KR20090009525A - 커플링 성능 시험평가 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동력전달용 커플링 성능 시험평가 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동력전달용 커플링의 내구성 및 성능평가를 위하여 모터축과 회전축(연결 장치 모사)의 정렬과 하중을 고려하여 모터 및 장치의 베어링 발열 온도, 전달 토오크, 장치의 진동, 모터의 부하 등을 측정 및 시험 평가 할 수 있도록 하는 동력전달용 커플링 성능 시험평가 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 모터(11)와 연결하는 부분에서 베어링에 지지되어 동력을 공급하는 모터 축(12)과;

상기 모터 축(12)의 한 부분에 설치하는 커플링(14)과;

상기 모터 축(12)과 커플링에 의해 연결되며 양측에서 베어링(16, 21)으로 지지하는 회전축(15)과;

상기 모터(11)의 베어링 한 부분에 설치한 모터 베어링 온도센서(13)와, 베어링(16)의 한 부분에 설치한 베어링 온도센서(18) 및 베어링 하우징에 설치된 진동센서(17), 토오크 메타(30), 로드셀(31)을 연결한 제어박스(27)로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

커플링, 시험평가, 동력전달

Description

커플링 성능 시험평가 장치{Coupling performance test evaluation system}

본 발명은 동력전달용 커플링 시험평가 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동력전달용 커플링의 내구성 및 성능평가를 위하여 모터와 회전축의 정열 및 하중에 따른 모터 및 연결 장치의 베어링 발열 온도 변화, 장치의 진동과 모터의 전달 토오크 및 회전 등을 시험 및 평가할 수 있도록 하는 동력전달용 커플링 시험평가 장치에 관한 것이다.

일반적으로 커플링은 2개의 축을 연결하고 구동축으로부터 피동축으로 동력을 전달하는 기계요소이다. 이러한 커플링은 일직선상으로 배열되는 2축을 결합하는 것, 2축이 일정한 경사각을 갖고 서로 교차하게 결합하는 것, 및 평행한 축을 결합하는 것으로 크게 나눌 수 있다.

이러한 커플링은 베어링 및 축 이음에 하중이 발생하며, 축과 함께 회전함에 따라서 반복하여 작용하게 되므로 축의 피로, 베어링의 부하 및 온도 상승, 진동으로 인하여 한계점을 초과하게 되면 커플링 또는 부품 일부의 손상에 따른 모터 및 연결 장치 부품의 일부 또는 전체에 손상을 입히게 되어 장치의 일부 또는 전부를 교체해야하는 결점이 있었다.

아울러, 축 정렬 상태 및 부하에 따라 베어링과 축의 온도 변화, 진동 및 회전속도, 토오크 발생에 어떠한 영향이 있는지를 시험평가 할 수 없어서 커플링의 연결이 정상적으로 이루어져 있는지, 정상적으로 커플링 및 장치들의 연결이 이루어져 있는지를 알 수 없으므로 커플링의 성능 평가 및 정확한 진단을 하는 것이 매우 어려웠다.

이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 커플링에 따른 내구성과 베어링의 발열 온도, 진동 및 토오크를 시험평가 할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

본 발명은 축의 정렬에 따른 베어링의 온도와 진동의 체크, 하중 또는 부하가 걸렸을 때 발생하는 토오크 및 회전속도의 변화를 시험평가 할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 동력전달용 커플링 성능평가 장치는, 모터와 연결하는 부분에서 베어링에 지지되어 동력을 공급하는 모터 축과;

상기 모터 축의 한 부분에 설치하는 커플링과;

상기 모터 축과 커플링에 의해 연결하며 양측에서 베어링으로 지지하는 회전축과;

상기 모터의 베어링 한 부분에 설치한 모터 베어링 온도센서와, 회전축 베어링의 한 부분에 설치한 베어링 진동센서 및 베어링 온도센서, 토오크 메타 및 로드셀를 연결한 제어박스로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 모터 축과 회전축과의 정렬 및 모터의 동력을 제어하면서, 커플링을 연결하는 모터 축과 회전축을 지지하는 베어링 부위의 온도와 진동을 검사하고, 디스크에 하중장치를 이용하여 하중의 변화를 주는 것으로 커플링이 하중변화에 의해 모터의 전류 및 전압과 하중의 변화에 따른 내구성과 베어링의 발열 온도 및 진동, 모터의 토오크 변화를 시험 및 측정하여 커플링의 성능을 평가 할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 모터의 동력을 제어하는 제어박스와 연결한 컴퓨터에 비주얼 베이직으로 프로그래밍 된 구동 프로그램에 의한 장치를 구동하고 데이터 취득 및 저장을 통하여 커플링의 특성 시험을 통한 성능을 평가 할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.

일체형으로 형성되며 소정의 두께를 갖는 본체(10)의 상측 한 부분에 이송대(25)를 설치하여 양쪽으로 장공(28-2)과 가이드 핀(28-1)을 설치하여 한 부분에서 조정 볼트(26)를 통하여 설치 위치를 미세하게 가변한 후 고정 볼트(29)로 고정 설치하고, 상기 이송대(25)의 상측으로 모터 받침대(22)를 통하여 모터(11)를 설치하되, 모터 받침대(22)의 양쪽으로 장공(23)을 설치하여 고정 볼트(24)로 설치 위치를 조절할 수 있도록 하였다.

상기 모터(11)의 한 부분인 모터 축(12)은 베어링에 지지가 되어 동력을 출력할 수 있도록 되어있다.

상기 모터(11)의 베어링이 있는 부분에 모터 베어링 온도센서(13)를 설치하고 제어박스(27)와 연결하여 베어링에서 발생하는 온도를 검색할 수 있도록 하였다.

모터 축(12)의 한 부분에는 커플링(14)을 설치하여 연결 장치를 모사한 회전축(15)과 연결하였다.

회전축(15)은 본체(10)의 양측에서 소정의 간격을 두고 베어링(16, 21)으로 지지하여 회전을 안내한다.

회전축(15)을 설치한 베어링(16)의 한 부분에는 베어링 진동센서(17)를 설치하여 베어링(16)의 진동을 검색하여 제어박스(27)에 공급할 수 있도록 하였다.

상기 베어링(16)의 한 부분에는 베어링 온도센서(18)를 설치하여 베어링(16)의 온도를 검색하여 제어박스(27)에 공급할 수 있도록 하였다.

상기 제어박스(27)는 도시하지 않은 컴퓨터에 연결하여 시험평가를 검사할 수 있는 그래프 또는 다양한 프로그램을 내장하여 제어 및 데이터를 취득함과 동시에 확인 가능하도록 하였다.

회전축(15)의 한 부분에는 디스크(19)를 일체형으로 고정하여 함께 회전이 이루어지도록 하였고, 디스크(19)에는 하중장치(20)를 설치하여 부하 또는 하중을 제공할 수 있도록 하며, 부하 또는 하중을 검사할 수 있는 로드셀(31)을 설치하고, 회전축(15)에 설치된 디스크(19)에 하중을 가할 때 부하의 변화에 의한 모터의 토오크 변화를 검사할 수 있는 토오크 메타(30)를 회전축에 설치하였다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 모터 축(12)과 회전축(15) 사이에 커플링(14)을 설치한다.

상기 커플링(14)은 시험평가를 위한 것을 설치하는 것이며, 커플링(14)의 두께(폭)에 따라서 설치하는 폭이 달라지므로 고정 볼트(24)를 풀어 모터 받침대(22)의 이동이 자유롭게 한다.

커플링(14)을 먼저 설치한 후 커플링(14)의 두께(폭)에 따라서 모터 받침대(22)가 좌, 우로 움직이게 되므로 모터 받침대(22)를 이동함과 동시에 조정 볼트(26)를 통하여 이송대(25)가 모터 축(12)과 회전축(15)이 일직선상에 설치되도록 조정하고, 회전축(15)의 한쪽 부분에는 토오크 메타(30)를 설치한다.

장공(23)에 설치한 고정볼트(24)를 통하여 모터 받침대(22)를 고정하고, 조정 볼트(26)로 이송대(25)의 위치를 제어하여 고정하면 모터(11)와 커플링(14)의 설치를 완료한다.

모터(11)와 모터 축(12) 사이의 베어링에 모터 베어링 온도센서(13)를 연결하고, 베어링(16)에 베어링 진동센서(17)와 베어링 온도센서(18)를 연결하여 제어박스(27)와 연결되도록 한다.

위와 같이 시험평가 할 수 있는 준비를 완료한 후 제어박스(27)를 통하여 모터(11)를 구동시켜 회전하도록 한다.

모터(11)의 구동으로 모터 축(12)이 회전하면서 커플링(14)을 통하여 회전축(15)이 회전을 하게 된다.

모터(11)의 구동력으로 모터 축(12)과 커플링(14)이 회전하면서 모터축(12)을 지지하는 베어링과 회전축(15)을 지지하는 베어링(16)에서 열과 진동이 발생하게 된다.

모터 베어링 온도센서(13)는 모터(11)와 모터 축(12)이 회전하면서 발생하는 베어링의 온도변화를 측정하고, 베어링 온도센서(18)는 회전축(15)이 회전하면서 발생하는 베어링(16)의 온도변화를 측정하며, 베어링 진동센서(17)는 회전축(15)이 회전하면서 발생하는 베어링(16)의 진동을 측정하여 제어박스(27)에 공급하게 되며, 회전축(15)의 한쪽 부분 및 디스크에 설치한 토오크 메타(30) 및 로드셀(31)에 의해 모터의 토오크 변화 및 하중변화량을 측정할 수 있고, 제어박스(27)와 연결한 컴퓨터를 통하여 모터(11)에 의해서도 전류 및 전압에 의한 토오크(torque)를 그래프나 숫자로 확인할 수 있는 것이다.

상기 베어링의 온도와 진동을 측정함에 있어서, 디스크(19)의 하중장치(20)를 통하여 필요에 따라서 하중의 부가 정도를 달리할 수 있지만, 4~20kg 정도의 하중을 부가할 수 있게 되므로 소정을 하중을 부가하여 하중 변화에 따른 모터(11)의 전류 및 전압에 의한 모터(11)의 토오크를 계산하거나, 토오크 메타(30)에 의해서도 토오크 변화를 측정 할 수 있는 것이다.

그리고 커플링(14)은 모터(11)와 연결한 모터 축(12)과 회전축(15)을 연결하여 모터와 연결 장치를 모사 한 축을 연결하는 역할을 하고, 성능 시험평가를 할 수 있도록 하는 것이다.

상기 제어박스(27)는 모터(11)의 동력을 제어하고, 이와 연결한 컴퓨터(PC) 로 비주얼 베이직(Visual Basic)으로 프로그래밍 된 구동 프로그램에 의한 장치를 구동하고, 데이터 취득 및 저장하는 것이다.

그리고 이 결과를 바탕으로 커플링(14)의 특성을 시험하여 성능평가를 위한 데이터로 활용할 수 있는 것이다.

본 발명은 동력전달용 커플링의 내구성 및 성능평가를 위하여 모터와 회전축의 정열 및 하중에 따른 모터 및 연결 장치의 베어링 발열 온도 변화, 장치의 진동과 모터의 전달 토오크 및 회전 등을 시험 및 평가할 수 있도록 하는 분야에서 이용할 수 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 정면도

도 2 는 본 발명의 주요 부분에 대한 정면도

도 3 은 본 발명의 주요 부분에 대한 평면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 본체 11 : 모터

12 : 모터 축 13 : 모터 베어링 온도센서

14 : 커플링 15 : 회전축(연결 장치 모사)

16, 21 : 베어링 17 : 베어링 진동센서

18 : 베어링 온도센서 19 : 디스크

20 : 하중장치 22 : 모터 받침대

28-1 : 가이드 핀 28-2 : 장공

30 : 토오크 메타 31 : 로드셀

Claims (3)

1. 모터(11)와 연결하는 부분에서 베어링에 지지되어 동력을 공급하는 모터 축(12)과;

   상기 모터 축(12)의 한 부분에 설치하는 커플링(14)과;

   상기 모터 축(12)과 커플링(14)에 의해 연결하며 양측에서 베어링(16, 21)으로 지지하는 회전축(15)과;

   상기 모터(11)의 베어링 한 부분에 설치한 모터 베어링 온도센서(13)와, 회전축 베어링(16)의 한 부분에 설치한 베어링 진동센서(17) 및 베어링 온도센서(18), 토오크 메타(30) 및 로드셀(31)를 연결한 제어박스(27)로 이루어짐을 특징으로 하는 동력전달용 커플링 성능 시험평가 장치.
2. 제1항에 있어서, 모터(11)는 하측의 모터 받침대(22)에 장공(23)을 설치하여 커플링(14)의 두께(폭)에 따라 설치위치를 조정하여 고정 볼트(24)로 연결하고, 모터 받침대(22)의 하측에 이송대(25)를 설치하여 조정볼트(26)에 의해 모터 축(12)과 회전축(15)의 정렬(얼라이먼트)을 이송대(25)의 장공(28-2)과 본체(10)에 설치된 가이드 핀(28-1)에 의해 조정 볼트(26)로 임의로 미세하게 두 축(12, 15)의 정렬을 조정하여 고정 볼트(29)에 의해 고정할 수 있도록 함을 특징으로 하는 동력전달용 커플링 성능 시험평가 장치.
3. 제1항에 있어서, 회전축(15)은 한 부분에 디스크(19)를 설치하고, 이 디스크(19)에는 하중장치(20)를 연결하여 하중변화를 제공하는 것을 특징으로 하는 동력전달용 커플링 성능 시험평가 장치.

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