KR100661964B1

KR100661964B1 - 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치

Info

Publication number: KR100661964B1
Application number: KR1020060022072A
Authority: KR
Inventors: 김성화
Original assignee: 모건코리아 주식회사
Priority date: 2006-02-01
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2006-12-28
Also published as: KR100661963B1

Abstract

본 발명은 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치에 관한 것으로, 브레이크 디스크의 표면에 접촉하는 절삭바이트와, 상기 절삭바이트를 차륜축을 가로지르는 방향으로 이송시키는 횡방향 이송기구, 상기 절삭바이트를 차륜축의 축방향을 따라 이송시키는 종방향 이송기구, 브레이크 디스크 표면의 굴곡상태를 비접촉식으로 측정하는 측정유닛, 상기 측정유닛을 지지하는 아암, 상기 아암을 선회가능하게 지지하는 아암지지부재, 상기 아암을 브레이크 디스크 쪽으로 직선이동시키는 아암이송기구 및, 상기 아암의 일측을 슬라이드가능하게 지지하는 아암가이드부재를 포함하는 구성에 의해, 철도 차륜 브레이크 디스크의 불균일 표면을 자동으로 측정하여 최소 절삭 깊이를 제공할 수 있고 고속으로 절삭작업할 수 있게 된다.

선반, 철도, 차륜, 브레이크 디스크, 절삭, 측정

Description

철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치{A CUTTING DEVICE OF THE LATHE FOR PROCESSING A BRAKE DISK IN TRAIN WHEEL}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반을 나타낸 사시도,

도 2는 도 1의 정면도,

도 3은 도 2의 평면도,

도 4는 도 2에 도시된 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치를 나타낸 정면도,

도 5는 도 4의 평면도,

도 6은 도 4의 일측면도,

도 7은 도 5에 도시된 측정유닛을 나타낸 개략적 횡단면도,

도 8은 도 7의 A-A선을 따라 절개한 측단면도,

도 9는 도 7의 B-B선을 따라 절개한 측단면도,

도 10은 도 9의 C-C선을 따라 절개한 측단면도,

도 11은 도 8의 작동상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 베이스 2 : 센터

3 : 척기구 11 : 바이트홀더

12 : 횡방향 이송브라켓 13 : 횡방향 이송스크류

14 : 횡방향 구동부 15 : 횡방향 테이블

21 : 종방향 이송스크류 22 : 종방향 이송브라켓

23 : 종방향 구동부 30 : 측정유닛

40 : 아암 45 : 선회축

46 : 지지롤러 50 : 아암지지부재

55 : 가이더 60 : 아암이송기구

61 : 결합브라켓 70 : 아암가이드부재

B : 절삭바이트 D : 브레이크 디스크

S : 차륜축

본 발명은 철도차륜의 브레이크 디스크 가공선반에 관한 것으로, 특히 브레이크 디스크 표면의 절삭깊이를 측정하고 절삭하는 철도차륜의 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치에 관한 것이다.

일반적으로, 철도차륜의 브레이크 디스크 가공선반은 차륜축에 부착된 브레이크 디스크를 가공하는 전용 장비이다.

철도차륜은 차륜축상에 소정간격을 두고 1쌍이 구비되고, 그 1쌍의 차륜 사이에 브레이크 디스크가 장착된다. 상기 브레이크 디스크는 브레이크 패드와의 마찰에 의해 표면이 불균일하게 마모되고, 반복에 의한 열균열이 발생하게 된다.

브레이크 패드만을 교환하게 되면 브레이크 디스크와의 국부적인 접촉에 의해 브레이크 패드가 조기에 마모되므로 브레이크 디스크의 불균일한 표면을 선삭가공하고 있다.

종래의 범용 선반으로는 브레이크 디스크의 불균일 표면의 절삭 깊이를 눈으로 측정하여 작업 효율이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 절삭 상태를 눈으로 확인해 가며 가공하게 되므로 저속 가공으로 인해 생산량이 낮은 문제점이 있었다.

한편, 한국특허출원 제1991-000014호와 제1993-0021195호에 철도 차륜을 가공하는 장치가 개시되어 있으나, 이는 차륜을 가공하는 장치로 브레이크 디스크를 가공하는 데에는 적합하지 않다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 철도 차륜 브레이크 디스크의 불균일 표면을 자동으로 측정하여 최소 절삭 깊이를 제공할 수 있고 고속으로 절삭작업할 수 있는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치는, 브레이크 디스크의 표면에 접촉하는 절삭바이트; 상기 절삭바이트를 차륜축을 가로지르는 방향으로 이송시키는 횡방향 이송기구; 절삭바이트를 차륜축의 축방향을 따라 이송시키는 종방향 이송기구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본 발명은 상기 바이트와 상기 횡방향 이송기구 및 종방향 이송기구를 1조로 하여 브레이크 디스크의 양쪽에 각각 구비한다.

상기 횡방향 이송기구는, 절삭바이트 지지부재; 상기 절삭바이트 지지부재를 직선왕복이동시키는 횡방향 이송스크류;를 포함한다.

바람직하게는 상기 절삭바이트 지지부재는, 상기 절삭바이트를 지지하는 바이트홀더; 상기 바이트홀더와 일체로 상기 횡방향 이송스크류의 축방향을 따라 이송되는 횡방향 이송브라켓;을 더 포함한다.

바람직하게는 상기 종방향 이송기구는, 상기 횡방향 이송스크류와 수직하게 구비되는 종방향 이송스크류; 상기 횡방향 이송기구를 지지하고, 상기 종방향 이송스크류의 축방향을 따라 이송되는 종방향 이송브라켓;을 포함한다.

또한, 본 발명은 브레이크 디스크 표면의 굴곡상태를 비접촉식으로 측정하는 측정유닛; 상기 측정유닛을 지지하는 아암; 상기 아암을 선회가능하게 지지하는 아암지지부재; 상기 아암을 브레이크 디스크 쪽으로 직선이동시키는 아암이송기구; 상기 아암의 선회시, 아암의 일측을 슬라이드가능하게 지지하는 아암가이드부재;를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 측정유닛은 레이저를 방사하여 표면 굴곡상태를 측정한다.

바람직하게는, 상기 아암은 브레이크 디스크의 양쪽면에 상기 측정유닛을 각각 위치시킬 수 있도록 분기되어 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치는, 브레이크 디스크(D)의 표면에 접촉하는 절삭바이트(B)와, 상기 절삭바이트(B)를 차륜축(S)을 가로지르는 방향으로 이송시키는 횡방향 이송기구, 상기 절삭바이트(B)를 차륜축(S)의 축방향을 따라 이송시키는 종방향 이송기구, 브레이크 디스크(D) 표면의 굴곡상태를 비접촉식으로 측정하는 측정유닛(30), 상기 측정유닛(30)을 지지하는 아암(40), 상기 아암(40)을 선회가능하게 지지하는 아암지지부재(50), 상기 아암(40)을 브레이크 디스크(D) 쪽으로 직선이동시키는 아암이송기구(60) 및, 상기 아암(40)의 일측을 슬라이드가능하게 지지하는 아암가이드부재(70)를 포함한다.

상기 절삭바이트(B)는 상기 횡방향 이송기구 및 종방향 이송기구와 1조를 이루어 브레이크 디스크의 양쪽면에 각각 1조씩 구비된다.

상기 횡방향 이송기구는, 절삭바이트 지지부재와, 상기 절삭바이트 지지부재를 직선왕복이동시키는 횡방향 이송스크류(13) 및, 상기 횡방향 이송스크류(13)를 축회전시키는 횡방향 구동부(14)를 포함한다.

상기 절삭바이트 지지부재는, 상기 절삭바이트(B)를 지지하는 바이트홀더(11), 상기 바이트홀더(11)와 일체로 상기 횡방향 이송스크류(13)의 축방향을 따라 이송되는 횡방향 이송브라켓(12)을 포함한다.

상기 바이트홀더(11)의 선단에 절삭바이트(B)가 탈착가능하게 결합된다.

상기 횡방향 이송브라켓(12)은, 이송스크류 브라켓으로, 상기 횡방향 이송스크류(13)의 외주면에 너트결합되어 횡방향 이송스크류(13)의 축회전에 의해 그 횡방향 이송스크류(13)의 축방향을 따라 왕복이동하게 된다.

상기 횡방향 이송스크류(13)는 차륜축(S)에 대하여 수직하게 구비되어 상기 절삭바이트(B)를 브레이크 디스크(D)의 반경방향을 따라 이동시킨다.

상기 횡방향 구동부(14)는, 서보 모터(servo motor)로, 타이밍벨트를 통해 횡방향 이송스크류(13)를 축회전시킨다.

상기 종방향 이송기구는 선반의 베이스(1)에 고정되어 결합된다.

상기 종방향 이송기구는, 상기 횡방향 이송스크류(13)와 수직하게 구비되는 종방향 이송스크류(21)와, 상기 종방향 이송스크류(21)의 축방향을 따라 이송되는 종방향 이송브라켓(22) 및, 상기 종방향 이송브라켓(22)을 축회전시키는 종방향 구동부(23)를 포함한다.

상기 종방향 이송스크류(21)는 차륜축(S)의 축방향과 평행하게 구비되어 종 방향 이송브라켓(22)을 차륜축(S)의 축방향을 따라 이동시킨다.

따라서, 상기 절삭바이트(B)가 종방향 이송스크류(21)에 의해 브레이크 디스크의 표면과 수직한 방향으로 이동하게 된다.

상기 종방향 이송브라켓(22)은 상기 종방향 이송스크류(21)의 외주면에 너트결합되어 종방향 이송스크류(21)의 축회전에 의해 그 종방향 이송스크류(21)의 축방향을 따라 왕복이동한다.

상기 종방향 이송브라켓(22)은 상기 횡방향 이송기구를 지지한다. 즉, 상기 종방향 이송브라켓(22)의 일측에는 상기 횡방향 이송스크류(13)를 축회전가능하게 지지하는 횡방향 테이블(15)이 결합되어 있다.

상기 횡방향 테이블(15)의 일측에는 횡방향 이송스크류(13)가 축회전가능하게 지지되고, 상기 횡방향 구동부(14)가 고정되어 결합된다.

또한, 상기 횡방향 테이블(15)의 일측에는 가이더(55)가 결합되어 있다. 상기 가이더(55)의 일측에는 아암지지부재(50)가 슬라이드가능하게 결합되어 있다. 그리고, 상기 횡방향 테이블(15)의 일측에는 상기 아암이송기구(60)가 결합되어 있다.

상기 아암지지부재(50)의 선단에는 아암(40)이 선회축(45)을 중심으로 시소운동가능하게 피봇결합되어 있다.

상기 아암(40)은 브레이크 디스크(D)의 양쪽면을 향하도록 분기되어 형성되고, 각각의 분기된 선단에는 측정유닛(30)이 각각 결합되어 브레이크 디스크(D)의 양쪽면 굴곡상태를 동시에 측정할 수 있게 된다.

상기 선회축(45)을 중심으로 아암(40)의 일단에는 상기 측정유닛(30)이 결합되고 타단에는 지지롤러(46)가 결합되어 있다.

상기 지지롤러(46)는 아암가이드부재(70)에 슬라이드가능하게 지지된다. 상기 아암가이드부재(70)는 횡방향 테이블(15)의 일측에 고정되어 결합된다.

상기 측정유닛(30)은 레이저를 방사하여 브레이크 디스크의 표면 굴곡상태를 측정하여 절삭 깊이를 판단한다.

상기 아암이송기구(60)는 실린더기구로, 실린더몸체가 결합브라켓(61)에 의해 횡방향 테이블(15)의 일측에 고정되어 결합되고, 실린더로드가 상기 아암지지부재(50)에 연결되어 있다.

상기 아암지지부재(50)는 상기 아암이송기구(60)에 의해 가이더(55)를 따라 슬라이드이동하면서 상기 아암(40)을 브레이크 디스크(D)쪽으로 직선이동시키게 된다.

이때, 상기 아암(40)의 선단에 결합된 지지롤러(46)가 아암가이드부재(70)에 구속되어 슬라이드되면서 아암(40)이 선회하게 된다.

즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 아암(40)은 지지롤러(46)를 선회중심으로 아암지지부재(50)에 의해 선회하면서 직선운동하게 된다.

따라서, 상기 측정유닛(30)은 측정시 브레이크 디스크(D)쪽으로 전진하면서 하강하게 되고, 반대로 브레이크 디스크(D)로부터 후퇴하면서 상승하여 원위치하게 된다. 그로 인해 측정시 이외에 차륜의 장착시나 절삭 작업시 측정유닛(30)의 간섭을 최소화할 수 있게 된다.

상기한 본 발명의 상세한 설명은 첨부된 도면에 따른 바람직한 실시예를 설명한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위는 이에 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이 다양한 형태로 변형된 것은 본 발명의 범위에 포함된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치에 의하면, 철도 차륜 브레이크 디스크의 불균일 표면을 자동으로 측정하여 최소 절삭 깊이를 제공할 수 있고 고속으로 절삭작업할 수 있는 효과가 있다.

Claims

철도차륜의 차륜축을 축회전시켜 브레이크 디스크를 절삭가공하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치에 있어서,

브레이크 디스크의 표면에 접촉하는 절삭바이트;

상기 절삭바이트를 차륜축을 가로지르는 방향으로 이송시키는 횡방향 이송기구 및;

절삭바이트를 차륜축의 축방향을 따라 이송시키는 종방향 이송기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치.
제1항에 있어서, 상기 횡방향 이송기구는,

일측에 절삭바이트가 결합되는 절삭바이트 지지부재 및;

상기 절삭바이트 지지부재를 직선왕복이동시키는 횡방향 이송스크류;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치.
제2항에 있어서, 상기 절삭바이트 지지부재는,

상기 절삭바이트를 지지하는 바이트홀더 및;

상기 바이트홀더와 일체로 상기 횡방향 이송스크류의 축방향을 따라 이송되는 횡방향 이송브라켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 종방향 이송기구는,

상기 횡방향 이송스크류와 수직하게 구비되는 종방향 이송스크류 및;

상기 횡방향 이송기구를 지지하고, 상기 종방향 이송스크류의 축방향을 따라 이송되는 종방향 이송브라켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치.
철도차륜의 차륜축을 축회전시켜 브레이크 디스크를 절삭가공하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치에 있어서,

브레이크 디스크 표면의 굴곡상태를 비접촉식으로 측정하는 측정유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치.
제5항에 있어서,

상기 측정유닛을 지지하는 아암;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치.
제6항에 있어서,

상기 아암을 선회가능하게 지지하는 아암지지부재;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 아암을 브레이크 디스크 쪽으로 직선이동시키는 아암이송기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치.
제8항에 있어서,

상기 아암의 선회시, 아암의 일측을 슬라이드가능하게 지지하는 아암가이드부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치.
제5항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 측정유닛은,

레이저를 방사하여 표면 굴곡상태를 측정하는 것을 특징으로 하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치.
제5항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 아암은,

브레이크 디스크의 양쪽면에 상기 측정유닛을 각각 위치시킬 수 있도록 분기되어 형성된 것을 특징으로 하는 철도차륜 브레이크 디스크 가공선반의 절삭장치.