윤활공급 장치의 진공주입 공정개선 윤활공급 장치의 진공주입 공정개선 윤활공급 장치의 진공주입 공정개선 윤활공급 장치의 진공주입 공정개선 및 주유시스템 기술지원 및 주유시스템 기술지원 및 주유시스템 기술지원 및 주유시스템 기술지원 2005. 09. 30. 2005. 09. 30. 2005. 09. 30. 2005. 09. 30. 지원기관 지원기관 지원기관 지원기관 : 한국기계연구원 한국기계연구원 한국기계연구원 한국기계연구원 지원기업 지원기업 지원기업 지원기업 : 대원산업 대원산업 대원산업 대원산업 산 업 자 원 부 산 업 자 원 부 산 업 자 원 부 산 업 자 원 부
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윤활공급 장치의 진공주입 공정개선 및 주유시스템 기술지원 · 진공 장치제작및신제품개발전기기계식기술확보system ( ) ......
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윤활공급 장치의 진공주입 공정개선윤활공급 장치의 진공주입 공정개선윤활공급 장치의 진공주입 공정개선윤활공급 장치의 진공주입 공정개선
제 장 자동그리스 주유기의 일반 내용 구조 및 특성제 장 자동그리스 주유기의 일반 내용 구조 및 특성제 장 자동그리스 주유기의 일반 내용 구조 및 특성제 장 자동그리스 주유기의 일반 내용 구조 및 특성1 ,1 ,1 ,1 ,
제 절 개요제 절 개요제 절 개요제 절 개요1111
자동 그리스 주유기는 인류가 기계장치를 고안한 이래로 산업용 및 비산업용 기계
장치의 회전축이나 베어링 마찰부와 같은 설비에 일정기간 일정량의 윤활제 주입이
필수 불가결한 장치임.
현재까지 수입품의 메카라 할 수 있는 캐나다 및 독일의 윤활제 주입방식은 진공으
로 자동그리스 주유기 내에 기포를 최대한 제거한 후 주입되어 판매되어 지고 있
다 대부분이 가스 압력식이며 근래 몇 년간에 걸쳐 수입에 의존하고 있는 기계식.
제품 또한 마찬가지이다 자동 그리스 주유기는 단순한 압력과 베어링의 회전속도.
에 따른 흡입력에 그 기본원리를 두고 있어 작동 중에 급유량의 변동이 있으며 고
속회전이나 기계의 진동에 따른 오차가 심하고 특히 원격 설치할 경우 주유불능의
사례가 빈번하기 때문에 그 효용대상이 지극히 한정되어 있는 실정임.
주유기의 주요고장주유기의 주요고장주유기의 주요고장주유기의 주요고장1)1)1)1)
자동윤활장치의 문제점인 윤활유의 수동 주유시의 기포발생으로 인한 주유 불능 시
그것에 대한 아무런 안전장치나 경보장치가 없어 결과적으로 적용대상인 기계가 파
괴되거나 공장의 생산라인을 정지생산라인을 정지생산라인을 정지생산라인을 정지시키게 된다.
즉 윤활유 주입관이 막히거나 베어링 하우징 내에 윤활유가 존재하지 않는 등의주입관이 막히거나 베어링 하우징 내에 윤활유가 존재하지 않는 등의주입관이 막히거나 베어링 하우징 내에 윤활유가 존재하지 않는 등의주입관이 막히거나 베어링 하우징 내에 윤활유가 존재하지 않는 등의 기
계적인 요소로 인하여 윤활유가 주입되지 않더라도 현재의 주입기는 이를 감지하지
못하고 계속 기체를 발생하므로 주입기 내부압력만 상승하는 결과를 초래한다.
따라서 윤활유가 필요한 부분의 기계적 마모가 심해지고 파손될 확률이 높아져 대따라서 윤활유가 필요한 부분의 기계적 마모가 심해지고 파손될 확률이 높아져 대따라서 윤활유가 필요한 부분의 기계적 마모가 심해지고 파손될 확률이 높아져 대따라서 윤활유가 필요한 부분의 기계적 마모가 심해지고 파손될 확률이 높아져 대
규모의 수선 보수가 필요규모의 수선 보수가 필요규모의 수선 보수가 필요규모의 수선 보수가 필요,,,, 하게 되어 생산성을 떨어뜨리게 된다.
이러한 현상은 기계장치의 수명단축기계장치의 수명단축기계장치의 수명단축기계장치의 수명단축으로 이어져 막대한 경제적 손실을 유발경제적 손실을 유발경제적 손실을 유발경제적 손실을 유발한다.
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윤활유 주입 기술 변천과정윤활유 주입 기술 변천과정윤활유 주입 기술 변천과정윤활유 주입 기술 변천과정
수동식 주유 부적절한 윤활 비효율적 윤활( , )
원인 현상 소모적인 윤활
자동 주유 캐나다 독일( , )
윤활유 과◆
공급
과부족
오염물질◆
침투
윤활제 산◆
화
주유상태◆
확인불가
소음◆
마모◆
-cage
-racewayli
표면p
피로◆
과열압◆
착
진동◆
설비수명단◆
축
생산성 저◆
하
안전사고◆
과부하 발생◆
가동율 저◆
하
기포 저감으로 윤활제의
적졀량 조절깨끗하다◆
(Clean)
자동화◆
(F.A)
가동율증◆
대
생산성향상
T.P.M
Effective
lubraication
Lubrication
for Cost
Saving
압력감◆
지
경보장◆
치
안전성◆
폭발방지◆
Effection&
Safe
lubrication
자동 그리스 주유기가 갖추어야 할 조건※
신뢰성 즉 어떠한 조건에서도 윤활을 보증 할 수 있는 제품, .◉
적정량을 안정하게 급유할 수 있는 제품◉
안정된 품질의 제품을 저렴하게 공급할 수 있는 제품◉
제어 및 경보장치로 안전하게 관리할 수 있는 제품◉
윤활제 소모량 최소화와 환경오염을 최소화한 제품◉
육안으로 확인 하여 기포가 발생되어 있지 않은 제품◉
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제 절 국내제 절 국내제 절 국내제 절 국내2222 ㆍㆍㆍㆍ외 관련기술 분석외 관련기술 분석외 관련기술 분석외 관련기술 분석
지금까지 국내 외적으로 개발된 자동급유장치의 주유 방식은. 스프링타입 화학반응스프링타입 화학반응스프링타입 화학반응스프링타입 화학반응,,,,
식 전기분해식 전기모터의 반응식 전기분해식 전기모터의 반응식 전기분해식 전기모터의 반응식 전기분해식 전기모터의 반응, ,, ,, ,, , 에 의한 제품 등의 방식이 있다.
화학반응식이나 전기분해식과 같은 기체 발생식은 외부조건에 따른 급유량의 변화
가 다소 심한 문제점을 안고 있으나 저렴한 가격으로 판매되고 있어 현재 사용량,
의 대부분을 차지하고 있다.
따라서 수입품 같이 안정된 품질을 유지하면서 저렴한 가격으로 생산할 수 있는 진
공 주입 공정 개선이 절실하다.
윤활방식별 세계시장 규모를 살펴보면 다음과 같다1) .
구 분 수동식
자동식
기체
발생식기타
금액
백만불( )154 118 86
합계
백만불( )358
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상기 그림에서 보는 바와 같이 아직 급유장치의 대부분을 수동방식에 의존하고 있
으나 점차 자동방식으로 확대되어 가고 있다 기체발생식 자동급유장치는 기타 방.
식에 비해 가격이 저렴하다는 이유 때문에 다소 사용되고 있으나 품질이 불안정하
여 설비 및 장치에 치명적 손상을 주는 경우가 종종 발생하여 사용자들이 그 사용
을 기피하고 있다.
국내외적으로 많이 사용되고 있는 기체 발생식 제품현황을 주요 원리 및 항목별2)
주요 사양을 정리한 결과는 이래와 같다.
구분
항목국 외 국 내
제품명 PERMA ELETRO LUBE SIMA-LUBE SOLLUBE
생산국 독일 캐나다 스위스 한국
기
본
원
리
작동원리
화학반응에
의한
수소가스발생
화학반응에
의한
수소가스발생
화학반응에
의한
수소가스발생
화학반응에
의한
수소가스발생
총질량 236G 375g 185g 455g
내장
그리스용량100cc 125cc 125cc 175cc
최대압력 3kg/㎠ 5kg/㎠ 3kg/㎠ 5kg/㎠
사용온도범위 50℃ 60℃ 60℃ 200℃
HOUSING A. B. S A. B. S P. C P. E. I
재
질
BASE NYLON P. C P. C P. C
스위치구성 없음 개월 개월1 ~12 개월1,3,6,12 개월 개월1 ~12
작동확인 없음 점등확인LED 없음 점등확인LED
주유속도
조절불가능 가능 불가능 가능
작동 중
급유량 변경불가능 가능 가능 가능
설치개소 1POINT 1POINT 1POINT 1POINT
설치방법 직결 직결 직결 직결
설
치압력시험 10kg/㎠ 13kg/㎠ 10kg/㎠ 15kg/㎠
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다음은 자동급유장치의 세계시장 규모 및 제조회사별 점유율을 분석한 자료이3)
다 거의 절반을 독일의 제품이 사용되고 있음을 알 수 있다. Perma .
회사명 모델명 생산국시장점유율
(%)
시장점유금액
백만불( )
A.T.S Co. Electro-Lube Canada 30 61.2
Perma Lublication INC. Perma Germany 50 102.0
Sima Tec AG Sima-Lube Swiss 15 30.6
Klaus-Peter SOHM Grease MaxGermany
USA5 10.2
합 계 100 204.0
국내에서 주로 사용하고 있는 자동급유장치의 시장점유분포를 분석한 결과는 아4)
래와 같다 거의 대부분을 수입판매에 의존하고 있음을 알 수 있다. .
회사명 모델명 형 태시장점유율
(%)
시장점유금액
백만불( )
대원산업 Sol-Lube 제조 판매, 3 734
한국윤활기술 Pursar-Lube 제조 판매, 23 5,630
한국일렉트로루브 Electro-Lube 수입 도매, 29 7,099
금강산기 Perma 수입 도매, 36 8,813
시마코리아 Sima-Lube 수입 도매, 9 2,203
합 계 100 24,479
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제 절 제품의 성능 사양제 절 제품의 성능 사양제 절 제품의 성능 사양제 절 제품의 성능 사양3 ( )3 ( )3 ( )3 ( )
전원 1.5V× 개의 건전지를 이용하여 전해질 물질이 담긴 가스실에 전원이 일정한2
간격 초 초 시간으로 전원이 공급하게 된다 이때 일정한 양의 전원은 저항(12 ~15 ) .
을 통해서 공급하여 일정하게 흐르게 되며 전원이 공급되면 가스실 보호대에 설치,
한 전극봉과 전극판으로 전원이 공급되고 이 전원은 다시 전해 물질이 담긴 전해,
조 에서 전기분해를 시작하여 가스가 일정하게 발생하게 된다 이 가스 질소가스 는. ( )
아래쪽으로 흘러 피스톤으로 전달하여 피스톤이 하향하게 되어 그리스를 토출하게
된다.
토출된 그리스는 각각의 저항에 따라 조절하게 되며 이 조절을 위하여 멀티 스위,
치로써 임의의 개월 수를 조절하게 된다 또한 질소가스의 기밀을 유지하게 위하여.
각 부분에 오링을 취부 하여 기밀을 유지하게 된다.
본 제품은 각종 설비에 부착하여 사용토록 작업자의 안전을 고려하여 안전기준에
적합하도록 설계한 제품이다.
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제품의 특징으로는1)
스위치 사용 시 주유 개소마다 급유주기가 서로 다른 제품을 구SINGLE TYPE①
비해야 하는 문제점이 있으나 은 스위치를 채용하여 개의 제품, SOL LUBE MULTI 1
으로도 급유 주기가 다른 모든 개소에 주입이 가능하여 물류비용 및 재고 관리비,
용을 혁신적으로 줄였습니다.
종류의 제품으로 일 까지 주유 이 가능하므로 어느 주유(1 14 ~12M SETTING , POINT
든 종류의 제품으로 설치가능1 )
스위치 채용과 저항의 병렬 조합으로 가지의 주기조절이 가능하여 장MULTI 63②
비의 특성 및 조건의 변화 축 경 온도 등 에 따라 변동될 수 있는 적정 주유(RPM, , )
량을 원하는 대로 조절 할 수 있습니다.
주기조절을 정확히 설정함으로써 장비에 주유되는 그리스 주유나 주유량 부족현상
으로 야기될 수 있는 장비의 고장을 미연에 방지 합니다.
제품을 설치 후 사용조건 외부환경 계절의 변화에 따른 온도변화와 같이 주유, ,③
환경이 변화할 때 스위치의 재 으로 지속적인 적정한 윤활을 실현MULTI SETTING
합니다.
가스 발생 주유기는 전해조에 전류를 흘려 질소 가스를 발생시켜 이때 생( TYPE ,
성되는 가스의 압력으로 내부 을 이동시켜 주유 하므로 온도의 변화에 민감PISTON
하여 20℃ 기준으로 1℃변화 시 의 주유 속도 변화를 가져옴1% )
계절에 따른 온도 변화※
SL-EX SETTING (3M SETTING):
일 주유량1
20 봄 가을 적정 주유량( , ) = 2.3cc( )℃
여름 온도가 상승했으므로 주유속도는 상승30 ( ) - 2.5cc 10 10% .℃ ℃
주유 속도 변경 : 6M + 12M + T
겨울 온도가 하강했으므로 주유속도는 감소0 ( ) = 1.8cc 20 20% .℃ ℃
주유 속도 변경 : 3M + T
의 재질을 내열성이 우수한 소재를 채용해 주변온도 변화에 민감하지HOUSING④
반응하지 않습니다.
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램프의 점등을 확인함으로써 제품의 작동 유무를 확인 할 수 있습니다LED .⑤
고소 위치에 제품설치 후 야기될 수 있는 제품의 낙하로 인한 안전사고를 방지⑥
하기 위한 안전장치로 제품에 고정 이 마련되어 있습니다HOLE .
진동이 심한 부위에 설치 시 진동으로 인한 제품의 파손을 막기 위하여 기계적⑦
강도가 우수한 재질을 사용하였고 주유구 목 부분에는 진동에도 견딜 수 있는 두께
로 구성되어져 있다.
제품의 개략적인 구조및 주요성능과 사양과 성능은 아래와 같다2) .
형식 모델/①
형식 가스 질소Type( GAS)
Model SL-EX
기계의 주요사양②
순 항 목 사양
1 총질량 g 455
2 내장그리스용량 cc 175
3 최대압력 kgf/ 10
4 사용온도 범위 -20▶200
5 HOUSING P.E.I(ULTEM)
6 BASE P.E.I(ULTEM)
7 스위치구성 기능MULTI(ON/OFF )
8 작동확인 점등 확인L.E.D
9 주유속도조절 일 개월까지 조절가능1 ~12
10 작동중 급유량 변경 임의변경가능
11 설치개소 1POINT
12 설치방법 직렬 병렬,
13 그리스보충 불가능
14 사용조건 고하중 고속 대용량, ,
15 사용대상제철제강설비 대형 각종사출기, Motor,
시멘트설비 송풍기 제강설비등, ,
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제 절 전체공정의 구성 및 소요인원 분석제 절 전체공정의 구성 및 소요인원 분석제 절 전체공정의 구성 및 소요인원 분석제 절 전체공정의 구성 및 소요인원 분석4444
전체 주유공정의 개선을 위해서 기존 주유공정의 생산공정 및 조립공정을 분석하,
였으며 이 분석 결과를 바탕으로 소요투입인원의 개선 적정 주유기수의 결정 주, , ,
유시간을 개선할 수 있는 를 결정하고자 아래와 같이 공정별 소요인원 조립Factor ,
작업 순서도를 정리분석하였다.
여기서 표 과 표 의 까지는 주유전 주요부품의 생산 및 조립공정이며 본 과제의1 2 6 ,
기술지원은 항 그리스 충진에 대한 개선이다7 .
NONONONO 공 정 명공 정 명공 정 명공 정 명
SUBSUBSUBSUB
조립 전조립 전조립 전조립 전 조립 후조립 후조립 후조립 후
소소소소
요요요요
인인인인
원원원원
원재료원재료원재료원재료
공정공정공정공정
준비준비준비준비
공정공정공정공정
본본본본
공정공정공정공정
A회로기판
조립
1
명
B피스톤오
링조립
1
명
C전해액제
조
1
명
D캡오링조
립
1
명
표 제조 공정도표 제조 공정도표 제조 공정도표 제조 공정도< 1 -SUB>< 1 -SUB>< 1 -SUB>< 1 -SUB>
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NONONONO 공 정 명공 정 명공 정 명공 정 명
MAINMAINMAINMAIN
조립 전조립 전조립 전조립 전 조립 후조립 후조립 후조립 후인인인인
원원원원원재료원재료원재료원재료
공정공정공정공정
준비준비준비준비
공정공정공정공정
본본본본
공정공정공정공정
1전극판하
조립
1
명
2터미널조
립
1
명
3전해실
조립
1
명
4전해액
조립
1
명
5전해전지
조립
1
명
6 완성조립1
명
7그리스
충진
2
명
8
스티커
부착 및
포장
2
명
표 제조 공정도표 제조 공정도표 제조 공정도표 제조 공정도< 2 -MAIN >< 2 -MAIN >< 2 -MAIN >< 2 -MAIN >
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제 장 기존 자동그리스 주유기의 문제점 분석제 장 기존 자동그리스 주유기의 문제점 분석제 장 기존 자동그리스 주유기의 문제점 분석제 장 기존 자동그리스 주유기의 문제점 분석2222
제 절 실태제 절 실태제 절 실태제 절 실태1111
현 대원산업 제품의 제조공정은 및 전해전지 등의 부품을 수작업1) Body Cover,
으로 조립한 후 조립 완성품을 기존의 노후된 장비 를 사용하여, (Filling Machine)
수작업으로서 윤활제를 충진함.
하는 과정에서 기포발생 등 불량발생시 조립완성품을 해체해야함은 물론2) Filling ,
공수 및 생산선 저해요인이 발생하여 공수 및 원가 상승 원인을 초래하고 있음, .
해당공정이 수작업으로 진행됨에 따라 이동시간 작업자의 숙련도에 따라 생산3) ,
량과 품질이 불균일 원가 절감 등의 한계가 발생하고 있음, .
공정상 입고품의 양품확인은 조립완료 후 육안 검사4)
공정상의 제반 사항이 자동화되지 않아 제품의 생산 재고 관리가 부적절 함5) , .
따라서 지금까지 자동그리스를 생산하는 과정에서 대부분의 최종적인 단계인 윤6)
활제를 자동그리스 통속에 하는 조립공정과정에서 모든 공정이 일일이 사람의filling
손이 필요한 수작업으로 진해되고 있어 윤활제의 상태 및 주위환경에 따라 등에 따
라 제품의 불량률이 높아지고 있음.
제 절 문제점제 절 문제점제 절 문제점제 절 문제점2222
자동그리스 주유기를 생산하는 지원 대상업체는 기체 발생식 자동그리스 주유기를
생산하면서 주로 수입에 의존하는 전기 기계식 자동 그리스 주유기 개발을 위하여
특허 등록 등 내부적으로 기술개발을 지속적으로 추진하여 왔으나 선진국 제품과,
비교하여 경쟁력 있는 제품을 개발하기 위하여 필수적인
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균일한 속도의 그리스 주유 주입기술 주변압력 온도 회전속도 등 주위 환경1) ( , , )
최고 토출압력 발생장치 설계기술2)
그리스 누유방지 구조를 갖는 설계 및 제작기술3) case
밀폐된 공간에서 그리스의 실린더 내 주입공정 기술4)
개발제품의 성능 및 내구성 시험 평가기준 및 시험방안 설정 기술 등의 기술력5)
이 부족하여 실질적인 제품 개발 추진에 어려움을 겪어오고 있음.
그리스 충진 공정□
작업자 인중 인이 주유전 조립 완성품을 의 구멍에 넣고 시작페달: 2 1 FILLING M/C
을 밟아 충진을 시작하고 재공품의 부분까지 충진되면 정지페달을 밟는 과INSERT
정을 되풀이 한다 또한 다른 인은 로부터 충진 완료된 재공을 빼내어 나사 주. 1 JIG
위를 닦으면서 작업 상자에 개씩 담고 있는 수준의 공정을 가지고 있음24 .
따라서 이러한 과정은 모두 수작업으로 이루어지므로 많은 문제점을 안고 있으며,
이를 다시 요약하여 정리하면 아래와 같다.
완성 반제품의 검사는 현장에서 조립 후에 진행되어 불량 발생시 조립품을 해체①
애햐 함은 물론 공수 및 생산성 저해 요인 발생
그리스 충진량의 변화가 심함②
그리스 주입 공정이 작업자의 손목 어깨 등에 피로를 주며 조립 반제품의 최종, ,③
확인에 따른 시야를 자극하게 되므로 생산성 향상에 저해 요소 발생
자재를 반복적으로 투입하고 빼내는 작업을 하는 과정에서 회전속도에 따라 부④
상의 위험이 높아짐
그리스가 까지 초과공급 되어 수시로 나사부분의 세척이 필요INSERT⑤
작업시간이 너무 길어짐⑥
- 24 -
제 장 사업 목표 대비 실적제 장 사업 목표 대비 실적제 장 사업 목표 대비 실적제 장 사업 목표 대비 실적3333
의 반 자동화가 가능 자재 공급 및 취출의 자동화가 가능 현 생산1) System ⇨ ⇨
속도 향상300%
인력 감축 작업자 인 인 으로 작업능률 증가2) : 2 1 SYSTEM⇨
충진 량의 균일화 제품의 질 수준을 증가3) 300%⇨
생산성의 향상 제품 출하 시간을 단축 공정자체 단축 인력을 타 공4) 300%⇨ ⇨
정으로 전화가능
작업환경 개선 재공품의 수시 이동 공정을 제거5) ⇨
사업목표 추 진 실 적
그리스 진공주입 시스템
개발 기술지원
진공주입 시스템 설계기술지원 완료-
진공주유 시스템 제작 완료-
기포발생저감을 위한
주유공정 개선기술 지원
기존 주유공정 문제점 분석 및 작업공수 개선-
기존 인 작업 개선 인 작업(. : 2 : 1
기존 회 개선 회 동시작업. : 1EA/ : 4EA/
생산속도 향상. 300% )
그리스 장입전 기포발생저감 진공회로 설계 및 제작 완료-
케이스에 장입된 그리스내 기포발생 제거-
자동그리스 주유기의
주입속도의
균일화 설계기술 지원
주위온도변화에 따른 주유속도 평가-
그리스 일정한 토출 메카니즘 설계지원 및 제작 완료-
- 25 -
제 장 사업추진 결과제 장 사업추진 결과제 장 사업추진 결과제 장 사업추진 결과4444
제 절 기존 주유 공정 메카니즘 공정 개선 주유 공정 메카니즘 비교제 절 기존 주유 공정 메카니즘 공정 개선 주유 공정 메카니즘 비교제 절 기존 주유 공정 메카니즘 공정 개선 주유 공정 메카니즘 비교제 절 기존 주유 공정 메카니즘 공정 개선 주유 공정 메카니즘 비교1 &1 &1 &1 &