KR101787408B1 - 펌프/수차 너트-잭 나사산 래핑기구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 펌프/수차의 너트-잭 나사산의 손상 시에 이를 다시 정밀하게 가공할 수 있는 나사산 래핑기구에 관한 것으로, 판상의 원형 고리형상을 갖는 헤드몸체(110)와; 상기 헤드몸체(110)에 수직으로 연장되어 서로 등각을 이루면서 고정되는 복수 개의 고정바(121)와; 일체로 구성된 복수 개의 빔으로 구성되어 각 빔의 선단이 상기 고정바(121) 각각에 고정되어 상기 고정바(121)를 지지하게 되는 보강부재(122a)와; 고정바(121)를 기준으로 바깥으로 수평하게 연장되어 상기 보강부재(122a)와 함께 상기 고정바(121)에 고정되는 연장부재(122b)와; 상기 너트-잭의 나사산과 접하도록 나사산이 돌출 형성된 나사면(131)이 형성되어 상기 헤드몸체(110)에 반경방향으로 전후 이동 가능하게 구비되는 복수 개의 래핑블록(130)과; 상기 래핑블록(130) 각각에 마련되어 상기 래핑블록(130)을 상기 헤드몸체(110)에 고정하게 되는 복수의 고정부재;를 포함하여 상기 래핑블록(130) 각각은 서로 독립하여 반경방향으로 길이 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

펌프/수차 너트-잭 나사산 래핑기구{Pump/Turbine Nut-Jack Screw Lapping Device}
본 발명은 펌프/수차의 너트-잭 나사산의 손상 시에 이를 다시 정밀하게 가공할 수 있는 나사산 래핑기구에 관한 것이다.
펌프 수차는 양수식 발전소에서 수차를 역전시킴으로써 펌프의 작용을 행하게 할 수 있는 반동 수차로서 펌프로도 수차로도 사용된다.
도 1은 일반적인 펌프/수차 샤프트를 보여주는 사진으로서, 양수발전소의 펌프/수차의 잭-너트는 샤프트의 나사산(M620ㅧP12-길이 260㎜)에 체결되며, 이는 2번째 런너, 디스텐스 피스, 1번째 런너, 중간 슬리브(intermediate sleeve), 프리스트레스 슬리브(pre-stressing sleeve)를 너트-잭(nut-jack)과 웨지(wedge)에 의해 밀착시키고 프리스트레스 슬리브 내부의 피스톤 및 실린더에 유압을 가하여 피스톤의 단면적을 증대시켜 축을 인장시키는 역할을 한다.
그러나 샤프트와 너트-잭의 나사산의 미세간극으로 인하여 분해 및 조립 시에 수평조정 불량 및 과도한 힘의 불균형에 의한 고착현상으로 인해 나사산 손상이 발생된다. 또한 너트-잭 체결 시에 1350bar의 사용압력으로 인하여 샤프트 변형에 의한 수직/수평도 불량이 발생되기도 한다. 참고로 도 2는 펌프/수차 샤프트와 너트-잭 분해 후의 나사산 손상 상태를 보여주고 있다.
종래에는 이와 같이 너트-잭의 손상된 나사산을 수작업에 의해 황삭 및 정삭가공을 수행하고 있으나, 수작업에 의한 정밀가공에 따른 작업 시간이 많이 소요되어 정비 효율성이 상당히 떨어지는 문제점이 있다.
공개실용신안공보 제20-2000-0007821호(공개일자: 2000.05.06)
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대직경의 펌프/수차의 너트-잭의 나사산 손상부분을 정밀하게 가공하여 나사선 변형에 의한 수직도/수평도 불량을 방지할 수 있는 래핑기구를 제공하고자 하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 래핑기구는, 펌프/수차의 너트-잭의 내주면에 형성된 나사산을 가공하기 위한 래핑기구에 관한 것으로서, 판상의 원형 고리형상을 갖는 헤드몸체와; 상기 헤드몸체에 수직으로 연장되어 서로 등각을 이루면서 고정되는 복수 개의 고정바와; 일체로 구성된 복수 개의 빔으로 구성되어 각 빔의 선단이 상기 고정바 각각에 고정되어 상기 고정바를 지지하게 되는 보강부재와; 고정바를 기준으로 바깥으로 수평하게 연장되어 상기 보강부재와 함께 상기 고정바에 고정되는 연장부재와; 상기 너트-잭의 나사산과 접하도록 나사산이 돌출 형성된 나사면이 형성되어 상기 헤드몸체에 반경방향으로 전후 이동 가능하게 구비되는 복수 개의 래핑블록과; 상기 래핑블록 각각에 마련되어 상기 래핑블록을 상기 헤드몸체에 고정하게 되는 복수의 고정부재;를 포함하여 상기 래핑블록 각각은 서로 독립하여 반경방향으로 길이 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 래핑블록은 가동방향을 따라서 수직으로 관통 형성된 장공의 고정슬롯이 형성되며, 상기 고정부재는 상기 고정슬롯에 관통 삽입되어 상기 헤드몸체에 나사 조립되어 상기 래핑블록을 고정하게 되는 고정볼트를 포함한다.
보다 바람직하게는, 상기 고정슬롯는 서로 나란하게 복수 개로 구성되고 상기 고정볼트는 각 고정슬롯 마다 구비되어 상기 래핑블록의 고정이 이루어진다.
보다 바람직하게는, 상기 고정부재는, 상기 헤드몸체에 수직으로 고정되는 고정브라켓과; 상기 고정브라켓에 나사 조립되어 상기 래핑블록의 측면을 반경방향으로 가압 고정하게 되는 조정볼트를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 래핑블록은 가동방향으로 안내가 이루어지도록 상기 헤드몸체와 선형의 계합부재에 의해 조립이 이루어진다.
본 발명에 따른 래핑기구는, 원형 고리형상을 갖고 너트-잭 내에 위치하게 되는 헤드몸체와, 헤드몸체에 배치되어 나사산을 정밀 가공하기 위한 복수의 래핑블록을 포함하여 대직경을 갖는 펌프/수차의 너트-잭의 나사산 손상부분을 정밀하게 가공하여 정비 효율성을 제고하고 정비품질을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 펌프/수차 샤프트를 보여주는 사진,
도 2는 펌프/수차 샤프트와 너트-잭 분해 후의 나사산 손상 상태를 보여주는 사진,
도 3은 본 발명에 따른 래핑기구의 사시도,
도 4의 (a)(b)는 각각 본 본 발명에 따른 래핑기구의 평면 및 단면 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 래핑기구의 헤드몸체와 래핑블록의 분해된 상태를 보여주는 단면 구성도,
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 래핑기구의 사시도이며, 도 4의 (a)(b)는 각각 본 본 발명에 따른 래핑기구의 평면 및 단면 구성도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 래핑기구(100)는, 원형 고리형상을 갖고 회전 조작이 가능한 프레임(110)(121)(122)과, 나사산이 돌출 형성된 나사면(131)을 갖고 프레임(110)(121)(122)에 설치되는 복수의 래핑블록(130)과, 래핑블록(130)을 프레임(110)(121)(122)에 고정하게 되는 고정부재를 포함한다.
프레임(110)(121)(122)은, 판상의 원형 고리형상을 갖는 헤드몸체(110)와, 헤드몸체(110)에 수직으로 연장되어 서로 등각을 이루면서 고정되는 복수 개의 고정바(121)와, 고정바(121) 각각에 수평하게 고정되는 복수 개의 손잡이(122)를 포함한다.
헤드몸체(110)은 일정 두께를 갖는 원형 고리형상을 가지며, 이때 헤드몸체(110)의 직경은 너트-잭 내부에 일정 유격을 갖고 삽입이 가능한 사이즈 내에서 결정된다.
헤드몸체(110)의 상부에 복수 개의 고정바(121)가 연직으로 고정되며, 바람직하게는, 헤드몸체(110)에 서로 등각을 이루면서 배치된다. 본 실시예에서는 4개의 고정바(121)가 서로 직각으로 배치되는 것을 예시하고 있으나, 고정바의 숫자는 증감될 수 있다. 또한, 고정바(121)는 헤드몸체(110)는 용접 등에 의해 일체로 고정될 수 있으며, 또는 분해/조립이 가능하도록 볼트에 의해 조립될 수 있다.
손잡이(122)는 각 고정바(121)에 수평으로 고정되며, 바람직하게는, 일체로 구성된 복수 개의 빔으로 구성되어 빔의 각 선단이 각 고정바(121)에 고정되어 고정바(121)를 지지하게 되는 보강부재(122a)와, 각 고정바(121)를 기준으로 바깥으로 수평하게 연장되어 보강부재(122a)와 함께 고정바(121)에 고정되는 연장부재(122b)로 구성될 수 있다. 보강부재(122a), 연장부재(122b) 및 고정바(121)는 용접되어 일체로 고정될 수 있으며, 또는 볼트에 의해 체결되어 분해/조립이 가능할 수 있다.
래핑블록(130)은 나사산이 형성된 나사면(131)이 형성되어 헤드몸체(110)에 반경방향(R)으로 전후 이동이 가능하게 고정된다.
구체적으로, 래핑블록(130)은 전체적으로 육면체의 블록으로서, 바깥면으로 나사산이 형성된 나사면(131)이 형성되고 상부면에 수직으로 관통 형성되어 장공의 조립공(132)이 형성된다.
래핑블록(130) 상부에 관통 형성된 조립공(132)는 헤드몸체(110)의 중심에 대해 반경방향(R)을 따라서 장공으로 형성되며, 이때 조립공(132)은 복수 개일 수 있다.
고정부재는 각 래핑블록(130)을 헤드몸체(110)에 고정하기 위한 것으로서, 래핑블록(130)의 조립공(132)에 삽입되어 헤드몸체(110)와 나사 조립이 이루어지는 고정볼트(141)에 의해 제공될 수 있다. 고정볼트(141)는 각 래핑블록(130)의 조립공(132) 마다 구비되어 래핑블록(130)을 헤드몸체(110)에 고정하게 되며, 이때 래핑블록(130)의 조립공(132)의 장공 길이(d) 범위 내에서 래핑블록(130)은 반경방향(R)으로 전후 위치 조절이 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 고정부재로서 래핑블록(130)의 측면을 반경방향(R)으로 가압 고정할 수 있는 조정볼트(143)를 더 포함한다.
구체적으로, 헤드몸체(110)는 래핑블록(130)이 배치되는 안쪽으로 고정브라켓(142)이 수직하게 용접 고정되며, 조정볼트(143)는 고정브라켓(142)에 수평하게 나사 조립되어 래핑블록(130)의 측면을 가압하여 고정이 이루어진다.
이러한 조정볼트(143)는 헤드몸체(110)와 래핑블록(130)을 수직으로 관통하여 고정하게 되는 래핑블록(130)의 수평 방향의 미세 조정이 가능하여 미세한 수평도의 조절에 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 래핑기구의 헤드몸체와 래핑블록의 분해된 상태를 보여주는 단면 구성도로서, 도 4의 (c)에서의 A-A 선의 단면과 대응되는 단면 구성도이다.
도 5를 참고하면, 래핑블록(130)과 헤드몸체(110)는 서로 계합부재(130a)(110a)에 의해 조립이 이루어져 래핑블록(130)의 가조립이 이루어질 수 있다.
본 실시예에서 래핑블록(130)은 하부에 계합돌기(130a)가 돌출 형성되며, 헤드몸체(110)는 계합돌기(130a)가 삽입되는 선형의 요홈(110a)가 반경 방향으로 형성되어 래핑블록(130)는 요홈(110a) 내에 안착되어 헤드몸체(110)와 가조립이 이루어질 수 있다. 한편 다른 실시예로서 래핑블록(130) 하부에 선형의 요홈이 형성되고 헤드몸체(110)의 상부면에 돌출된 계합돌기가 형성되어 헤드몸체(110)와 래핑블록(130)의 가조립이 이루어질 수 있다.
다시 도 4를 참고하면, 앞서 설명한 것과 같이 복수의 래핑블록(130)은 헤드몸체(110)와 계합부재에 의해 설정된 정위치에서 가조립이 이루어질 수 있으며, 이때, 래핑블록(130) 역시도 서로 등각으로 배치되어 인접한 손잡이(122)와 일정한 사잇각(θ)을 갖고 배치됨이 바람직하다. 본 실시예에서 손잡이(122)와 함께 래핑블록(130)은 4개로 구성되어 서로 직각으로 헤드몸체(110)에 배치되고 래핑블록(130)과 손잡이(122)의 사잇각(θ)은 45ㅀ이다.
이와 같이 구성된 래핑기구는, 펌프/수차의 샤프트와 너트-잭를 분해한 후에 너트-잭 내에 래핑기구(100)를 위치시키게 되며, 이때 래핑블록(130)은 헤드몸체(110)와 고정볼트(141)에 의해 가조립이 이루어진 상태이다.
다음으로, 각 래핑블록(130)과 너트-잭의 나사산이 접하도록 고정볼트(141)와 조정볼트(143)를 미세 조정하고 나사산 사이에 래핑 콤파운드(lapping compound)를 바른 후에 손잡이(122)를 잡고 래핑기구(100)를 정회전 또는 역회전하면서 나사산을 따라서 손상된 나사산의 가공이 이루어진다. 한편, 너트-잭의 나사산 가공 시에 손상된 나사산의 부위를 고려하여 각 래핑블록(130)을 고정하게 되는 고정볼트(141)와 조정볼트(143)의 미세 조정량은 다를 수 있으며, 본 발명은 각 래핑블록(130)마다 고정볼트(141)과 조정볼트(143)가 마련되어 각 래핑블록(130)에 미세 조정이 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경을 할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100 : 래핑기구 110 : 헤드몸체
110a : 요홈 121 : 고정바
122a : 보강부재 122b : 연장부재
130 : 래핑블록 130a : 계합돌기
131 : 나사면 132 : 고정슬롯
141 : 고정볼트 142 : 고정브라켓
143 : 조정볼트

Claims (5)

  1. 펌프/수차의 너트-잭의 내주면에 형성된 나사산을 가공하기 위한 래핑기구에 관한 것으로서,
    판상의 원형 고리형상을 갖는 헤드몸체와;
    상기 헤드몸체에 수직으로 연장되어 서로 등각을 이루면서 고정되는 복수 개의 고정바와;
    일체로 구성된 복수 개의 빔으로 구성되어 각 빔의 선단이 상기 고정바 각각에 고정되어 상기 고정바를 지지하게 되는 보강부재와;
    고정바를 기준으로 바깥으로 수평하게 연장되어 상기 보강부재와 함께 상기 고정바에 고정되는 연장부재와;
    상기 너트-잭의 나사산과 접하도록 나사산이 돌출 형성된 나사면이 형성되어 상기 헤드몸체에 반경방향으로 전후 이동 가능하게 구비되는 복수 개의 래핑블록과;
    상기 래핑블록 각각에 마련되어 상기 래핑블록을 상기 헤드몸체에 고정하게 되는 복수의 고정부재;를 포함하여 상기 래핑블록 각각은 서로 독립하여 반경방향으로 길이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 펌프/수차 너트-잭 나사산 래핑기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 래핑블록은 가동방향을 따라서 수직으로 관통 형성된 장공의 고정슬롯이 형성되며, 상기 고정부재는 상기 고정슬롯에 관통 삽입되어 상기 헤드몸체에 나사 조립되어 상기 래핑블록을 고정하게 되는 고정볼트를 포함하는 펌프/수차 너트-잭 나사산 래핑기구.
  3. 제2항에 있어서, 상기 고정슬롯는 서로 나란하게 복수 개로 구성되고 상기 고정볼트는 각 고정슬롯 마다 구비되어 상기 래핑블록의 고정이 이루어짐을 특징으로 하는 펌프/수차 너트-잭 나사산 래핑기구.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 고정부재는,
    상기 헤드몸체에 수직으로 고정되는 고정브라켓과;
    상기 고정브라켓에 나사 조립되어 상기 래핑블록의 측면을 반경방향으로 가압 고정하게 되는 조정볼트를 더 포함하는 펌프/수차 너트-잭 나사산 래핑기구.
  5. 제1항에 있어서, 상기 래핑블록은 가동방향으로 안내가 이루어지도록 상기 헤드몸체와 선형의 계합부재에 의해 조립이 이루어짐을 특징으로 하는 펌프/수차 너트-잭 나사산 래핑기구.
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