KR100488586B1 - 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무급유 베어링의 고체윤활제 자동압입기에 관한 것으로서, 종래의 무급유베어링의 고체윤활제 압입은 수작업에 의해 그 과정이 이루어짐으로 해서 불필요한 인원을 관리해야하는 문제점과 사용되는 접착제의 휘발성분으로 인해 작업장의 환경이 오염되는 문제점 등으로 그 고체윤활제의 압입으로 인해 작업성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 예시도면 도 2 및 도 4 에 표현된 바와 같이 상부에 에어실린더(11)가 설치되고 하부에 승강모우터(12)가 설치된 승강대(13)와, 승강대(13)와 일체를 이루며 하부에 회전모우터(14)가 설치된 에어척(15)로 이루어져 N/C장치에 의해 연동되는 구동부(10)와; 고체윤활제(3)에 접착제를 도포시키는 접착제 공급부(20)와; 고체윤활제(3)를 접착제 공급부(20)로 이송시키는 고체윤활제 이송부(30)와; 접착제 공급부(20)를 거친 고체윤활제(3)를 일정거리 밀어 주는 압입부(40)로 이루어지도록 함으로써, N/C장치에 입력된 프로그램 값에 따라 승강모터(12)와 회전모터(14)에 의해 일정한 각도와 피치로 에어척(15)이 작동됨과 동시에 압입부(40)가 작동되어 베어링모재(1)의 관통홀(2)에 고체윤활제(3)가 연속해서 자동으로 압입될 수 있도록 한 것이다.

Description

무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기{A device for injecting solid lubricant automatically into bearings}

본 발명은 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 수작업에 의한 고체윤활제 압입작업을 N/C(Numerical Control)장치에 의해 베어링모재의 피치와 각도를 제어하고, 일정한 피치와 각도에서 베어링모재에 끼워지는 고체윤활제를 이동시키는 공급 가이드을 설치하며, 슈트 상에 접착제 공급부와 고체윤활제를 끼워 넣는 압입부를 설치하여 베어링모재에 고체윤활제를 연속해서 원활히 끼워 넣을 수 있도록 한 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기에 관한 것이다.

일반적으로 산업기기는 크게 기계구성부분과 전자제어구성부분으로 구분할 수 있으며, 상기 기계구성부분의 구동력은 모터를 이용한 회전력에 의해 각각의 기계적 구성부분이 회전운동과 직선운동을 하게 되는데, 이때 회전운동과 직선운동을 하는 구성부분에는 필수적으로 베어링을 설치하여 구동력이 원활히 작동하도록 되어 있다.

상기와 같이 회전운동과 직선운동을 하는 구성부분에 설치된 베어링에는 주기적 또는 지속적으로 윤활유를 공급하도록 되어 있으나, 상기 설치된 베어링은 경우에 따라 윤활유를 공급하기에 곤란한 곳에 설치될 수도 있다.

이를 예를 들어 설명하면 베어링의 설치장소가 수중이거나, 고온·저온인 곳, 급유로 인해 생산되는 제품이 오염되거나 불량제품이 될 우려가 있는 곳에서는 윤활유를 공급할 수 없어 급유가 필요하지 않은 무급유베어링(일명 오일리스베어링)을 설치하여 원활한 운동(회전 또는 직선)을 도모하고 있는 실정이다.

상기 무급유베어링은 크게 부싱형(원통형)의 무급유베어링과 평판형의 무급유베어링이 있으나, 여기서는 회전축에 설치하는 부싱형의 무급유베어링과 관련하여 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기에 관해 설명하기로 한다.

예시도 1은 일반적인 무급유베어링의 일부절개 사시도로서, 그 제조과정을 개략적으로 설명하면, 먼저 일정규격의 부싱형 베어링모재(1)가 선반가공에 의해 가공되는 과정과, 이어서 가공된 베어링모재(1)에 N/C장치를 이용해 등간격의 관통홀(2)이 가공되는 과정과, 상기 관통홀(2)에 고체윤활제(3)가 수작업으로 하나씩 끼워지는 과정을 거치게 된다.

여기서 고체윤활제(3)는 관통홀(2)의 직경보다 약간 작은 정도의 직경으로 이루어진 흑연 봉(PLUG)이 바람직하다.

상기 고체윤활제(3)가 베어링모재(1)의 관통홀(2)에 끼워져 일체를 이루게 하기 위해서 고체윤활제(3)에 접착제(4)를 도포시키는 과정을 거치는데, 이 과정을 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 접착제 주제와 경화제의 혼합과정이 수작업으로 이루어지는데, 이때 분말상태의 흑연이 첨가되어 혼합된 접착제는 고체윤활제(3)와 동일한 색상을 갖게 된다.

상기 혼합과정을 거친 접착제(4)는 경화제에 의해 혼합되는 순간부터 서서히 경화되기 시작하여 일정시간 점성을 갖는 액체상태를 유지하게 되는데, 이때 일정시간 액체상태를 이루고 있는 혼합된 접착제에 고체윤활제(3)를 넣어 고체윤활제 (3)에 접착제(4)가 골고루 도포시키는 과정을 거친다.

상기 고체윤활제(3)에 접착제(4)를 도포시키는 도포과정을 거친 후에는 작업자가 직접 일일이 손으로 잡아 베어링모재(1)의 관통홀(2)에 끼워 넣는 압입과정을 거치게 된다.

상기와 같이 베어링모재(1)의 관통홀(2)에 접착제가 도포된 고체윤활제(3)를 끼워 도포된 접착제의 경화과정을 거치게 되면 고체윤활제(3)는 베어링모재(1)와 견고하게 일체를 이루게 되고, 이어서 후가공 처리를 통해 고체윤활제(3)가 일체를 이루는 무급유베어링이 만들어 지는 것이다.

상기 후가공 처리는 일반적인 선반가공을 통해 베어링 모재의 내경과 외경이 면처리 가공공정을 거치는 것으로서, 베어링 모재의 내면과 외면은 선반에 의한 기계가공을 거쳐 매끈한 면을 이루게 되는 것이다.

즉, 일정위치에 등간격으로 관통홀이 형성된 베어링모재에 고체윤활제를 성형시키는 과정은 분말형태의 흑연분을 첨가하여 접착제를 혼합하는 과정과, 일정규격의 고체윤활제에 접착제를 도포하는 과정과, 접착제를 도포한 고체윤활제를 베어링 모재의 관통홀에 끼워 넣는 과정 등을 거쳐 무급유베어링이 제작된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 오일리스베어링의 고체윤활제 압입은 수작업에 의해 그 과정이 이루어짐으로 해서 불필요한 인원을 관리해야하는 문제점과 사용되는 접착제의 휘발성분으로 인해 작업장의 환경이 오염되는 문제점등 그 제작과정으로 인해 작업성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 종래의 무급유베어링의 고체윤활제 압입과정이 지닌 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 수작업에 의한 고체윤활제 압입작업을 N/C(Numerical Control)장치에 의해 베어링모재의 피치와 각도를 제어하고, 일정한 피치와 각도에서 베어링모재에 끼워지는 고체윤활제를 이동시키는 공급 가이드를 설치하며, 슈트 상에 접착제 공급부와 고체윤활제를 끼워 넣는 압입부를 설치하여 베어링모재에 고체윤활제를 연속해서 원활히 끼워 넣을 수 있도록 자동화한 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 베어링모재를 잡아주는 에어척을 수직 이동시키고 회전이동시키는 승강모터와 회전모터가 N/C장치에 의해 연동되는 구동부와; 고체윤활제에 접착제를 도포시키는 접착제 공급부와: 고체윤활제를 접착제 공급부로 이송시키는 이송부와; 접착제 공급부를 거친 고체윤활제를 일정거리 밀어주는 압입부로 이루어져 있다.

상기 접착제 공급부는 혼합된 접착제가 들어가 밀폐된 상태의 호퍼와 상기 호퍼로부터 접착제를 공급받아 고체윤활제에 접착제를 도포시키는 슈트로 이루어져 있으며, 상기 슈트의 내부에는 고체윤활제 직경보다 크고 출구측으로 경사면을 이루는 연결 홈부가 형성되어 공급되는 접착제가 유입되도록 이루어져 있다

상기 이송부는 자동정렬기와 직선 피더 및 공급 가이드으로 이루어지되, 상기 자동 정렬기는 고체윤활제를 일정한 방향으로 정렬시켜 이동시키게 되고, 직선 피더는 자동정렬기에 의해 이동되는 고체윤활제를 수평방향으로 이동시키게 되며, 상기 공급 가이드은 경사면으로 이루어져 직선피더와 압입부 사이에 설치되어 있다

상기 압입부는 고체윤활제 통과슈트와 압입에어실린더로 이루어지되, 상기 고체윤활제 통과슈트는 일측이 슈트와 일체를 이루고 타측에는 압입에어실린더가 설치되며, 그 사이에 공급 가이드에 의해 이동되는 고체윤활제가 유입되는 개구부가 형성되어 이루어진 것으로서, 고체윤활제는 이송부를 거쳐 압입부의 고체윤활제 통과슈트에 공급되고, 이렇게 공급된 고체윤활제는 호퍼로부터 유입되는 접착제가 도포되면서 베어링모재의 관통홀에 압입된다.

즉, 정면상 슈트의 출구와 동일한 위치에 설치되고, 평면상 일정각도 어긋나도록 설치된 위치감지센서가 베어링모재의 관통홀을 감지하면 N/C장치로부터 전기적신호가 회전모터를 작동시켜서 상기 관통홀이 슈트의 출구와 일치되면서 압입에어실린더가 작동되어 고체윤활제가 관통홀에 끼워지게 되는 것이다.

이와 같이 위치감지센서가 감지한 관통홀에 고체윤활제가 끼워지면 N/C장치에 입력된 프로그램 값에 따라 일정한 각도와 피치로 이동되어 다른 관통홀이 슈트의 출구와 일치되면서 고체윤활제가 끼워지고, 이와 같은 작업은 연속 반복적으로 작동되어 베어링모재에 고체윤활제를 자동으로 압입된다.

이하 본 발명을 첨부된 예시 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

예시도 2 는 본 발명에 따른 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기 정면도 이고, 예시도 3 은 본 발명에 따른 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기 평면도 이며, 예시도 4 는 본 발명에 따른 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기 요부를 나타낸 사시도 이다.

상기 도면에 표현된 바와 같이 본 발명은 상부에 에어실린더(11)가 설치되고 하부에 승강모터(12)가 설치된 승강대(13)와, 승강대(13)와 일체를 이루며 하부에 회전모터(14)가 설치된 에어척(15)으로 이루어져 N/C장치에 의해 연동되는 구동부(10)를 갖춘 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기에 있어서, 고체윤활제(3)에 접착제를 도포시키는 접착제 공급부(20)와; 고체윤활제(3)를 접착제 공급부(20)로 이송시키는 고체윤활제 이송부(30)와; 접착제 공급부(20)를 거친 고체윤활제(3)를 일정거리 밀어주는 압입부(40)로 이루어져 있다.

상기 접착제 공급부(20)는 혼합된 접착제가 들어가 밀폐된 상태의 호퍼(21)와 상기 호퍼(21)로부터 접착제를 공급받아 고체윤활제(3)에 접작제를 도포시키는 슈트(22)로 이루어져 있으며, 상기 슈트(22)의 내부에는 고체윤활제(3) 직경보다 크고 출구측으로 경사면을 이루는 연결 홈부(23)가 형성되어 공급되는 접착제가 유입되도록 이루어져 있다.

또한, 고체윤활제 이송부(30)는 자동정렬기(31)와 직선 피더(32) 및 공급가이드(33)으로 이루어지되, 상기 자동정렬기(31)는 고체윤활제(3)를 일정한 방향으로 정렬시켜 이동시키게 되고, 직선 피더(32)는 자동정렬기(31)에 의해 이동되는 고체 윤활제(3)를 수평방향으로 이동시키게 되며, 상기 공급 가이드(33)는 경사면으로 이루어져 직선피더(32)와 압입부(40) 사이에 설치된다.

상기 압입부(40)는 고체윤활제 통과슈트(41)와 압입에어실린더(42)로 이루어지되, 상기 고체윤활제 통과슈트(41)는 일측이 슈트(22)와 일체를 이루고, 타측에는 압입에어실린더(42)가 설치되며, 그 사이에 공급 가이드(33)을 따라 이동되는 고체윤활제(3)가 유입되는 개구부(43)가 형성되어 이루어진 것이다.

도면 중에 미 설명부호 50은 에어척(15)의 회전을 원활히 하기 위해 조립되어 있는 볼 베어링이고, 51은 에어실린더(42)의 이동거리를 조정하는 거리조정 스토퍼이며, 52는 승강대(13)의 높이를 미세 조정하는 수직이동핸들이고, 53은 에어척(15)에 고정된 베어링 모재(1)의 관통홀(2)로부터 슈트(22)의 출구간의 거리를 미세 조정하는 수평이동핸들, 54는 초기에 관통홀을 감지하여 N/C장치를 작동시키는 위치감지센서이다.

상기 도면에 표현된 바와 같이 본 발명의 구동부(10)와 압입부(40)는 N/C장치에 의해 그 작동이 연동 제어되는데, 이를 구체적으로 설명하면 N/C장치는 에어척(15)의 상단 일측에 설치된 위치감지센서(54)의 전기적 신호에 의해 에어척(15)의 구동부(10)를 작동시키고, 또한 고체윤활제(3)를 베어링모재(1)의 관통홀(2)에 끼워 넣는 압입부(40)를 작동시킨다.

상기 베어링모재(1)는 에어척(15)의 상단 중앙에 수직으로 고정되어 승강대(13)의 상단에 설치된 에어실린더(11)의 작동으로 안정된 상태를 이루게 되며, 이때 승강대(13)는 일측에 설치된 수직이동핸들(52)에 의해 일정한 높이로 조정된다.

상기 일정한 높이는 베어링모재(1)의 외주면에 형성된 관통홀(2) 중에서 최하단의 관통홀(2)이 위치감지센서(54)에 의해 감지되어 초기 위치를 셋팅하는 높이를 일컫는 것이다.

이와 같이 에어척(15)의 높이가 설정되면, 에어척(15)의 위치감지센서(54)에 의해 구동부(10)의 회전모터(14)가 N/C장치에 입력된 프로그램 값에 따라 일정한 각도로 회전되어 위치감지센서(54)에 감지되었던 관통홀(2)이 슈트(22)의 출구와 일치를 이룬다.

상기와 같이 에어척(15)이 일정각도 회전됨과 동시에 압입에어실린더(42)가 작동되어 슈트(22)에 들어있는 고체윤활제(3)는 밀려 나오면서 관통홀(2)에 끼워지게 되며, 상기 관통홀(2)에 끼워진 고체윤활제(3)는 슈트(22)의 상부에 설치된 호퍼(21)로부터 공급되는 접작제가 도포된 상태로 끼워지게 된다.

상기 고체윤활제(3)는 자동정렬기(31)와 직선 피더(32) 및 공급 가이드(33)을 따라 이송되어 고체윤활제 통과슈트(41)의 개구부(43)에 공급되는데, 직선피더 (32)와 공급가이드(33) 사이에 설치된 미니실린더(34)에 의해 직선피더(32)를 따라 이송되던 고체윤활제(3)는 공급가이드(33)측으로 이송방향이 전환되고, 상기 공급 가이드(33)는 경사지게 설치되어 있어 이송된 고체윤활제 (3)는 적층된 상태를 이루게 된다.

이때, 에어실린더(42)가 전진(도면상 좌측으로 이동)과 후진(도면상 우측으로 이동)이 이루어지면 고체윤활제(3)는 자중에 의해 순차적으로 내려와 고체윤활제 통과슈트(41)의 개구부(43)에 투입되어 연속적으로 고체윤활제(3)를 베어링모재(1)의 관통홀(2)에 연속해서 압입시킬 수 있게 되는 것이다.

상기 고체윤활제(3)가 끼워지는 베어링모재(1)는 승강대(13)의 에어실린더 (11)와 에어척(15)에 의해 수직상태의 안정된 상태로 고정되며, N/C장치의 입력된 프로그램 값에 따라 승강모터(12)와 회전모터(14)가 작동되어 에어척(15)이 승강 및 회전된다.

따라서, 통상의 N/C드릴기에 의해 일정한 프로그램 값에 따라 형성된 베어링모재(1)의 관통홀(2)은 순차적으로 슈트(22)의 출구와 일치되고, 각각의 관통홀(2)이 슈트(22)의 출구와 순차적으로 일치될 때마다 압입에어실린더(42)는 전진과 후진이 반복되어 고체윤활제(3)가 각각의 관통홀(2)에 자동으로 압입이 되는 것이다.

여기서, 상기 슈트(22)와 고체윤활제 통과슈트(41)는 나사결합에 의해 일체를 이루고 있으며, 특히 슈트(22)는 그 선단부가 탈부착이 원활하도록 형성되어 있어 슈트(22)에 공급되는 접착제가 사용 중에 경화되어 슈트(22)의 출구 기능이 떨어질 경우 간단하게 슈트(22)의 선단부를 교환하거나 경화된 접착제 제거를 용이하게 할 수 있도록 되어 있다.

이상과 같이 본 발명은 예시도 2도 내지 4도에 표현된 바와 같이, 베어링 모재(1)를 수직으로 세워 고정할 수 있도록 상부에 에어실린더(11)가 설치되고 하부에 승강모터(12)가 설치된 승강대(13)와, 승강대(13)와 일체를 이루며 하부에 회전모터(14)가 설치된 에어척(15)로 이루어져 N/C장치에 의해 연동되도록 한 구동부(10)와; 고체윤활제(3)에 접착제를 도포시키는 접착제 공급부(20)와; 고체윤활제(3)를 접착제 공급부(20)로 이송시키는 이송부(30)와; 접착제 공급부(20)를 거친 고체윤활제(3)를 일정거리 밀어주는 압입부(40)로 이루어져 있으므로, N/C장치에 입력된 프로그램 값에 따라 일정한 각도와 피치로 에어척(15)이 작동됨과 동시에 압입부(40)가 작동되어 베어링모재(1)의 관통홀(2)에 고체윤활제(3)가 연속된 동작으로 끼워지게 됨으로서 수작업에 의한 문제점이 해소되어 작업성이 향상되는 효과가 있다.

도 1 은 일반적인 부싱형 무급유베어링의 일예를 나타낸 사시도,

도 2 는 본 발명에 따른 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기의 정면도,

도 3 은 본 발명에 따른 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기의 평면도,

도 4 는 본 발명에 따른 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기의 요부 사시도이다,

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 - 구동부, 11 - 에어실린더,

12 - 승강 모터, 13 -승강대,

14 - 회전 모터, 15 - 에어척,

20 - 접착제 공급부, 21 - 호퍼,

22 - 슈트, 23 - 연결 홈부

30 - 고체윤활제 이송부, 31 - 자동정렬기,

32 - 직선 피더, 33 - 공급가이드,

34 - 미니 에어실린더, 40 - 압입부,

41 - 고체윤활제 통과 슈트, 42 - 압입에어실린더,

43 - 개구부(INPUT), 50 - 볼 베어링,

51 - 스토퍼, 52 - 수직이동 핸들,

53 - 수평이동 핸들, 54 - 위치 감지센서.

Claims (1)

1. 상부에 에어실린더(11)가 설치되고 하부에 승강모터(12)가 설치된 승강대(13)와, 승강대(13)와 일체를 이루며 하부에 회전모터(14)가 설치된 에어척(15)로 이루어져 NC장치의 입력된 프로그램 값에 따라 연동되는 구동부(10)를 갖춘 무급유베어링의 고체윤활제 자동압입기에 있어서, 고체윤활제(3)에 접착제를 도포시키는 접착제 공급부(20)와; 고체윤활제(3)를 접착제 공급부(20)로 이송시키는 고체윤활제 이송부(30)와; 접착제 공급부(20)를 거친 고체윤활제(3)를 일정거리 밀어주는 압입부(40)로 이루어지고, 상기 접착제 공급부(20)는 혼합된 접착제가 들어가 밀폐된 상태의 호퍼(21)와 상기 호퍼(21)로부터 접착제를 공급받아 고체윤활제(3)에 접착제를 도포시키는 슈트(22)로 이루어지며, 상기 슈트(22)의 내부에는 고체윤활제(3) 직경보다 큰 연결 홈부(23)가 형성되고, 상기 고체윤활제 이송부(30)는 자동정렬기(31)와 직선 피더(32) 및 공급 가이드(33)으로 이루어지며, 상기 공급가이드(33)는 경사면으로 이루어져 직선 피더(32)와 압입부(40) 사이에 설치되고, 상기 압입부(40)는 접착제가 공급되는 슈트(22)와 일직선을 이루는 고체윤활제 통과슈트(41)와 압입에어실린더(42)로 이루어지며, 상기 고체윤활제 통과슈트(41)에는 고체윤활제(3)가 유입되는 개구부(43)가 형성되어 공급가이드(33)에 적층된 고체윤활제(3)가 투입되는 것을 특징으로 하는 무급유베어링의 고체윤활제자동압입기.