KR100366389B1

KR100366389B1 - 선재 연마장치

Info

Publication number: KR100366389B1
Application number: KR10-2002-0049078A
Authority: KR
Inventors: 유병섭
Original assignee: 유병섭
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2003-01-14
Also published as: KR20020072514A

Abstract

본 발명은 선재 연마장치에 관한 것으로, 그 목적은 선재의 표면을 그라인딩 연마하여 표면광택을 향상시킴과 동시에 환경오염을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 선재 연마장치에 의하면, 공전과 자전이 동시에 이루어지는 연마휠(54)들을 통해 선재(A)의 표면이 그라인딩 연마됨과 동시에 선재(A)가 중공 회전축(20)의 내부를 통해 빠져나간다. 이에 따라 연속적인 선재(A) 연마작업이 이루어지며, 아울러 선재(A)의 강도 및 외관 품질 즉 표면광택이 월등하게 향상되는 작용효과가 있다. 또한 선재(A)가 그라인딩 연마됨으로써, 이의 후처리가 용이하며 환경오염을 유발시키지 않는 이점이 있다.

Description

선재 연마장치{A POLISHING MACHINE FOR WIRE ROAD}

본 발명은 선재 연마장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가늘고 긴 선재(線材)를 연속적으로 그라인딩 연마함과 동시에 환경오염을 방지할 수 있도록 한 선재 연마장치에 관한 것이다.

일반적으로 선재는 환강(丸鋼)의 가늘고 긴 것을 칭하며, 인발, 압출, 열간 또는 냉간 압연 등과 같은 일련의 공정을 통해 제조된다. 열간 압연은 가공 선재에 일정한 열을 가한 후 선재의 길이 및 단면적을 변화시키는 것이며, 냉간 압연은 상온에서 선재의 단면적을 변화시키는 것이다. 이 때, 열간 또는 냉간 압연을 통해 선재를 가공하는 과정에서 선재 외면에 스케일 및 흠집 등이 많이 발생되는데, 이들을 제거하기 위해 선재 표면을 연마하는 연마공정이 요구된다.

따라서 종래 선재의 연마방법으로는 초산-과염소산 등으로 이루어진 연마 액에 선재를 침지하는 전해연마 방법을 적용하고 있다. 즉, 전해연마는 전기도금과는 반대로 선재를 양극으로 하여 전해하는 것으로, 광택이 나는 연마 표면을 얻을 수 있다.

그러나 이러한 종래 선재의 연마방법에서는 연마 후 선재의 표면광택이 부족하며, 화학약품으로 이루어진 연마 액으로 인한 환경오염 문제가 발생되고 이로 인한 폐수처리비용이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로; 본 발명의 목적은 선재의 표면을 그라인딩 연마하여 표면광택을 월등하게 향상시킴과 동시에 환경오염을 방지할 수 있는 선재 연마장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 선재 연마장치의 측단면도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도로, 유성기어수단의 내부구조를 보인 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 유성기어수단 및 연마수단을 발췌하여 보인 사시도이다.

도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도로, 연마수단의 구조를 보인 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 연마수단의 장착구조를 발췌하여 보인 것이다.

도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10..케이스 20..중공 회전축

24..종동기어 30..구동모터

32..구동기어 40..유성기어수단

41..선기어 42a,42b,42c..유성기어

44..구동풀리 50..연마수단

54..연마휠 60..블록

70..프레임 80..업다운 스크류

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은;

선재의 표면을 연마하기 위한 선재 연마장치에 있어서,

선재 연마장치는; 일단부위는 케이스에 회전 가능하게 배치되고 타단부위는 케이스를 관통하여 수평방향으로 연장되며, 선재가 내부를 관통하여 지나갈 수 있도록 축방향으로 중공부가 형성된 중공 회전축과; 중공 회전축의 일단부위에 마련되어 구동모터의 동력을 전달받아 중공 회전축과 일체로 회전하는 종동기어와; 중공 회전축의 타단부위에 마련되어 중공 회전축과 일체로 회전하는 선기어와; 선기어의 외주와 맞물리도록 배치되어 선기어의 회전 시 자전하면서 이의 주위를 공전하는 유성기어와; 유성기어의 회전축 양단이 회전가능하게 지지되도록 선기어를 중심으로 대응하게 마련되며 중공 회전축의 타단부위에 베어링을 통해 공회전 가능하게 결합된 한 쌍의 회전원판과; 회전원판의 바깥측면에 회전 가능하게 배치되며 유성기어의 회전력을 전달받아 회전하면서 선재의 표면을 연마하는 연마수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 유성기어는 선기어의 외주에 일정한 간격으로 다수개가 배치되고, 이 유성기어들의 회전축 단부는 회전원판 바깥측면으로 연장되며 여기에는 구동풀리가 각각 마련되며;

연마수단은 구동풀리와 타이밍벨트를 통해 연결되도록 종동풀리가 마련된 다수개의 회전축과, 이 회전축들의 선단에 회전 반경방향으로 소정의 직경을 갖도록 마련된 다수개의 연마휠을 구비하여 회전원판에 일정한 간격으로 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 연마수단의 회전축들은 그 길이를 달리하여 연마휠들의 회전위치를 상호 어긋나게 배치한 것을 특징으로 한다.

또한, 연마수단은 종동풀리가 마련된 회전축이 베어링을 통해 회전 가능하게 장착되는 블록과, 이 블록이 슬라이드 이동가능하게 장착되며 회전원판의 바깥측면에 고정되는 프레임과, 이 프레임과 블록에 각각 연통되게 형성된 암나사홀과, 이 암나사홀들에 동시 결합되어 블록의 위치를 조정하기 위한 업다운 스크류를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 블록의 양측면에는 길이방향으로 가이드돌기가 대응하게 마련되며, 프레임에는 가이드돌기가 결합되도록 한 쌍의 레일홈이 길이방향으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 선기어의 외곽에는 유성기어가 맞물리도록 내주를 따라 내치기어가 형성되며 케이스의 측면에 고정되는 기어하우징이 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 케이스 내부에는 구동모터의 회전축에 연결되어 일체로 회전하는 구동기어와, 이 구동기어와 맞물려 회전하는 제1피니언과, 이 제1피니언의 회전축 단부에서 마련되며 종동기어와 맞물려 중공 회전축을 회전시키는 제2피니언이 배치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 선재 연마장치는 그라인딩 연마하여 선재(A)의 표면에 광택을 내는 것으로, 이를 위해 외형을 이루는 케이스(10)에 일단부위(21)가 회전 가능하게 결합된 중공 회전축(20)과, 이 중공 회전축(20)을 구동시키기 위한 구동모터(30)와, 중공 회전축(20)의 타단부위(22)에 마련된 유성기어수단(40)과, 이 유성기어수단(40)의 유성기어(42a)(42b)(42c) 회전력을 전달받아 회전하면서 선재(A)의 표면을 연마하는 연마수단(50)을 포함하고 있는데, 각 구성요소들의 상세한 구조는 다음과 같다.

먼저, 중공 회전축(20)은 선재(A)가 내부를 관통하여 화살표 "F1" 방향으로 지날 수 있도록 축방향으로 중공부(23)가 형성된 것으로, 이의 일단부위(21)는 베어링(25)을 매개로 케이스(10)에 회전 가능하게 장착되며 여기에는 구동모터(30)의 동력을 전달받아 중공 회전축(20)과 일체로 회전하는 종동기어(24)와 설치된다. 그리고 케이스(10) 외부로 연장된 중공 회전축(20)의 타단부위(22)에는 중공 회전축(20)과 일체로 회전하며 유성기어수단(40)을 이루는 선기어(41)가 장착된다.

또한, 케이스(10)의 내부에는 구동모터(30)의 동력으로 중공 회전축(20)을 회전시키기 위한 기어 열(gear train)이 배치되어 있다. 즉, 케이스(10)의 내부에는 구동모터(30)의 회전축(31)과 커플링을 통해 연결되어 일체로 회전하는 구동기어(32)와, 이 구동기어(32)와 맞물려 회전하는 제1피니언(33)과, 이 제1피니언(33)의 회전축(35) 단부에 마련되며 종동기어(24)와 맞물려 회전하는 제2피니언(34)이배치되어 있다. 따라서 구동모터(30)가 회전함에 따라 발생되는 동력은 구동기어(32), 제1, 제2피니언(33)(34)과 종동기어(24) 순으로 전달됨으로써, 중공 회전축(20)이 소정의 속도로 회전하게 된다. 이 때, 제1피니언(33)의 직경이 제2피니언(34)의 직경에 비해 크게 이루어져 있기 때문에, 실질적으로 구동모터(30)의 동력은 감속되면서 중공 회전축(20)을 회전시키게 된다.

그리고 도 2와 도 3을 참조하면, 유성기어수단(40,planetary gear drive)은 중공 회전축(20)의 타단부위(22)에 마련된 선기어(41,sun gear)와, 이 선기어(41)의 외주와 맞물리도록 배치되어 선기어(41)의 회전 시 자전하면서 이의 주위를 공전하는 다수개의 유성기어(42a)(42b)(42c)(planetary gear)와, 이 유성기어(42a)(42b)(42c)의 회전축(43) 양단이 회전가능하게 지지되도록 선기어(41)를 중심으로 대응하게 설치되며 중공 회전축(20)의 타단부위(22)에 공회전 가능하게 장착된 한 쌍의 회전원판(45L)(45R)과, 선기어(41)의 외곽을 감싸도록 배치되는 기어하우징(46)을 갖추고 있다.

선기어(41)는 앞에서 설명한 바와 같이, 중공 회전축(20)의 타단부에 일체로 회전하도록 마련되는데, 본 발명의 실시 예에서는 종동기어(24)와 동일한 기어 비를 갖도록 구성하였다.

그리고 유성기어(42a)(42b)(42c)들은 선기어(41)와 맞물려 자전하면서 이의 주위를 공전하게 되는데, 본 발명의 실시 예에서는 선기어(41)의 외주에 120도 간격을 유지하도록 배치되어 있다.

한 쌍의 회전원판(45L)(45R)은 중심부가 중공 회전축(20)의 타단부위(22)에베어링(47,도 1참조)을 통해 공회전 되도록 설치되며, 이들의 가장자리 부위에는 유성기어(42a)(42b)(42c)들의 회전축(43) 양단이 각각 베어링(48)을 통해 회전 가능하게 설치되어 있다. 이에 따라 한 쌍의 회전원판(45L)(45R)은 유성기어(42a)(42b)(42c)들의 공전과 함께 회전하게 된다. 또한, 유성기어(42a)(42b)(42c)들의 회전축(43) 단부는 회전원판(45R)의 바깥측면으로 연장되며, 여기에는 구동풀리(44)가 각각 설치되어 있다. 이 구동풀리(44)는 후술하는 연마수단(50)의 종동풀리(52)와 타이밍벨트(53)를 통해 연결하기 위함이다.

또한, 기어하우징(46)은 원통형상으로 이루어져 케이스(10)의 일측면에 장착되는데, 이의 내주에는 유성기어(42a)(42b)(42c)들과 맞물리도록 내치기어(46a)가 형성되어 있다. 이에 따라 유성기어(42a)(42b)(42c)들은 내치기어(46a)와 맞물리면서 자전과 공전을 보다 원활하게 할 수 있다.

한편, 도 3과 도 4를 참조하면, 연마수단(50)은 유성기어(42a)(42b)(42c)들을 통해 회전하는 회전원판(45R)의 바깥측면에 회전 가능하게 배치되는 다수개의 회전축(51a)(51b)(51c)과, 이 회전축(51a)(51b)(51c)들의 선단에 회전 반경 방향으로 소정의 직경을 갖도록 마련된 다수개의 연마휠(54)을 구비하여 회전원판(45R)에 일정한 간격으로 배치된다. 이 연마수단(50)의 회전축(51a)(51b)(51c)들은 베어링(61,도 6참조)을 통해 회전 가능하게 배치되며, 이의 중도에는 앞에서 설명한 바와 같이 고무재질의 타이밍벨트(53)를 통해 구동풀리(44)와 연결되어 동력을 전달받도록 종동풀리(52)가 일체화 되어 있다. 또한, 회전축(51a)(51b)(51c)들은 본 발명의 실시 예에서 그 길이가 다르게 구성되어 있어서, 연마휠(54)들의 회전위치가 상호 어긋나게 배치된다. 연마휠(54)들은 가장자리를 따라 샌드 페이퍼(sand paper)와 같은 연마재(55)가 부착되어 선재(A) 표면과 지속적으로 마찰하게 된다.

또한, 이러한 회전축(51a)(51b)(51c)들은 타이밍벨트(53)의 탄성력이 허용하는 범위에서 소정간격 슬라이드 이동 가능하게 장착하는 것이 바람직한데, 이것은 선재(A)의 직경 및 연마휠(54)의 마모에 따른 선재(A) 표면과의 간격을 조정하기 위함이다.

이를 위해, 연마수단(50)은 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 회전축(51a)(51b)(51c)들이 회전가능하게 장착되는 블록(60)과, 회전원판(45R)의 가장자리에 고정되며 내부에는 블록(60)이 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 프레임(70)과, 블록(60)의 위치를 미세하게 조정하기 위한 업다운 스크류(80)를 더 포함하고 있다. 또한, 블록(60)에는 베어링(61)을 매개로 회전축(51a)(51b)(51c)이 회전 가능하게 배치되며, 이의 양측에는 길이방향으로 가이드돌기(62)가 대응하게 형성되어 있다. 그리고 프레임(70)은 마운팅볼트(71)를 통해 회전원판(45R)의 바깥측면에 견실하게 고정되며, 여기에는 가이드돌기(62)가 미끄럼 가능하게 결합되도록 한 쌍의 레일홈(72)이 형성되어 있다. 따라서 블록(60)은 레일홈(72)을 따라 슬라이드되게 된다. 이러한 프레임(70)과 블록(60)에는 상호 연통되도록 암나사홀(63)(73)이 가공되어 있다. 그리고 이 암나사홀(63)(73)들에는 업다운 스크류(80)가 동시 결합되어 블록(60)의 위치를 미세하게 조정하게 된다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 업다운 스크류(80)를 정방향(도 6의 화살표 R1 방향)으로 회전시키면 블록(60)은 레일홈(72)을 따라 점차 회전원판(45R)의 중심측으로 이동하게되며(화살표 F2 방향 참조), 반면에 업다운 스크류(80)를 역방향(화살표 R2 방향)으로 회전시키면 블록(60)은 회전원판(45R)의 가장자리측으로 점차 이동(화살표 F3 방향 참조)하도록 구성하였다. 이에 따라 타이밍벨트(53)의 탄성력이 허용되는 범위내에서 연마휠(54)과 선재(A)와의 간극을 적정하게 조정할 수 있게 된다.

미설명부호 "81 "은 업다운 스크류(80)가 임의로 회전되는 것을 방지하기 위한 고정너트이다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 선재 연마장치의 작동 및 이에 따른 효과를 설명한다.

먼저, 구동모터(30)가 구동되면 이의 회전력은 구동기어(32) → 제1피니언(33) → 제2피니언(34) → 종동기어(24) 순으로 전달됨으로써, 중공 회전축(20)과 일체로 선기어(41)가 회전한다. 그리고 선기어(41)의 회전으로, 이와 맞물려있는 유성기어(42a)942b)(42c)들은 자전하면서 선기어(41) 주위를 공전한다.

그리고 유성기어(42a)(42b)(42c)들의 회전력은 타이밍벨트(53)를 통해 연마수단(50)의 회전축(51a)(51b)(51c)으로 각각 전달되며, 이로 인해 연마휠(54)들이 고속으로 회전하면서 선재(A) 표면을 연마한다. 이 때, 연마휠(54)들의 연마재(55)는 상호 어긋난 위치에서 회전원판(45L)(45R)과 함께 회전하면서 선재(A)의 표면과 마찰한다.

결국, 선재(A)의 표면은 연마휠(54)들의 연마재(55)와 지속적으로 연마되면서 중공 회전축(20)의 중공부(23)를 빠져나가며(도 1의 화살표 F1방향), 이로 인해 선재(A) 표면이 균일하게 그라인딩 연마되어 표면광택이 월등하게 향상된다.

또한, 가늘고 긴 선재(A)를 중공 회전축(20)의 중공부(23)를 통해 지속적으로 이동시키면서 연마작업이 진행되기 때문에, 이의 작업 생산성이 보다 향상된다.

한편, 연마하고자 하는 선재(A)의 직경이 다르거나 연마재(55)가 상당히 마모된 경우에는 선재(A) 표면과의 간극을 조정해야 한다. 이러한 연마휠(54)과 선재(A) 표면과의 간극 조정은 업다운 스크류(80)를 통해 진행된다. 즉, 업다운 스크류(80)를 정방향으로 회전시키면, 블록(60)은 레일홈(72)을 따라 회전원판(45R)의 중심측으로 이동하며 이로 인해 연마휠(54)의 회전 중심이 중공 회전축(20) 측으로 이동된다. 반면에, 업다운 스크류(80)를 역방향으로 회전시키면, 블록(60)은 레일홈(72)을 따라 점차 회전원판(45R)의 가장자리측으로 이동하며 이로 인해 연마휠(54)의 회전 중심이 보다 외측으로 이동된다. 이와 같이, 타이밍벨트(53)의 탄성력이 허용되는 범위내에서 연마휠(54)의 회전중심이 용이하게 조정됨으로써, 다양한 직경의 선재(A)를 연마할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 선재 연마장치에 의하면, 공전과 자전이 동시에 이루어지는 연마휠들을 통해 선재의 표면이 그라인딩 연마됨과 동시에 선재가 중공 회전축의 내부를 통해 빠져나간다. 이에 따라 연속적인 선재 연마작업이 이루어지며, 아울러 선재의 강도 및 외관 품질 즉 표면광택이 월등하게 향상되는 작용효과가 있다. 또한 선재가 그라인딩 연마됨으로써, 이의 후처리가 용이하며 환경오염을 유발시키지 않는 이점이 있다.

Claims

일단부위(21)는 케이스(10)에 회전 가능하게 배치되고 타단부위(22)는 상기 케이스(10)를 관통하여 수평방향으로 연장되며, 선재(A)가 내부를 관통하여 지나갈 수 있도록 축방향으로 중공부(23)가 형성된 중공 회전축(20)과; 상기 중공 회전축(20)의 일단부위(21)에 마련되어 구동모터(30)의 동력을 전달받아 상기 중공 회전축(20)과 일체로 회전하는 종동기어(24)와; 상기 중공 회전축(20)의 타단부위(22)에 마련되어 상기 중공 회전축(20)과 일체로 회전하는 선기어(41)와; 상기 선기어(41)의 외주와 맞물리도록 배치되어 상기 선기어(41)의 회전 시 자전하면서 이의 주위를 공전하는 유성기어(42a)(42b)(42c)와; 상기 유성기어(42a)(42b)(42c)의 회전축(43) 양단이 회전가능하게 지지되도록 상기 선기어(41)를 중심으로 대응하게 마련되며 상기 중공 회전축(20)의 타단부위(22)에 베어링(47)을 통해 공회전 가능하게 결합된 한 쌍의 회전원판(45L)(45R)과; 상기 회전원판(45R)의 바깥측면에 회전 가능하게 배치되며 상기 유성기어(42a)(42b)(42c)의 회전력을 전달받아 회전하면서 선재(A)의 표면을 연마하는 연마수단(50)을 갖춘 선재 연마장치에 있어서;

상기 유성기어(42a)(42b)(42c)는 상기 선기어(41)의 외주에 일정한 간격으로 다수개가 배치되고, 상기 유성기어(42a)(42b)(42c)들의 회전축(43) 단부는 상기 회전원판(45R) 바깥측면으로 연장되며 여기에는 구동풀리(44)가 각각 마련되며;

상기 연마수단(50)은 상기 구동풀리(44)와 타이밍벨트(53)를 통해 연결되도록 종동풀리(52)가 마련된 다수개의 회전축(51a)(51b)(51c)과, 상기 회전축(51a)(51b)(51c)들의 선단에 회전 반경방향으로 소정의 직경을 갖도록 마련된 다수개의 연마휠(54)을 구비하여 상기 회전원판(45R)에 일정한 간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 선재 연마장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 연마수단(50)의 회전축(51a)(51b)(51c)들은 그 길이를 달리하여 상기 연마휠(54)들의 회전위치를 상호 어긋나게 배치한 것을 특징으로 하는 선재 연마장치.
제 1항에 있어서,

상기 연마수단(50)은;

상기 종동풀리(52)가 마련된 회전축(51a)(51b)(51c)이 베어링(61)을 통해 회전 가능하게 장착되는 블록(60)과, 상기 블록(60)이 슬라이드 이동가능하게 장착되며 상기 회전원판(45R)의 바깥측면에 고정되는 프레임(70)과, 상기 프레임(70)과 블록(60)에 각각 연통되게 형성된 암나사홀(73)(63)과, 상기 암나사홀(73)(63)들에 동시 결합되어 상기 블록(60)의 위치를 조정하기 위한 업다운 스크류(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선재 연마장치.
제 4항에 있어서,

상기 블록(60)의 양측면에는 길이방향으로 가이드돌기(62)가 대응하게 마련되며,

상기 프레임(70)에는 상기 가이드돌기(62)가 결합되도록 한 쌍의 레일홈(72)이 길이방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 선재 연마장치.
제 1항에 있어서,

상기 선기어(41)의 외곽에는 상기 유성기어(42a)(42b)(42c)가 맞물리도록 내주를 따라 내치기어(46a)가 형성되며 상기 케이스(10)의 측면에 고정되는 기어하우징(46)이 배치된 것을 특징으로 하는 선재 연마장치.
제 1항에 있어서,

상기 케이스(10) 내부에는;

상기 구동모터(30)의 회전축(31)에 연결되어 일체로 회전하는 구동기어(32)와, 상기 구동기어(32)와 맞물려 회전하는 제1피니언(33)과, 상기 제1피니언(33)의 회전축(35) 단부에서 마련되며 상기 종동기어(24)와 맞물려 상기 중공 회전축(20)을 회전시키는 제2피니언(34)이 배치된 것을 특징으로 하는 선재 연마장치.