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KR101485680B1 - 베어링 진단 시스템 - Google Patents

베어링 진단 시스템 Download PDF

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Publication number
KR101485680B1
KR101485680B1 KR20130073930A KR20130073930A KR101485680B1 KR 101485680 B1 KR101485680 B1 KR 101485680B1 KR 20130073930 A KR20130073930 A KR 20130073930A KR 20130073930 A KR20130073930 A KR 20130073930A KR 101485680 B1 KR101485680 B1 KR 101485680B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bearing
loading
unit
characteristic frequency
ramp
Prior art date
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KR20130073930A
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English (en)
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KR20150001158A (ko
Inventor
김순주
김성래
박종필
Original Assignee
주식회사 포스코
선진기술 주식회사
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Filing date
Publication date
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    • G01M13/04—Bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract

본 발명은 베어링을 회전시켜 발생되는 진동을 감지하여 베어링의 손상여부 및 손상부위를 판별할 수 있는 베어링 진단 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 베어링 검사장치는 적재된 복수 개의 베어링을 순차적으로 이동시키는 반입유닛; 상기 반입유닛으로부터 공급받은 상기 베어링을 회전시키고, 상기 베어링의 회전시 발생되는 진동을 감지하는 검사유닛; 상기 베어링의 회전수에 따라 기준 특성주파수를 산출하고, 상기 검사유닛에서 감지된 진동를 측정 특성주파수로 변환하며, 상기 기준 특성주파수와 비교하여 불량 여부를 판단하는 제어유닛; 및 상기 제어유닛으로부터 불량 여부 정보를 수신하여 검사가 완료된 상기 베어링을 정상 베어링과 불량 베어링으로 분류하여 반출하는 반출유닛;을 포함하며, 상기 반입유닛은 복수 개의 상기 베어링이 안착될 있도록 한 쌍의 적재레일이 이격 배치되는 반입 적재대와, 상기 베어링이 구름이동 될 수 있도록, 상기 반입 적재대에서 상기 검사 유닛방향으로 갈수록 높이가 낮아지는 경사면이 형성된 반입 경사대와 상기 반입 적재대의 후면에 설치되고, 상기 반입 적재대에 적재된 복수 개의 상기 베어링이 순차적으로 상기 반입 경사대로 공급될 수 있도록 상기 반입 경사대 방향으로 신장되는 반입 실린더 및 상기 베어링이 순차적으로 상기 반입 적재대로 이동될 수 있도록, 상기 반입 경사대의 일측에 설치되고, 선택적으로 상기 반입 경사대 상면 방향으로 신장되어 상기 베어링의 이동을 제한하는 반입 스토퍼를 포함합니다.

Description

베어링 진단 시스템{DIAGNOSTIC SYSTEM FOR BEARING}
본 발명은 베어링 검사 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베어링을 회전시켜 발생되는 진동을 감지하여 베어링의 손상여부 및 손상부위를 판별할 수 있는 베어링 진단 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 회전기기는 장시간 사용, 과도한 하중, 윤활 불량 또는 이물질 삽입 등에 의하여 파손되며, 주로 회전기기의 파손은 회전축 및 베어링에서 발생된다.
도 1은 일반적인 베어링을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 베어링(10)은 외륜(11), 내륜(12), 전동체(13) 및 케이지(14)로 구성되며, 전세계적으로 표준화가 이루어져 제조사가 달라도 높은 호환성을 가지고 있으며, 그 구조가 단순하여 보수와 점검이 용이한 특성을 가진 반면, 파손에 노출되어 있어 수명이 유한하고, 그 유한한 수명기간 또한 사용환경에 따라 임의적인 가변적인 특성을 가지고 있다.
이러한, 베어링(10)의 대표적인 파손은 외륜(11), 내륜(12), 전동체(13) 및 케이지(14)에서 발생되며, 베어링(10)의 파손은 회전기기 설비 자체의 안정성 및 수명에 직결되며, 회전기기와 연결된 다른 설비에 영향을 주게되어 전체 공정에도 영향을 준다.
따라서, 베어링(10)은 주기적으로 분해하여 청소하고 재조립하고 결함여부를 판단하여 결함이 없다고 판단된 베어링(10)은 재사용하게 된다.
그러나, 종래 베어링(10)의 결함여부 판단은 작업자가 시각, 청각 등 감각 또는 경험에 의존한 방법을 사용하여, 작업자의 주관적 기준으로 판단하게 되어 분별력이 떨어지겨, 표준화 정립이 어려운 문제점이 있었다.
종래, 베어링을 회전시 발생되는 소음을 측정하여 베어링의 이상 여부를 판단하는 장치에 대해서는 "베어링 검사장치(공개특허 10-2010-0118016)" 등에서 구체적으로 공지되어 있다. 그러나, 베어링 이상 여부 검사시 주변환경의 영향 즉 검사장치 주변에 소음이 발생된 경우, 베어링 검사 결과의 신뢰성이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 이상이 발생된 베어링에서 파손 부위 또는 이상 부위를 알 수 없어 단순 교체 후 사용가능한 베어링도 폐기처분할 수 밖에 없어 생산원가를 상승시키는 문제점을 가지고 있엇다.
또한, 복수 개의 베어링의 이상 유무를 검사하는 경우, 작업자가 검사장치 인근에 대기하면서 일일이 검사장치로 베어링을 공급하고, 검사가 완료된 베어링을 수작업으로 분리하여, 검사에 장시간이 소요되며 인력이 낭비되는 문제점을 가지고 있었다.
공개특허 10-2010-0118016호(2010. 11. 04.)
베어링의 진동을 감지하여 베어링의 교체시기 및 불량여부를 정밀하게 검사하고, 진단 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 베어링 진단 시스템를 제공한다.
또한, 복수 개의 베어링을 진단하여 자동으로 정상 베어링과 불량 베어링으로 구분하는 베어링 진단 시스템를 제공한다.
또한, 베어링의 특성주파수를 분석하여 불량 베어링의 손상부위를 식별함으로써, 베어링 수리 등 유지보수가 용이한 베어링 진단 시스템를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 베어링 검사장치는 적재된 복수 개의 베어링을 순차적으로 이동시키는 반입유닛; 상기 반입유닛으로부터 공급받은 상기 베어링을 회전시키고, 상기 베어링의 회전시 발생되는 진동을 감지하는 검사유닛; 상기 베어링의 회전수에 따라 기준 특성주파수를 산출하고, 상기 검사유닛에서 감지된 진동를 측정 특성주파수로 변환하며, 상기 기준 특성주파수와 비교하여 불량 여부를 판단하는 제어유닛; 및 상기 제어유닛으로부터 불량 여부 정보를 수신하여 검사가 완료된 상기 베어링을 정상 베어링과 불량 베어링으로 분류하여 반출하는 반출유닛;을 포함하며, 상기 반입유닛은 복수 개의 상기 베어링이 안착될 있도록 한 쌍의 적재레일이 이격 배치되는 반입 적재대와, 상기 베어링이 구름이동 될 수 있도록, 상기 반입 적재대에서 상기 검사 유닛방향으로 갈수록 높이가 낮아지는 경사면이 형성된 반입 경사대와 상기 반입 적재대의 후면에 설치되고, 상기 반입 적재대에 적재된 복수 개의 상기 베어링이 순차적으로 상기 반입 경사대로 공급될 수 있도록 상기 반입 경사대 방향으로 신장되는 반입 실린더 및 상기 베어링이 순차적으로 상기 반입 적재대로 이동될 수 있도록, 상기 반입 경사대의 일측에 설치되고, 선택적으로 상기 반입 경사대 상면 방향으로 신장되어 상기 베어링의 이동을 제한하는 반입 스토퍼를 포함합니다.
삭제
상기 검사유닛은, 상기 반입유닛에서 공급받은 상기 베어링의 외륜을 고정시키는 외륜 고정부; 상기 베어링의 내륜을 고정시키는 내륜 고정부; 상기 내륜 고정부와 연결되도록 설치되어 상기 베어링을 회전시키는 모터; 및 상기 모터에 의해 내륜이 회전되는 상기 베어링의 외주면에 밀착되어 상기 베어링의 진동을 감지하는 감지센서;를 포함한다.
상기 제어유닛은, 상기 감지센서에서 감지된 진동정보를 수신하여 상기 베어링의 외륜, 내륜, 전동체 및 케이지 각각의 측정 특성주파수로 변환하여 저장하는 신호 변환부; 상기 모터의 회전수에 따른 상기 베어링의 외륜, 내륜, 전동체 및 케이지 각각의 기준 특성주파수를 산출하는 산출부; 및 상기 신호 변환부에 저장된 상기 측정 특성주파수와 상기 산출부에서 산출된 상기 기준 특성주파수를 비교하여 불량여부를 판단하고 모니터로 출력하는 처리부;를 포함한다.
상기 산출부, 상기 모터의 회전수에 따른 상기 베어링의 외륜, 내륜, 전동체 및 케이지 각각의 기준 특성주파수를 다음 식에 따라 산출하는 것을 특징으로 한다.
외륜 기준 특성주파수(BPFO, Ball Pass Frequency Outer Race)
Figure 112013057428116-pat00001
내륜 기준 특성주파수(BPFI, Ball Pass Frequency Inner Race)
Figure 112013057428116-pat00002
전동체 기준 특성주파수(BSF, Ball Spin Frequency)
Figure 112013057428116-pat00003
케이지 기준 특성주파수는 (TFT, Fundamental Train Frequency)
Figure 112013057428116-pat00004
(단, Nb=전동체의 개수, Bd=전동체의 직경, Pd=베어링의 피치 지름, θ=접촉각, RPM=분당 회전 수)
상기 반출유닛은, 상기 검사유닛에서 검사가 완료된 상기 베어링이 구름이동될 수 있도록 경사면이 형성된 반출 경사대; 상기 제어유닛에서 판단된 결과에 따라, 상기 반출 경사대를 따라 이동되는 상기 베어링의 불량 여부에 따라 분류할 수 있도록 상기 불량베어링을 하강시키는 리프트; 상기 반출 경사대를 따라 이동된 상기 정상베어링이 적재되는 정상 적재대; 및 상기 리프트에 의해 분류된 상기 불량베어링이 적재되는 불량 적재대;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 베어링 회전시 발생되는 진동을 감지하여 베어링의 외륜, 내륜, 전동체 및 케이지 각각의 측정 특성주파수를 측정함으로써, 베어링의 이상 여부를 신속하고 정확하게 판단할 수 있어 베어링 진단 결과의 신뢰성을 향상시키고, 베어링 진단에 따른 비가동시간을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 베어링 이상 발생 원인을 진단 판정할 수 있어 베어링의 유지 및 보수를 용이하게 하는 효과가 있다.
또한, 복수 개의 베어링을 자동으로 진단하여 정상 베어링과 불량베어링으로 분류하여 적재함으로써, 베어링 분류에 소요되는 시간을 단축시키고 인건비 절약을 통한 비용절감의 효과가 있다.
도 1은 일반적인 베어링을 보여주는 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 진단 시스템를 보여주는 정면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 진단 시스템를 보여주는 배면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사유닛을 보여주는 도면이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 진단 시스템를 이용하여 베어링 상태에 따른 특성주파수를 보여주는 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 진단 시스템를 보여주는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 진단 시스템를 보여주는 배면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 베어링 검사장치는 복수 개의 베어링(10)이 적재되고, 상기 베어링(10)을 순차적으로 이동시키는 반입유닛(100), 상기 반입유닛(100)으로부터 공급받은 상기 베어링(10)의 진동을 감지하는 검사유닛(200), 상기 검사유닛(200)에서 감지된 진동을 측정 특성주파수로 변환하고, 베어링(10)의 회전수에 따라 산출된 기준 특성주파수와 비교하여 불량 여부를 판단하는 제어유닛(300) 및 상기 제어유닛(300)의 진단 결과에 따라 정상 베어링과 불량 베어링으로 분류하여 반출하는 반출유닛(400)을 포함한다.
상기 반입유닛(100)은 복수개의 상기 베어링(10)이 안착되는 반입 적재대(110), 상기 반입 적재대(110)에 적재된 상기 베어링(10)이 구름이동되는 반입 경사대(120), 상기 반입 적재대(110)에 안착된 상기 베어링(10)을 순차적으로 상기 반입 경사대(120)에 공급하는 반입 실린더(130) 및 상기 반입 적재대(110)에 안착된 상기 베어링(10)의 이동을 제한하는 반입 스토퍼(140)를 포함한다.
상기 반입 적재대(110)는 상기 베어링(10)이 안정적으로 안착될수 있도록 한 쌍의 적재레일(111)이 이격되어 배치된다. 이때, 한 쌍의 상기 적재레일(111)은 안착되는 상기 베어링(10)의 갯수에 따라 복수 개가 설치될 수 있다.
상기 적재레일(111)은 적재된 상기 베어링(10) 이동시 상기 베어링(10)의 손상을 방지할 수 있도록 예를 들면, 고무재질의 보호커버를 더 포함할 수 있다. 이에, 상기 베어링(10) 이동시 상기 적재레일(111)과 접촉된 상기 베어링(10)이 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 상기 적재레일(111)은 상기 반입 경사대(120) 방향으로 점차 낮아지도록 경사면을 형성할 수 있다. 이에, 상기 반입 경사대(120)에 공급되는 상기 베어링(10)의 이동을 원활하게 할 수 있다.
상기 반입 경사대(120)는 상기 반입 적재대(110)로부터 공급받은 상기 베어링(10)이 상기 검사유닛(200) 방향으로 구름이동되도록 상기 반입 적재대(110)에서 상기 검사유닛(200)방향으로 갈수록 그 높이가 낮아지는 경사면이 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면 상기 베어링(10)이 별도의 이동수단을 필요로 하지 않고, 상기 경사면에 의하여 구름이동되어 상기 검사유닛(200)방향으로 이동될 수 있기 때문이다.
상기 반입 실린더(130)는 상기 반입 적재대(110) 상면에 안착된 상기 베어링(10) 방향으로 신장될 수 있도록 상기 반입 적재대(110)의 후면에 설치되어, 상기 반입 실린더(130) 방향으로 신장되어 상기 베어링(10)을 상기 반입 경사대(120) 방향으로 밀어내어 상기 베어링(10)을 상기 반입 경사대(120)의 상면으로 공급한다.
이때, 상기 반입 실린더(130)는 예를 들어 유압 실린더, 공압 실린더 등이 사용될 수 있으며, 상기 반입 실린더(130)는 전술된 실시예에 제시된 실린더의 종류에 한정하지 않고, 상기 반입 적재대(110)의 상면에 안착된 상기 베어링(10)을 상기 반입 경사대(120) 방향으로 밀어내어 상기 반입 경사대(120)로 공급할 수 있는 다양한 방식의 실린더가 선택적으로 적용될 수 있다.
상기 반입 스토퍼(140)는 상기 반입 실린더(130)에 대향되도록 상기 반입 적재대(110)의 전면에 설치되고, 선택적으로 후진하여 상기 베어링(10)이 상기 반입 경사대(120) 상면으로 이동될 수 있도록 하며, 상기 반입 적재대(110)에 안착된 상기 베어링(10) 중 하나가 상기 반입 경사대(120) 상면에 공급되면 다시 전진되어 상기 베어링(10)이 상기 반입 경사대(120)로 이동되는 것을 방지한다. 이에, 상기 반입 적재대(110)에 안착된 상기 베어링(10)을 상기 반입 경사대(120)에 순차적으로 공급될 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사유닛을 보여주는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 검사유닛(200)은 상기 베어링(10)의 외륜(11)을 고정하는 외륜 고정부(210), 상기 베어링(10)의 내륜(12)을 고정하는 내륜 고정부(220) 및 상기 내륜 고정부(220)를 회전시킬 수 있도록 상기 내륜 고정부(220)와 연결되도록 설치되어 상기 베어링(10)을 회전시키는 모터(230) 및 상기 모터(230)에 의하여 회전되는 상기 베어링(10)의 진동을 감지하는 감지센서(240)를 포함한다.
상기 외륜 고정부(210) 및 상기 내륜 고정부(220)는 각각 상기 베어링(10)의 외륜(11) 및 내륜(12)을 클램핑하여 고정하며, 상기 외륜 고정부(210)와 상기 내륜 고정부(220)는 서로 대향하도록 배치된다. 이때, 상기 외륜 고정부(210)가 상기 내륜 고정부(220) 방향으로 이동 가능하도록 설치되어 상기 내륜 고정부(220)에 외륜(11)이 고정된 상기 베어링(10)을 상기 내륜 고정부(220) 방향으로 이동시켜 상기 베어링(10)의 내륜(12)과 상기 내륜 고정부(220)를 결합시킨다.
또한, 상기 외륜 고정부(210)는 상기 베어링(10)에 탄성력을 제공할 수 있도록 스프링이 구비된다. 이에, 상기 모터(230)에 의해 상기 베어링(10)이 회전되는 동안 전진 상태로 유지되며, 상기 베어링(10)의 외륜(11)을 고정함과 동시에 상기 베어링(10)의 충격을 완화시킨다.
상기 모터(230)는 상기 내륜 고정부(220)를 회전시킴으로써, 상기 내륜 고정부(220)에 결합된 상기 베어링(10)을 회전시켜 진동이 발생되도록 한다.
상기 감지센서(240)는 상기 내륜 고정부(220)의 상부에 승강 가능하도록 설치되어, 상기 외륜 고정부(210)에 클램핑된 상기 베어링(10)이 상기 내륜 고정부(220) 방향으로 이동되어 상기 베어링(10)의 내륜(12)이 상기 내륜 고정부(220)에 고정되면, 상기 베어링(10)에 접촉하도록 하강되어 상기 베어링(10)의 진동을 감지하고 감지된 상기 베어링(10)의 진동정보를 상기 제어유닛(300)으로 전송한다.
상기 제어유닛(300)은 상기 감지센서(240)에서 아날로그 신호로 감지된 상기 진동정보를 수신하여 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부, 상기 모터(230)의 회전수를 수신하여 상기 베어링(10)의 회전수에 따른 상기 베어링(10)의 기준 특성주파수를 산출하는 산출부 및 상기 베어링(10)의 불량 여부를 판단하는 처리부를 포함한다.
상기 신호 변환부는 상기 감지센서(240)에서 전기적 아날로그 신호로 감지되는 상기 진동정보를 상기 베어링(10)의 외륜(11), 내륜(12), 전동체(13) 및 케이지(14) 각각의 측정 특성주파수로 변환한다.
이때, 변환된 상기 측정 특성 주파수는 상기 신호 변환부에 저장되어 향후 측정되는 베어링의 측정 특성주파수 상태에 따라 그 내구성 및 교체시기를 예측 가능하도록 한다.
상기 산출부는 상기 모터(230)의 회전수를 수신받아 그 회전수에 대한 정상 베어링의 외륜, 내륜, 전동체 및 케이지에 대한 상기 기준 특성주파수를 산출한다.
이때, 상기 기준 특성 주파수를 산출하는 관계식은 다음과 같다.
외륜 기준 특성주파수(BPFO, Ball Pass Frequency Outer Race)
Figure 112013057428116-pat00005
내륜 기준 특성주파수(BPFI, Ball Pass Frequency Inner Race)
Figure 112013057428116-pat00006
전동체 기준 특성주파수(BSF, Ball Spin Frequency)
Figure 112013057428116-pat00007
케이지 기준 특성주파수는 (TFT, Fundamental Train Frequency)
Figure 112013057428116-pat00008
이때, Nb=전동체의 개수, Bd=전동체의 직경, Pd=베어링의 피치 지름, θ=접촉각, RPM=분당 회전 수를 의미한다.
상기 처리부는 상기 신호 변환부와 상기 산출부로부터 각각 상기 측정 특성주파수와 상기 기준 특성주파수를 수신받아 비교하여 불량발생 여부를 판단함과 동시에 불량 발생 위치를 판단한다.
이때, 상기 처리부는 상기 측정 특성주파수와 상기 기준 특성주파수 및 상기 베어링(10)에 대한 판단 결과를 모니터링 할 수 있도록 모니터(310)를 더 포함하며, 상기 베어링(10)에 불량 발생시 점멸되는 점멸등을 더 포함할 수 있다.
상기 반출유닛(400)은 검사가 완료된 상기 베어링(10)을 상기 처리부에서 판단된 결과에 따라 정상 베어링과 불량 베어링으로 분류하여 이동시키는 장치로, 상기 검사유닛(200)에서 인출되는 상기 베어링(10)이 구름이동되는 반출 경사대(410), 상기 처리부의 처리 결과에 따라 정상 베어링과 불량 베어링으로 분류할 수 있도록 불량 베어링을 하강시키는 리프트(420), 측정된 상기 베어링(10) 중 정상 베어링이 적재되는 정상 적재대(430) 및 불량 베어링을 수용되는 불량 적재대(440)를 포함한다.
상기 반출 경사대(410)는 상기 반입 경사대(120)와 동일한 형상으로 상기 검사유닛(200)을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되고, 상기 반출 경사대(410)는 상기 검사유닛(200)에서 검사가 완료된 상기 베어링(10)이 구름이동될 수 있도록 경사면이 형성된다.
상기 리프트(420)는 상기 처리부로부터 불량 베어링 발생신호가 수신되면, 상기 제어유닛(300)에서 불량 판정된 상기 베어링(10)을 하강시켜 상기 정상 적재대(430) 하부에 구비되는 상기 불량 적재대(440)로 이동시킨다.
상기 정상 적재대(430)는 상기 반출 경사대(410)를 따라 이동되는 상기 제어유닛에서 정상 판정된 상기 베어링(10)이 적재되며, 상기 반입 적재대(110)와 동일한 형상으로 복수 개가 구비된다.
이때, 상기 정상 적재대(430)는 상기 반출 경사대(410)를 따라 이동되는 정상 판정되 상기 베어링(10)을 상기 정상 적재대(430) 상면으로 밀어넣을 수 있도록 상기 정상 적재대(430) 전면에 설치되고, 상기 정상 적재대(430) 방향으로 신장되는 적재 실린더(450)를 더 포함할 수 있다. 이에, 상기 반출 경사대(410)를 따라 이동되는 상기 베어링(10)이 정상인 경우 상기 적재 실린더(450)가 신장되어 상기 베어링(10)을 상기 정상 적재대(430)의 상면으로 밀어 적재할 수 있다.
상기 불량 적재대(440)는 상기 리프트(420)에 의해 하강되는 상기 베어링(10)을 수용할 수 있도록 내부공간이 형성된다.
이때, 상기 불량 적재대(440)는 불량발생 원인에 따라 외륜 불량, 내륜 불량, 전동체 불량 및 케이지 불량으로 분류하여 저장할 수 있도록 복수 개가 구비될 수 있다. 이에, 상기 불량 적재대(440)에 수용된 불량 베어링을 보수 또는 수리가 용이할 수 있는 효과가 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 베어링 검사 시스템의 작동관계에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
상기 반입 적재대(110)에 복수 개의 상기 베어링(10)이 적재되면 상기 반입 스토퍼(140)가 후진되고, 상기 반입 실린더(130)가 신장되어 상기 베어링(10)을 밀어내어 상기 반입 경사대(120) 상면으로 공급한다
상기 반입 경사대(120)에 공급된 상기 베어링(10)은 경사면을 따라 상기 검사유닛(200) 방향으로 이동되고, 상기 외륜 고정부(210)는 상기 베어링(10)의 외륜(11)에 결합 고정된다.
상기 외륜 고정부(210)는 상기 내륜 고정부(220) 방향으로 상기 베어링(10)을 이동시켜 상기 베어링(10)의 내륜(12)과 상기 내륜 고정부(220)를 결합하여 고정한다.
상기 베어링(10)이 상기 외륜 고정부(210) 및 상기 내륜 고정부(220)에 의해 고정되면 상기 감지센서(240)가 상기 베어링(10) 방향으로 하강하여 상기 베어링(10)에 접촉되고 검사 준비가 완료된다.
검사 준비가 완료되면, 상기 모터(230)를 작동시켜 상기 모터(230)와 연결된 상기 내륜 고정부(220)를 회전시키고, 상기 내륜 고정부(220)의 회전에 의해 상기 베어링(10)을 회전되면 상기 감지센서(240)가 상기 베어링(10)의 진동을 감지하여 상기 신호 변환부로 전송한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 진단 시스템를 이용하여 베어링 상태에 따른 특성주파수를 보여주는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 신호 변환부는 상기 감지센서(240)에서 진동정보를 수신하여 상기 베어링(10)에 대한 외륜(11), 내륜(12), 전동체(13) 및 케이지(14) 각각의 측정 특성주파수로 변환하고, 그 데이터를 저장한다.
상기 산출부는 상기 모터(230)의 회전수에 따라 상기 베어링의 기준 특성주파수를 산출하여 상기 처리부로 전송한다.
상기 처리부는 상기 측정 특성주파수와 상기 기준 특성주파수를 비교하여 상기 베어링(10)의 불량여부를 판단하고 정상인 경우, 상기 적재 실린더(450)로 작동신호를 전송하고, 불량인 경우 상기 리프트(420)로 작동신호를 전송함과 동시에 상기 모니터(310)로 그 결과를 출력한다.
상기 처리부에서 불량이라고 판단되면, 검사가 완료되어 상기 검사유닛(200)에서 인출된 상기 베어링(10)은 상기 리프트(420) 상부로 이동되고, 불량 판정된 상기 베어링(10)이 상기 리프트(420) 상면에 안착되면 상기 리프트(420)는 하강되어 불량 판정된 상기 베어링(10)을 상기 불량 적재대(440)로 이동시킨다.
또한, 상기 처리부에서 정상이라고 판단되는 경우, 상기 리프트(420)는 작동되지 않고, 상기 베어링(10)은 상기 반출 경사대(410)를 따라 상기 정상 적재대(430)로 이동되고, 상기 베어링(10)이 상기 정상 적재대(430) 전면에 위치되면, 상기 처리부의 작동신호에 따라 상기 적재 실린더(450)가 신장하여 상기 베어링(10)을 상기 정상 적재대(430)에 적재한다.
이러한 과정은, 상기 반입 적재대(110)에 적재된 복수 개의 상기 베어링(10)의 검사가 완료될 때까지 반복된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 베어링 100: 반입유닛
110: 반입 적재대 120: 반입 경사대
130: 반입 실린더 140: 반입 스토퍼
200: 검사유닛 210: 외륜 고정부
220: 내륜 고정부 230: 모터
240: 감지센서 300: 제어유닛
400: 반출유닛 410: 반출 경사대
420: 리프트 430: 정상 적재대
440: 불량 적재대 450: 적재 실린더

Claims (6)

  1. 적재된 복수 개의 베어링을 순차적으로 이동시키는 반입유닛;
    상기 반입유닛으로부터 공급받은 상기 베어링을 회전시키고, 상기 베어링의 회전시 발생되는 진동을 감지하는 검사유닛;
    상기 베어링의 회전수에 따라 기준 특성주파수를 산출하고, 상기 검사유닛에서 감지된 진동를 측정 특성주파수로 변환하며, 상기 기준 특성주파수와 비교하여 불량 여부를 판단하는 제어유닛; 및
    상기 제어유닛으로부터 불량 여부 정보를 수신하여 검사가 완료된 상기 베어링을 정상 베어링과 불량 베어링으로 분류하여 반출하는 반출유닛;을 포함하며,
    상기 반입유닛은 복수 개의 상기 베어링이 안착될 있도록 한 쌍의 적재레일이 이격 배치되는 반입 적재대와, 상기 베어링이 구름이동 될 수 있도록, 상기 반입 적재대에서 상기 검사 유닛방향으로 갈수록 높이가 낮아지는 경사면이 형성된 반입 경사대와 상기 반입 적재대의 후면에 설치되고, 상기 반입 적재대에 적재된 복수 개의 상기 베어링이 순차적으로 상기 반입 경사대로 공급될 수 있도록 상기 반입 경사대 방향으로 신장되는 반입 실린더 및 상기 베어링이 순차적으로 상기 반입 적재대로 이동될 수 있도록, 상기 반입 경사대의 일측에 설치되고, 선택적으로 상기 반입 경사대 상면 방향으로 신장되어 상기 베어링의 이동을 제한하는 반입 스토퍼를 포함하는 베어링 검사장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 검사유닛은,
    상기 반입유닛에서 공급받은 상기 베어링의 외륜을 고정시키는 외륜 고정부;
    상기 베어링의 내륜을 고정시키는 내륜 고정부;
    상기 내륜 고정부와 연결되도록 설치되어 상기 베어링을 회전시키는 모터; 및
    상기 모터에 의해 내륜이 회전되는 상기 베어링의 외주면에 밀착되어 상기 베어링의 진동을 감지하는 감지센서;를 포함하는 베어링 검사장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    상기 감지센서에서 감지된 진동정보를 수신하여 상기 베어링의 외륜, 내륜, 전동체 및 케이지 각각의 측정 특성주파수로 변환하여 저장하는 신호 변환부;
    상기 모터의 회전수에 따른 상기 베어링의 외륜, 내륜, 전동체 및 케이지 각각의 기준 특성주파수를 산출하는 산출부; 및
    상기 신호 변환부에 저장된 상기 측정 특성주파수와 상기 산출부에서 산출된 상기 기준 특성주파수를 비교하여 불량여부를 판단하고 모니터로 출력하는 처리부;를 포함하는 베어링 검사장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 산출부, 상기 모터의 회전수에 따른 상기 베어링의 외륜, 내륜, 전동체 및 케이지 각각의 기준 특성주파수를 다음 식에 따라 산출하는 것을 특징으로 하는 베어링 검사장치.
    외륜 기준 특성주파수(BPFO, Ball Pass Frequency Outer Race)
    Figure 112013057428116-pat00009

    내륜 기준 특성주파수(BPFI, Ball Pass Frequency Inner Race)
    Figure 112013057428116-pat00010

    전동체 기준 특성주파수(BSF, Ball Spin Frequency)
    Figure 112013057428116-pat00011

    케이지 기준 특성주파수는 (TFT, Fundamental Train Frequency)
    Figure 112013057428116-pat00012

    (단, Nb=전동체의 개수, Bd=전동체의 직경, Pd=베어링의 피치 지름, θ=접촉각, RPM=분당 회전 수)
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 반출유닛은,
    상기 검사유닛에서 검사가 완료된 상기 베어링이 구름이동될 수 있도록 경사면이 형성된 반출 경사대;
    상기 제어유닛에서 판단된 결과에 따라, 상기 반출 경사대를 따라 이동되는 상기 베어링의 불량 여부에 따라 분류할 수 있도록 상기 불량베어링을 하강시키는 리프트;
    상기 반출 경사대를 따라 이동된 상기 정상베어링이 적재되는 정상 적재대; 및
    상기 리프트에 의해 분류된 상기 불량베어링이 적재되는 불량 적재대;를 포함하는 베어링 검사장치.
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