회전기계 베이스 접촉면의 면가공과 레벨링

 

 

 

회전 기계는 이를 구동하는 모터와 함께 하나의 Base 위에 조립하는 형태를 띠고 있으며 펌프와 모터 단품으로 이루어져 있을 경우를 Semi. Package, 하나의 시스템으로 구성되어 전계장류가 Package 형태가 된 경우를 Full Package로 분류합니다. 이를 구성하기 위해서는 구성품을 올려놓을 수 있는 Base가 필요합니다. 각 제조사별로 차이가 있으나 일반적으로 아래와 같이 몇 가지 호칭을 사용합니다.

• Common Base
• Base Plate
• Pump Base

본문에서는 Base Plate로 통일하여 언급하도록 하겠습니다.

 

<Full package system common base - 출처 위키미디어>

 

Base Plate를 설계할 때 회전 기계의 바닥 면이 접촉하는 면의 가공 정도는 어떠한 것이 적당하다 할 수 있을까요? 먼저 일반적인 설치 구조를 살펴보겠습니다. 아래 그림에서는 펌프와 이를 구동하는 모터의 축 방향 Center line (CL) 이 한선에 일치하게 배치되어 있는 것을 알 수 있습니다.

기기를 배치할 때 먼저 기준을 잡아야 하는데 펌프와 모터의 Alignment (정렬)에 있어서 우선순위를 둬야 하는 것은 무엇일까요? 바로 펌프입니다. 펌프를 기준점으로 잡은 이후에 부속 설비의 Alignment 를 수행해야 합니다. 배관의 경우도 펌프를 기준으로 배관을 뽑아 나가서 경우를 볼 수 있습니다. 이처럼 회전 기계와 같은 장치류의 메인은 펌프가 되어야 하고 따라서 설계시에 기준점이 되어야 합니다. 펌프나 모터의 바닥 면을 한번 유심히 보면 도장(페인트)처리가 안 돼 있고 면 가공처리가 되어 있는 것을 알 수 있습니다. 이는 바닥 면이 안착 될 때 페인트에 의한 진직도의 상실을 방지하기 위해 서 입니다. 이는 기기를 설치하는 Base plate를 설계할 때도 동일하게 적용됩니다.

<Pump base alignment>

 

위 그림의 1,2번에 제가 다듬질 기호를 2개짜리로 표기하였습니다. 가공 면과 가공 면이 맞닿는 구간은 기본적으로 2개를 적용하고 마찰운동이 있을 경우는 3개를 적용합니다. 펌프와 모터 역시 면대 면 맞닿는 구간이기 때문에 2개를 도면상에 적용하면 문제 없이 진행할 수 있습니다. 모터의 다릿발 바닥 면이 맞닿는 Base plate 의 소재면은 가공 후 제관 품에 용접하는 형태로 치부되기 때문에 홀 간 거리나 높이 등을 사전에 확인해야 할 필요성이 있습니다.




기준면의 보정을 위해 설계 시 유의할 점

앞서 이야기한 것처럼 기준은 펌프가 되고 모터는 부속 설비로 정렬되어야 합니다. 펌프 Package base 는 가공품이 아닌 제관 품이므로 공차 관리가 어려운 부분이 있습니다. 설계 프로그램상에서 도면으로 뽑아낸 치수와 실제 제관 품의 치수에 오차 범위가 항시적으로 존재합니다. 이는 펌프-모터의 Center alignment 에 영향을 미칠 수 있기 때문에 이를 Adjustable 할 수 있는 여유를 확보해야 합니다. 따라서 비 기준면인 Motor 의 베이스 높이를 정치수보다 1~3mm (기기의 크기에 따라) 더 쳐내서 높이를 보정할 수 있게 사전에 가공해야 한다는 점입니다. 다시말해 펌프를 기준면 0으로 세팅하고 Motor 의 제작공차를 Shim plate 를 이용해서 보정하기 위함입니다. 위의 내용을 그림으로 표현하면 아래와 같습니다.  정치수 160mm를 기준으로 1~3mm 정도를 더 쳐내서 여유를 확보하기 위함입니다.

추가로 펌프나 모터의 측 단에 Adjustable bolt 를 부착하는데 이는 회전기계의 횡방향 운동에너지에 의한 틀어짐즉 정렬(Alignment)의 기능 상실을 방지하기 위한 회전기계의 설계 기본입니다. 펌프의 용량이 작은 경우 때에 따라서는 필요없는 경우가 있고 경험상 없어도 문제가 된 적은 없었지만 가능한 기본에 충실한 설계를 할 필요가 있습니다.

본문 내용 중 중요사항을 요약하면 다음과 같습니다.

• Base plate 안착 면의 가공 정도는 다듬질 기호 (▽▽) 이상을 적용
• 기준선(펌프 중심)을 기준으로 Motor 의 안착 면은 정치수 대비 1~3mm 추가가공을 확보하여 정렬 시 Shim plate 로 높이를 세팅할 수 있게 설계 (왜냐면 Pump base와 같은 제관품은 가공오차가 종종 발생하기 때문)

엔지니어는 몰라도 되는 사항이지만 Pump Base 를 설계하는 Designer 는 필히 알고 있어야 할 접촉면의 면 가공 중요성과 높이 관계성에 대한 내용이었습니다. 

 

 

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