KR100303463B1 - 암반굴착용비트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널공사나 건축물기초공사시 지반을 뚫는 굴착기의 끝부분에 설치되어 굴착공사 진행중 나타나는 암반을 파쇄하여 굴착하는 암반굴착용 비트에 관한 것으로, 드럼을 원판으로 형성함과 동시에 파쇄롤러의 외주면에 초경팁이 박히지 않은 부분을 요홈으로 가공 하여 미처 파쇄되지 않은 암반과 파쇄롤러의 외주면이 마찰되는 것을 방지거나, 파쇄롤러 외주면에 심는 초경팁을 원주 방향으로 서로 어긋나게 하여 굴착면을 지그재그로 파쇄하도록 하여 고르게 파쇄 되도록 하였으며, 가장 외측에 설치되는 파쇄롤러의 외경이 중앙은 크고 양단측이 작게하여 일측 외주면은 굴착바닥면과 비스듬히 마찰되고 나머지 외주면은 굴착측면과 직교되게 마찰 되도록 구성하여 외측 롤러의 파손을 방지한 것이다.

Description

암반굴착용 비트

본 발명은 터널공사나 건축물기초공사시 지반을 뚫는 굴착기의 끝부분에 설치되어 굴착공사 진행중 나타나는 암반을 파쇄하여 굴착하는 암반굴착용 비트에 관한 것이다.

토목공사나 건축공사를 함에 있어서는 기초공사로 굴착작업을 하여 빔을 박거나 기타 보강재를 설치하는 것이 거의 일반적인 시공방법인바, 이때 사용되는 암반 굴착기는 외부동력과 연결되어 회동하며 굴착깊이에 따라 길게 연결하여 사용하도록된 중공축의 끝단에 원주방향으로 초경팁이나 다이야몬드를 박은 다수의 파쇄롤러를 설치한 드럼으로 형성된 비트를 설치하여 작업중 나타나는 암반을 파쇄하며 굴착작업을 수행하도록 구성한다.

즉, 상기 암반굴착기의 중공축을 외부동력으로 회동시키면 중공축의 끝단에 착설된 비트의 파쇄롤러가 암반에 밀착되어 회동하면서 암반이 파쇄되며, 이때 파쇄된 암반파쇄분은 외부로부터 드럼의 외주연측으로 공급되는 물과함께 상기 중공축의 내부를 통하여 외부로 흡출되도록 구성하였다.

이와같은 암반굴착기에서는 다수의 파쇄롤러가 설치된 비트의 구성이 무었보다도 중요하므로 비트의 구성에따라 암반굴착기의 기능과 성능에 엄청난 차이를 가져오게된다.

그러나 지금까지 개발된 암반굴착기에 사용되는 비트의 구성은 도 1에서와같이 드럼(1)에 설치되는 파쇄롤러군(3)의 하단선 구조가 도 1에서와같이 평면을 이루거나 원호상을 이루었기때문에 굴착작업시 암반을 수직으로 뚫지못하고 일측으로 밀려서 비스틈히 뚫어지므로서 굴착공사의 실패요인이 되는 것은 물론, 작업중 중공축이 휘어지거나 파손되어 굴착기를 못쓰게될 우려가 있는등 작업공기연장의 한원인이 되었으며, 암반파쇄시 발생하는 마찰열을 억제하고 암반파쇄작업이 원활하게 하기위하여 공급하는 급수시스템이 도 2에서와같이 비트를 구성하는 드럼(1)의 외부주연을 통하여 진입되도록 함과동시에 파쇄된 암반찌꺼기를 중공축(4)의 내부로 흡출하기위한 흡입공(2)을 비트를 구성하는 드럼(1)의 중앙에 한 개만을 구성한 것과, 도3에서와 같이 다수의 공회전로울러(3a)와 보조굴착로울러(3b)가 설치된 원판(1a)의 외측으로 드럼(1)의 선단이 돌출되어 원륜상 운두(1b)가 형성되며, 상기 원륜상운두(1b)에 등간격으로 다수의 개구(1c)를 형성하고 상기 보조굴착롤러(3b)의 일부가 드럼(1)의 바깥으로 약간벗어 나가도록 구성함으로서 암반파쇄분이 흩어지지않고 외부와 차단되어 있는상태이므로 암반파쇄분의 외부토출이 용이하게한 실용신안공고 제 96-1664호가 있었으나 이들 모두 외부로부터 공급되는 물이 각각의 파쇄롤러에 고르게 공급되지 못하여 파쇄롤러의 마모가 심하면서도 파쇄효과는 떨어지고 외부파쇄롤러로 부터 파쇄된 암반찌꺼기가 중앙에 한 개밖에 없는 흡출공 측으로 모이면서 중앙의 파쇄롤러를 심하게 손상시켜 사용수명을 단축하게되며, 작업중 파쇄롤러에 일체로박힌 다이야몬드나 초경팁이 파쇄롤러로부터 이탈되고 이때이탈된 초경팁이나 볼트등 금속파편이 계속해서 파쇄롤러에 마찰됨으로서 초경팁이나 파쇄롤러의 마모가 심한 등 많은 문제점을 발생시켰다.

따라서 상기한 모든 문제점을 해결하기 위하여 본인이 개발한 것으로 도 4에서와 같이 드럼(10)의 하단에 설치된 파쇄롤러(20)의 천체구성을 나타내는 하단선이 상측이 벌어지고 하측이 좁은 "W"형을 이루도록 함과 동시에, 작업중 외부로부터 물을공급하는 급수공(11)은 각각의 파쇄롤러(20)에 직접 급수할수 있도록 파쇄롤러(20)가 설치되는 각각의 축받이(15) 사이에 형성하며, 외부로부터 급수된물과 혼합된 암반파쇄분을 흡출하는 흡출공(12)을 드럼(10)의 중심측이 아닌 장구형파쇄롤러(20a)의 외측 선상에 적어도 2개이상을 형성하고, 드럼(10)의 중심측에는 장구형파쇄롤러(20a)의 중간을 지지하는 축받이(15)를 설치하여 작업진행중 가장 큰 힘을 받는 장구형파쇄롤러(20a)를 보강 함은 물론, 상기 흡출공(12)의 입구측에 자석(30)을 설치하여 작업진행중 파쇄롤러(20)로 부터 이탈한 초경팁이나 볼트너트등이 흡착되도록 구성한 본인의 선출원인 특허출원 제97-69451호가 있었다.

그러나 상기한 지금까지 개발된 암반굴착용 비트 들은 모두가 드럼(10)의 구성이 복잡한 것은 물론 파쇄롤러의 구성이 단순히 롤러의 외주면에 초경팁만 박은 상태 이므로 초경팁에 의하여 미처 파쇄돼지 않은 암반이 파쇄롤러의 외주면에 마찰 되면서 기계 전체에 무리한 하중을 부과함은 물론, 롤러를 마모시켜 사용수명을 단축 시키며, 가장 외측에 설치되는 롤러가 암반의 굴착측면과 비스듬히 마찰하여 롤러의 끝단에 박힌 초경팁이 쉽게 손상되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 암반굴착용 비트의 문제점을 해결하고자 드럼을 원판으로 형성함과 동시에 파쇄롤러의 외주면에 초경팁이 박히지 않은 부분을 요홈으로 가공 하여 미처 파쇄되지 않은 암반과 파쇄롤러의 외주면이 마찰되는 것을 방지거나, 파쇄롤러 외주면에 심는 초경팁을 원주 방향으로 서로 어긋나게 하여 굴착면을 지그재그로 파쇄하도록 하여 고르게 파쇄 되도록 하였으며, 가장 외측에 설치되는 파쇄롤러의 외경이 중앙은 크고 양단측이 작게하여 일측 외주면은 굴착바닥면과 비스듬히 마찰되고 나머지 외주면은 굴착측면과 직교되게 마찰 되도록 구성하여 외측 롤러의 파손을 방지 하도록 한 고품질의 암반굴착용 비트를 제공함에 그 목적을 둔것이다.

도 1은 종래 암반굴착용 비트의 파쇄롤러군의 하단선 구성도.

도 2는 종래 암반굴착용 비트의 급수 및 흡출시스템 상태도.

도 3은 선출원된 실용신안공고 제 96-1664호의 요부구성 상태도.

도 4는 본인의 선출원인 특허출원 제97-69451호의 요부구성 상태도.

도 5는 본 발명의 단일원판 으로된 드럼의 구성도.

도 6은 본 발명의 파쇄롤러의 구성도.

도 7은 본 발명의 파쇄롤러의 초경팁 구성도.

도 8은 본 발명의 외측 파쇄롤러의 구성도.

도 9는 본 발명의 중심측 파쇄롤러의 다른 구성상태 예시도.

♠도면의 부호중 주요부분에 대한 설명♠

20:파쇄롤러 20b:요홈

25:초경팁 40:중공축

100:원판 110:급수공

120:흡출공 15:브라켓트

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 단일 원판의 하단에 다수의 파쇄롤러를 설치하고, 외부와 연통하는 급수공과 중공축의 내부와 연결되는 흡출공을 천설하며 상면에는 중공축을 연결하는 연결부를 형성하여 드럼을 원판으로 구성 하였으며, 상기 드럼의 하단에 설치되는 파쇄롤러의 외주면에 심는 초경팁을 원주 방향으로 서로 어긋나게 하여 굴착면을 지그재그로 파쇄하도록 하여 고르게 파쇄 되도록 구성하거나, 상기 드럼의 하단에 설치되는 파쇄롤러의 초경팁이 박히지 않은 외주면을 요홈으로 가공 하여 미처 파쇄되지 않은 암반과 파쇄롤러의 외주면이 마찰되는 것을 방지하며, 상기 드럼의 하단에 설치되는 파쇄롤러중 가장 외측에 설치되는 파쇄롤러의 외경을 중앙은 크고 양단측이 작게하여 일측 외주면은 굴착바닥면과 비스듬히 마찰되고 나머지 외주면은 굴착측면과 직교되게 마찰 되도록 구성하며, 상기 드럼의 저부 중앙에 설치되는 한쌍의 파쇄롤러를 중심측이 상향 경사지게 하여 이들을 지지하는 중심축과 축받이가 Y형 으로 단일체로 구성 하였다.

상기한 본 발명의 구성에 따른 작용을 첨부된 도면에의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

암반굴착기의 비트를 구성함에 있어서,

도 5에서와 같이 단일체로 된 원판(100)을 평판인 그대로 사용하거나 저면이 볼록 하도록 가공 또는 주조하여 외부와 연통하는 다수의 급수공(110)은 파쇄롤러(20)의 직상방에 천설하고 중공축(40)의 내부와 연결되는 흡출공(120)은 중앙측 으로 천설하며, 외측으로는 상면에는 중공축(40)을 연결하는 볼트체결공(100a)를 형성하여 원판(100)으로된 드럼을 형성하고, 그 저면의 상기 급수공(110) 주변에 파쇄롤러설치용 브라켓트(150)를 설치한 다음, 열처리 하여 내마모성과 내구성을 갖도록 한다.

상기와 같이 구성된 원판(100)으로된 드럼의 하단에 설치된 각각의 파쇄롤러설치용 브라켓트(150)에 외주면에 초경팁(25)이 박힌 파쇄롤러(20)를 설치하는데, 이때 설치되는 파쇄롤러(20)는 도 6에서와 같이 파쇄롤러(20)의 외주면에 심는 초경팁(25)을 원주 방향으로 서로 어긋나게 하여 굴착면을 지그재그로 파쇄하도록 하여 고르게 파쇄 되도록 구성하거나, 도 7에서와 같이 파쇄롤러(20)의 초경팁(25)이 박히지 않은 외주면을 요홈(20b)으로 가공 하여 초경팁(25)이 박힌 부분을 돌출 시킴으로서, 미처 파쇄되지 않은 암반과 파쇄롤러(20)의 외주면이 마찰되는 것을 미연에 방지 하였으며, 상기 드럼을 구성하는 원판(100)의 하단에 설치되는 파쇄롤러(20)중 가장 외측에 설치되는 파쇄롤러(21)는 도 8에서와 같이 그 외경을 중앙측(21a)은 크고 양단측(21b)(21c)이 작게하여 굴착 작업시 일측 외주면(21b)은 굴착바닥면과 비스듬히 마찰되고 나머지 외주면(21c)은 굴착측면과 직교되게 마찰 되도록 구성 하여 측면과 마찰하는 초경팁(25)을 증가하여 외측 파쇄롤러(21)가 쉽게 손상되지 않도록 하였으며, 상기 원판(100)으로된 드럼의 저부 중앙에 설치되는 한쌍의 파쇄롤러(20a)를 도 9에서와 같이 중심측이 상향 경사지게 하여 이들을 지지하는 중심축과 축받이가 Y형 으로 단일체로 구성하면 더욱 효과적이다.

상기한 본 발명의 작용효과는 다음과 같다.

드럼을 단일원판 으로 구성 함으로서 제작 공정이 간소화 되어 드럼의 제작이 손쉬워 제작원가가 대폭 감소하고, 암반굴착용 비트의 전체적인 중량이 대폭줄어 취급이 용이하며, 상기 드럼의 하단에 설치하는 파쇄롤러의 외주면에 심는 초경팁을 원주 방향으로 서로 어긋나게 하여 굴착면을 지그재그로 파쇄하도록 하함으로서 고르게 파쇄 되어 미처 파쇄되지 않는 부위가 발생될 우려가 없으며, 상기 드럼의 하단에 설치되는 파쇄롤러의 초경팁이 박히지 않은 외주면을 요홈으로 가공 하여 초경팁이 박히는 부위가 돌출되게 하여 미처 파쇄되지 않은 암반과 파쇄롤러의 외주면이 마찰되는 것을 방지하고, 상기 드럼의 하단에 설치되는 파쇄롤러중 가장 외측에 설치되는 파쇄롤러의 외경을 중앙은 크고 양단측이 작게하여 일측 외주면은 굴착바닥면과 비스듬히 마찰되고 나머지 외주면은 굴착측면과 직교되게 마찰 되도록 구성 함으로서 롤러의 손상이나 파손을 방지 하는등 사용수명을 연장하여 보다저렴 하면서도 고장이 작아 작업능률을 극대화 하도록 한 신규한 발명이다.

Claims (3)

1. 단일 원판의 하단에 다수의 파쇄롤러를 설치하고, 외부와 연통하는 급수공과 중공축의 내부와 연결되는 흡출공을 천설하며 외측면에는 중공축을 연결하는 볼트체결공을 형성하여서된 드럼으로 구성되는 공지의 암반굴착용 비트에 있어서, 상기 드럼의 하단에 설치되는 파쇄롤러의 외주면에 심는 초경팁을 원주 방향으로 서로 어긋나게 하여 굴착면을 지그재그로 파쇄하도록 하여 고르게 파쇄되도록 구성하며, 상기 드럼의 하단에 설치되는 파쇄롤러의 초경팁이 박히지 않은 외주면을 요홈으로 가공하여 미쳐 파쇄되지 않은 암반과 파쇄롤러의 외주면이 마찰되는 것을 방지토록 구성함을 특징으로 하는 암반굴착용 비트.
2. 제1항에 있어서, 상기 드럼의 하단에 설치되는 파쇄롤러중 가장 외측에 설치되는 파쇄롤러의 외경을 중앙은 크고 양단측이 작게하여 일측 외주면은 굴착바닥면과 비스듬히 마찰되고 나머지 외주면은 굴착측면과 직교되게 마찰되도록 구성함을 특징으로 하는 암반굴착용 비트.
3. 제1항에 있어서, 상기 드럼의 저부 중앙에 설치되는 한쌍의 파쇄롤러를 중심축이 상향 경사지게 하여 이들을 지지하는 중심축과 축받이가 Y형으로 단일체로 구성함을 특징으로 하는 암반굴착용 비트.