3.9 틸팅패드 베어링 가공절차

Machining Procedure for Tilting Pad Bearing

 

이 절차는 배빗트의 가공여유가 있는 GE 틸팅 패드 베어링을 수리, 가공, 최종 검사를 하는 과정을 약술한 것이다.

(1) 베어링 Ring으로부터 회전방지용 고정핀과 베어링 Pad를 빼낸다.

그림 1-40

(2) 그림 1-41과 같이 베어링 링과 각 베어링 Pad에 Match Mark를 한다.

그림 1-41

(3) 베어링 Ring을 가공대 위에 설치하고, 내경, Rabbet, Oil Seal 등의 마멸 상태 등을 확인한다.

(4) 각 베어링 Pad의 Babbitt 접합면 초음파 검사를 실시한다.

(5) Babbitt 접합면 상태가 양호하면 그림 1-42와 같이 각 Pad의 네 모서리 부위의 두께를 측정하고 기록한다.

그림 1-42

(6) Babbitt 표면 상태가 양호한지를 육안 점검한다.

(7) 각 Pad의 네 모서리에 있는 레벨링 볼트구멍을 검사하고 깨끗이 한다. 볼트가 Pad 뒷면을 벗어나지 않도록 주의하면서 볼트를 조립한다. 만일 베어링 Pad에 레벨링 볼트 구멍이 가공되어 있지 않으면 그림 1-43과 같이 가공한다.

그림 1-43

(8) 베어링 링의 수평 접합면에 돌출부나 거친 모서리 부위가 있는지 점검한다. 필요하면 이들 상태를 수정한다.

(9) 그림 1-44와 같이 각 패드의 양쪽에 치수선을 긋는다. 각 치수선은 Pad 모서리로부터 1 in에 위치하도록 한다.

그림 1-44

(10) 수평 접합면 가까이에 설치되는 베어링 Pad 한 개를 하부 베어링 링 위의 제위치에 설치한다.

a. 두 개의 고정 볼트를 베어링 Ring 바깥측에서부터 끼워 Pad를 고정한다.

b. Pad 중심선에서 Pad 뒷면과 베어링 Ring의 양쪽 간극이 같아지도록 두 개의 고정 볼트를 조정한다. 고정 볼트는 15 ft-lbf(2 ㎏f-m)로 조여져야 하며, 측정 Point는 그림 1-45를 참조하라.

그림 1-45 

c. Pad의 최종 정렬을 위해 그림 1-46과 같이 베어링 Ring과 Pad 사이에 Babbitt 재질의 Wedge를 터빈 Side측에 끼워 넣어 베어링 Ring과 Pad가 평행을 이루도록 한다.

그림 1-46

d. (7)항에서 Pad에 끼워 넣은 네 개의 레벨링 볼트를 볼트 끝이 베어링 Ring에 닿을 때까지 돌린다.

e. Pad 위에 그어진 치수선에서의 Pad 뒷면과 베어링 Ring 사이의 간극이 같아지도록 네 개의 Pad 레벨링 볼트를 조정한다.

주의 : 0.0015 in(0.03 ㎜)의 Feeler Gage를 사용하여 Pad 뒷면 중심과 베어링 Ring 사이의 간극이 전혀 없다는 것을 확인하라.

(11) 두 개의 Pad 고정 볼트, Wedge를 제거한 다음 Ring으로부터 Pad를 빼낸다. 이때 레벨링 볼트의 Setting이 변하지 않도록 특히 주의한다.

(12) 2번째의 수평 접합면 Side의 Pad를 하부 베어링 Ring의 제 위치에 조립하고, (10)항에서 기술한 방법으로 정렬한다. 정렬이 완료되면 (11)항에서와 같이 Pad를 베어링 Ring으로부터 취외한다.

(13) 하부 베어링 Ring에 Bottom Pad를 조립하고 (10)항과 같이 정렬한다. 정렬이 완료되면 이 Bottom Pad는 베어링 Ring에 조립된 채로 그대로 둔다.

(14) 두 개의 수평 접합면측 Pad를 하부 베어링 Ring의 제 위치에 재조립한다. Pad 고정 볼트를 베어링 Ring으로부터 Pad로 끼우고, 베어링 Ring의 터빈 Side에 Wedge를 끼워 넣은 다음 Pad 고정용 볼트를 15 ft-lbf(2 ㎏f-m)로 조인다.

주의 : 0.0015 in(0.03 ㎜)의 Feeler Gage를 사용하여 Pad 뒷면 중심과 베어링 Ring 사이의 간극이 전혀 없다는 것을 확인하라.

(15) 상부 수평 접합면 가까이에 설치되는 Pad 한 개를 상부 베어링 Ring의 제위치에 끼워 넣는다. 상부 베어링 Pad는 Pad 중앙에 한 개의 Pad 고정용 볼트 구멍이 가공되어 있을 것이다. (10)항에서와 같이 베어링 Ring에 Pad를 정렬하라. 정렬이 완료되면 (11)항에서와 같이 Pad 고정 볼트와 Pad를 빼낸다.

(16) 2번째의 수평 접합면측 Pad를 상부 베어링 Ring의 제 위치에 끼워 넣고 (10)항에서와 같이 베어링 Ring에 Pad를 정렬한다. 정렬이 완료되면 (11)항과 같이 베어링 Ring으로부터 Pad를 빼낸다.

(17) 상부 베어링 Ring에 Top Pad를 끼워 넣고, (10)항과 같이 베어링 Ring에 Pad를 정렬한다. 정렬이 완료되면 이 Top Pad는 베어링 Ring에 조립된 채로 그대로 둔다.

(18) 두 개의 수평 접합면측의 Pad를 제 위치에 재조립한다. 베어링 Ring으로부터 Pad로 고정용 볼트를 끼워 넣고, 베어링 Ring의 터빈 Side와 Pad 사이에 Wedge를 끼운 다음, Pad 고정용 볼트를 15 ft-lbf(2 ㎏f-m)로 조인다.

주의 : 0.0015 in(0.03 ㎜)의 Feeler Gage를 사용하여 Pad 뒷면 중심과 베어링 Ring 사이의 간극이 전혀 없다는 것을 확인하라.

(19) 각 Pad가 조립되어 있는 상태에서 상하부 베어링 Ring을 조립하여 수평 접합 볼트를 조인다. 수평 접합면이 밀착되어 있는지를 확인한다.

(20) 그림 1-47과 같이 베어링 Ring 양끝의 Oil Seal Tooth에 인접한 Inner Ring 직경을 측정하여, 베어링을 가공할 수 있도록 설치한다.

그림 1-47

(21) 베어링 내경을 치수대로 가공한다. 저널 직경이 16 in보다 작으면 베어링 내경은 저널 직경의 1.3/1000배 크게 가공하며, 저널 직경이 16 in 이상이면 저널 직경의 1.5/1000배 크게 가공한다. 베어링 내경의 가공 오차는 +0.002 ~ -0.000 in(+0.05~0 ㎜)이다. 그림 1-48과 같이 최종 반경방향 치수를 기록한다.

그림 1-48

(22) 상하부 베어링 Ring을 분리하고 Ring으로부터 각 Pad를 빼낸다.

(23) 그림 1-43과 같이 각 Pad의 네 모퉁이의 두께를 측정하고, 최종 치수를 기록한다.

(24) 각 Pad로부터 네 개의 레벨링 볼트를 빼낸다.

(25) 승인 도면대로 모든 베어링 Pad Profile을 기계 가공 또는 수가공하고, 최종 치수를 기록한다.

주의 : 800 ㎿급 틸팅 Pad 베어링의 상부에만 Overshot Groove가 가공되어 있다.

(26) 베어링 Ring과 각 베어링 Pad를 깨끗이 청소한다. 필요하면 표면을 Deburring한다.

(27) Mandrel의 직경, Roundness, Taper 등을 검사한다. 직경은 (21)항에서의 베어링 내경과 같아야 한다.

(28) Mandrel 외경에 Blue Paint를 엷게 바른 후, 각 틸팅 Pad를 Mandrel 위에 놓고 Pad를 원주 방향으로 약간씩 움직여준다. Pad를 떼어 내어 Blue Paint 접촉상태를 검사한다. 접촉상태는 최소한 80%이상이 되어야 한다.

(29) 적정한 Blue Paint 접촉 상태를 얻기 위하여 필요하다면 각 틸팅 Pad를 스크래핑한다. 그림 1-49에 표시된 것과 같이 Pad의 Leading Edge와 Traveling Edge 부위에 적정 반경과 Oil Relief를 가공한다.

그림 1-49

(30) 상, 하부 베어링 Ring에 각 Pad를 적정 위치에 재조립한다. 만일 앞 단계에서 Blue Paint 접촉 상태 검사시 베어링을 스크래핑하였거나, 베어링 Pad 가공시 6개의 Pad를 한꺼번에 실시하지 않은 경우에는 모든 Pad가 설계 하중을 받도록 다음 절차대로 Pad를 조정하는 것이 중요하다.

a. Bottom Center Pad를 고정용 핀과 함께 하부 베어링에 설치한다.

b. Bottom Center Pad 위에 Mandrel을 얹고, 상부 베어링 Ring을 Pad가 조립되어 있지 않은 상태로 하부 베어링 Ring과 결합하고 수평 접합면 접촉 상태를 확인한다.

c. 그림 1-50과 같이 베어링 Ring의 양측에서 AB1을 측정한 후, Mandrel의 한쪽에 Feeler Gage를 끼워 넣어 Mandrel의 수평을 잡는다. AB1의 최종 평균 치수를 기록한다. Feeler Gage를 사용하여 Mandrel과 Seal Tooth의 양측의 간극을 측정한다. 이 간극은 0.010~0.015 in(0.254~0.38 ㎜) 이내여야 한다. Mandrel은 하부 중앙 Pad 위에서 흔들리고 있는지를 확인하여야 한다.

d. 베어링 Ring의 양측에서 AT1을 측정하고 최종 평균치를 기록한다.

e. 상부 베어링 Ring을 하부 베어링 Ring과 분리하고 Mandrel을 제거한다.

f. 하부 베어링의 양 Side Pad를 고정핀과 함께 설치한다. Mandrel을 다시 하부 베어링 위에 얹어 수평을 맞춘다음 AB2 치수를 측정한다. Mandrel의 수평방향으로 양 끝과 중심에서 AL과 AR을 측정한다.

그림 1-50

g. 3개의 Bottom Pad가 설치된 상태에서 AB2의 평균치를 기록한다.

상황 1

AB1보다 AB2가 더 큰 경우는 그림 1-51과 같이 Side Pad가 Mandrel을 Bottom Center Pad로부터 들어올리는 상태이다.

만일 AB2와 AB1의 차이가 0.002 in(0.05 ㎜)이하이면 교정이 필요없다.

만일 AB2와 AB1의 차이가 0.002 in(0.05 ㎜)보다 크면 3개의 Pad의 높이가 같게 되도록 Pad의 높이가 조정되어야 한다. 이 조정은 AB2 - AB1의 차이만큼 Bottom Center Pad 밑에 Shim을 넣거나, AB2 - AB1의 차이의 절반만큼 각 Side Pad 밑의 Shim을 제거하면 된다. 또다른 방법은 Seal Tooth 간극(Bottom, Left, Right)을 측정하여 AB2가 AB1이 얼마나 더 큰지를 측정하는 것이다. Bottom Center Pad에 Shim을 넣은 경우에는 최종 AB2 값을 기록한다.

상황 2

AB2의 값이 AB1값과 같은 경우에는 Mandrel이 Bottom Center Pad 위에 얹혀져 있고, Side Pad의 높이가 Center Pad의 높이와 같거나 Center Pad보다 상대적으로 낮은 경우이다 (그림 1-51 참조).

그림 1-51

어떤 경우에 해당되는지를 확인하기 위하여 0.0015 in(0.030 ㎜) Feeler Gage를 사용하여 Mandrel에의 Pad 양쪽의 접촉 상태를 검사한다.

만일 모든 Pad가 Mandrel에 밀착되어 있으면 하부 베어링에서는 어떤 조치도 필요없다.

만일 Side Pad가 느슨한 것으로 확인되면 그림 1-51과 같이 Feeler Gage로 측정한다. 네 군데의 Feeler Gage 지시치의 평균치가 Side Pad의 Mandrel에의 반경방향 간극이 된다. 만일 간극이 0.002 in(0.05 ㎜) 보다 크면 Side Pad에 Shim을 넣어야 한다.

이제 세 개의 Bottom Pad의 높이가 0.002 in(0.05 ㎜) 이내로 모두 맞추어졌다.

h. 상부 베어링 Ring의 상부가 아래쪽으로 오도록 하고 고정핀과 함께 Center Pad를 조립한다.

i. 상부 Center Pad 위에 Mandrel을 놓는다. 베어링 Ring의 양끝에서 AT를 측정하고 한쪽 끝에 Feeler Gage를 끼워 Mandrel의 수평을 잡는다. AT의 최종 평균값을 기록한다.

j. 만일 앞에서 하부 베어링에서의 최종 AB2값이 최초 AB1 값과 같았었다면, 앞서 (30)항 D에서 측정한 AT1 값을 얻기 위해 필요한 만큼 Center Pad의 Shim을 조정한다.

만일 앞에서 하부 베어링에서의 최종 AB2 값이 AB1과 차이가 있었다면, AT의 값이 AT1 - (AB2 최종치 - AB1)와 같아지도록 상부 Center Pad의 Shim을 조정한다. 즉,

AT = AT1 - (AB2 최종치 - AB1)

k. 일단 상부 Center Pad가 적정하게 자리잡으면 상부 양 Side Pad를 설치하고 앞에서 하부 베어링 양 Side Pad를 적정 위치로 조정하기 위해 실시되었던 절차를 다시 한번 실시한다 (Step f에서 상황 2까지, AB는 AT로 바꾸어).

(31) 하부 베어링의 세 개 Pad 위에 Mandrel을 설치한다.

(32) 상부 Center Pad의 양 끝까지 원주방향으로 걸쳐지도록 연선 2개를 놓는다. 이때 연선이 Side Pad를 가로지를 정도로 길게 해서는 안된다.

(33) 0.015 in의 Shim Plate를 양쪽 수평 접합면 위에 놓는다. Shim Plate는 수평 접합면의 80% 정도를 차지하도록 자른다.

(34) 3개의 Pad가 모두 설치된 상부 베어링 Ring을 하부 베어링 Ring과 결합한다. 볼트를 체결하고 접합면의 결합상태를 확인한다.

(35) 상부 베어링 Ring을 분리하고 연선을 꺼낸다. 연선 3군데(양끝과 중앙)의 두께를 측정하고 여섯 개의 지시치를 평균한다.

예상되는 축과의 수직 간극 = Mandrel 직경 + (연선 두께 - Shim 두께) - 저널 직경

 

만일 예상 수직 간극이 설계치의 +0.004, -0.002 in(+0.1, -0.05 ㎜) 이내이면 더 이상의 Shim 조정은 필요 없다. 그러나 만일 간극이 허용치내에 들지 못하면 수직 간극을 조정하기 위하여 상부 Center Pad의 Shim을 재조정하여야 한다. 상부 Center Pad를 0.005 in(0.125 ㎜) 이상 조정할 필요가 있을 경우에는 상부 Side Pad도 또한 조정되어야 한다.

(36) 회전 방지용 고정 핀을 베어링 Ring을 통하여 Pad로 넣고, 그림 1-52의 핀의 직경에 따른 규정 ft-lbs로 조인다.

그림 1-52

 

TRAC Mark INCOSYS