분류할 수 있고, 하중 방향에 따라 레디얼 베어링(radial bearing), 스러스트 베어링(thrust bearing), 테이퍼 베어링(taper bearing)으로 분류할 수 있다. 저널(journal)은 베어링과 접촉하는 축 부분을 의미하며, 저널 베어링(journal bearing)은 저널을 지지하고 있는 베어링을 의미한다. The bearing can be classified into a sliding bearing and a rolling bearing according to a contact method, and can be classified into a radial bearing, a thrust bearing, and a taper bearing according to a load direction. The journal means a portion of the shaft in contact with the bearing, and the journal bearing means a bearing that supports the journal.
접촉 방법에 대한 분류에 따르면, 구름 베어링은 저널과 베어링 사이에 볼이나 롤러와 같은 전동체를 구비하여, 전동체에 대한 접촉 압력에 의해 축의 하중을 지지하는 베어링이다. 반면, 미끄럼 베어링은 저널과 베어링 사이에 전동체를 구비하지 않고, 유체의 압력 등으로 하중을 지지하는 베어링이다. 미끄럼 베어링은 중간 매개물로서 윤활유를 주입하여 유막의 압력으로 회전 축의 하중을 지지할 수도 있고, 자력을 이용하여 하중을 지지할 수도 있다. 이때 윤활유를 이용하는 미끄럼 베어링을 하이드로다이나믹 저널 베어링(hydrodynamic journal bearing)이라고 한다.According to the classification of the contact method, a rolling bearing is a bearing having a rolling element such as a ball or roller between the journal and the bearing, supporting the load of the shaft by the contact pressure to the rolling element. On the other hand, the sliding bearing is a bearing that does not have a rolling element between the journal and the bearing and supports the load by fluid pressure or the like. The sliding bearing may support the load of the rotating shaft by the pressure of the oil film by injecting lubricant as an intermediate medium, or may support the load by using magnetic force. At this time, the sliding bearing using lubricant is called a hydrodynamic journal bearing.
하이드로다이나믹 저널 베어링의 일종으로 틸팅 패드 베어링이 있다. 틸팅 패드 베어링은 복수의 조립식 패드를 포함하는 베어링으로, 작동시 오일이 패드면으로 유입되어 얇고 압축된 막을 형성한다. 형성된 오일 막에 의해 회전축의 하중이 지지되며, 오일막에 가해지는 하중에 따라 패드가 소폭 기울어진다. 패드의 기울기는 베어링에 가해지는 부하 및 회전축의 속도에 따라 변화한다. 틸팅 패드 베어링은 회전축의 회전 및 오일 막의 압력 구배에 따라 패드가 움직임으로써 베어링의 진동을 방지할 수 있다. 따라서 틸팅 패드 베어링은 로터의 속도가 높고, 베어링에 큰 하중이 가해지는 대형 터보장치에 사용될 수 있다. 특히, 틸팅 패드 베어링을 사용하면 축의 안정성이 향상되므로, 축정렬의 베어링 부하가 크게 변동하는 대형 터빈 등에 주로 사용될 수 있다.A type of hydrodynamic journal bearing is a tilting pad bearing. The tilting pad bearing is a bearing comprising a plurality of prefabricated pads, and when operated, oil flows into the pad surface to form a thin, compressed film. The load of the rotating shaft is supported by the formed oil film, and the pad is slightly inclined according to the load applied to the oil film. The inclination of the pad changes according to the load applied to the bearing and the speed of the rotating shaft. The tilting pad bearing can prevent vibration of the bearing by moving the pad according to the rotation of the rotating shaft and the pressure gradient of the oil film. Therefore, the tilting pad bearing can be used in a large turbo device in which the rotor speed is high and a large load is applied to the bearing. In particular, the use of a tilting pad bearing improves the stability of the shaft, and thus can be mainly used for large turbines, etc., where the bearing load of the shaft alignment fluctuates greatly.
하중 방향에 대한 분류에 따르면, 레디얼 베어링은 축과 수직인 방향의 하중을 지지하는 베어링이고, 스러스트 베어링은 축 방향의 하중을 지지하는 베어링이며, 테이퍼 베어링은 축 방향 및 축에 수직인 방향의 하중을 동시에 지지하는 베어링이다. According to the classification of the load direction, the radial bearing is a bearing that supports a load in the direction perpendicular to the axis, the thrust bearing is a bearing that supports the load in the axial direction, and the tapered bearing is a load in the direction axial and perpendicular to the axis. It is a bearing that simultaneously supports.
본 발명의 나사산이 형성된 핀홀을 구비한 베어링은 상술한 모든 종류의 베어링에 적용될 수 있다. 도1 내지 도7의 베어링은 본 발명의 일 실시예에 따라 틸팅 패드 베어링을 도시하였으나 이에 한정할 것은 아니다.The bearing having the pinhole formed with the thread of the present invention can be applied to all kinds of bearings described above. The bearings of FIGS. 1 to 7 illustrate a tilting pad bearing according to an embodiment of the present invention, but are not limited thereto.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나사산이 형성된 핀홀을 구비한 베어링의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 방지 핀과 핀홀의 나사결합 관계를 도시한 도면이다. 2 is a perspective view of a bearing having a threaded pinhole according to an embodiment of the present invention. 3 is a view showing a screw coupling relationship between the anti-rotation pin and the pinhole according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 베어링(100)은 축 방향으로 중공 형상의 내주면(160)을 갖는 원기둥 형상의 하우징(110), 상기 하우징(110)에 수용되고 상기 내주면(160)을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 지지 부재(161) 및 상기 하우징(110)의 외주면의 일측에 구비되고 내부에 나사산이 형성된 핀홀(120)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the bearing 100 of the present invention is accommodated in the
베어링(100)의 하우징(110)은 고속으로 회전하는 회전축의 하중을 지지하기 위하여 충분한 강성을 가진 재질로 형성될 수 있으며, 특히 금속으로 형성될 수 있다. 하우징(110)은 회전축이 관통할 수 있도록 중공 형상의 내주면(160)을 갖는 원기둥 형태로 형성된다. 하우징(110)은 하나의 몸체로 형성되거나, 상부와 하부로 나누어 형성될 수 있다. 하우징(110)이 상·하부로 나누어 형성되면, 로터를 해체하지 않고도 하우징(110)을 분리하여 베어링(100)을 교체할 수 있다. 따라서, 베어링이 이상 작동을 할 때 베어링의 신속, 용이한 교체가 가능하다는 장점이 있다.The
본 발명의 베어링(100)은 하우징(110)의 내부에 베어링(100)의 내주면(160)을 따라 적어도 하나 이상의 지지 부재(161)가 배치될 수 있다. 베어링(100)은 회전축이 베어링(100)을 관통하여 지지될 수 있도록 중공 형상의 내주면(160)을 구비할 수 있고, 상기 내주면(160)에 배치된 지지 부재(161)가 회전축과 접촉하거나 대면하여 회전축을 지지하는 역할을 할 수 있다. 상기 지지 부재(161)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있으며, 베어링의 종류에 따라 볼, 롤러, 니들, 틸팅패드 또는 윤활된 마찰면 등으로 형성될 수 있다.At least one
본 발명의 베어링(100)은 회전 방지 핀(130)을 결합시키기 위하여, 하우징(110) 외주면의 일측에 구비된 핀홀(120)을 포함할 수 있다. 상기 핀홀(120)의 내주면에는 나사산이 형성되어 있어, 회전 방지 핀(130)을 핀홀에 결합시킬 때 작업의 용이성을 확보할 수 있다.The bearing 100 of the present invention may include a
금속으로 형성된 하우징(110)의 외주면에 나사산이 형성된 핀홀(120)을 성형하기 위하여 태핑(tapping) 가공을 할 수 있다. 태핑 가공이란 나사산을 가공하는 공구인 탭(tap)을 이용하여 암나사를 가공하는 것을 말한다. 태핑 가공 방식으로 핀홀(120) 형성 작업의 용이성을 확보할 수 있다. 태핑 가공을 통해 형성된 핀홀(120)에 후술할 회전 방지 핀(130)이 나사결합될 수 있다.A tapping process may be performed to form a
도 3을 참조하면, 본 발명의 베어링은 회전 방지 핀(130)을 더 포함하되, 상기 회전 방지 핀(130)의 외주면 상에서 상기 핀홀(120)과 대응되는 영역에 나사산이 형성되어 상기 회전 방지 핀(130)이 상기 핀홀(120)에 나사결합될 수 있다.Referring to FIG. 3, the bearing of the present invention further includes an
상술한 바와 같이, 회전 방지 핀(130)의 하단에는 나사산이 형성될 수 있다. 상기 나사산은 회전 방지 핀(130)의 외주면 상에 형성되며, 회전 방지 핀(130)이 핀홀(120)에 결합되는 영역에 형성될 수 있다. 회전 방지 핀(130)의 나사산이 형성되는 영역은 핀홀(120)과의 나사결합을 위해 원기둥 형상으로 형상될 수 있다. 그러나 회전 방지 핀(130)의 나사산이 형성되지 않는 영역은 원기둥뿐 아니라 사각기둥, 오각기둥, 육각기둥 등 다양한 형태의 기둥 형상으로 형성되는 것도 가능하다.As described above, a thread may be formed at the bottom of the
회전 방지 핀(130)은 회전 축으로부터 전달되는 회전력에 저항할 수 있도록 충분한 강성을 가진 재질로 형성될 수 있으며, 특히 금속으로 형성될 수 있다.The
회전 방지 핀(130)의 하단 및 핀홀(120) 내부에 형성된 나사산의 결합에 의해 회전 방지 핀(130)을 핀홀(120)에 용이하게 설치할 수 있다. 아울러 회전 방지 핀(130)과 핀홀(120) 사이의 결합을 풀어줌으로써 회전 방지 핀(130)을 용이하게 제거할 수 도 있다. The
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 방지 핀이 인장부재를 통해 핀홀에 결합한 베어링의 사시도이다. 도 5(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핀홀과 인장부재, 회전 방지 핀, 가압부재의 결합관계를 나타낸 분해사시도이고, 도 5(b)는 핀홀과 인장부재, 회전 방지 핀, 가압부재의 결합관계를 나타낸 단면도이다.4 is a perspective view of a bearing in which a rotation preventing pin according to another embodiment of the present invention is coupled to a pinhole through a tension member. Figure 5 (a) is an exploded perspective view showing the coupling relationship between the pinhole and the tension member, the anti-rotation pin, and the pressing member according to another embodiment of the present invention, Figure 5 (b) is a pinhole and the tension member, anti-rotation pin, pressurization It is a sectional view showing the coupling relationship of the members.
도 4를 참조하면, 본 발명의 베어링(100)은 인장 부재(140), 회전 방지 핀(130) 및 가압 부재(150)를 더 포함하되, 상기 인장 부재(140)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 회전 방지 핀(130)은, 상기 회전 방지 핀(130)의 중심축을 따라 상기 회전 방지 핀(130)의 상단 및 하단을 관통하며 내주면에 나사산이 형성된 관통홀(131)을 구비하고, 상기 가압 부재(150)는 상기 가압 부재(150)의 중심축을 따라 내부에 나사홀을 구비하며, 상기 인장 부재(140)의 일단이 상기 핀홀(120)에 나사결합되고, 상기 핀홀(120)에 결합된 상기 인장 부재(140)에 상기 회전 방지 핀(130)이 상기 관통홀(131)을 통해 나사결합되며, 상기 인장 부재(140)에 결합된 상기 회전 방지 핀(130)의 상단에서, 상기 가압 부재(150)가 상기 인장 부재(140)의 타단에 나사결합되어 상기 회전 방지 핀(130)에 압력을 가할 수 있다.4, the bearing 100 of the present invention further includes a
모터의 동력, 로터의 회전 속도 등의 스펙에 따라 베어링(100)에 가해지는 하중이 결정되고, 이에 의해 베어링(100) 반경도 결정된다. 로터가 고속으로 회전하고 회전축의 반경이 큰 경우 베어링(100)의 설계 반경도 증가하게 된다. 이때, 회전 방지 핀(130)은 보다 큰 회전력에 대해 저항할 수 있도록 설계되어야 한다. 따라서 회전 방지 핀(130)은 인장 부재(140) 및 가압 부재(150)를 추가적으로 구비하여 하우징(110)과의 결합력을 향상시킬 수 있다.The load applied to the
도 5(a), 도 5(b)를 참조하면, 외주면에 나사산이 형성된 인장 부재(140)의 일단이 하우징(110)에 형성된 핀홀(120)에 나사결합될 수 있다. 상기 인장 부재(140)는 타이 볼트(tie bolt) 등을 사용할 수 있다. 5(a) and 5(b), one end of the
핀홀(120)에 결합된 인장 부재(140)에 회전 방지 핀(130)이 나사결합될 수 있다. 회전 방지 핀(130)은 기둥 형상을 가지며, 회전 방지 핀(130)의 상·하단을 관통하는 관통홀(131)을 구비할 수 있다. 상기 관통홀(131)은 회전 방지 핀(130)의 중심축을 따라 형성된다. 상기 관통홀(131)의 내주면에는 나사산이 형성되어 상기 인장 부재(140)와 나사결합을 할 수 있다. 상기 관통홀(131)은 타이 볼트 등의 인장 부재(140)와 나사결합을 해야하므로 원기둥 형상으로 형성되어야 하지만, 회전 방지 핀(130)은 원기둥뿐 아니라 사각기둥, 오각기둥 등 다양한 형태의 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 회전 방지 핀(130)은 상기 회전 방지 핀(130)의 하단이 하우징(110)의 외주면과 맞닿도록 인장 부재(140)에 결합된다.The
인장 부재(140)를 통해 하우징(110)에 결합된 회전 방지 핀(130)의 상단에서, 가압 부재(150)를 인장 부재(140)에 결합시킬 수 있다. 가압 부재(150)는 내부에 나사홀을 구비하여 인장 부재(140)에 나사결합될 수 있다. 상기 가압 부재(150)는 너트(nut), 너트 캡(nut cap) 등을 사용할 수 있다. 너트의 경우 상기 나사홀이 상기 가압 부재(150)의 상·하단을 관통하여 형성된 형태이고, 너트 캡의 경우는 상기 나사홀이 가압 부재(150)의 하단에서 내부를 향하여 형성된 형태이다. 상기 나사홀은 가압 부재(150)의 중심축을 따라 형성될 수 있다.At the top of the
너트와 너트캡 모두 인장 부재(140)에 나사결합 되어 회전 방지 핀(130)에 압력을 가할 수 있는데, 너트를 사용하면 인장 부재(140)의 상부가 노출되는 반면, 너트캡을 사용하면 인장 부재(140)가 너트캡의 내부에서 결합되어 인장 부재(140)의 상부가 노출되지 않는다. 따라서 너트캡을 사용하면, 기어박스(gear box, 200)에 안착된 회전 방지 핀(130)에 힘이 가해질 때 인장 부재(140)가 기어박스(200)와 충돌하는 것을 방지함으로써 인장 부재(140)의 내구성을 향상시킬 수 있다.Both the nut and the nut cap are screwed to the
가압 부재(150)는, 하우징(110)과의 사이에 회전 방지 핀(130)을 위치시키고 인장 부재(140)와 나사결합을 함으로써, 인장 부재(140)에 인장력을 발생시키고, 회전 방지 핀(130)에는 이에 대한 반작용으로서 압축력을 발생시키는 구성이다. 회전 방지 핀(130)에 가해지는 하우징(110) 방향으로의 압축력에 의해 회전 방지 핀(130)과 하우징(110) 사이의 결합력을 강화시킬 수 있다. 따라서 인장 부재(140) 상에서 상기 가압 부재(150)가 더 이상 하방으로 이동할 수 없을 때까지 상기 가압 부재(150)를 조임으로써, 회전 방지 핀(130)에 발생하는 압축력을 증진시킬 수 있다.The pressing
상술한 바와 같이 인장 부재(140)와 가압 부재(150)를 추가적으로 이용함으로써, 회전 방지 핀(130)과 하우징(110) 사이의 결합력을 향상 시킬 수 있고, 아울러 인장 부재(140)로 철 등의 고강도 재료를 사용함으로써, 회전 방지 핀(130) 내부의 강도를 향상시킬 수도 있다. 따라서 회전 방지 핀(130)만을 핀홀(120)에 결합시키는 방법과 비교할 때, 인장 부재(140)와 가압 부재(150)를 더 이용하여 회전 방지 핀(130)을 설치하면 로터의 하중 및 회전 속도가 큰 대형 터보장치에서도 안정적으로 베어링(100)의 회전으로 방지할 수 있다.As described above, by additionally using the
도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링이 설치된 로터가 기어박스에 장착된 모습을 도시한 사시도이고, 도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 방지 핀이 안착되는 핀 슬롯의 확대도이다.Figure 6 (a) is a perspective view showing a state in which the rotor is installed with a bearing according to an embodiment of the present invention is mounted on the gearbox, Figure 6 (b) is a rotation prevention pin according to an embodiment of the present invention seated It is an enlarged view of the pin slot.
터보 장치의 로터(rotor)는 불 기어로부터 회전 동력을 전달 받는 피니언 기어(300), 피니언 기어(300)에 연결되어 피니언 기어(300)와 함께 회전하는 회전축(500), 회전축(500)의 일단에 결합되어 회전축(500)과 함께 회전하는 임펠러(400)를 포함한다. 상기 불기어와 피니언 기어(300)는 기어박스(gear box, 200) 또는 케이싱(casing) 내부에 설치되며, 기어박스(200)의 전면 및/또는 후면에는 회전축(500)이 관통할 수 있는 홀이 형성되어있다. 이때 피니언 기어(300)와 임펠러(400)의 사이에서 회전축(500)과 결합하는 베어링(100)은, 기어박스(200)에 형성된 상기 홀에 설치된다. 상기 베어링(100)은 고속으로 회전하는 회전축(500)과 기어박스(200)가 접촉하는 것을 방지하고, 회전축(500)의 하중을 지지하는 역할을 한다. 아울러, 미끄럼 베어링과 구름 베어링에 따라 그 방법은 다르지만, 회전축(500)과의 사이에서 마찰력을 완화하여 회전축(500)의 원활한 회전을 돕는 역할을 한다.The rotor of the turbo device is a
기어박스(200)는 상부와 하부로 나누어져, 하부 기어박스(200)에 기어 장치를 설치한 후 상부 기어박스(200)를 결합시킴으로써 설치 작업의 용이성을 확보할 수 있다. 하부 기어박스(200)에 로터를 설치할 때, 기어박스(200) 내부에 피니언 기어(300)를 위치시키고, 회전축(500)을 관통시키기 위하여 기어박스(200)에 형성된 홀에 회전축(500)에 결합된 베어링(100)을 위치시킬 수 있다. 하부 기어박스(200)의 상단에는 핀 슬롯(pin slot, 210)이 형성되어 있는데, 핀 슬롯(210)은 베어링(100)이 거치되는 홀에 인접하여 형성된 홈이다. 따라서 베어링(100)이 상기 기어박스(200)에 형성된 홀에 거치될 때, 회전 방지 핀(130)은 상기 핀 슬롯(210)에 장착될 수 있다. 이상의 방법으로 로터를 하부 기어박스(200)에 거치시킨 후 상부 기어박스(200)를 하부 기어박스(200)와 결합시킴으로써, 회전 방지 핀(130)이 상하부 기어박스(200)의 사이에서 움직이는 것을 방지할 수있다.The
상기 핀 슬롯(210)은 회전 방지 핀(130)이 거치될 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 그러나 핀 슬롯(210)과 회전 방지 핀(130) 사이의 이격을 최소화 하는 형태로 핀 슬롯(210)이 형성될 때, 베어링(100)에 대한 회전 방지 효과가 극대화 될 수 있을 것이다.The
핀 슬롯(210)은 회전 방지 핀(130)의 위치 변화를 허용하지 않는 형태로 형성되기만 한다면, 하부 기어박스(200)의 상단에만 형성될 수도 있고, 하부 기어박스(200)의 상단 및 상부 기어박스(200)의 하단에 모두 형성될 수도 있다. 아울러, 상부 기어박스(200)의 하단에만 핀 슬롯(210)을 형성하는 것도 가능하다. 그러나 하부 기어박스(200)의 상단에만 핀 슬롯(210)을 형성할 때, 기어박스(200) 제작의 용이성 및 베어링(100) 거치의 용이성이 향상될 수 있을 것이다.The
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 회전 방지 핀의 분해 및 재설치가 가능한 베어링을 나타낸 도면이다.7 is a view showing a bearing capable of disassembly and reinstallation of the anti-rotation pin according to another embodiment of the present invention.
베어링(100)에 가해지는 하중의 각도는 로터의 회전 속도, 기어의 크기 및 무게, 회전축(500)의 반경 등에 의해 결정된다. 따라서 터보장치의 지속적인 구동에 따라 베어링(100)의 특정 위치에 하중이 집중되어 베어링(100)의 내구성이 저하될 수 있다. 특히 틸팅 패드 베어링의 경우 하중이 집중되는 특정 패드의 이상 작동이 유발될 수도 있다.The angle of the load applied to the
이와 같은 문제는, 기 설치된 회전 방지 핀(130)을 제거하고 새로운 위치에 회전 방지 핀(130)을 재설치함으로써 해결할 수 있다. 회전 방지 핀(130)의 위치를 변경시키면, 베어링(100)에 가해지는 하중의 각도는 변경되지 않지만 기어박스(200)에 베어링(100)이 안착되는 각도가 변경됨으로써, 베어링(100)의 내부에서 집중되는 하중을 받는 위치가 변경되기 때문이다. This problem can be solved by removing the pre-installed
종래의 가열 끼워맞춤 방식으로 회전 방지 핀(130)을 설치하면, 금속의 열팽창 및 열수축을 이용하여 베어링(100)의 하우징(110)과 회전 방지 핀(130)이 결합하게 되므로 회전 방지 핀(130)이나 베어링(100)의 하우징(110)을 손상시키지 않고 회전 방지 핀(130)을 제거할 수 없다. 따라서 회전 방지 핀(130)의 위치를 변경시킬 수 없다.When the
그러나 본 발명의 나사산이 형성성된 핀홀(120)을 구비한 베어링(100)은 핀홀(120)과 회전 방지 핀(130)의 나사결합을 풀어줌으로써 쉽게 회전 방지 핀(130)을 제거할 수 있다. 아울러, 본 발명의 베어링(100)은 태핑 가공을 통해 추가적인 핀홀(120)을 쉽게 구비할 수 있다. 따라서 사용중인 베어링(100)에 추가적인 핀홀(120)을 형성하고 기존의 회전 방지 핀(130)을 새로운 핀홀(120)에 나사결합시킴으로써, 베어링(100)의 설치 각도를 용이하게 변경할 수 있다.However, the bearing 100 having the
상술한 바와 같이 회전 방지 핀(130)의 위치를 변경함으로써, 베어링(100)의 내부에서 집중되는 하중이 가해지는 위치를 변경하여 베어링(100)의 심각한 파손을 예방할 수 있다. 아울러 베어링(100)의 일 부분에 경미한 파손이 발생한 경우 베어링(100) 자체를 교체하지 않고도 베어링(100)의 정상 작동을 유도할 수 있다. 틸팅 패드 베어링을 예로 들면 특정 틸팅 패드가 이상 작동을 하는 경우, 정상 작동을 하는 틸팅 패드가 집중 하중을 받도록 회전 방지 핀(130)의 위치를 변경함으로써 문제를 해결할 수 있기 때문이다. 이처럼 본 발명의 베어링(100)은 회전 방지 핀(130)의 설치 및 제거의 용이성을 확보함으로써 베어링(100)의 내구성을 향상시킬 수 있고, 베어링(100)의 작동 수명을 연장시킬 수 있다.By changing the position of the
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention may be implemented in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and it should be interpreted that all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention. do.
100: 베어링
110: 하우징
120: 핀홀
130: 회전 방지 핀
131: 관통홀
140: 인장 부재
150: 가압 부재
160: 베어링의 내주면
161: 지지 부재
200: 기어박스
210: 핀 슬롯
300: 피니언 기어
400: 임펠러
500: 회전축100: bearing 110: housing
120: pinhole 130: anti-rotation pin
131: through-hole 140: tension member
150: pressing member 160: inner peripheral surface of the bearing
161: support member 200: gearbox
210: pin slot 300: pinion gear
400: impeller 500: rotating shaft
Claims (3)
상기 하우징에 수용되고 상기 내주면을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 지지 부재; 및
상기 하우징의 외주면의 일측에 구비되고 내부에 나사산이 형성된 핀홀(pin hole)을 포함하는, 베어링.A cylindrical housing having an inner circumferential surface in the axial direction;
At least one support member accommodated in the housing and disposed along the inner circumferential surface; And
A bearing provided on one side of the outer circumferential surface of the housing and having a threaded pinhole therein.
회전 방지 핀을 더 포함하되,
상기 회전 방지 핀의 외주면 상에서 상기 핀홀과 대응되는 영역에 나사산이 형성되어 상기 회전 방지 핀이 상기 핀홀에 나사결합되는, 베어링.According to claim 1,
Further comprising an anti-rotation pin,
On the outer circumferential surface of the anti-rotation pin, a thread is formed in an area corresponding to the pin hole, so that the anti-rotation pin is screwed to the pin hole.
인장 부재, 회전 방지 핀 및 가압 부재를 더 포함하되,
상기 인장 부재의 외주면에는 나사산이 형성되고,
상기 회전 방지 핀은, 상기 회전 방지 핀의 중심축을 따라 상기 회전 방지 핀의 상단 및 하단을 관통하며 내주면에 나사산이 형성된 관통홀을 구비하고,
상기 가압 부재는 상기 가압 부재의 중심축을 따라 내부에 나사홀을 구비하며,
상기 인장 부재의 일단이 상기 핀홀에 나사결합되고,
상기 핀홀에 결합된 상기 인장 부재에 상기 회전 방지 핀이 상기 관통홀을 통해 나사결합되며,
상기 인장 부재에 결합된 상기 회전 방지 핀의 상단에서, 상기 가압 부재가 상기 인장 부재의 타단에 나사결합되어 상기 회전 방지 핀에 압력을 가하는, 베어링.
According to claim 1,
Further comprising a tension member, anti-rotation pin and the pressing member,
A thread is formed on the outer peripheral surface of the tension member,
The anti-rotation pin has a through-hole formed with a thread on an inner circumferential surface, penetrating the top and bottom of the anti-rotation pin along the central axis of the anti-rotation pin,
The pressing member has a screw hole therein along the central axis of the pressing member,
One end of the tension member is screwed to the pinhole,
The anti-rotation pin is screwed to the tension member coupled to the pinhole through the through hole,
At the top of the anti-rotation pin coupled to the tension member, the pressing member is screwed to the other end of the tension member to apply pressure to the anti-rotation pin.
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---|---|---|---|
KR1020190000661A KR20200084590A (en) | 2019-01-03 | 2019-01-03 | Bearing with a threaded pin hole |
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