KR100243943B1

KR100243943B1 - 압축기 크랭크축의 마찰 및 마모량 측정장치

Info

Publication number: KR100243943B1
Application number: KR1019970067798A
Authority: KR
Inventors: 김상수
Original assignee: 전주범; 대우전자주식회사
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 2000-03-02
Also published as: KR19990048970A

Abstract

본 발명은 압축기 크랭크축의 마찰 및 마모량 측정장치에 관한 것으로서, 압축기에서 크랭크축과 본체프레임이 접촉에 의해 마찰되는 부분의 마찰 및 마모량을 측정할 수 있는 것에 있어서, 상기 크랭크축에 본체프레임과 마찰되는 부분의 양측에 시편을 형성하고 그 끝단에는 커플링과 연결된 구동모터를 설치한 것과, 상기 크랭크축의 시편에는 윤활작용과 같은 역할을 할 수 있도록 베어링과 실린더시편이 설치되는 각각의 고정부를 형성하되, 상기 일측 실린더시편의 일단에는 지지부재에 의해 스트레인 게이지가 설치된 것과, 상기 크랭크축의 시편과 시편 사이의 중간에는 상측에 부과하중이 형성되고 중간은 볼부시가 지지되게 설치되며 하단으로는 크랭크축에 결합되게 볼베어링이 설치된 지지축이 설치되게 구성된 것을 특징으로 하는 압축기 크랭크축의 마찰 및 마로량 측정장치를 제공하므로서, 압축기의 본체프레임에서 회동되는 크랭크축의 마찰 및 마모량을 정확하게 측정하여 크랭크축의 내마모성을 향상시킬 수 있는 여건을 구비하여 압축기의 전체적인 효율을 향상시킬 수 있도록 한 압축기 크랭크축의 마찰 및 마모량 측정장치에 관한 것이다.

Description

압축기 크랭크축의 마찰 및 마모량 측정장치(An apparatus for measuring the friction and the abrasion of a crank shaft in the compressor).

본 발명은 압축기 크랭크축의 마찰 및 마모량 측정장치에 관한 것으로서, 더 상세하게 설명하면 압축기에서 회동되는 크랭크축의 마찰 및 마모량을 측정할 수 있는 장치를 제공하여 크랭크축의 내마모성을 향상시킬 수 있는 여건을 구비하여 압축기의 전체적인 효율을 향상시킬 수 있도록 한 압축기 크랭크축의 마찰 및 마모량 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 압축기는 공조싸이클의 압축, 응축, 팽창, 증발의 4과정중에서 열매체를 압축하는, 즉 열매체를 고온, 고압의 기체상태 열매체로 변화시켜 다음 단계로 보내는 일을 하는 것으로, 이러한 압축기에는 압축하는 방식에 따라 체적압축식 즉, 왕복동 압축기, 스크류식 압축기, 회전 압축기와, 원심식의 터보 압축기로 나누어진다.

상기 압축기는 외형에 따라 개방형, 밀폐형, 반밀폐형으로 분류되고, 냉각방식에 의해 수냉식과 공냉식으로 분류되며, 회전속도에 따라 저·중·고속으로 분류되고, 실린더수에 의해 단기통과 다기통으로 분류된다.

상기와 같이 여러 형태로 나누어진 압축기 중, 본 원에서는 도 2 및 도 3에 도시된 바와같이 밀폐형 왕복동 압축기를 예로 들어 설명하면 전기모터 및 압축기가 상부케이스(51)와 하부케이스(52)으로 밀폐되며, 그 내부에는 적당한 방진 및 방음 수단을 목적으로 압축스프링(53) 또는 판스프링으로 지지봉(54)에 의해 지지되는 본체프레임(55)이 내장되어 있다.

상기 본체프레임(55)은 고정자와 회전자를 가지는 전동기부(56)와, 회전자가 고정된 크랭크축(57)의 상단으로 실린더블럭(58)과 그 내부의 실린더(58a)에 왕복 운동가능하게 피스톤(59)이 설치되며, 그 피스톤(59)의 왕복운동에 의해 실린더블럭(58)의 좌측 단부에 설치된 흡입 및 토출밸브체(60)를 설치하여 저압·저온의 냉매가스가 흡입되고, 고압·고온의 냉매가스가 토출된다.

상기 흡입 및 토출밸브체(60)는 소형화를 위하여 통상 탄성을 지니는 플랩퍼(flapper) 내지는 리드(reed)형 박판 구조로 구성되며, 그 플랩퍼 내지는 리드형 흡입 및 토출밸브체(60)는 양면에 작용하는 압력차에 의해 피동적으로 개폐된다.

이와 같이 구성된 밀폐형 왕복동 압축기(50)는 피스톤(59)의 후진 운동시 상기 저압·저온의 냉매가스는 상기 상부 내지는 하부 케이스(51)(52)에 밀폐되게 고정된 흡입관(61) 및 흡입머플러(62)를 통해 외부의 증발기(도시되지 않음)로 부터 흡입 및 토출밸브체(60)의 흡입리드밸브로 토출머플러(64)의 흡입실로 유입된 후 실린더(58a) 내로 유입되고, 피스톤(59)의 전진 운동시에는 상기 압축기에서 토출된 고압·고온의 냉매가스는 그 흡입 및 토출밸브체(60)의 토출밸브로 부터 토출머플러(64)를 거쳐 상기 상부 내지는 하부 케이스(51)(52)에 밀폐되게 고정된 토출관(65)을 거쳐 외부의 응축기(도시되지 않음)로 송출된다.

미설명부호 67는 냉매충진파이프로 상기 하부 케이스(52)에 밀폐되게 고정되고 초기에 내부에 냉매가스를 충진시킨 후, 밀봉시킨다.

이러한, 밀폐형 왕복동 압축기(50)의 소음은 피스톤(59)의 왕복운동, 흡입 및 토출밸브체(60)의 개폐충격, 냉매가스의 흡입 및 토출압력의 맥동 등에 의해 발생하며, 그 중 냉매가스의 흡입 및 토출압력의 맥동에 의한 소음을 감소시키기 위해 흡입관(61)으로 유입된 냉매가스는 상부 및 하부케이스(51)(52) 내부에 충진된 상태에서 흡입머플러(62)를 통해 토출머플러(64)의 흡입실를 거쳐 실린더(58a) 내로 흡입되고, 실린더(58a)에서 압축된 냉매는 토출머플러(64)의 제 1토출실과 제 2토출실을 통하여 토출관(65)으로 토출된다.

한편, 전동기부(56)는 본체프레임(55)의 하부에 고정되게 설치되는 고정자(68)와 이 고정자(68)와 간극을 두고 회전하는 회전자(69)로 구성되고(도 3참조), 이 회전자(69)는 크랭크축(57)에 고정되어 함께 회전하도록 본체프레임(55)에 회전가능하게 지지된다.

상기 전동기부(56)의 크랭크축(57)의 단부에는 상기 본체프레임(55)의 상부로 편심축(57a)을 돌출되게 형성하여 피스톤(59)을 피스톤 로드(59a) 및 축수로 그 편심축(57a)에 연결함으로서, 상기 편심축(57a)의 편심회전량만큼 피스톤(59)이 왕복운동하게 된다. 또한, 상기 전동기부(56)의 고정자(68)의 권선코일에는 상부 및 하부 케이스(51)(52)에 밀폐되게 고정되는 외부단자(70)를 설치하여 외부 전원이 인가된다.

상기와 같이 작동되는 압축기 및 구동모터의 원활한 운전을 위해 하부 케이스(52)의 바닥에는 냉동기유가 저장되는 냉동기유 저유조(52a)를 형성하여 크랭크축(57)의 윤활유 공급홈(57b)을 따라 상부로 흡입되면서 각 윤활부위에 냉동기유를 공급하여 윤활작용을 할 수 있도록 하였다.

상기에서 냉동기유가 분사되는 과정을 좀더 상세하게 설명하면 하부케이스(52)의 저유조(52a)에 저장된 냉동기유가 크랭크축(57)의 원심력에 의해 윤활유 공급홈(57b)을 따라 상부로 흡입되면서 1차적으로 본체 프레임(55)과 크랭크축(57) 사이에 공급된 후 다시 스러스트 베어링부(55b)에 공급된 다음 편심축(57a)의 내부에 수직으로 관통된 분사공을 통해 편심축(57a)의 베어링부와 상부케이스(51)로 분사시켜 상기와 같은 과정을 거쳐 과열된 냉동기유의 온도를 떨어뜨린 후 다시 압축기의 저면에 형성된 저유조(52a)로 회귀하게 된다.

그러나, 상기와 같이 회동되는 크랭크축(57)과 본체브레임(55) 사이에는 면접촉으로 인한 마모가 발생하게 되었는 데, 종래에는 이러한 마모량을 측정할 수 있는 별도의 장치가 구비되지 않아 크랭크축(57)을 대략 1000시간 정도의 내구 시험한 후, 크랭크축(57)을 이탈시켜 마모량을 측정하였다.

이와 같이 종래에는 크랭크축(57)의 마모량을 측정하기 위해서는 많은 시간이 소요되는 문제점과, 분해하는 과정과 측정하는 과정에서 별도의 비용이 수반되는 문제점이 발생함과 동시에 크랭크축(57)의 마찰부분의 내마모성을 향상시킬 수 있는 여건을 구비하지 못하였다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하고자 안출한 것으로서, 압축기에서 회동되는 크랭크축의 마찰 및 마모량을 측정할 수 있는 장치를 제공하여 크랭크축의 내마모성을 향상시킬 수 있는 여건을 구비하여 압축기의 전체적인 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축기에서 크랭크축과 본체프레임이 접촉에 의해 마찰되는 부분의 마찰 및 마모량을 측정할 수 있는 것에 있어서, 상기 크랭크축에 본체프레임과 마찰되는 부분의 양측에 시편을 형성하고 그 끝단에는 커플링과 연결된 구동모터를 설치한 것과, 상기 크랭크축의 시편에는 윤활작용과 같은 역할을 할 수 있도록 베어링과 실린더시편이 설치되는 각각의 고정부를 형성하되, 상기 일측 실린더시편의 일단에는 지지부재에 의해 스트레인 게이지가 설치된 것과, 상기 크랭크축의 시편과 시편 사이의 중간에는 상측에 부과하중이 형성되고 중간은 볼부시가 지지되게 설치되며 하단으로는 크랭크축에 결합되게 볼베어링이 설치된 지지축이 설치되게 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 마찰 및 마모량 측정장치의 구성 및 작동관계를 도시한 개략도.

도 2는 일반적인 밀폐형 왕복동 압축기의 구성을 도시한 개략적인 평면도.

도 3은 도 2에 따른 개략적인 종단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

10 : 시편 12 : 커플링

15 : 구동모터 20 : 고정부

22 : 베어링 24 : 실린더시편

26 : 지지부재 28 : 스트레인 게이지

30 : 지지축 32 : 부과하중

34 : 볼부시 36 : 볼베어링

55 : 본체프레임 57 : 크랭크축

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 마찰 및 마모량 측정장치의 구성 및 작동관계를 도시한 개략도로서, 도 3을 참조하여 설명하면 압축기(50)에서 크랭크축(57)과 본체프레임(55)의 접촉에 의해 마찰되는 부분의 크랭크축(57) 양측에 시편(10)을 형성하고 그 끝단에는 커플링(12)과 연결된 구동모터(15)를 설치한 것과, 상기 크랭크축(57)의 시편(10)에는 윤활작용과 같은 역할을 할 수 있도록 베어링(22)과 실린더시편(24)이 설치되는 각각의 고정부(20)를 형성하되, 상기 일측 실린더시편(24)의 일단에는 지지부재(26)에 의해 스트레인 게이지(28)가 설치된 것과, 상기 크랭크축(57)의 시편(10)과 시편(10) 사이의 중간에는 상측에 부과하중(32)이 형성되고 중간은 볼부시(34)가 지지되게 설치되며 하단으로는 크랭크축(57)에 결합되게 볼베어링(36)이 설치된 지지축(30)이 설치되어 있는 것을 도시한 도면이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 첨부된 도면 도 1 및 도 3에 의해 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

압축기(50)의 크랭크축(57)의 양측에 본체프레임(55)이 맞닿는 접촉부위에 시편(10)을 형성하고 이 크랭크축(57)의 끝단으로 커플링(12)과 연결되게 구동모터(15)를 설치하며, 상기 크랭크축(57)의 시편(10)에는 윤활작용과 같은 역할을 할 수 있도록 베어링(22)과 실린더시편(24)이 설치되는 각각의 고정부(20)를 설치하되, 상기 일측 실린더시편(24)의 일단에는 지지부재(26)에 의해 스트레인 게이지(28)를 설치한다.

그리고, 상기 크랭크축(57)의 시편(10)과 시편(10) 사이의 중간에는 상측에 부과하중(32)이 형성되고 중간은 볼부시(34)가 지지되게 설치되며 하단으로는 크랭크축(57)에 결합되게 볼베어링(36)이 설치된 지지축(30)을 설치한다.

상기와 같은 상태에서 구동모터(15)를 구동시키면 커플링(12)과 연결된 크랭크축(57)이 회동되면서 크랭크축(57)에 형성된 시편(10)과 고정부(20)에 설치된 실린더시편(24) 사이에 마찰이 발생하게 되고 이 마찰력은 실린더시편(24)의 일단으로 형성된 스트레인 케이지(28)에 의해 측정된다.

상기에서 크랭크축(57)에는 크랭크축(57)의 시편(10)과 시편(10) 사이에 설치된 지지축(30)의 상부에 형성된 부과하중(32)이 볼베어링(36)을 통해 부과되면서 마찰력이 측정된다.

상기와 같이 크랭크축(57)의 시편(10)과 실린더시편(24) 사이의 마찰력이 스트레인 케이지(28)에 의해 측정되면 고정부(20)에서 실린더시편(24)을 분리시켜 무게를 측정하게 되면 그 마모량 또한 측정할 수 있는 것이다.

상기 실린더시편(24)의 외주연에 설치된 베어링(22)은 크랭크축(57)과 본체프레임(55) 사이에 공급되어 윤활되는 윤활유의 역할을 할 수 있도록 하기 위해 설치된 것이다.

이와 같이 크랭크축(57)과 본체프레임(55)에서 발생되는 마찰 및 마모량을 간단한 장치로 직접적으로 측정할 수 있어 크랭크축(57)의 내마모성을 향상시킬 수 있는 여건을 구비하여 압축기의 전체적인 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 압축기의 크랭크축과 본체프레임에서 발생되는 마찰 및 마모량을 실시간으로 측정할 수 있는 장치를 제공하므로서, 압축기의 본체프레임에서 회동되는 크랭크축의 정확한 마찰 및 마모량을 측정하여 크랭크축의 내마모성을 향상시킬 수 있는 여건을 구비하여 압축기의 전체적인 효율을 향상시킬 수 있는 바람직한 발명인 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로 부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

압축기에서 크랭크축과 본체프레임이 접촉에 의해 마찰되는 부분의 마찰 및 마모량을 측정할 수 있는 것에 있어서, 상기 크랭크축(57)에 본체프레임(55)과 마찰되는 부분의 양측에 시편(10)을 형성하고 그 끝단에는 커플링(12)과 연결된 구동모터(15)를 설치한 것과, 상기 크랭크축(57)의 시편(10)에는 윤활작용과 같은 역할을 할 수 있도록 베어링(22)과 실린더시편(24)이 설치되는 각각의 고정부(20)를 형성하되, 상기 일측 실린더시편(24)의 일단에는 지지부재(26)에 의해 스트레인 게이지(28)가 설치된 것과, 상기 크랭크축(57)의 시편(10)과 시편(10) 사이의 중간에는 상측에 부과하중(32)이 형성되고 중간은 볼부시(34)가 지지되게 설치되며 하단으로는 크랭크축(57)에 결합되게 볼베어링(36)이 설치된 지지축(30)이 설치되게 구성된 것을 특징으로 하는 압축기 크랭크축의 마찰 및 마모량 측정장치.