KR100220308B1 - 구멍 주위에 원형 립을 형성하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

카운터싱크(4)를 가공한 후에, 이 카운터싱크의 플로어는 궤도운동을 수행하는 롤러(31)에 의해 체이싱되는데, 롤러의 접촉표면이 구멍(2)의 축(X-X)과 이루는 각도는 롤러 캐리어(28)의 전진의 함수로서 서서히 감소된다.

본 발명은 원자로 용기 배럴의 구멍 주위에 연결 립을 형성하는 것에 적용하기 위한 것이다.

Description

구멍 주위에 원형 립을 형성하는 방법 및 장치

제1도는 본 발명에 따라 가공되는 배럴의 축방향 반부 단면도.

제2(a)도 내지 제2(c)도는 제1도의 배럴을 얻기 위한 가공의 연속단계를 도시하는 부분 상세도.

제3도는 본 발명에 따른 장치의 개략적 수직 단면도.

제4도는 제3도의 장치의 부분 평면도.

제5도는 제3도의 화살표(Ⅴ)에 따른 부분 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 배럴 2 : 구멍

3 : 립 4 : 카운터싱크

5 : 배럴 지지부 6 : 베어링 블록

7 : 버어니싱기 8 : 가열장치

9 : 베이스 10 : 롤

14 : 프레임 16 : 잭 몸체

17 : 모터

본 발명은 두께가 두꺼운 배럴의 벽 구멍 주위의 원형 립(lip)을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 립의 두께는 벽의 두께에 비해 적으며, 카운터싱크(countersink)는 형성될 립의 대향측의 구멍 주위에 가공되고, 다음에는 카운터싱크의 플로어(floor)를 형성하는 금속이 카운터싱크 대향측상의 다이에 대향하여 축 방향으로 체이스(chase)된다.

어떤 적용에서는, 큰 두께의 벽에 축방향 돌출 립에 의해 둘러싸인 적어도 하나의 구멍을 제공하는 것이 바람직하다. 이것은 특히 일정수의 도관이 연결되어야만 하는 원자로 용기 배럴에서 특히 바람직하다. 실제로 이 도관은 립의 단부에 용접으로 연결될 수 있는데, 그것은 예로서 FR-A-2,517,575에 기술된 장착된 예비 노즐을 대치한다.

그러나 펀칭(예로서 FR-A-1,198,440)원리에 기초한 상기 형태의 립 형성의 현재 기술은 실제에 있어서 완전히 만족스럽지 못하다. 실제로, 이러한 방법에서는, 립의 연결 내부 반경이 클수록, 립의 돌출은 커져야 한다.

본 발명의 목적은 효과적이고 경제적인 방법에 따라서, 배럴의 벽에 비해 얇은 립의 생산을 허용하는 것인데, 이 립의 두께는 원통형에 가까운 보어의 모양을 유지하면서 벽의 두께의 반보다 작거나 같으며, 이것은 구멍의 보강을 위해 배럴에 이용가능한 금속의 단면을 가능한 한 크게 유지되게 허용한다.

이러한 목적을 위하여, 상기 본 발명의 방법은, 체이싱 작동이 축상에 회전가능하게 장착되고 구멍의 축에 대해 궤도운동을 하도록 구동되는 적어도 하나의 롤러에 의해 수행되는데, 롤러의 접촉 표면이 이 축과 이루는 각도가 롤러의 전진중의 적어도 일부의 과정에서 점차 감소되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 상기 각도의 감소는 롤러 축이 구멍 축과 이루는 각도를 감소시키므로써 또는 롤러의 블록형상에 의해 얻어진다.

본 발명의 목적은 또한 그러한 방법을 수행하는 데에 필요한 장치를 제공하는 것으로서, 이 장치는 축을 따라 이동되기 위한 수단이 장착된 롤러 캐리어와, 롤러 캐리어에 의해 편심 지지되는 축상에 회전 장착되는 적어도 한 롤러와, 롤러 캐리어 축에 관해 궤도운동에 따라 롤러를 구동시키는 수단과, 롤러 캐리어에 대하여 롤러 축의 경사를 변화시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

롤러는 특히 카스크(cask)형태 또는 원추형태를 갖는다.

양호하게, 배럴상에 립을 형성하기 위한 적용에 있어서, 장치는 원주상에 분포되고 원주에 대해 래디얼방향으로 놓이며 배럴의 축을 수직으로 지지하는 롤을 추가로 포함할 수 있다. 그러면, 예열/가열 위치에 가공위치 사이에서 배럴의 조작은 주행 크레인의 간섭없이 배럴의 단순회전에 의해 신속히 용이하게 수행된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 축(X-X)에 수직인 축(Y-Y)의 적어도 한 횡방향 원형 구멍(2)을 포함하는 수직축(X-X)의 원통형 배럴(1)의 반부 단면도이다. 이 구멍은 배럴의 외부로 향해 약간 수렴되는 거의 절두체인 내면에 의해 한정된다. 큰 두께(a)의 이 배럴은 특히 원자로 용기의 일부를 형성한다. 배럴의 외부로 돌출되는 원형 립(3)은 구멍(2)을 둘러싼다. 이 립은 단부 대단부 용접에 의해 동일 내부 직경의 외부 덕트(도시되지 않음)의 연결을 위한 것이다.

립(3)의 가공은 제2(a)도 내지 제2(c)도에 도시된 3개의 단계를 도시하는데, 직경(b)의 원형 블랭크(blank)의 절단(제2(a)도), 깊이(c)가 거의 a/2인 카운터싱크(4)의 상기와 같이 얻어진 오리피스의 주변에 내측가공(제2(b)도)과, 립(3)을 체이싱하므로써 압출(제2(c)도)하는 것이다. 이 립(3)은 축(Y-Y)을 따라서 배럴의 외부 원통형 벽에 대해 거리(d)만큼 돌출된다. 그 단부에서, 립은 래디얼방향 두께(e)를 가지며, 직경(f)의 입구를 한정한다. 가압수 원자로의 주회로 도관이 용접될 립을 위해서, a=300

, c=150

, d=100 내지 120

, e=100

및 f=700

가 적용될 수 있으며, 구멍(2)의 내면은 축(Y-Y)에 대해 제6도의 각도로 수렴된다.

이제 제3도 내지 제5도를 참조하여 립(3)의 압출 단계를 더욱 상세히 설명한다.

이 작용에 사용되는 장치는 배럴 지지부(5), 베어링 블록(6), 버어니싱기(7)와 가열장치(8)이다.

지지부(5)는, 직경이 배럴의 직경에 대응되고 래디얼 방향으로 향한 원(C)상에 규칙적으로 분포된 원통형 4개의 롤(10)이 장착된 베이스(9)로 구성된다. 롤(10)의 상부 모면은 베이스(9) 레벨보다 약간 더 나간다.

블록(6)은 2개의 롤(10) 사이에서 원(c)의 외부의 베이스(9)상에 고정된다. 그것은 배럴(1)이 롤(10)상에 위치될 때 배럴(1)의 일부를 수용하는 원(C)(제4도)과 동축인 원통형 리세스(11)를 보여준다. 이 리세스내에는, 이하 설명되는 컷팅 백(cutting back) 작동 동안에 축(Y-Y)과 일치되는 축을 가진 원통형 캐비티(12)가 형성된다(제3도). 이 캐비티(12)의 입구는 구성될 립(3)의 외부 형태에 대응되는 모양을 갖는 원형 베어링 다이(13)에 의해 경계지워진다.

버어니싱기(7)는 완전히 원(C)내에 위치된다. 그것은 캐비티(12)의 축과 일치되는 축(Z-Z)을 갖는 원통형 잭 몸체(16)가 미끄럼운동과 회전을 위해 장착된 원형 구멍내에 2개의 수직 직립체(15)를 포함하는 프레임(14)을 포함한다. 프레임에 의해 지지되는 제1전기 모터(17)는 프레임(14)에 의해 안내되는 축(X-X)에 평행한 추력 스크류(19)를 기어(18)를 거쳐 회전구동할 수 있다. 이 스크류는, 축(Z-Z)에 수직이고 이 축에 평행하게 병진 운동하도록 안내되며 잭 몸체(16)에 의해 자유롭게 이동되는 수직판(21)상에 단부 슈우(shoe)(20)를 거쳐 작용한다. 또한, 스크류-넛트 시스템은 복동 유압 또는 공압잭에 의해 대치될 수 있다. 판(21)은 제2전기 모터를 위해 지지부를 구성하고 외향 지지되는데, 즉, 잭 몸체(16)와 일체인 플렌지(23)에 대향하여 블록(6)을 향해 지지되며, 이것을 볼베어링(24)을 거쳐서 지지된다. 모터(22)는 잭 몸체(16)와 일체인 피니온(26)과 맞물리는 출력 피니온(25)을 포함한다. 다른 모터(17)-기어(18)-스크류(19)의 조립체가 물론 제공될 수 있고 축(Z-Z)에 관한 규칙적으로 분포될 수 있다.

잭 몸체(16)는 피스톤(27)이 내부에서 이동되는 복동 유압 또는 공압 잭 몸체를 형성한다. 이 몸체는 축(Z-Z)에 평행하고(제5도) 링(30)에 의해 외부 단부에서 연결된(제3도 및 제4도) 3개의 바아(29)로 구성된 원통형 롤러 캐리어(28)에 의해 외부로 연장된다.

카스크 형태를 갖는 3개의 롤러(31)는 바아(29)사이에 삽입되며(제5도) 바아(29)에 관해 래디얼방향으로 돌출된다. 각각의 롤러의 축(32)은 외부로 향해 수렴되고, 축(Z-Z)을 통과하는 평면내에 위치되며, 또한 내부로 수렴되는 연결 로드(33)의 외부 단부에 그 내부 단부에 의해 연결되고, 링(30)에 그 외부 단부에 의해 연결된다. 각각의 연결 로드(33)는 피스톤(27)로드 단부에 고정된 미끄럼판(34)에 그 내부 단부에서 연결된다.

버어니싱기(7)는 따라서 3개의 롤러(31)가 다음의 운동을 수행하도록 허용한다.

즉, 모터(17)를 작동시켜서 축(Z-Z)(제3도의 화살표 F1)를 따라 전체적인 병진 운동을 일으킨다. 잭 몸체(16)와 롤러 캐리어의 내부로 향한 복귀 운동은 잭 몸체(16)상에 제공된 제2플랜지(35)상의 슈우(20)의 작용에 의해 얻어진다.

또한 모터(22)를 작동시켜서 제5도의 화살표(F2)에 따라 축(Z-Z)에 관해 3개의 롤러의 전체적인 회전, 즉, 궤도 운동을 일으킨다. 롤러가 배럴에 맞물릴 때 이 운동은 각각의 롤러가 자체 축(32)에 관해 회전되게 한다(제5도의 화살표(F3)).

또한 잭 몸체(16)와 피스톤(27)을 작동시켜서 롤러 캐리어의 축(Z-Z)에 대한 롤러의 축(32)의 경사(Z)를 변경시킨다.

가열장치(8)(제4도)는 이동가능하며, 내부 볼록부(36)와 외부 오목부(37)를 포함한다.

작동시에는, 잭 몸체(16)는 복귀위치(제3도 및 제4도의 우측)에 있고, 피스톤(27)은 연장위치(즉, 각도(x)가 최대인 위치)에 있으며, 가열장치(8)는 복귀되고, 배럴은 4개의 롤(10)상에 위치되어 그 축(X-X)는 수직이 된다. 이 배럴은 제2(b)도와 같이 카운터싱크(4)가 준비된 2개의 구멍(2)(제4도)을 갖는다고 가정된다.

장치(8)는 2개의 구멍중의 하나와 대향되고, 그 구멍을 약 500

로 가열하며 그것을 950

와 1200

사이의 범위의 립(3)의 압출 온도까지 가열한다. 장치(8)는 제거되고, 배럴은 상기와 같이 가열된 구멍(2)의 축(Y-Y)이 다이(13)와 잭 몸체(16)의 축(Z-Z)와 일치될 때까지 롤(10)상의 축에 관해 회전된다.

립의 제1성형-압출 통과는, 모터(17)에 의해 축(Z-Z)을 따라 100 내지 100metric tons 크기의 추력을 발휘시키고, 잭 몸체(16)와 롤러 캐리어(28)를 모터(22)에 의해 그 축에 관해 동시에 회전되게 하므로써 수행된다.

이 추력의 시동시에는, 상술한 바와 같이, 피스톤(27)은 각도(X)에 최대값을 부과하기 위해 연장된다. 립의 압축이 서서히 진행됨에 따라 이 각도는 피스톤의 점진적 복귀에 의해 감소되는데, 이것은 각각의 롤러가 형성되는 립과 가능한 작은 각도로 접촉되도록 일어난다. 이 접촉각은 경사각도(X)와 접촉점에서 롤러의 외면에의 점선이 축(32)과 이루는 각도의 함수이며, 이 각도는 롤러의 카스크 형태에 대해 롤러 캐리어의 전진중에 변환된다.

가공중에 구멍의 온도가 예정 낮은 값으로 떨어지고, 배럴이 피봇되며, 장치(8)가 다시 정위치에 위치되고, 새로운 가열이 수행될 때에, 다수의 연속 통과가 수행된다.

이 방법은 배럴 금속 섬유의 연속성을 보장하는 동시에 립(3)이 얻어질 수 있게 허용한다. 특히, 배럴 중앙의 두께 불균일 구역은 보어에 의존하지 않는데, 이것은 전체의 기계적 거동에 대해 바람직하다. 더구나, 용접에 의한 도관이 배럴에의 연결은 립(3)상에 수행되고, 이것은 배럴의 응력면에서 유리하다.

최종 성형 통과 동안에 장치(8)는 제4도와 같이 가공될 다른 구멍(2)을 대향하는 위치에 놓일 수도 있으며, 이것은 배럴 생산의 전체 소요시간을 감소시킨다.

또한, 롤러(31)를 다른 형태, 특히 외부로 수렴하는 절두체를 갖는 롤러로 대치하는 것이 가능하다. 이 경우에, 형성되는 립상의 롤러의 접촉각은 롤러 축의 경사각(x)에만 의존한다.

Claims (10)

1. 형성될 립의 대향측상의 구멍 주위에 카운터싱크(4)를 가공하는 단계와, 카운터싱크의 플로어를 형성하는 금속을 상기 카운터싱크의 대향측상에 다이에 대향하여 축방향으로 체이싱하는 단계를 포함하며, 큰 두께의 벽 특히 배럴(1)의 구멍(2) 주위에 그 두께가 벽의 두께에 비해 적은 원형 립(3)을 형성하는 방법에 있어서, 체이싱의 작동은 축(32)상에 회전 장착되고 구멍의 축(X-X)에 관해 궤도 운동을 수행하도록 구동되는 적어도 한 롤러(31)에 의해 수행되고, 상기 롤러의 접촉표면과 축이 이루는 각은 롤러의 전진중의 적어도 일부에서 점차적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 각도의 감소는 롤러(31)의 축(32)이 구멍(2)의 축(X-X)과 이루는 각도(X)를 감소시키거나 또는 롤러의 볼록모양에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 구멍(2)의 상기 축(X-X)에 관해 규칙적으로 분배된 다수의 롤러(31)는 동시에 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 큰 두께의 벽 특히 배럴(1)의 구멍 주위에 그 두께가 벽의 두께에 비해 적은 원형 립(3)을 형성하는 장치에 있어서, 축(Z-Z)에 연하여 이동을 위한 수단(17 내지 19)이 장착된 롤러 캐리어(28)와, 상기 롤러 캐리어(28)에 의해 편심 지지되는 축(32)상에 회전 장착되는 적어도 한 롤러(31)와, 상기 롤러 캐리어의 축(Z-Z)에 관해 궤도운동에 따라 롤러를 구동하는 수단(22, 25)과, 상기 롤러 캐리어의 축(Z-Z)에 대해 롤러의 축(32)의 경사 각도(X)를 변화시키는 수단(27)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 롤러 캐리어(28)를 대향하도록 위치되고, 그 모양이 형성될 립(3)의 외부 형태에 대응되는 베어링 다이(13)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 롤러(31)는 카스크 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 롤러는 원추형태를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제4항에 있어서, 상기 롤러(31)는 축(32)상에 자유롭게 장착되며, 상기 롤러 캐리어(28)는 축(Z-Z)에 관해 회전 구동을 위한 수단(22, 25)이 장착되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제4항에 있어서, 상기 롤러 캐리어(28)의 축(Z-Z)에 대해 규칙적으로 분포되는 다수의 롤러(31)가 제공되며, 모든 롤러의 축(32)은 축(Z-Z)에 대해 동일 경사각도(X)를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제4항에 있어서, 배럴 가공을 위하여, 원주(C)에 분포되고 원주에 대해 래디얼 방향으로 향하며, 배럴을 그 축(X-X)이 수직이 되도록 지지하는 롤(10)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

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