KR100553356B1 - 스터드 볼트와 너트 작업용 장치 - Google Patents

스터드 볼트와 너트 작업용 장치 Download PDF

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KR100553356B1
KR100553356B1 KR1020030021830A KR20030021830A KR100553356B1 KR 100553356 B1 KR100553356 B1 KR 100553356B1 KR 1020030021830 A KR1020030021830 A KR 1020030021830A KR 20030021830 A KR20030021830 A KR 20030021830A KR 100553356 B1 KR100553356 B1 KR 100553356B1
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Abstract

본 발명은 스터드 볼트로부터 너트를 분리하고 스터드 볼트의 나사산를 청소 또는 검사하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치에 관한 것으로, 스터드 볼트(10)가 상부에 설치되는 메인 프레임(100)과; 스터드 볼트(10)가 공회전되도록 결합되는 스터드 볼트 고정수단(200)과; 스터드 볼트(10)를 수평상태로 지지하는 롤러 지지체(800)와; 스터드 볼트(10)의 상하에서 각각 스터드 볼트(10)의 회전에 의한 충격을 흡수하고, 스터드 볼트(10)의 이탈을 방지하는 상하부 지지체(310, 320)와; 스터드 볼트(10)에 마찰 접촉하는 회전 롤러(410)의 구동에 의해 스터드 볼트(10)를 회전시키는 스터드 볼트 회전수단(400)과; 스터드 볼트(10)의 너트(20)가 안착되며, 스터드 볼트(10)의 회전에 따라 너트(20)를 스터드 볼트(10)의 축방향으로 이송하는 너트 이송수단(500)과; 스터드 볼트(10)를 청소하는 브러시(720)가 구비된 스터드 볼트 청소수단(700) 및; 작업자가 조작하도록 스위치와 램프가 설치되고, PLC에 의해 작동을 제어하는 메인 조종패널을 포함한다. 따라서, 본 발명의 스터드 볼트와 너트 작업용 장치는 종래 수작업으로 취급하기 어려웠던 스터드 볼트의 청소 및 검사작업을 간단한 스위치 조작으로 수행함으로 작업성이 향상되는 장점이 있다.

Description

스터드 볼트와 너트 작업용 장치{A machine for a work related to a stud bolt and a nut}
도 1 및 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스터드 볼트에 너트를 체결 또는 분리하며 스터드 볼트를 검사 및 청소하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치를 각각 나타낸 정면도 및 평면도이고,
도 3은 도 1에 도시된 스터드 볼트와 너트 작업용 장치에서 선 A-A를 따라 절취한 단면도이고,
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 스터드 볼트와 너트 작업용 장치에서 스터드 볼트와 너트가 지지 고정되는 회전 프레임을 구비한 메인 프레임의 정면도 및 평면도이고,
도 5a 및 도 5b는 도 4a에 도시된 메인 프레임의 상부에 설치된 스터드 볼트 고정수단의 정면도 및 측면도이고,
도 6a 및 도 6b는 도 5a에 도시된 스터드 볼트를 지지하는 클램프 수단의 정면도 및 측면도이고,
도 7a 및 도 7b는 도 6a에 도시된 스터드 볼트를 회전시키는 스터드 볼트 회전수단의 정면도 및 측면도이고,
도 8a 및 도 8b는 도 7a에 도시된 스터드 볼트에 체결된 너트가 분리되도록 너트를 지지 이송하는 너트 이송수단의 정면도 및 측면도이고,
도 9는 도 8a에 도시된 너트 이송수단에 의해 이송된 너트를 스터드 볼트로부터 분리하는 너트 분리수단의 정면도이고,
도 10a 및 도 10b는 도 5a에 도시된 스터드 볼트의 나사선 부위를 청소하는 스터드 볼트 청소수단의 정면도 및 평면도이고,
도 10c는 도 10b에 도시된 선 B-B를 따라 절취한 스터드 볼트 청소수단의 단면도이다.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
100 : 메인 프레임 120 : 회전 프레임
200 : 스터드 볼트 고정수단 240 : 공회전구
300 : 클램프 수단 310 : 하부 지지체
400 : 스터드 볼트 회전수단 430 : 제 2모터
500 : 너트 이송수단 532 : 가이드 레일
600 : 너트 분리수단 620 : 로딩 프레임
700 : 스터드 볼트 청소수단 710 : 브러시
본 발명은 스터드 볼트와 너트의 작업에 사용되는 장치에 관한 것이며, 특히, 스터드 볼트로부터 너트를 분리하고 스터드 볼트의 나사산을 청소 또는 검사하 는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치에 관한 것이다.
스터드 볼트는 용도 및 제작사에 따라 그 종류가 다양하며, 원자로에 사용되는 스터드 볼트는 그 무게가 200kg ~ 300kg 정도로 고하중이다. 이로 인해, 작업자는 원자로에서 고착되지 못하도록 분리된 스터드 볼트의 나사산을 청소해야 하지만, 스터드 볼트의 고하중으로 인해 나사산을 청소하는데 불편함이 있다. 즉, 작업자는 스터드 볼트의 나사산 검사 및 청소를 위해 스터드 볼트를 바닥에 눕힌 상태에서 너트를 작업자의 손이나 로프를 이용해 분리하고, 와이어 브러시와 같은 청소도구를 이용해 스터드 볼트의 나사산을 청소해야 하는 불편함이 있다. 따라서, 수작업에 의한 스터드 볼트의 검사, 청소작업은 장시간 소요되며, 스터드 볼트를 바닥에 눕힌 상태에서 작업하는 경우에 스터드 볼트의 나사산 부위 등이 손상될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 스터드 볼트와 너트의 청소 및 검사작업에는 분진, 아세톤 등의 유독성 물질과, 청소후 도포하는 윤활제인 모리코트에서 발생하는 수은, 납 등의 중금속이 작업자에게 노출되어 작업자의 건강에 유해한 문제점이 있다.
이와 같은 이유로 스터드 볼트를 사용하는 작업현장에서는 스터드 볼트의 나사산를 검사하고 청소하는 자동화 장비가 필요한 실정이다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 메인 프레임의 상부에 스터드 볼트를 장착하고, 스터드 볼트로부터 너트를 분리하고, 스터드 볼트의 나사산 청소 및 검사를 자동화된 장비수단으로 수 행하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스터드 볼트와 너트 작업용 장치는 상기 스터드 볼트가 상부에 설치되는 메인 프레임과; 상기 메인 프레임의 상부면에 결합되며, 상기 스터드 볼트가 공회전되도록 결합되는 스터드 볼트 고정수단과; 상기 메인 프레임의 상부면에 결합되며, 상기 스터드 볼트가 수평되게 지지하는 롤러 지지체와; 상기 메인 프레임의 상부면에 결합되며, 상기 스터드 볼트의 상하에서 각각 상기 스터드 볼트의 회전에 의한 충격을 흡수하고, 상기 스터드 볼트의 이탈을 방지하는 상하부 지지체와; 상기 메인 프레임에 결합되며, 상기 스터드 볼트에 마찰 접촉하는 회전 롤러의 구동에 의해 상기 스터드 볼트를 회전시키는 스터드 볼트 회전수단과; 상기 스터드 볼트의 너트가 안착되도록 상기 메인 프레임의 상부면에 설치되며, 상기 스터드 볼트의 회전에 따라 상기 너트를 상기 스터드 볼트의 축방향으로 이송하는 너트 이송수단 및; 상기 너트가 분리된 상기 스터드 볼트를 청소하도록, 브러시가 구비된 스터드 볼트 청소수단을 포함한다.
아래에서는 본 발명에 따른 스터드 볼트와 너트 작업용 장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하겠다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스터드 볼트에 너트를 체결 또는 분리하며 스터드 볼트를 검사 및 청소하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치를 각각 나타낸 정면도 및 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 스터드 볼트와 너트 작 업용 장치에서 선 A-A를 따라 절취한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스터드 볼트와 너트 작업용 장치는 스터드 볼트(10)와 너트(20)가 장착되는 회전 프레임(120)을 구비한 메인 프레임(100)과, 상기 메인 프레임(100)의 상부에 설치되어 스터드 볼트(10)의 일단이 맞물리는 스터드 볼트 고정수단(200)과, 상기 스터드 볼트 고정수단(200)에 의해 고정된 스터드 볼트(10)의 상하에서 지지하는 클램프수단(300)과, 상기 클램프 수단(300)에 의해 지지되는 스터드 볼트(10)를 회전시키는 스터드 볼트 회전수단(400)과, 상기 스터드 볼트 회전수단(400)에 의해 회전하는 스터드 볼트(10)로부터 너트(20)를 지지 이송하는 너트 이송수단(500)과, 상기 너트 이송수단(500)에 의해 이송된 너트(20)를 스터드 볼트(10)로부터 분리시키는 너트 분리수단(600) 및, 상기 너트(20)가 분리된 스터드 볼트(10)의 나사산을 브러시로 자동 청소하는 스터드 볼트 청소수단(700)을 포함한다.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 스터드 볼트와 너트 작업용 장치에서 스터드 볼트와 너트가 지지 고정되는 회전 프레임을 구비한 메인 프레임의 정면도 및 평면도이다.
도 1 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 스터드 볼트와 너트 작업용 장치의 메인 프레임(100)은 지반에 설치 고정되는 한 쌍의 몸체(110)와, 이런 한 쌍의 몸체(110) 사이에 결합되는 회전 프레임(120)으로 구성된다. 회전 프레임(120)은 반원형상으로 원주부분이 지면을 향하도록 몸체(110)의 상부에 축결합된다. 회전 프레임(120)은 몸체(110)의 측부에 결합된 제 1모터(140)로부터 동력을 전달받아, 결합축(130)을 중심으로 회전한다. 이 때, 제 1모터(140)는 180 : 1의 기어비로 맞물려서 회전 프레임(120)을 저속으로 구동 회전시킨다. 그리고, 회전 프레임(120)의 상부에는 스터드 볼트(10)가 장착된다.
도 5a 및 도 5b는 도 4a에 도시된 메인 프레임의 상부에 설치된 스터드 볼트 고정수단의 정면도 및 측면도이다.
도 1 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(100)의 상부에는 스터드 볼트(10)를 고정하기 위한 스터드 볼트 고정수단(200)이 설치된다. 스터드 볼트 고정수단(200)의 지지 프레임(210)은 회전 프레임(120)의 상부면 일측에 볼트결합된다. 지지 프레임(210)에는 회전 프레임(120)의 상부면으로부터 일정간격 이격된 위치에 고정축(230)이 고정된다. 고정축(230)의 외측둘레에는 링게이지의 스터드 볼트(10)의 축직경 검사시 링게이지가 설치되는 게이지 가이드부(220)가 고정된다.
고정축(230)에는 공회전구(240)가 결합되는데, 공회전구(240)는 그 내측에 베어링(242)이 설치되어, 고정축(230)을 중심으로 자유회전한다. 즉, 공회전구(240)에는 스터드 볼트(10)의 일단인 헤드부가 장착되고, 스터드 볼트(10)는 스터드 볼트 고정수단(200)에 장착된 상태에서 회전이 가능하다.
도 6a 및 도 6b는 도 5a에 도시된 스터드 볼트를 지지하는 클램프 수단의 정면도 및 측면도이다.
도 1 내지 도 6b에 도시된 바와 같이, 클램프 수단(300)은 스터드 볼트 고정수단(200)에 장착된 스터드 볼트(10)의 회전에 의한 충격을 흡수하도록, 스터드 볼트(10)를 상하에서 지지한다.
클램프 수단(300)은 스터드 볼트(10)의 회전시 발생하는 충격을 흡수하도록 스터드 볼트(10)의 하부 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 하부 지지체(310)와, 스터드 볼트(10)의 상부에 설치되는 상부 지지체(320)를 포함한다.
하부 지지체(310)의 제 1지지대(313)는 메인 프레임(100)의 회전 프레임(120)에 고정 설치되고, 제 1지지대(313)에는 아이들 롤러가 부착된 제 1연결판(311)이 결합된다. 하부 지지체(310)는 스터드 볼트(10)에 아이들 롤러가 접촉하기 때문에, 스터드 볼트(10)의 회전에 영향을 주지 않는다. 그리고, 하부 지지체(310)는 제 1연결판(311)이 스프링(312)에 연결되기 때문에, 스터드 볼트(10)에 의한 충격을 흡수한다.
상부 지지체(320)의 제 2지지대(325)는 회전 프레임(120)의 상부에 고정 설치되고, 제 2지지대(325)의 상부에는 연결봉(324)이 회전 가능하게 결합된다. 제 2연결판(321)은 V자 형상으로 그 내측에 스터드 볼트(10)가 위치하며, 연결봉(324)의 끝단에 결합된다. 상부 지지체(320)의 연결봉(324)은 스터드 볼트(10)가 스터드 볼트 고정수단(200)에 장착되기 전에 상부방향으로 회전된 상태에서 스토퍼(326)에 걸려 위치하고, 스터드 볼트(10)가 장착된 후에 수동조작에 의해 하부방향으로 회전된다. 또한, 제 2연결판(321)의 중심은 연결봉(324)에 결합되고, 그 양 끝단부에는 아이들 롤러가 부착된다. 그리고, 연결봉(324)의 상부에는 상부 지지체(320)에 전달된 충격을 흡수하도록, 충격 흡수체(330)가 설치된다. 충격 흡수체(330)는 제 3지지대(334)가 회전 프레임(120)의 상부에 고정되고, 제 3지지대(334)의 상단에 결합된 다른 연결봉(332)에는 상부 지지체(320)로부터 전달 된 스터드 볼트(10)의 회전충격을 흡수하는 다른 스프링(331)이 설치된다.
이와 같이 클램프 수단(300)은 아이들 롤러가 접촉하면서 스터드 볼트(10)가 원활하게 회전하도록 안내하며, 스터드 볼트(10)의 상하에서 회전하는 스터드 볼트(10)의 이탈을 방지하면서 스터드 볼트(10)의 회전에 의한 충격을 흡수한다.
그리고, 클램프 수단(300)의 전후에는 스터드 볼트(10)의 자중을 지지하는 4개의 롤러 지지체(800)가 회전 프레임(120)의 상부에 설치된다. 각 롤러 지지체(800)는 아이들 롤러가 스터드 볼트(10)에 접촉하면서 스터드 볼트(10)의 회전에 영향을 주지 않으면서 스터드 볼트(10)를 지지한다. 또한, 4개의 각 롤러 지지체(800)는 그 내부에 코일 스프링이 설치되어, 스터드 볼트(10)의 수평 균형을 유지한다(도 1 및 도 2참조).
도 7a 및 도 7b는 도 6a에 도시된 스터드 볼트를 회전시키는 스터드 볼트 회전수단의 정면도 및 측면도이다.
도 1, 도 3, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 스터드 볼트(10)의 하부에는 스터드 볼트(10)를 회전시키는 스터드 볼트 회전수단(400)이 메인 프레임(100)의 회전 프레임(120)에 설치된다. 스터드 볼트 회전수단(400)은 회전 롤러(410)를 스터드 볼트(10)에 접촉마찰시켜 회전 롤러(410)의 구동에 따라 스터드 볼트(10)를 회전시킨다.
회전 프레임(120)의 내부에는 4개의 거치봉(442)이 각각 결합되고, 이런 거치봉(440)들을 연결하는 거치대(440)에는 제 2모터(430)가 안착된다. 제 2모터(430)의 모터축(432)은 체인(420)에 의해 회전 롤러(410)의 롤러축(414)에 연 결되어, 회전 롤러(410)는 제 2모터(430)의 구동에 따라 회전된다. 그리고, 회전 롤러(410)는 회전 프레임(120)의 상부에 고정된 롤러 지지대(412)에 의해 지지되며, 회전 롤러(410)의 롤러축(414)과 롤러 지지대(412)의 접촉면 사이에는 고부하가 작용하는 조건에서도 회전 롤러(410)가 원활하게 회전하도록 유니트 베어링이 설치 사용된다.
그리고, 제 2모터(430)는 작동여건에 따라 그 회전속도가 조절된다. 즉, 제 2모터(430)는 스터드 볼트(10)에 너트(20)를 분리 또는 체결하는 경우에 스터드 볼트(10)를 60rpm 정도의 저속으로 회전시키고, 스터드 볼트(10)의 나사산을 청소하는 경우에 스터드 볼트(10)를 875rpm 정도의 고속으로 회전시킨다.
도 8a 및 도 8b는 도 7a에 도시된 스터드 볼트에 체결된 너트가 분리되도록 너트를 지지 이송하는 너트 이송수단의 정면도 및 측면도이다.
도 1, 도 2, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 너트 이송수단(500)은 너트(20)가 회전하는 스터드 볼트(10)로부터 분리되도록, 너트(20)가 너트 안착대(510)에 맞물린 상태에서 가이드 레일(532)을 따라 너트를 이송한다.
너트 이송수단(500)의 너트 안착대(510)는 V-블록 형상으로 그 내측에 너트(20)가 끼워져 안착된다. 너트 안착대(510)는 너트 이송수단(500)의 하부 구조물에 의해 지지된다. 하부 구조물은 너트 안착대(510)가 결합되는 제 1지지판(512)과, 제 1지지판(512)으로부터 일정간격 이격된 제 2지지판(522) 및, 제 1, 제 2지지판(512, 522)을 연결하는 4개의 지지봉(514)으로 결합 구성된다. 그리고, 너트 이송수단(500)의 하부 구조물에는 제 1지지판(512)의 하부에서 너트 이송수단(500)에 작용하는 하중을 지지하도록, 부하 평형기(520)가 설치된다. 부하 평형기(520)는 너트(20)가 스터드 볼트(10)의 축방향을 따라 이송되는 경우에 너트(20)의 자중에 의해 나사산에 마찰접촉하기 때문에, 과부하 감지 센서를 이용해 상부방향으로 일정한 힘을 작용하여 나사산이 손상되는 것을 방지한다.
그리고, 제 2지지판(522)에는 한 쌍의 이송 가이드부(530)가 결합되고, 이송 가이드부(530)에는 그 길이방향을 따라 가이드 레일(532)이 삽입될 수 있는 수용홈이 형성된다. 가이드 레일(532)은 회전 프레임(120)의 상부면에 고정되어 있으며, 너트 이송수단(500)은 가이드 레일(532)을 따라 이동하게 된다.
또한, 너트 이송수단(500)은 스터드 볼트(10)로부터 너트(20)를 분리 또는 체결하기 위해 너트(20)를 이송할 뿐만 아니라, 스터드 볼트(10)의 축직경을 측정하는 링게이지를 이송하는데 사용될 수 있다.
도 9는 도 8a에 도시된 너트 이송수단에 의해 이송된 너트를 스터드 볼트로부터 분리하는 너트 분리수단의 정면도이다.
도 1, 도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 너트 분리수단(600)은 메인 프레임(100)의 회전 프레임(120)에 설치되며, 회전축(640)을 중심으로 90°의 범위에서 회전한다.
너트(20)는 가이드 레일(532)을 따라 너트 이송수단(500)에 의해 이송되고, 너트 분리수단(600)의 로케이터(locator ; 610)에 끼워진다. 로케이터(610)는 너트(20)가 끼워지도록 너트(20)의 내경에 거의 일치하는 외경을 갖고 있으며, 제 2공기 실린더(652)의 작동에 따라 스터드 볼트(10)의 축방향으로 이동한다. 즉, 로 케이터(610)는 너트(20)가 너트 이송수단(500)에 의해 스터드 볼트(10)로부터 분리되는 경우에 스터드 볼트(10)의 끝단에 일정간격 이격된 상태로 위치하고, 스터드 볼트(10)에 너트(20)가 체결되는 경우에 제 2공기 실린더(652)에 결합된 제 1실린더축(612)의 이동에 따라 축방향으로 전진한다. 이렇게 로케이터(610)가 축방향으로 이동하는 것은 너트(20)와 스터드 볼트(10)의 중심선을 일치시켜 너트(20)를 보다 용이하게 체결하기 위함이다.
그리고, 로케이터(610)와 제 2공기 실린더(652)는 로딩 프레임(620)의 일단부에 각각 결합된다. 로딩 프레임(620)은 회전 프레임(120)의 상부에 고정된 걸림쇠(630)에 걸림부재(622)가 체결됨으로써 직립상태로 고정 위치하게 된다. 로딩 프레임(620)은 걸림부재(622)와 걸림쇠(630)에 체결되지 않은 상태에서 회전축(640)을 중심으로 회전한다.
그리고, 로딩 프레임(620)을 회전시키기 위해 회전 프레임(120)에는 제 1공기 실린더(650)가 결합된다. 제 1공기 실린더(650)는 래크기어를 전진 또는 후진시켜, 래크기어에 맞물린 피니언기어 기능을 갖는 회전축(640)을 회전시킨다. 그러면, 로딩 프레임(620)은 회전축(640)의 회전에 따라 상승 또는 하강한다. 로딩 프레임(620)은 외부로 돌출된 스토퍼 볼트(631)가 걸림쇠(630)에 맞닿음으로써, 그 회전이 제한된다.
도 10a 및 도 10b는 도 5a에 도시된 스터드 볼트의 나사선 부위를 청소하는 스터드 볼트 청소수단의 정면도 및 평면도이고, 도 10c는 도 10b에 도시된 선 A-A를 따라 절취한 스터드 볼트 청소수단의 단면도이다.
도 1, 도 2, 도 10a, 도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이, 스터드 볼트 청소수단(700)은 너트(20)가 분리된 스터드 볼트(10)의 나사산 부위를 회전하는 브러시(720)로 청소한다.
스터드 볼트 청소수단(700)은 스터드 볼트(10)에 접하는 브러시(720)와, 이 브러시(720)가 내부에 결합된 상부 밀봉커버(710)를 구비한다. 그리고, 상부 밀봉커버(710)의 하부에는 하부 밀봉커버(712)가 위치하고, 상부 밀봉커버(710)와 하부 밀봉커버(712)는 스터드 볼트(10)의 외주를 감싸서, 청소에 의한 이물질이 외부로 발산되는 것을 방지한다. 상부 밀봉커버(710)에는 밀봉된 내부공기를 흡입하여 이물질을 제거하는 집진기(도시 생략)의 흡입호스가 결합된다.
브러시(720)의 중심축(722)에는 브러시 모터(730)가 연결 설치되며, 브러시 모터(730)는 중심축(722)에 결합된 브러시(720)를 회전시킨다. 브러시(720)는 서스(SUS) 304 재질로 제작되며, 스터드 볼트(10)의 나사산 부위를 장시간 청소해도 쉽게 마모되지 않는다. 그리고, 브러시(720)는 나사산의 골까지 청소할 수 있도록 약 0.3mm의 직경을 갖는 짧은 솔을 사용한다.
스터드 볼트 청소수단(700)의 지지대(750)는 회전 프레임(120)의 상부면에 설치되고, 지지대(750)에는 상하부 밀봉커버(710, 712)를 회전시키는 상하부 공기실린더(760, 770)가 각각 설치된다. 상부 공기실린더(760)는 상부 밀봉커버(710)에 결합된 연결보(740)를 실린더축으로 전후진 시킴으로써, 상부 밀봉커버(710)를 제 1축(762)을 중심으로 회전시킨다. 하부 공기실린더(770)는 하부 밀봉커버(712)를 실린더축으로 전후진 시킴으로써, 하부 밀봉커버(712)를 제 2축(772)을 중심으 로 회전시킨다.
그리고, 상기 스터드 볼트 청소수단(700)은 스터드 볼트(10)의 나사산 부위에 브러시(720)가 접하도록 설치될 뿐만 아니라, 게이지가 설치되는 스터드 볼트(10)의 부위에도 설치된다.
그리고, 스터드 볼트와 너트 작업용 장치에서 메인 조종패널은 메인 프레임의 우측 후면에 부착된다. 메인 조종패널에는 작업자가 원활하게 조작하도록, 모든 작업을 동작시키는 스위치와 램프가 외부로 노출되게 설치된다. 메인 조종패널에는 작업도중 이상을 감지하여 모든 작동을 정지시키는 전자 개폐기가 설치된다. 메인 조종패널은 모든 작동을 PLC(Programmable Logic Controller)로 제어하고, 장치에 필요한 주 전원은 입력이 480V 3상, 출력이 220V 3상이 되도록 설정하며, 제어전원은 한 예로 DC24V를 사용한다(도시 생략).
아래에서는 본 발명에 따른 스터드 볼트와 너트 작업용 장치의 작동관계에 대해서 설명하겠다.
작업자는 크레인을 이용해 원자로에서 분리된 스터드 볼트(10)를 인양하고, 메인 조종패널의 각 스위치를 조작하여 본 발명의 스터드 볼트와 너트 작업용 장치를 작동시킨다.
먼저, 회전 프레임(120)을 수평상태에서 90°회전시키고, 스터드 볼트 고정수단(200)에 스터드 볼트(10)를 장착한다. 그런 다음에는 클램프 수단(300)의 상부 지지체(320)와 충격 흡수체(330)를 각각 수동으로 회전시켜, 아이들 롤러가 스터드 볼트(10)에 접하도록 한다.
그리고, 작업자는 메인 프레임(100)의 회전 프레임(120)을 수평상태로 회전 하강시키고, 너트 이송수단(500)을 스터드 볼트(10)에 체결된 너트(20)의 하부에 위치시킨다. 그런 다음에는 너트 이송수단(500)의 부하 평형기(520)를 상승시켜 너트 안착대(510)가 너트(20)에 맞접되게 한다.
그런 다음에는 스터드 볼트 회전수단(400)의 제 2모터(430)를 구동시켜, 체인(420)에 의해 맞물린 회전 롤러(410)를 회전시킨다. 그러면, 스터드 볼트(10)는 회전 롤러(410)에 마찰 접촉하면서 회전하며, 제 2모터(430)의 조작으로 스터드 볼트(10)의 회전속도는 조정된다. 또한, 스터드 볼트 회전수단(400)은 과부하시 센서의 작동으로 제 2모터(430)가 자동으로 정지된다. 이 때, 스터드 볼트(10)는 각 롤러 지지체(800)에 의해 수평상태로 평형이 유지되고, 회전에 의한 충격이 클램프수단(300)의 상하부 지지체(310, 320)에 의해 흡수된다.
그리고, 너트(20)는 스터드 볼트(10)가 회전하면서 너트 이송수단(500)에 의해 가이드 레일(532)을 따라 이송되고, 너트 분리수단(600)의 로케이터(610)에 끼워진다. 너트 분리수단(600)은 제 1공기 실린더(650)의 작동에 의해 로딩 프레임(620)이 하부로 회전하여, 너트(20)를 스터드 볼트(10)로부터 완전히 분리한다.
그런 다음에는 스터드 볼트 청소수단(700)의 상부 공기실린더(760)를 작동시켜 브러시(720)와 상부 밀봉커버(710)가 하부로 회전되게 하며, 하부 공기실린더(770)를 작동시켜 하부 밀봉커버(712)가 상부로 회전되게 한다. 그러면, 상하부 밀봉커버(710, 712)는 스터드 볼트(10)의 외주를 감싸고, 브러시(720) 는 스터드 볼트(10)에 접하게 된다. 이런 스터드 볼트 청소수단(700)은 스터드 볼트(10)의 나사산 부위와 게이지가 장착되는 부위에 각 하나씩 설치 사용되지만, 한 쌍으로 구성된 스터드 볼트 청소수단(700)은 브러시(720)가 각각 개별적으로 작동되거나, 동시에 작동될 수도 있다. 또한, 스터드 볼트 청소수단(700)은 브러시(720)가 일정 시간 작동되도록, 브러시 모터(730)의 작동시간을 설정할 수도 있다.
그런 다음에는 스터드 볼트 청소수단(700)의 브러시 모터(730)를 작동시켜, 브러시(720)로 스터드 볼트(10)의 나사산을 청소한다. 이 때, 스터드 볼트 회전수단(400)은 스터드 볼트(10)를 브러시(720)와 동일방향으로 회전시킴으로써, 스터드 볼트(10)의 청소를 보다 용이하게 한다.
그리고, 집진기는 상부 밀봉커버(710)에 연결된 흡입호스로 공기를 흡입하여, 브러시(720)의 작동으로 발생한 이물질이 외부로 발산되지 않게 흡입 제거한다.
스터드 볼트(10)의 청소가 완료된 후에는 브러시 모터(730)와 제 2모터(430)를 각각 정지시키고, 상하부 공기실린더(760, 770)를 작동시켜 상하부 밀봉커버(710, 712)를 상하부로 각각 회전시킨다.
그런 다음에는 스터드 볼트(10)의 축직경을 측정 검사하기 위해 링 게이지를 스터드 볼트(10)의 나사산 부위에 1~2회 정도 회전시켜 결합한다. 그리고, 작업자는 너트 이송수단(500)의 너트 안착대(510)를 상승시켜 링 게이지에 밀접시킨다. 그런 다음에는 스터드 볼트(10)를 정방향으로 회전시키면, 링 게이지는 너트 이송 수단(500)에 의해 가이드 레일(532)을 따라 이송된다. 이 때, 작업자는 스터드 볼트(10)의 각 위치별 축직경을 링 게이지로 측정 검사한다.
검사가 완료된 후에는 스터드 볼트(10)를 역방향으로 회전시켜, 링게이지를 스터드 볼트(10)로부터 분리한다. 분리된 링게이지는 메인 프레임(100)의 하부측에 위치한 보관함에 저장한다. 이렇게 스터드 볼트(10)의 검사와 청소를 마친 후에는 나사산 부위에 윤활제인 모리코트를 도포한다.
그런 다음에는 제 1공기 실린더(650)를 작동시켜 너트 분리수단(600)을 상승 회전시킨 후에, 제 2공기 실린더(652)를 작동시켜 로케이터(610)를 스터드 볼트(10)의 끝단에 전진시킨다. 그런 다음에, 작업자는 너트 이송수단(500)을 이용해 로케이터(610)에 장착된 너트(20)를 스터드 볼트(10)에 이송한다. 그런 다음에는 스터드 볼트 회전수단(400)의 제 2모터(430)를 작동하여 너트(10)가 나사산에 완전 체결될 때까지 스터드 볼트(10)를 회전시킨다. 그런 다음에 작업자는 너트(20)가 체결된 스터드 볼트(10)의 나사산 부위를 비닐용기로 밀봉 포장한다.
그런 다음에는 메인 조종패널의 스위치 조작으로 회전 프레임(120)을 수직상태로 상승 회전시키고, 클램프 수단(300)의 상부 지지체(320)를 회전시킴으로써 스터드 볼트(10)의 지지수단을 이완한다.
작업자는 크레인을 스터드 볼트(10)에 체결하고, 스터드 볼트와 너트 작업용 장치로부터 스터드 볼트(10)를 분리한 후에 볼트 저장박스에 보관한다. 그리고, 작업자는 상기와 같은 방법으로 다른 스터드 볼트들도 스터드 볼트와 너트 작업용 장치에서 청소 및 검사작업을 실시한다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 스터드 볼트와 너트 작업용 장치는 종래 수작업으로 취급하기 어려웠던 스터드 볼트의 청소 및 검사작업을 간단한 스위치 조작으로 수행함으로 작업성이 향상되는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 종래 지면에서 수작업에 의해 행해지던 스터드 볼트의 청소 및 검사작업이 메인 프레임의 선반 위에서 자동화된 청소수단과 검사장비에 의해 실시됨으로 보다 정확한 검사결과값을 얻을 수 있고, 나사산의 골까지 보다 깨끗하게 청소하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 집진기를 통해 스터드 볼트의 청소 중에 발생하는 이물질을 흡입 제거하기 때문에, 작업자가 보다 무해한 작업조건에서 근무할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 스터드 볼트와 너트 작업용 장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (19)

  1. 스터드 볼트의 나사산을 청소하거나 상기 스터드 볼트의 축직경을 측정 검사하는 장치에 있어서,
    상기 스터드 볼트가 설치되는 메인 프레임,
    상기 메인 프레임의 상부면에 결합되며 상기 스터드 볼트가 공회전되도록 결합되는 스터드 볼트 고정수단,
    상기 메인 프레임의 상부면에 결합되며 상기 스터드 볼트를 수평상태로 지지하는 롤러 지지체,
    상기 메인 프레임의 상부면에 결합되어 상기 스터드 볼트의 이탈을 방지하고 상기 스터드 볼트의 회전에 의한 충격을 흡수하는 탄성부재가 마련되는 상하부 지지체,
    상기 메인 프레임에 결합되며 상기 스터드 볼트에 마찰 접촉하는 회전 롤러의 구동에 의해 상기 스터드 볼트를 회전시키는 스터드 볼트 회전수단,
    상기 메인 프레임의 상부면에 설치되는 가이드 레일,
    상기 스터드 볼트에 체결되는 너트를 지지하는 안착대와 상기 안착대를 상방으로 이송시키는 부하 평형기를 구비하고 상기 스터드 볼트의 회전에 따라 상기 가이드 레일을 이송하는 너트 이송수단, 및
    상기 스터드 볼트를 청소하는 브러시가 구비되는 스터드 볼트 청소수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 메인 프레임은 지면에 부착 고정되는 한 쌍의 몸체와, 상기 한 쌍의 몸체 사이에 결합축에 의해 각각 회전 가능하게 결합되는 회전 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 몸체의 일측에는 제 1모터가 결합 고정되며, 상기 회전 프레임은 기어에 맞물려서 상기 제 1모터의 구동에 따라 회전하는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 회전 프레임의 상부면에는 상기 스터드 볼트 고정수단의 지지 프레임이 결합 고정되며, 상기 스터드 볼트는 상기 지지 프레임에 대해 공회전이 가능하도록 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 지지 프레임의 고정축에는 공회전구가 베어링 결합되며, 상기 공회전구에 상기 스터드 볼트가 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 롤러 지지체의 내부에는 스프링이 설치되며, 상기 스터드 볼트는 4개의 상기 롤러 지지체에 의해 수평 균형이 이루어지도록 지지되는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 롤러 지지체에는 상기 스터드 볼트의 회전에 영향을 주지 않도록 아이들 롤러가 결합되는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서, 상기 회전 롤러는 상기 회전 프레임에 결합된 제 2모터의 구동에 따라 체인에 의해 연결 회전하는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 너트 이송수단의 너트 안착대는 V 블록 형상으로 그 내측에 상기 너트가 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1항에 있어서, 상기 너트 이송수단에 의해 이송된 너트는 너트 분리수단의 로케이터(locator)에 끼워지고, 상기 로케이터가 결합된 로딩 프레임은 상기 회전 프레임에 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 로딩 프레임에는 피니언 기어 기능을 갖는 회전축이 결합되고, 상기 회전 프레임에 결합된 제 1공기 실린더에는 래크 기어가 연결 설치되어, 상기 로딩 프레임은 상기 제 1공기 실린더의 작동에 따라 래크와 피니언의 원리에 의해 상기 회전축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 로딩 프레임은 상기 회전 프레임의 상부에 고정된 걸림쇠에 상기 로딩 프레임에 고정된 걸림부재가 체결됨으로써, 회전하지 않고 직립되게 위치하는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 로케이터는 상기 너트가 상기 스터드 볼트에 용이하게 체결되도록, 상기 로딩 프레임에 결합된 제 2공기 실린더의 작동에 의해 상기 스터드 볼트의 축방향으로 전진 또는 후진하는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 스터드 볼트 청소수단에는 상기 스터드 볼트의 외주를 감싸는 상부 밀봉커버와 하부 밀봉커버를 구비하며, 상기 상부 밀봉커버는 상부 공기실린더에 의해 상부로 회전하고, 상기 하부 밀봉커버는 하부 공기실린더에 의해 하부로 회전하는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 상부 밀봉커버의 내부에는 상기 브러시가 결합 설치되는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 스터드 볼트 청소수단에는 상기 스터드 볼트에 접하는 상기 브러시의 회전에 의해 발생한 이물질을 흡입하는 집진기가 결합 설치되는 것을 특징으로 하는 스터드 볼트와 너트 작업용 장치.
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