GDS-2000

기어박스 실험 장치

기어 결함 실험

유성기어 실험

브레이크 시스템

VVVF 드라이버 사용으로 임의 스피드 변경

저속 베어링 실험

Category:

Description

Wind Turbine Vibration Simulator (WTVS200)

풍력발전기는 높은 타워 위에 설치되거나, 해상에 설치되어 사람이 접근하기 어려우므로 고장 없는 운전과 고장을 미리 예측하기 위한 기계상태 모니터링(Machine Condition Monitoring)이 매우 중요하다. 풍력발전기에서 일어날 수 있는 각종 기계 결함을 일으켜 고장에 따른 진동 현상을 학습하여 고장을 미리 예측할 수 있는 연구가 필요하다. 본 시뮬레이터는 풍력발전기 작동을 역 운전시키도록 설계되었으므로 실험실에서 기계고장을 재현하여 진단업무를 담당하는 엔지니어에게 진동의 원인과 측정방법, 진동에 대한 해결책을 모색하는 능력을 배양하는데 활용할 수 있다. 특히 진동을 교육하는 기관과 풍력발전기의 제조, 운전, 정비를 담당하는 기관에서 진동전문가로 양성하는 실습용으로 사용하거나, 진동을 깊이 있게 연구하는 학술용으로 매우 적합하다.

기어진동 시뮬레이터 2HP (WTVS200)

  • 특 징:

풍력 발전기와 같은 저속설비에서 기계 결함을 진동 모니터링으로 찾아내는 것은 매우 어려운 일이다. WTVS200은 저속 설비의 기계 결함을 시뮬레이션 하여 결함을 검출하는 기법을 학습하도록 제작되었다. 저속 단에서 베어링 결함의 검출, 유성기어 결함과 고속 단에서 기어 기계결함의 검출방법을 동시에 학습할 수 있다. 종래의 시뮬레이터는 여러 종류의 결함 부품을 준비해 놓고 정상부품을 결함부품으로 교환하여 결함을 재현하였다. 이런 경우 해체와 조립에 의한 기계조건(경계조건)이 달라지므로 결함에 따른 진동 현상만을 파악하기 어려움이 있었다. 본 제품은 정상부품과 결함부품을 일체로 조립하여 간단한 슬라이딩으로 정상과 결함 부품을 변경하도록 고안되어 있어, 해체 후 조립에 따른 시스템의 조건이 달라지는 현상을 제거하고 결함에 따른 진동 신호의 차이만을 나타낼 수 있도록 설계되었다.

특히 기어박스는 정상기어와 비정상 기어가 한 개의 박스 내에 조립되어 있어 간단히 정상과 비정상의 기어를 교환하여 실험할 수 있는 특징을 갖고 있다.

 

  • 응 용:

아래와 같은 다양한 진동현상의 연구/교육에 응용할 수 있다.

  • 저속설비 기계 결함 검출 연구
  • 기어결함에 따른 진동연구
  • 부하변화와 기어 특성 연구
  • 회전수 변화에 따른 진동 특성 연구
  • 베어링 결함과 부하 영향(Load Effect) 연구
  • 유성기어 결함 연구
  • 기계적 마찰 연구
  • 신호처리 기법 연구
  • 변속/부하 효과 연구
  • 최적 센서 위치 탐색
  • 진동전문가 인증 시험
  • 전동기 결함 연구
  • 사 양

전기적 사양: AC 전동기

전동기: 2 마력 3상 가변속도 교류 전동기(로컬 또는 원격제어 기능보유)

속  도: 6,000 RPM 까지 사용자 선택

사용전압: 220 VAC, 단상, 60/50 Hz

 

기계적 사양

축 직경:             25mm 스틸

베어링 :             2개의 밀봉형 볼 베어링

베어링 하우징:      정상 베어링과 결함 베어링이 일체로 조립되어 좌우로 이동하여 변경 가능한 구조

축 부하 :           마크네틱 브레이크를 사용하여 부하 조절가능

부하조절:           5~40Nm까지 8단계로 조절

기어박스:           16:1의 기어비를 가진 2단 3축 평기어 박스

불량기어와 정상기어가 일체로 조립

유성기어:           기어비 5:1, Radial 부하: 260kg, 축방향 부하: 130kg

파우더 브레이크:    전압조절에 의해 0-25 N.m; 기어박스에 원하는 부하

제공하도록 설계

설치 베이스와 구조:    정밀 가공된 알루미늄

설치 받침:     10mm 다이캐스트 알루미늄 베이스 와 6개 고무 절연 받침

안전 덥게:     안전차단 장치를 갖춘 충격에 견디는 투명 덥게

무게 및 크기:

무  게:    약 60kg

크  기:    길이 = 1000mm, 폭 = 500mm, 높이 = 470mm

 

 

 

 

 

 

  1. 각 부품 별 기능 설명

1.   결함 베어링     

결함 베어링이 정상 베어링과 함께 축에 삽입되어 한 개는 축에 물려 돌아가고, 다른 하나는 겉돌게 되어 있어 간단히 나사를 풀고 좌우로 이동시켜 결함베어링을 삽입시킬 수 있는 구조로 설계되어 있다. 이와 같은 구조는 결함베어링을 교환하면서 발생할 수 있는 시스템의 조건 변동을 최소화하여 결함에 따른 진동신호만을 비교 분석할 수 있고, 교환에 따른 시간을 절약할 수는 장점이 있다.

축에 정상과 내륜결함, 외륜결함 베어링이 함께 설치되어 있다.

 

  1. DIGITAL TACHOMETER

전동기 콘트롤러 위에 기어박스의 입력축 회전수와 출력축 회전수를 지시할 수 있는 타코미터가 2개 설치되어 있다. 회전수는 매초 마다 RPM또는 Hertz로 지시하며 회전수 변경은 놉을 사용하여 연속적으로 변경할 수 있다.

 

  1. BREAK-OUT BOX

10 채널의 BNC 콘넥터 박스로 내부의 진동센서로부터 케이블을 외부에 빼내는데 케이블 정리용으로 사용된다.

1, 2번 BNC 단자에서 입력 축과 출력 축 회전에 의한 타코 펄스 신호(1펄스/1회전)가 출력된다.

 

  1. Gear Box(기어 박스)

16.16:1의 기어비를 가진 기어박스로서 18:80과 22:80의 치를 가진 기어가 2단으로 구성되어 있다. 특히 부러진 치(Brocken Tooth)를 가진 기어와 깨진 치(Chipped Tooth)를 가진 기어가 함께 조립되어 있어, 간단히 중간 샤프트를 슬라이딩함으로써 정상기어에서 비정상기어 물림으로 변경이 가능하다(정상기어 대 Brocken Tooth기어, 정상기어 대 Chipped Tooth 기어, Brocken Tooth 기어와 Chipped Tooth 기어)

 

  1. 유성 기어박스

5:1 기어비를 가진 유성기어 박스로서 풍력발전기의 유성기어와 유사하게 작동하도록 설계되어 있다.

결함유성기어로 교체 함으로서 결함에 따른 진동 분석방법의 연구를 가능하게 한다(결함유성기어 옵션)

 

  1. 부하 조절장치

전압제어에 의해 브레이크 토크를 5~25Nm까지 8단계로 조절할 수 있는 장치이다. 시험도중 일시적으로 부하를 제거한 뒤, 다시 동일한 부하로 시험하기 위해 부하를 On/Off 하기 위한 스위치가 부착되어 있다. 기어의 맞물림 주파수성분의 크기는 부하에 영향을 받으므로 진동신호로 기어 결함을 검출하기 위해서는 어느 정도의 동일 부하상태에서 분석해야 하므로 기어분석 시 부하조절장치는 필수라고 할 수 있다.

 

  1. Powder Brake(파우더 브레이크)

기어에 적절한 부하를 제공하기 위한 무소음 브레이크로서 0-25N.m의 범위로 부하 조절이 가능한 파우더 브레이크 장치이다.

 

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