KR100665304B1 - 밀 스핀들의 스핀들 헤더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스핀들 헤더에 관한 것으로, 워크롤 네크와 카운트 샤프트를 상호 연결하는 사상 압연기에 사용되는 밀 스핀들의 스핀들 헤더에 있어서, 일측 내주면에 상기 워크롤 네크의 외주면이 삽입식으로 분리 가능하게 결합되고, 타측 내주면에 허브기어를 통하여 상기 카운트 샤프트의 외주면이 결합되는 중공의 일체형 하우징과, 상기 워크롤 네트와 카운트 샤프트 사이의 위치에서 상기 일체형 하우징의 내부에 결합되어 상기 카운트 샤프트 및 허브기어와의 사이에 오일이 충진되는 공간을 형성하는 트러스트 플레이트와, 상기 트러스트 플레이트의 상측부와 오일이 충진되는 공간측을 연통하는 공기 통로와, 상기 트러스트 플레이트에 형성된 공기 통로 상에 위치하도록 하우징을 관통하여 구비되는 체크밸브를 포함하는 스핀들 헤더가 제공된다. 이러한 스핀들 헤더에 의해 볼트 절손이나 슬리브의 스플라인 부분에서의 유격과 같은 결함을 방지하고, 압연 작업이나 워크롤 교체 작업 중 내부의 단면적 변화에 따른 압력 발생을 방지할 수 있으며, 내부 오일의 누유 및 비산을 방지할 수 있다.
밀 스핀들, 스핀들 헤더, 사상 압연기, 아답터, 슬리브, 카운트 샤프트

Description

밀 스핀들의 스핀들 헤더 {SPINDLE HEAD OF MILL SPINDLE}
도 1은 스핀들 헤더 설치 위치를 나타내는 사상 압연기의 레이아웃도이다.
도 2는 종래의 스핀들 헤더를 도시한 분해사시도이다.
도 3은 종래의 스핀들 헤더를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 밀 스핀들의 스핀들 헤더의 일체형 하우징을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 밀 스핀들의 스핀들 헤더를 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 스핀들 헤더 101: 일체형 하우징
110: 트러스트 플레이트 115: 공기 통로
120: 허브기어 140: 씰
150: 카운트 샤프트 160: 오일
170: 체크밸브 200: 워크롤 네크
본 발명은 열연 사상 압연기에 사용되는 밀 스핀들(mill spindle)의 스핀들 헤더에 관한 것으로, 특히 압연 중 또는 워크롤(work roll) 교체 시 워크롤 네크(work roll neck)가 아답터 홀(adapter hole)에 연결 및 분리될 때 마찰에 의해 발생되는 트러스트힘에 의해 일어나는 문제를 방지하고, 오일 유출을 방지하여 쾌적한 환경 조성 및 부품의 수명을 연장하기 위한 밀 스핀들의 스핀들 헤더에 관한 것이다.
도 1은 스핀들 헤더 설치 위치를 나타내는 사상 압연기의 레이아웃도이고, 도 2는 종래의 스핀들 헤더를 도시한 분해사시도이며, 도 3은 종래의 스핀들 헤더를 도시한 단면도이다.
열연 사상 압연기(2)에서 워크롤(6)에 모터 구동력을 전달하는 밀 스핀들(4)의 스핀들 헤더(40)는 기어 타입으로 구성되어 있고, 기어 타입의 스핀들 헤더(40)는 아답터, 슬리브 기어, 허브 기어 등으로 조립되어 있으며 각종 기어의 마모방지를 위하여 유욕식 윤활을 할 수 있는 구조로 설계되어있다.
보다 구체적으로 종래의 밀 스핀들(4)의 스핀들 헤더(40)를 구조를 살펴보기 위해 도 2와 도 3을 참조하면, 종래의 스핀들 헤더(40)는 카운트 샤프트(Count shaft)(50)의 중심부에 결합되는 트러스트 바(46)와, 상기 카운트 샤프트(50)와 결합되는 허브기어(48)와, 상기 허브기어(48)의 외주에 결합되는 슬리브(42)와, 일측에 워크롤 네크(62)가 삽입식으로 분리 가능하게 결합되고 타측에 상기 슬리브(42)가 결합되는 스핀들 아답터(41)와, 상기 요소들을 상호 결합하고 밀봉하기 위한 시트 플레이트(45) 및 씰수용부(47)를 포함한다.
내부의 윤활제는 각종 씰로 밀봉되어 있으며, 누유 시 외부로 비산되지 않게 부츠(Boots)(43)로 다시 한번 밀봉하고 있다.
압연 중 또는 워크롤(6) 교체 시 워크롤 네크(62)가 스핀들 아답터(41)에 결합 또는 분리시 발생되는 마찰에 의해 스핀들 아답터(41)는 카운트 샤프트 (50)에 조립된 허브 기어(48)을 중심으로 축 방향으로 전진 또는 후진하게 된다. 이때 기어 오일(44)이 채워져 있는 내부에는 단면적 변화에 따른 압력(롤 분리시는 감압, 롤 결합시는 가압)이 형성되어 부츠의 전면에서 밀봉하고 있는 씰에서 누유가 발생되어 부츠측으로 흐르게 된다. 이와 같이, 한번 흘러나온 오일은 전량 기어 박스 내부로 회수되지 못하고 부츠(43)에 잔류하게 된다. 부츠(43)는 압력 변화 및 아답터(41)와 슬리브(42)의 반복적인 움직임에 의해 팽창과 수축을 반복하게 되어 피로에 의하여 파손된다. 이때 부츠(43)측 내부에 잔류 오일이 스핀들 회전에 의한 원심력으로 외부로 비산되어 주위 설비를 오염시키게 된다는 문제가 있다.
또한, 아답터(41)와 슬리브(42)는 스플라인 기어로 맞물려 후면에서 트러스트 플레이트(49)에 의해 볼트로 고정되어 오링(O-Ring)으로 밀봉되어 있다. 그러나, 압연 및 롤 교체중 반복적으로 발생되는 트러스트 충격에 의해 아답터(41)와 슬리브(42)의 스플라인 부분에서 유격이 발생되고, 그 틈새로 냉각수가 유입되어 부식에 의한 부품의 조기 마모가 발생하게 된다. 뿐만 아니라 아답터(41)와 슬리브(42)를 고정시켜주는 트러스트 플레이트(49)의 볼트 절손으로 조립부가 분리되어 생산이 중단되는 문제가 있다.
본 발명은 상기 전술한 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 아답터와 슬 리브를 일체형으로 설계하여 볼트 절손이나 슬리브의 스플라인 부분에서의 유격과 같은 결함을 방지하고, 압연 작업이나 워크롤의 교체 작업 중 내부의 단면적 변화에 따른 압력 발생을 방지하여 내부 오일의 누유 및 비산을 방지하는 밀 스핀들의 스핀들 헤더를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 워크롤 네크와 카운트 샤프트를 상호 연결하는 사상 압연기에 사용되는 밀 스핀들의 스핀들 헤더에 있어서, 일측 내주면에 상기 워크롤 네크의 외주면이 삽입식으로 분리 가능하게 결합되고, 타측 내주면에 허브기어를 통하여 상기 카운트 샤프트의 외주면이 결합되는 중공의 일체형 하우징과, 상기 워크롤 네트와 카운트 샤프트 사이의 위치에서 상기 일체형 하우징의 내부에 결합되어 상기 카운트 샤프트 및 허브기어와의 사이에 오일이 충진되는 공간을 형성하는 트러스트 플레이트와, 상기 트러스트 플레이트의 상측부와 오일이 충진되는 공간측을 연통하는 공기 통로와, 상기 트러스트 플레이트에 형성된 공기 통로 상에 위치하도록 하우징을 관통하여 구비되는 체크밸브를 포함하는 스핀들 헤더에 의해 달성된다.
여기서, 상기 체크밸브는 흡기용 및 배기용 체크밸브가 쌍으로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 상기 흡기용 체크밸브에는 필터가 구비된 것이 바람직하다.
삭제
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하 도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 4는 본 발명에 따른 밀 스핀들의 스핀들 헤더의 일체형 하우징을 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 밀 스핀들의 스핀들 헤더를 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 밀 스핀들의 스핀들 헤더(100)는 일측 내주면에 워크롤 네크(200)의 외주면이 삽입식으로 분리 가능하게 결합되는 중공의 일체형 하우징(101)과, 상기 중공형 하우징의 타측 내주면과 결합되고 카운트 샤프트(150)의 외주면에 결합되는 허브기어(120)와, 상기 워크롤 네크(200)와 카운트 샤프트(150) 사이의 위치에서 상기 일체형 하우징(101)의 내부에 결합되는 트러스트 플레이트(110)를 포함한다. 상기 트러스트 플레이트(110)는 상기 일체형 하우징(101)의 내부를 2개의 부분으로 분할하여, 카운트 샤프트(150) 및 허브기어(120)의 일단에 오일(160)이 충진되는 공간을 형성한다. 또한, 상기 트러스트 플레이트(110)에는 상측부와 상기 오일(160)이 충진되는 공간측을 연통시키는 공기 통로(115)가 형성되어 있다. 상기 공기 통로(115)의 상기 트러스트 플레이트(110) 상측부와 대응하는 위치에는 하우징(101)을 관통하여 체크밸브(170)가 구비된다. 이와 같은 공기 통로(115)와 체크밸브(170)에 의해 오일(160)이 충진되는 공간 내부의 압력이 조절된다.
상기 체크밸브(170)는 공지의 것 어느 것이나 사용가능하며 흡기용 및 배기용이 나란히 합쳐져 결합되는 형태가 될 수도 있고 따로 각기 다른 위치에 결합될 수도 있는 등 그 결합 위치는 특별히 한정되지 않는다.
본 발명은 종래의 아답터와 슬리브를 일체화하여 일체형 하우징(101)으로 구성함으로써, 유격에 의한 부품의 조기마모, 분리에 의한 고장을 방지한다. 이와 같은 일체형 하우징(101)의 이동에 따른 기어 박스 내의 압력 발생을 방지하기 위하여 외부 공기를 흡입 및 배출할 수 있는 흡기용 및 배기용 체크밸브(170)를 장착하여 단면적 변화에 따른 압력 변동을 감소하여 오일(160)이 씰의 외부로 유출되는 것을 방지한다. 이때, 흡기용 체크밸브에는 필터를 추가하여 외부에서 유입되는 공기에 먼지와 같은 이물질이 상기 일체형 하우징(101) 내부 공간에 유입되는 것을 방지한다.
도 4에서 도시한 바와 같이 종래 스핀들의 아답터와 슬리브을 일체화하여 명칭을 일체형 하우징(101)이라 하였고, 도 5에서와 같이 배기용 및 흡기용 체크밸브(170)를 한 세트 설치하였다.
전술된 구성을 갖는 본 발명에 따른 작용은 다음과 같다.
도 5에서 도시한 바와 같이 워크롤 교체 시 워크롤 네크(200)가 일체형 하우징(101) 내부로 진입할 때, 표면 마찰에 의하여 일체형 하우징(101)은 허브기어(120) 측으로 이동하게 되고 이때 오일(160)이 충진된 공간(기어 오일(160)은 내부 공간의 50%가 충진되어 있음)은 수축하게 된다. 이때 수축되는 오일(160) 충진 공간에는 압력이 형성되는데, 이 압력은 배기용 체크밸브를 통하여 토출되어 압력상승을 방지할 수 있다. 또한, 워크롤을 분리할 때에는 그와 반대로 일체형 하우징(101)이 허브기어(120)와 반대 방향으로 이동하게 되어 오일(160)이 충진된 공간은 확장되므로 내부에 진공압력이 형성된다. 이 진공 압력은 외부의 공기가 필터를 통하여 이물질이 제거된 후 흡기용 체크밸브(170)에 의해서 유입되므로 진공 압력 형성을 방지할 수 있다.
이렇게 내부의 압력 변화를 감소시킴으로써 기어 오일(160)을 밀봉하고 있는 씰(140) 측으로 오일(160) 유출을 방지할 수 있으며, 내부 압력 변화에 따른 부츠(130)의 팽창, 수축에 의한 피로를 감소시켜 부츠(130)의 터짐을 방지하여 기어 오일(160)의 비산을 방지할 수 있게 된다.
이상, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
본 발명에 따른 밀 스핀들의 스핀들 헤더는 종래의 아답터와 슬리브를 일체형으로 설계하여 볼트 절손이나 슬리브의 스플라인 부분에서의 유격과 같은 결함을 방지하고, 압연 작업이나 워크롤 교체 작업 중 내부의 단면적 변화에 따른 압력 발생을 방지하기 위한 체크밸브를 장착함으로써 외부 공기가 자유스럽게 흡입 및 배출이 될 수 있도록 함에 의해 내부 오일의 누유 및 비산을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 워크롤 네크와 카운트 샤프트를 상호 연결하는 사상 압연기에 사용되는 밀 스핀들의 스핀들 헤더에 있어서,
    일측 내주면에 상기 워크롤 네크의 외주면이 삽입식으로 분리 가능하게 결합되고, 타측 내주면에 허브기어를 통하여 상기 카운트 샤프트의 외주면이 결합되는 중공의 일체형 하우징과,
    상기 워크롤 네트와 카운트 샤프트 사이의 위치에서 상기 일체형 하우징의 내부에 결합되어 상기 카운트 샤프트 및 허브기어와의 사이에 오일이 충진되는 공간을 형성하는 트러스트 플레이트와,
    상기 트러스트 플레이트의 상측부와 오일이 충진되는 공간측을 연통하는 공기 통로와,
    상기 트러스트 플레이트에 형성된 공기 통로 상에 위치하도록 하우징을 관통하여 구비되는 체크밸브를 포함하는 스핀들 헤더.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 체크밸브는 흡기용 및 배기용 체크밸브가 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스핀들 헤더.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 흡기용 체크밸브에는 필터가 구비된 것을 특징으로 하는 스핀들 헤더.
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