KR100218746B1 - 브레이커용 치즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레이커의 치즐(chisel)에 관한 것으로, 내충격성재질로 이루어진 몸체(20)의 선단부에 소정의 압입홈(26)이 형성되고, 이 압입홈(26)에 내마모성재질의 코어(28)가 압입설치된 구조로, 암반 또는 토사의 파쇄작업에 사용되는 브레이커 치즐이 충분한 내마모성을 확보하면서도, 파쇄작업시의 고충격하중에 견딜 수 있는 높은 강도와 인성을 확보하게 된 것이다.

Description

브레이커용 치즐(A chisel of breaker)

본 발명의 브레이커의 치즐(chisel)에 관한 것으로, 특히 암반 또는 토사의 파쇄작업에 사용되는 브레이커 치즐이 충분한 내마모성을 활보하면서도, 파쇄작업시의 고충격하중에 견딜 수 있는 높은 강도와 인성을 확보하도록 그 구조를 개선한 브레이커 치즐에 관한 것이다.

일반적으로 유압 브레이커는 도 1에 도시된 바와 같이 몸체(10)가 전체적으로 봉상을 이루고, 그 작업선단부가 다각형상의 첨상(12)으로 이루어져, 상단부가 굴삭기의 아마 끝부분에 장착되어 굴착작업에 사용되는 것으로 유압에 의해 작동되는 피스톤로드(미도시)가 상하 반복운동을 하면서 치즐의 상단부를 계속 타격하므로써 발생되는 충격력에 의해 파쇄작업이 이루어지는 것이다.

이때 굴삭기등 건설중장비의 유압브레이커 치즐은 작업단부의 중심부가 가장 내마모서이 요구되는 부분으로서, 파쇄대상물과 직접 부딪치는 부분으로서 가장 열악한 조건하에서 가장 먼저 마모가 심화되어 단부의 첨산부분이 사용하는 기간이 길어질수록 평평해지면서 둥근모양으로 마모되어 암반굴착시 그 성능을 떨어뜨리고 있다.

따라서 브레이커용 치질에 요구되는 특성은 높은 내마모성이 요구 될 뿐아니라, 파쇄작업시 피스톤로드로부터 계속되는고하중에 견딜 수 있는 높은 강도와, 암반과 같은 경한 물질의 파쇄작업시 치즐에 작용하는 높은 충격력에도 파손됨이 없이 견딜 수 있는 내충격성이 요구된다.

이와 같은 특성을 발휘하기 위해 종래에는 Ni, Cr, Mo등의 합금원소를 소량 첨가된 SCM440계의 합금강으로 담금질과 뜨임 열처리하여 경화능을 높이거나, 또는 기존의 SCM440강재에 C, Si의 성분을 증가시키고, Ni, V, Al등을 첨가시키므로써 인성, 피로강도, 내마모성 등을 향상시켜 사용하였다.

그러나 종래의 치즐재료는 단순한 원소의 첨가에 따른 조성의 변화 및 열처리만으로는 내마모성은 어느 정도 확보할 수 있지만 그에 따라 내충격성이 약화되어, 암반이나 토암반과 같은 경질의 물질에 접촉되어 큰 타격을 받으면 파수 작업시 파손이 쉽게 일어날 뿐아니라, 반대로 내충격성을 향상시키기 위해 뜨임온도를 높여서 경도를 낮출경우에는 내마모성이 저하되어 수명이 3개월이하에 불과하여 사용자의 경제적 부담을 크게하느 문제점이 있다.

더욱이 최근에는 중장비의 성능향상도 요구되고 있더, 종래재보다 더둑 내마모성이 우수하고 특히 암반 파쇄작업등에서도 파손도기 어려운 고인성 재료의 필요성이 높아지고 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 굴삭기등 건설중장비의 치즐재료에 요구되는 특성인 높은 내마모성과, 굴삭기등 건설중장비의 치즐재료에 요구되는 특성인 높은 내마모성과, 굴삭작업시의 고충격하중에도 견디 수 있는 높은 강도와 인성을 확보하는 브레이커용 치즐을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 치즐은, 내충격성재질로 이루어진 몸체의 선단부에 소정의 압입홈이 형성되고, 이 압입홈에 내마모성재질의 코어가 압입설치된 것을 특징으로한다.

이때 상기 코어의 압입조건은 압입홈과 코어의 죔새의 유격은 30 - 200㎛이고, 몸체에 대한 코어의 직경비율은 1 : 0.23 - 0.38이며, 몸체에 대한 코어의 길이 비율은 1 : 0.16 - 0.33,코어가 몸체로부터 돌출되는 깅이는 코어전체 길이에 비해 1 : 0.2 - 0.6, 상기 코어의 후단부에 형성된 하운드부는 R값이 1 : 0.21 - 0.35인 것이 바람직하다.

상기한 구조로 된 본 발명의 브레이커용 치즐은 파쇄작업시 암반에 직접 타격받는 작업선단부를 내마모성과 내충격성을 동시에 만족시켜줄 수 있을 뿐 아니라 상기 커어부는 오랜기간 사용되어 마모되는 경우 이 코어부분만을 교체하여 주므로써 치즐전체의 내구성도 향상시켜 주게 된다.

제1도는 종래의 브레이카용 치즐의 단부를 도시한 정면도.

제2도는 본 발명에 따른 브레카용 치즐의 단부를 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 몸체 12 : 첨상부

20 : 몸체 22 : 작업선단부

24 : 하단면 26 : 압입흠

28 : 코어 30 : 모서리부

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 치즐을 도시한 단면도로서, 몸체(20)는 전체적으로는 봉상으로 이루어지되, 작업 선단부(22)가 절두원추형상 또는 절두다면추형상으로 이루어져, 하단면(24)이 소정 넓이의 평활면을 이루고, 이 하단면의 중심부에 소정의 깊이만큼 상부방향으로 수직하게 압입홈(26)이 형성되어져 있다.

그리고, 상기 압입홈(26)에 봉상의 코어(28)가 압입홈(26)에 선단부가 일부 노출되도록 압입설치된 것이며, 압입방법은 열간 또는 냉간 끼워 맞춤을 사용하거나 강압식을 사용할 수 있다.

작업선단부는 통상적인 SCM440 등과 같은 소재를 사용할 수 있고, 또한 이들 소재의 템퍼링(tempering) 온도를 높여주는 열처리를 하므로써 상대적으로 경도를 낮추는 대신에 내충격성을 확보하는 것이 보다 바람직하다.

한편, 상기 몸체(20)에 코어(28)가 설치된 압입조건에 따라 치즐의 내충격성 및 내마모성이 크게 영향을 받게 되는 바, 이러한 영향을 줄 수 있는 요소로는 다음과 같은 것이 있다.

먼저 상기 압입홈(26)의 직경은 코어(28)의 직경보다 작게 형성되어져 이들을 상기한 압입방법에 의해 설치하면, 서로간의 직경 차이(이하, 죔새라한다)에 비례하여 발생되는 조임력만큼 마찰력을 증가시켜 주게 된다.

즉, 치즐의 파쇄작업시 치즐에 가해지는 충격력에 의해 압입홈(24)의 내주면과 코어(26)의 외주면이 상대적으로 접촉하면서 반복 슬라이딩되는 것을 저지하게 되는바, 이때 이들의 조임력은 상기한 압입조건인 죔새에 의해서 결정되는 바, 상기한 조임력이 작을 경우에는 압입홈(26)의 내주면과 코어(28)의 외주면간의 마찰력이 상대적으로 적게 되어 파괘작업을 위한 타격시 압입된 코어(28)로부터 축방향쪽의 몸체(20)로의 에너지 전달량이 증가하게 되고, 이에 따라 코어(28)의 원주방향에서는 압입홈(26)의 내주면과 코어(28)의 외주면간에 미소한 미끄럼이 반복적으로 발생되면서 마모가 발생되는 프레팅(fretting) 현상이 일어나 몸체(20)와 코어의 돌출모양 및, 돌출길이, 코어의 후단부 형상등은 코어의 내구성, 내마모성, 및 내충격성능에 영향을 미치게 된다.

즉, 파쇄작업시 발생되는 충격에너지 값은 단면적에 비례하므로 몸체와 코어의 상대적인 단면적에 따라 코어(28)의 전체길이에 따라 가공장비의 규모와 제조원가가 비례하게 된다.

그리고, 코어(28)의 돌출모양 및 길이는 코어의 파쇄성능 및 내구성에 영향을 미치게 되는 것으로, 그 돌출모양이 첨상을 이루고 있어야 파쇄작업이 용이하게되고, 코어(28)의 돌출부의 길이가 소정길이를 유지하여 파쇄성능을 발휘할 수 있다.

더욱이 코어(28)의 후단부는 몸체에 직접 접촉되어 파쇄작업시 선단부로부터 가해지는 충격에너지를 축방향을 따라 몸체(20)에 전달하는 부위로, 이 후단부의 형사에 따라 코어의 내구성 및 취성에 영향으 미치게 된다.

이하에서 상기한 본 발명의 압입조건을 한정하는 이유를 자세히 설명한다.

본 발명에서는 상기한 압입홈(26)의 직경과 코어(28)의 직경차이 즉, 죔새유격은 30㎛이하로 하는 경우는 상기 코어(28)가 압입홈(26)으로부터 쉬게 이탈될 가능서이 있고, 또한 죔새유격이 200㎛이상인 경우는 상기 코어(28)를 압입홈(26)에 삽입하는데 공정작업상 어려움이 있어, 죔새량은 300 - 200㎛의 범위로 한정하는 것이 바람직하다.

그리고, 몸체(20)와 코어(28)의 직경비율은 파괘작업시 몸체(20)가 흡수하는 충격에너지 값에 큰 영향을 미치게 되는 바, 만약 상기 몸체(20)의 직경에 대해 코어(28)의 직경이 1 : 0.23보다 작을 경우에는 코어(28)의 선단부 면적이 상대적으로 적어져 내마모성이 충분히 효과를 발휘하지 못하게 되고, 몸체(20)에 대해 코어 (28)의 직경이 1 : 0.38보다 클 경우에는 몸체(20)에서의 충격 흡수가 줄어들고 상대적으로 코어(28)자체가 충격을 많이 흡수하여야 하므로 내충격력성능을 확보할 수 없으므로, 몸체(20)와 코어(28)의 직경비율은 1 : 0.23 - 0.38범위로 한정하는 것이 바람직하다.

또한, 몸체(20)와 코어(28)의 길이비율의 경우에도, 몸체(20)의 길이에 대해 코어(28)의 길이가 1:0.33보다 비채 상대적으로 길게 되면 코어의 가공시 정밀도가 떨어지고 가공장비도 대형화되어 제조원가를 상승시키게 되고, 반대로 몸체(20)의 길이에 대해 코너(28)의 길이가 1:0.16보다 짧은 경우에는 작업선단부의 마모에 따른 여유 길이분이 충분히 살리지 못하게 되므로 코어(28)의 직경대비 코어의 돌출부의 길이는 1:0.2 - 0.6 범위로 한정하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 코어(28)의 후단 모서리부(30) 즉 몸체의 삽입홈(26)에 접촉되는 부위는 파쇄작업시 충격에너지가 코어(28)의 축방향을 따라 몸체(20)에 전달될 때 상기 코어(28)의 직경에 대해 모서리부(30)의 곡률반경이 1 : 0.21보다 작거나 혹은 직각에 가가우면 모서리부(30)로부터 크랙이 발생되어지기 쉬고, 또한 상기 코어(28)의 직경에 대해 모서리부(30)의 곡률반경이 1:0.35보다 큰 경우에는 상대적으로 자체 응력이 크기 때문에 그 만큼 취약하게 되므로 코어의 직경대비 곡률반경은 1 : 0.21 - 0.35로 한정하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명의 브레이커용 치즐은 내충격성 재질의 몸체(20)와, 이 몸체의 작업선단부에 형성된 삽입홈(26)에 압입된 코어(28)로 이루어져, 상기 몸체(20)는 충격성 재질로 제작함과더불어 상기 코어(28)는 내마모성을 모두 확보할 수 브레이커용 치즐을 제작할 수 있다.

더욱이 상기 코어(28)는 사용에 의해 마모되는 경우 이를 교체할 수 있게 되고,

또한 내마모성을 향상시키기 위해 종래에는 치즐 전체를 대상으로 열처리하는 것에 반해 작은 코어만을 열처리할 수 있어 제작에도 용이한 이점이 있다.

이상에서 서술된 것은 모두 점에서 단순한 예시에 불과한 것이고, 이를 가지고 한정적으로 해석해서는 안되며, 단지 본 발명의 진정한 정신 및 범위내에 존재나는 변형에는 모두 본 발며의 청구범위에 속하는 것이다.

Claims (4)

1. 내충격성재질로 이루어진 몸체(20)의 선단부에 소정의 압입홈 (26)이 형성되고, 이 압입홈(26)에 내마모성재질의 코어(28)가 압입설치된 브레이커용 치즐에 있어서,

   상기 몸체(20)에 대하여 상기 코어(28)가 직경비율은 1 : 0.23 - 0.38이고, 길이비율이 1 :0.16 - 0.33인 것을 특징으로 하는 브레이커용 치즐.
2. 제1항에 있어서, 상기 압입홈(26)과 상기 코어(28)간의 죔새 유격이 30 - 200㎛인 것을 특징으로 하는 브레이커용 치즐.
3. 제1항에 있어서, 상기 코어(28)가 상기 압입홈(26)의 외부로 돌출되는 부위의 길이가 코어직경 대비1 : 0.2 - 0.6인 것을 특징으로 하는 브레이커용 치즐.
4. 제1항에 있어서, 상기 코어(28)의 후단 모서리부(30)가 코어의 직경대비곡률반경이 1:0.21 - 0.35인 것을 특징으로 하는 브레이커용 치즐.