KR20230150954A - 유막 베어링의 작동 조건을 나타내는 매개변수를 모니터링하기위한 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
유막 베어링의 작동 조건을 나타내는 매개변수를 모니터링하기 위한 시스템으로서, 유막은 축(X)을 한정하는 정적 구성요소(2)와 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4) 사이에 배열되며, 상기 적어도 하나의 회전 구성요소는 상기 정적 구성요소(2) 내부에 배열되며, 상기 시스템은 - 상기 유막의 오일 압력을 검출하기 위한 적어도 하나의 압력 센서(5); - 상기 유막의 두께를 검출하는 적어도 하나의 거리 센서(8); 및 - 상기 유막의 온도를 검출하기 위한 적어도 하나의 온도 센서(9)를 포함하며; 적어도 하나의 압력 센서(5), 적어도 하나의 거리 센서(8) 및 적어도 하나의 온도 센서(9)는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4) 내에 수용된다.
Description
본 발명은 예를 들어, 압연기 스탠드(rolling mill stand) 또는 롤 주조 장치 또는 코일 형성 시스템(coil forming system)에 제공되는 유막 베어링(oil film bearing)의 모니터링(monitoring) 시스템에 관한 것이다.
롤은 시트 및 스트립용 압연기 스탠드 및, 다른 유사한 용례(예를 들어, 연속 롤 주조 장치, 프로파일 제품 압연기(profile product rolling mill), 코일 형성 시스템)의 베어링에 의해 지지된다.
이들 베어링에 사용되는 주요 기술 중 하나는 교체 가능한 슬리브(sleeve)로 가장 빈번히 덮여 있는 샤프트(shaft)가 정적 부싱(bushing) 내부에서 회전하는 유막 해결책(oil film solution)이다. 부품 사이의 마찰과 마모를 제한하기 위해서, 부싱과 슬리브 사이에 일정량의 오일이 주입되어 마찰을 감소시키거나 거의 제거할 수 있는 오일 층을 생성하고 상대 운동에 노출되는 두 부품 사이의 과도한 접촉을 방지한다.
원칙적으로, 이러한 회전은 마찰과 마모가 없으며 샤프트는 가이드 요소로서 작용하는 부싱과 동축이다. 실제로, 마찰과 마모는 최소화되지만 여전히 존재하며, 샤프트 변형 및 부싱에 대한 관련 변위가 가능하여 부품 마모를 생성하는 작업 조건을 결정한다. 또한, 이들 조건은 샤프트와 부싱 사이에 불균일한 거리, 압력 피크(pressure peak) 및 오일 가열을 생성할 수 있다. 따라서 하중, 회전 속도 및 다른 작동 조건에 반응하여 두 구성요소 사이의 갭에서 유막의 온도, 압력 및 두께가 달라진다.
현재, 이들 조건은 주로, 이론적 또는 경험적 모델에 의해서 약간의 근사치로 예측되며, 이의 평가를 통해서 부품 상의 하중, 잔류 마모 및 베어링 수명을 예측하게 한다.
불리하게도, 낮은 예측 정확도 및 작업 조건의 가변성으로 인해서, 예측 수준은 조기 오류와 간헐적 오류를 예상하거나 실제 달성 가능한 성능을 결정하는 데 충분하지 않다. 현장에서 유막 작동 조건을 추정할 수 있는 능력을 가짐으로써 불확실성을 감소시키고 개선된 예측 정확도를 허용하여, 실제 작동 조건에 대한 불확실성을 제거하고 베어링의 성능과 수명을 개선하고 작동 방식을 개선하여 베어링 거동을 최적화할 수 있다.
따라서 전술한 단점을 극복할 수 있는 유막 베어링의 작동 조건에 대한 모니터링 시스템을 만들 필요가 있다.
본 발명의 목적은 유막 베어링에서의 작동 조건을 더욱 효율적으로 모니터링하기 위한 신규한 해결책을 만드는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유막 베어링에 고유한 3 가지 매개변수(parameter), 즉 압력, 온도, 및 샤프트와 부싱 사이 또는 샤프트 슬리브(shaft sleeve)와 부싱 사이에 주입되는 윤활유의 층 두께를 지속적으로 모니터링할 수 있는 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 청구범위 제 1 항에 따른 유막 베어링의 작동 조건을 나타내는 매개변수를 모니터링하기 위한 시스템에 의해서, 본 설명에 비추어 자백해질 이들 목적 및 다른 목적을 달성하며, 여기서 유막은 둘 모두 축을 한정하는 정적 구성요소(static component)와 적어도 하나의 회전 구성요소 사이에 존재하며, 상기 적어도 하나의 회전 구성요소는 상기 정적 구성요소 내부에 배열되며, 상기 모니터링 시스템은:
- 상기 유막의 오일 압력을 검출하기 위한 적어도 하나의 압력 센서(pressure sensor);
- 상기 정적 구성요소와 상기 적어도 하나의 회전 구성요소 사이의 거리를 검출함으로써 상기 유막의 두께를 검출하는 적어도 하나의 거리 센서;
- 상기 유막의 온도를 검출하기 위한 적어도 하나의 온도 센서를 포함하며;
적어도 하나의 압력 센서, 적어도 하나의 거리 센서 및 적어도 하나의 온도 센서는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소 내에 수용된다.
따라서, 이 해결책은 유막 온도, 유막 두께 및 오일 압력의 3 가지 주요 매개변수를 매핑(mapping)할 수 있다.
유리하게, 3 가지 유형의 센서가 정적 하우징 대신에, 회전 샤프트 또는 그에 부착된 슬리브에 설치된다.
유리하게, 센서가 회전 구성요소와 함께 회전할 수 있기 때문에, 전술한 3 가지 유막 매개 변수는 다른 영역에서 측정될 수 있고 매핑이 달성될 수 있다.
본 발명의 해결책으로, 이들 3 가지 매개변수는 종종 예측할 수 없지만 기계 구성요소의 국부 응력에 상당한 영향을 미쳐 손상과 마모를 유발할 수 있는, 실제 작업 조건 및 베어링 내부에 있는 샤프트의 가능한 변형에 대한 정확한 재구성을 허용하기 위해서, 실질적으로 축(X)의 중심을 갖고 서로 이격되게 배열되는 하나 이상의 원주를 따라서, 특히 (축(X)에 평행한, 도 1)베어링의 폭을 따라서 유막의 각각의 지점에 대해 측정될 수 있다.
다음 3 가지 유형의 센서는 예를 들어, 유막의 온도, 압력 및 두께를 동시에 측정하는데 사용될 수 있다:
- 인가된 압력에 기초하여 전기 신호를 생산할 수 있는 압전 저항 센서 또는 다른 적합한 센서와 같은 압력 센서 세트;
- 측정된 온도에 기초하여 전기 신호를 생성할 수 있는 열전쌍 또는 다른 적합한 센서와 같은 온도 센서 세트;
- 부싱과 슬리브 사이, 또는 부싱과 샤프트 사이에 오일 갭이 있는 경우 그 사이의 거리를 판독할 수 있는 유도 센서 또는 다른 적합한 센서와 같은 거리 센서 세트.
유리하게, 본 발명에 따른 모니터링 시스템은 많은 수의 센서가 이들에 대한 전원 공급을 단순화하기 위해서 베어링의 정적 부품에 설치되고 센서가 언급된 매개변수 중 하나만 모니터링하는 다른 가능한 모니터링 시스템과는 달리, 감소된 수의 센서를 사용하여 고해상도에서 전술한 3 가지 매개변수의 정확한 매핑을 얻을 수 있게 한다.
대신에, 본 발명에서 센서는 슬리브에(존재하는 경우) 또는 샤프트에 직접 장착되어, 예를 들어 2 개 이상의 센서가 있는 단일 열의 센서가 각각의 유형의 센서에 대해서 축 방향으로 적절한 간격으로 설치될 수 있다. 따라서, 샤프트에 부과된 회전으로 인해서 규칙적인 측정 그리드(grid)가 얻어진다.
대안적으로, 센서 유형당 하나의 센서만이 제공될 수 있다.
센서는 교류 발전기 및 플라이휠(flywheel)이 장착된 장치와 같이 슬라이딩 접점(sliding contact), 배터리, 무선으로 또는 이와는 다른 방식으로 전원을 공급받을 수 있다. 이러한 방식으로, 복잡한 기술 개입 없이 기존 설비도 조절될 수 있다.
종래 기술에 비해서 본 발명의 해결책의 몇몇 장점이 아래에 열거된다:
- 베어링 작동 조건의 효율적인 모니터링;
- 가능한 사고를 예상하여 사고를 감소시킬 수 있는 가능성;
- 측정된 조건이 양호한 경우에 종래의 작동 시간을 초과하여 베어링을 작동 상태로 둘 가능성;
- 비용 절감;
- 전술한 3 가지 매개변수를 독립적으로 모니터링할 가능성.
- 새로운 환경을 조성함이 없이 기존 기계에 설치할 가능성.
본 발명은 또한, 청구범위 제 11 항에 따른 압연기 스탠드; 제 12 항에 따른 연속 롤 주조 장치; 및 제 13 항에 따른 코일 형성 시스템을 포함한다.
본 발명의 추가 특징 및 장점은 바람직하지만 배타적이지 않은 실시예의 상세한 설명에 비추어 더욱 자명해질 것이다.
종속항은 본 발명의 특정 실시예를 설명한다.
본 발명의 설명은 비-제한적 예로서 제공되는 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 본 발명에 따른 모니터링 시스템의 단면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 시트에 수직 및 직각인 평면을 따라서 취한 단면도를 도시한다.
동일한 요소 또는 구성요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 지칭된다.
도 1은 본 발명에 따른 모니터링 시스템의 단면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 시트에 수직 및 직각인 평면을 따라서 취한 단면도를 도시한다.
동일한 요소 또는 구성요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 지칭된다.
본 발명에 따른 모니터링 시스템의 예시적인 실시예가 도면을 참조하여 설명된다.
모니터링 시스템은 예를 들어, 압연기 스탠드, 연속 롤 주조 장치 또는 코일 형성 시스템에서 유리하게 사용, 특히 구현될 수 있다.
모니터링 시스템은 특히, 유막 베어링의 작동 조건을 나타내는 매개변수를 모니터링하는데 사용되며, 여기서 유막은 축(X)을 한정하는 정적 구성요소(2)와 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4) 사이에 배열되며, 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)는 상기 정적 구성요소(2) 내부에 배열된다.
특히 "회전 구성요소(rotating component)"라는 용어는 회전을 할 수 있는 구성요소, 즉 회전 가능한 구성요소를 지칭한다. 더 구체적으로, 구성요소는 축(X)을 중심으로 회전할 수 있다.
특히 "정적 구성요소(static component)"라는 용어는 특히, 회전 구성요소의 회전 동안 제자리에 고정된 상태를 유지하는 구성요소를 의미한다.
모든 실시예에서, 모니터링 시스템은:
- 상기 유막의 오일 압력을 검출하기 위한 적어도 하나의 압력 센서(5);
- 상기 정적 구성요소(2)와 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4) 사이의 거리 및 이에 따라 상기 유막의 두께를 검출하기 위한 적어도 하나의 거리 센서(8); 및
- 상기 유막의 온도를 검출하기 위한 적어도 하나의 온도 센서(9)를 포함한다.
유리하게, 적어도 하나의 압력 센서(5), 적어도 하나의 거리 센서(8) 및 적어도 하나의 온도 센서(9)는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4) 내에 수용된다.
특히, 상기 적어도 하나의 압력 센서(5), 상기 적어도 하나의 거리 센서(8) 및 상기 적어도 하나의 온도 센서(9)는 상기 적어도 하나의 회전 가능한 구성요소(3, 4)와 함께 회전할 수 있도록, 예를 들어 상기 적어도 하나의 회전 가능한 구성요소(3, 4)와 일체로 회전할 수 있도록 상기 적어도 하나의 회전 가능한 구성요소(3, 4) 내에 수용된다.
유리하게, 각각의 센서(5, 8, 9)가 축(X)에 대해 완전 회전을 행할 때, 센서가 이동한 원주를 따라서 센서에 의해 검출된 매개변수의 측정치가 얻어질 수 있다. 따라서 유리하게, 각각의 센서(5, 8, 9)는 상이한 각도 위치에서 각각의 매개변수를 검출할 수 있다.
바람직하게는, 각각의 센서(5, 8, 9)는 회전 구성요소(3, 4)의 주변 영역에 배열된다.
바람직하게는, 배타적이지는 않지만 각각의 센서(5, 8, 9)의 일부는 회전 구성요소(3, 4)의 주변부의 일부분을 한정한다. 회전 구성요소(3, 4)의 주변부는 정적 구성요소(2)에 근접한 회전 구성요소(3, 4)의 일부분이다.
상기 적어도 하나의 압력 센서(5), 상기 적어도 하나의 거리 센서(8) 및 상기 적어도 하나의 온도 센서(9)는 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)의 하나 이상의 구멍(hole) 또는 공동(cavity)에 배열된다.
바람직하게는, 원하지 않는 오일 침투를 방지하기 위해서 각각의 구멍 또는 공동이 적절하게 막혀 있다. 예를 들어, 각각의 구멍 또는 공동은 각각의 센서(5, 8, 9) 및/또는 밀봉 수단에 의해서 막힐 수 있다.
특히, 각각의 구멍 또는 공동을 구획하는 벽은 각각의 축(J)(그 중 하나가 도 1에 도시됨)을 중심으로 연장하며, 이는 바람직하게는 축(X)을 횡단한다. 바람직하게는, 구멍 또는 공동의 상기 축(J)은 서로 평행하다. 제 1 변형예에서, 구멍 또는 공동의 축(J)은 축(X)에 수직이며, 이에 따라 센서는 축(X)에 대해 방사형으로 배열된다.
제 2 변형예에서, 구멍 또는 공동의 상기 축(J) 각각은 축(X)에 대해 90° 이외의 각도를 형성하며, 이에 따라 센서는 축(X)에 대해 방사형으로 배열되지 않는다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 압력 센서(5)는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에서 얻어지는 제 1 구멍 또는 공동 내에 수용되며; 상기 적어도 하나의 거리 센서(8)는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에서 얻어진 제 2 구멍 또는 공동 내에 수용되며; 상기 적어도 하나의 온도 센서(9)는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에서 얻어진 제 3 구멍 또는 공동 내에 수용된다. 특히, 제 1 구멍 또는 공동, 제 2 구멍 또는 공동 및 제 3 구멍 또는 공동은 서로 구별된다.
대안적으로, 적어도 하나의 압력 센서(5), 적어도 하나의 거리 센서(8) 또는 적어도 하나의 온도 센서(9) 중 2 개는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에서 얻어진 제 1 구멍 또는 공동 내에 수용되며, 다른 하나는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에서 얻어진 제 2 구멍 또는 공동 내에 수용된다. 예를 들어, 하나 이상의 압력 센서(5) 및 하나 이상의 거리 센서(8)는 제 1 구멍 또는 공동 내에 수용되고; 하나 이상의 온도 센서(9)는 제 2 구멍 또는 공동 내에 수용된다.
대안적으로, 적어도 하나의 압력 센서(5), 적어도 하나의 거리 센서(8) 및 적어도 하나의 온도 센서(9)는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에서 얻어진 단일 구멍 또는 공동 내에 수용된다. 예를 들어, 압력 센서(5), 거리 센서(8) 및 온도 센서(9)는 동일한 구멍 또는 공동 내에 배열될 수 있다. 예를 들어, 2 개 이상의 구멍 또는 공동이 제공될 수 있으며, 그 각각의 내부에 압력 센서(5), 거리 센서(8) 및 온도 센서(9)가 수용된다.
바람직하게는, 2 개 이상의 압력 센서(5), 2 개 이상의 거리 센서(8) 및 2 개 이상의 온도 센서(9)가 제공된다.
바람직하게는, 2 개 이상의 압력 센서(5)는 축(X)에 대해 서로 축 방향으로 분리되고/되거나; 2 개 이상의 거리 센서(8)는 축(X)에 대해 서로 축 방향으로 분리되고/되거나; 2 개 이상의 온도 센서(9)는 축(X)에 대해 서로 축 방향으로 분리된다.
바람직하게는, 압력 센서(5)의 열, 거리 센서(8)의 열, 및 온도 센서(9)의 열이 제공되며, 각각의 열은 축(X)에 평행한 방향을 따라서 배열된다.
환언하면, 2 개 이상의 압력 센서(5)가 열을 형성하도록 배열된다. 특히, 2 개 이상의 압력 센서(5)는 특히, 축(X)에 평행한 방향을 따라서 서로 정렬된다. 거리 센서(8)와 온도 센서(9)도 마찬가지이다.
유리하게, 3 개의 매개변수가 축(X)을 따라서 상이한 위치에서 측정될 수 있다.
바람직하게는, 압력 센서(5)의 열, 거리 센서(8)의 열, 및 온도 센서(9)의 열은 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)의 주변을 따라서, 바람직하게는 볼록한 중심 각도(convex central angle)에 대응하는 구역(zone)에 배열된다.
바람직하게는, 압력 센서(5)는 서로 동일한 거리에 있으며; 거리 센서(8)는 서로 동일한 거리에 있으며; 온도 센서(9)는 서로 동일한 거리에 있다.
바람직한 변형예에서, 하나의 압력 센서(5)와 다음 압력 센서 사이의 거리는 하나의 거리 센서(8)와 다음 거리 센서 사이의 거리 및 하나의 온도 센서(9)와 다음 온도 센서 사이의 거리 모두와 동일하다.
바람직하게는, 압력 센서(5), 거리 센서(8) 및 온도 센서(9)로 이루어진 각각의 트라이어드(triad)는 축(X)에 그의 중심을 가지는 원주 부분을 따라서 배열된다.
그러나, 특히 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)의 주변을 따라서 배열되고, 바람직하게는 볼록한 중심 각도에 대응하는 구역에 배열되는 오직 하나의 압력 센서(5), 오직 하나의 거리 센서(8) 및 오직 하나의 온도 센서(9)를 제공하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 센서(5, 8, 9)의 단일 트라이어드는 축(X)에 그의 중심을 가지는 원주의 부분을 따라서 배열된다.
모든 실시예에서, 적어도 하나의 압력 센서(5), 적어도 하나의 거리 센서(8) 및 적어도 하나의 온도 센서(9)는 각각의 케이블(6), 특히 전기 케이블에 의해서 디지털화 장치(7)에 연결된다. 디지털화 장치(7)는 각각의 센서(5, 8, 9)에 의해서 생성된 신호를 디지털화하도록 구성된다. 바람직하게는, 디지털화 장치(7)는 로터리 조인트(rotary joint)에 의해서 또는 무선으로 디지털화된 신호를 전송하도록 조정(adapting)된다.
디지털화 장치(7)는 바람직하게는, 센서(5, 8, 9)의 신호를 증폭 및 변환, 특히 디지털화할 수 있는 전자 하드웨어를 포함하는 케이싱을 포함한다.
디지털화 장치(7), 특히 이의 케이싱은 바람직하게는, 회전 구성요소(3, 4)에, 특히 예를 들어, 샤프트 핀(shaft pin)인 회전 구성요소(4)에 장착된다. 더 구체적으로, 디지털화 장치(7)는 바람직하게는, 회전 구성요소(4)에 고정되어 예를 들어, 그와 일체형으로 함께 회전할 수 있다. 바람직하게는, 디지털화 장치(7)는 회전 구성요소(4)의 축 방향 단부(축(X)에 대해 축 방향)에 고정된다. 바람직하게는, 디지털화 장치(7)는 축(X)에 의해서 교차되도록 배열된다.
모든 실시예에서, 적어도 하나의 압력 센서(5), 적어도 하나의 거리 센서(8) 및 적어도 하나의 온도 센서(9)는 슬라이딩 접점, 배터리, 무선에 의해서, 또는 교류 발전기 및 플라이휠이 제공된 장치에 의해서 전력을 공급받을 수 있다.
특히, 상기 장치는 회전 구성요소(4)에 고정되어 그와 일체형으로 회전할 수 있다. 회전 구성요소(4) 및 장치는 (축(X)에 대해)서로 동축이 되도록 배열된다.
회전 구성요소(4)가 축(X)을 중심으로 회전할 때, 플라이휠은 회전되게 놓이고 회전함에 따라서 교류 발전기를 통해 에너지를 생성한다. 이러한 방식으로, 센서(5, 8, 9)는 배터리에 대한 요구 없이도 전원을 공급받을 수 있다.
정적 구성요소(2)는 예를 들어, 부싱(2)이다.
상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)는 예를 들어, 샤프트 핀(4)(또는 엔드 핀(end pin)) 또는 샤프트 핀(4)이 삽입되는 슬리브(3)로 이루어진다.
샤프트 핀(4)은 예를 들어, 압연기 스탠드 또는 연속 주조 장치(continuous casting device) 또는 코일 형성 시스템의 롤(11)의 목부(neck) 또는 핀이다.
예시된 예에서, 상기 센서(5, 8, 9)는 슬리브(3) 내에 수용된다. 유막은 슬리브(3)와 부싱(2) 사이에 존재한다. 특히, 유막은 슬리브(3) 및 부싱(2)과 접촉한다. 바람직하게는, 슬리브(3)의 표면과 부싱(2)의 표면(그 사이에 유막이 존재함)은 원통형이거나 실질적으로 원통형이다.
핀, 특히 샤프트 핀(4) 또는 엔드 핀이 슬리브(3) 내에 삽입된다.
바람직하게는, 슬리브(3)는 이의 외부 표면이 테이퍼진, 예를 들어 원추 절두체 형상인(conical-frustum shaped) 샤프트 핀(4)의 일부분 주위에 배열된다. 이 경우에, 슬리브(3)의 내부 표면도 특히, 샤프트 핀(4)의 표면 부분의 테이퍼링 방향과 반대 방향으로 테이퍼진, 예를 들어 원추 절두체 형상을 가진다. 바람직하게는, 슬리브 벽(3)의 축(Y)에 평행한 두께는 축(X)을 따라서 외측으로 증가한다. 축(Y)은 축(X)에 직각이다.
샤프트 핀(4)은 회전하도록 조정된다. 슬리브(3) 및 샤프트 핀(4)은 특히, 슬리브(3) 및 샤프트 핀(4)이 서로 일체로 회전하게 조정되도록 서로 고정된다.
센서(5, 8, 9)가 슬리브(3) 내에 수용되면, 구멍 또는 공동의 축(J)은 바람직하게는, 축(X)에 수직이며, 이에 따라 센서는 축(X)에 대해 방사형으로 상기 구멍 내에 배열된다.
사용된 센서의 전체 치수가 축(Y)을 따르는 슬리브(3)의 두께를 초과하면, 구멍 또는 공동(도 1)의 축(J)이 축(X)에 대해 기울어져 90° 이외의 각도를 형성하므로 센서가 축(X)에 대해 방사형으로 배열되지 않는 것이 바람직하다. 이러한 해결책은 샤프트 핀(4)을 변경하지 않고 슬리브(3)만을 수정할 수 있게 하여, 개조 시 이러한 해결책이 적용될 수 있다.
대안적인 예(도시되지 않음)에서, 상기 센서(5, 8, 9)는 예를 들어, 핀, 특히 샤프트 핀(4) 또는 엔드 핀(4)인 회전 구성요소(4) 내에 수용된다. 특히, 슬리브(3)는 제공되지 않는다. 유막은 샤프트 핀(4)과 부싱(2) 사이에 존재한다. 특히, 유막은 샤프트 핀(4) 및 부싱(2)에 접촉한다. 또한, 구멍 또는 공동의 축(J)이 축(X)에 수직인 것이 바람직하다. 그러나, 구멍 또는 공동의 축(J)은 축(X)에 대해 90° 이외의 각도를 형성하도록 기울어질 수 있다.
도 1은 롤(11)의 일부를 도시한다. 롤(11)은 처리될 재료와 접촉하도록 조정되는 부분을 가진다.
롤(11)에는 2 개의 샤프트 핀(4) 또는 엔드 핀(4)이 제공되며, 그 중 하나가 도 1에 도시된다. 샤프트 핀(4)은 특히, 롤(11)의 (축(X)에 대해)축 방향 단부 부분이다. 처리될 재료와 접촉하도록 조정된 전술한 부분은 2 개의 샤프트 핀(4) 사이에서 연장된다.
각각의 엔드 핀(4)은 각각의 초크(chock)(1)에 의해 지지된다. 정적 구성요소(2)는 각각의 초크(1), 특히 각각의 초크(1)의 관통 구멍(through hole) 내에 수용되고, 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에 의해서 내부적으로 교차된다.
각각의 롤(11)에 대해서, 모니터링 시스템은 축(X)에 수직인 평면에 대해서 서로 반대인, 특히 도 1에 그려진 축(Y)에 대해 평행한 정적 구성요소(2) 및 회전 구성요소(3, 4) 쌍 모두에 대해 구현될 수 있다. 각각의 롤(11)에 대해 구현되는 2 개의 모니터링 시스템은 바람직하게는, 상기 평면에 대해 대칭적으로 배열되는 동일한 구성요소를 포함하는 것이 바람직하다.
위에서 예상된 바와 같이, 본 발명은 또한, 압연기 스탠드 또는 연속 롤 주조 장치 또는 코일 형성 시스템에 관한 것이며, 여기서 각각의 롤(11)은 각각의 초크(1)에 의해서 지지되는 엔드 핀(4)을 가지며;
적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에 의해 내부적으로 교차되는 정적 구성요소(2)는 각각의 초크(1)의 관통 구멍 내에 수용되며, 상기 정적 구성요소(2)와 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)는 축(X)을 한정하며;
상기 정적 구성요소(2)와 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4) 사이에는 유막이 배치되며;
상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)는 각각의 롤(11)의 엔드 핀(4) 또는 상기 엔드 핀(4)이 내부로 삽입되는 슬리브(3)로 이루어지며;
전술한 바와 같이, 유막의 작동 조건을 나타내는 매개변수의 모니터링 시스템이 제공된다.
압연기 스탠드, 연속 롤 주조 장치 및 코일 형성 시스템은 각각 하나 이상의 롤(11)을 포함한다.
Claims (14)
- 유막 베어링(oil film bearing)의 작동 조건을 나타내는 매개변수(parameter)를 모니터링(monitoring)하기 위한 모니터링 시스템으로서,
유막(10)은 둘 모두 축(X)을 한정하는 정적 구성요소(static component; 2)와 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4) 사이에 존재하며, 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)는 상기 정적 구성요소(2) 내부에 배열되고 상기 축(X)을 중심으로 회전하도록 조정(adapting)되며, 상기 모니터링 시스템은:
- 상기 유막의 오일 압력을 검출하기 위한 적어도 하나의 압력 센서(pressure sensor; 5);
- 상기 정적 구성요소(2)와 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4) 사이의 거리를 검출함으로써 상기 유막의 두께를 검출하는 적어도 하나의 거리 센서(8);
- 상기 유막의 온도를 검출하기 위한 적어도 하나의 온도 센서(9)를 포함하는; 모니터링 시스템에 있어서,
적어도 하나의 압력 센서(5), 적어도 하나의 거리 센서(8) 및 적어도 하나의 온도 센서(9)는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4) 내에 수용되는 것을 특징으로 하는,
모니터링 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 압력 센서(5)는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에서 얻어진 제 1 구멍(hole) 또는 공동(cavity) 내에 수용되며; 상기 적어도 하나의 거리 센서(8)는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에서 얻어진 제 2 구멍 또는 공동 내에 수용되며; 적어도 하나의 온도 센서(9)는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에서 얻어진 제 3 구멍 또는 공동 내에 수용되며; 또는
적어도 하나의 압력 센서(5), 적어도 하나의 거리 센서(8), 또는 적어도 하나의 온도 센서(9) 중 2 개는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에서 얻어진 제 1 구멍 또는 공동 내에 수용되고, 다른 하나는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에서 얻어진 제 2 구멍 또는 공동에 수용되며; 또는
상기 적어도 하나의 압력 센서(5), 적어도 하나의 거리 센서(8) 및 적어도 하나의 온도 센서(9)는 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에서 얻어진 단일 구멍 또는 공동 내에 수용되는,
모니터링 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
바람직하게는 볼록한 중심 각도(convex central angle)에 대응하는 구역(zone)에서, 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)의 주변을 따라서 배열되는 단지 하나의 압력 센서(5), 단지 하나의 거리 센서(8) 및 단지 하나의 온도 센서(9)가 제공되며; 바람직하게는 상기 압력 센서(5), 상기 거리 센서(8) 및 상기 온도 센서(9)는 축(X) 상에 그의 중심을 가지는 원주의 동일한 부분을 따라서 배열되는,
모니터링 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
제 1 열의 압력 센서(5), 제 2 열의 거리 센서(8) 및 제 3 열의 온도 센서(9)가 제공되며, 각각의 열은 축(X)에 평행한 방향을 따라서 배열되는,
모니터링 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 열, 상기 제 2 열 및 상기 제 3 열은 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)의 주변을 따라서, 바람직하게는 볼록한 중심 각도에 대응하는 구역에 배열되며; 바람직하게는 하나의 압력 센서(5), 하나의 거리 센서(8) 및 하나의 온도 센서(9)로 이루어진 센서의 각각의 트라이어드(triad)는 축(X)에 그의 중심을 가지는 각각의 원주의 일부분을 따라서 배열되는,
모니터링 시스템. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
각각의 열은 바람직하게는 서로로부터 동일하게 이격된, 2 개 이상의 센서를 포함하는,
모니터링 시스템. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 압력 센서(5), 적어도 하나의 거리 센서(8) 및 적어도 하나의 온도 센서(9)는 각각의 케이블(6)에 의해서 각각의 센서에 의해 생성된 신호를 디지털화하기 위한 디지털화 장치(7)에 연결되며; 바람직하게는 상기 디지털화 장치(7)는 로터리 조인트(rotary joint)에 의해서 또는 무선으로 디지털화된 신호를 전송하도록 조정되는,
모니터링 시스템. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정적 구성요소(2)는 부싱(bushing)이며, 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)는 샤프트 핀(shaft pin; 4) 또는 샤프트 핀(4)이 삽입되는 슬리브(sleeve; 3)로 이루어지는,
모니터링 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 샤프트 핀(4)은 압연기 스탠드(rolling mill stand) 또는 연속 주조 장치(continuous casting device) 또는 코일 형성 시스템(coil forming system)에 사용하기 위한 롤(11)의 목부(neck) 또는 핀인,
모니터링 시스템. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 압력 센서(5), 적어도 하나의 거리 센서(8) 및 적어도 하나의 온도 센서(9)는 슬라이딩 접점(sliding contact), 배터리에 의해서, 무선으로, 또는 교류 발전기 및 플라이휠(flywheel)이 제공된 장치에 의해서 전력을 공급받는,
모니터링 시스템. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 압력 센서(5), 적어도 하나의 거리 센서(8) 및 적어도 하나의 온도 센서(9)는 축(X)에 대해 방사형이거나 축(X)에 대해 90° 이외의 각도로 기울어진 축(J)을 한정하는 구멍 또는 공동 내에 수용되는,
모니터링 시스템. - 각각의 롤(11)이 각각의 초크(chock)(1)에 의해서 지지되는 엔드 핀(end pin; 4)을 가지는 압연기 스탠드에 있어서,
적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에 의해서 내부적으로 교차되는 정적 구성요소(2)는 각각의 초크(1)의 관통 구멍(through-hole) 내에 수용되며, 상기 정적 구성요소(2)와 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)는 축(X)을 한정하며, 상기 정적 구성요소(2)와 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4) 사이에 유막이 배열되며,
상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)는 각각의 롤(11)의 엔드 핀(4) 또는 상기 엔드 핀(4)이 삽입되는 슬리브(3)로 이루어지며;
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 모니터링 시스템은 유막의 작동 조건을 나타내는 매개변수를 모니터링하도록 제공되는,
압연기 스탠드. - 각각의 롤이 각각의 초크(1)에 의해서 지지되는 엔드 핀(4)을 가지는 연속 롤 주조 장치에 있어서,
적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에 의해서 내부적으로 교차되는 정적 구성요소(2)는 각각의 초크(1)의 관통 구멍 내에 수용되며, 상기 정적 구성요소와 상기 적어도 하나의 회전 구성요소는 축(X)을 한정하며,
상기 정적 구성요소(2)와 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4) 사이에는 유막이 배열되며,
상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)는 각각의 롤(11)의 엔드 핀(4) 또는 상기 엔드 핀(4)이 삽입되는 슬리브(3)로 이루어지며;
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 모니터링 시스템은 유막의 작동 조건을 나타내는 매개변수를 모니터링하도록 제공되는,
연속 롤 주조 장치. - 각각의 롤이 각각의 초크(1)에 의해서 지지되는 엔드 핀(4)을 가지는 코일 형성 시스템에 있어서,
적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)에 의해서 내부적으로 교차되는 정적 구성요소(2)는 각각의 초크(1)의 관통 구멍 내에 수용되며, 상기 정적 구성요소와 상기 적어도 하나의 회전 구성요소는 축(X)을 한정하며,
상기 정적 구성요소(2)와 상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4) 사이에는 유막이 배열되며,
상기 적어도 하나의 회전 구성요소(3, 4)는 각각의 롤(11)의 엔드 핀(4), 또는 상기 엔드 핀(4)이 삽입되는 슬리브(3)로 이루어지며;
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 모니터링 시스템은 유막의 작동 조건을 나타내는 매개변수를 모니터링하도록 제공되는,
코일 형성 시스템.
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