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제안 방법
- 상기 2개 요소가 기어이의 강도와 관련하여 영향이 가장 크기 때문에 2가지 요소에 대해서 평가하였고, 기본 설계 상에서는 특별한 원인을 찾을 수가 없었기 때문에 타사 설계 기준과 비교 검토하여 보았다. 그리고 기타 기어 수명에 영향을 미치는 인자로는 승강기의 환경조건, 사용조건, 설계조건, 운전 패턴, 오일 종류, 재료, 치면 조도, 경도, 동력 전달능력, 조립상태, 가동 상태 등이 수명에 영향을 미칠 수 있기 때문에 다양한 관점에서 확인하였다.
- 따라서 점식의 원인을 분석하기 위하여 진동 측정을 수행 하였으며, 진동 측정은 권상기의 진동과 승객이 타고 다니는 카(CAR) 내의 진동을 측정하여 영향을 평가하여 보았다. 다음으로 설계 검토를 실시하여 권상기의 하중에 대하여 평가를 하였으며, 마지막으로 웜기어용 오일의 특성에 대해서도 비교분석하여 보았다.
- 따라서 45 % OB율을 적용하여 계산하여 보았다.
- 따라서 아래에서는 호기별의 용량 및 윤활유와 타 제조사 별 현장에서 사용되고 있는 용량 및 윤활유를 비교 분석하여 보았으며, 발전소의 환경 및 부하조건을 고려하고 윤활유의 특성을 파악하여 최종적으로 결론을 도출하였다.
- 따라서 점식의 원인을 분석하기 위하여 진동 측정을 수행 하였으며, 진동 측정은 권상기의 진동과 승객이 타고 다니는 카(CAR) 내의 진동을 측정하여 영향을 평가하여 보았다. 다음으로 설계 검토를 실시하여 권상기의 하중에 대하여 평가를 하였으며, 마지막으로 웜기어용 오일의 특성에 대해서도 비교분석하여 보았다.
- 59 mm/s rms) 정렬불량이 존재하고, 290 Hz대역에서 공진이 발생하지만 그 크기는 작았고 점식은 발생하지 않았다. 따라서 정렬불량이 점식의 원인이라고 단정하기에는 무리가 있는 것으로 판단되었으며, 공진이 발생하는 원인은 기어이에 부하를 많이 받고 있는 것으로 사료되어 설계 검토를 실시하였다.
- 상기 2개 요소가 기어이의 강도와 관련하여 영향이 가장 크기 때문에 2가지 요소에 대해서 평가하였고, 기본 설계 상에서는 특별한 원인을 찾을 수가 없었기 때문에 타사 설계 기준과 비교 검토하여 보았다. 그리고 기타 기어 수명에 영향을 미치는 인자로는 승강기의 환경조건, 사용조건, 설계조건, 운전 패턴, 오일 종류, 재료, 치면 조도, 경도, 동력 전달능력, 조립상태, 가동 상태 등이 수명에 영향을 미칠 수 있기 때문에 다양한 관점에서 확인하였다.
- 승강기가 다니는 승강로에 설치된 레일 및 기타원인에 의한 부하증가 영향을 확인하기 위하여 카내 진동 측정을 실시하였다.
- 이 사례에서는 웜기어 방식 권상기에 발생한 점식에 대해 권상기 진동과 레일 설치 상태, 카 내 승차감 상태를 측정하여 진동적인 관점에서 특성을 파악하고 기어이의 부하 적절성 여부에 대한 설계 검토와 윤활유 특성을 조사하여 기어의 점식 발생 원인에 대해서 규명을 하였고, 최종적으로 설계 변경을 하지 않고 기어의 점식 영향을 제거하기 위해 오일 교체를 제안하였다.
- 점식 발생 원인을 분석하기 위하여 참고 논문을 조사한 결과, 웜기어 설계데이터, 오일, 열처리방법에 따라 점식의 영향에 대한 실험을 하였으며, 이 논문에서 다음과 같은 결론을 확인할 수 있었다.
- 진단 대상인 승강기는 발전소의 총 4개 보일러타워에 있는 승강기 중 1호기이다. 제작사는 1, 2호기와 3, 4호기가 다르며, 이중 1, 2호기는 3, 4호기와는 달리 설치 후 약 5년 뒤 점식으로 인해 권상기가 교체되었으며, 교체 후 3년 뒤 다시 1호기 기어이에 점식이 반복적으로 발생되어 그 원인을 규명하기 위하여 진단을 실시하였다. 한편 2호기는 1호기 보다 1년 일찍 교체되었으나 점식이 발생되지 않았다.
- 추가적으로 보일러 3, 4호기의 설계 데이터와 비교하여 보았다. 보일러 3, 4호기는 H사 제품을 사용하고 있으며, 전동기 용량 22 kW 축하중 9000 kg의 권상기가 적용되고 있고, 실제 사용되는 카체대와 기타 사양이 1, 2호기와 대동소이하다고 판단하였을 때, 3, 4호기의 권상기 용량은 1, 2호기 용량보다 500 kg 크게 반영되어 있다.
- 하지만, 허용 마모 강도는 26000시간 기준으로 계산된 것이기 때문에 실제 사용시간이 줄어드는 효과가 있는 것이며, 오히려 상승 방향의 웜기어 마모는 발생하고 있지 않고 하강방향에 점식이 생기고 있기 때문에 하강 방향에 대한 OB율을 적용하여 아래와 같이 계산하여 보았다.
- 한편 운행 시 설치상태에 의한 부하 영향도 평가해보기 위하여 승차감 진동을 분석하여 보았다.
대상 데이터
- 이 사례는 화력발전소의 보일러타워에서 사용되는 웜기어 방식 권상기의 점식 발생 현상에 대해 진단한 것으로써 사양은 속도 60 m/min, 30인승(2000 kg), 전체 행정은 100 m로 일반 아파트용 승강기(15층 일 경우 약 50 m) 보다 2배 이상 긴 행정에서 운행되고 있었다. 따라서 긴 행정으로 인해 웜기어는 부하를 많이 받을 수밖에 없는 상태이었고, 진동 역시 ISO 10816-3의 Class II 기준치 C를 초과(max.
- 진단 대상인 승강기는 발전소의 총 4개 보일러타워에 있는 승강기 중 1호기이다. 제작사는 1, 2호기와 3, 4호기가 다르며, 이중 1, 2호기는 3, 4호기와는 달리 설치 후 약 5년 뒤 점식으로 인해 권상기가 교체되었으며, 교체 후 3년 뒤 다시 1호기 기어이에 점식이 반복적으로 발생되어 그 원인을 규명하기 위하여 진단을 실시하였다.
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