KR100781387B1 - 개선된 엘레베이터 가이드 레일의 생산 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘레베이터 가이드 레일의 가공 방법에 관한 것으로, 그 특징은 압연 공정으로 생산된 레일을 엘레베이터용 가이드 레일(100)로 가공하는 방법에 있어서, 압연된 레일의 직진도를 높이는 1차 교정 단계;와 상기 1차 교정된 레일의 산화철을 제거하는 숏블라스트 단계;와 상기 숏블라스트된 레일을 인발 가공하는 인발 단계;와 상기 인발된 레일의 직진도를 높이는 2차 교정 단계;와 상기 2차 교정된 레일의 인발유를 세척 후 건조하는 세척 및 건조 단계;와 인발 단계에서 변형된 레일의 끝단을 절단하고, 레일을 규격 단위로 절단하는 절단 단계;와 상기 규격 단위로 절단된 레일의 요철부와 홀과 체결부를 가공하는 연결부가공 단계;와 연결부가공 단계에서 발생된 버를 제거하는 디버링 단계; 및 레일을 포장하는 포장 단계;를 포함하여 이루어진다.
레일, 숏블라스트, 인발, 플레이너

Description

개선된 엘레베이터 가이드 레일의 생산 방법{Improved method for manufacturing elevator guide rail}
도 1 은 엘레베이터 가이드 레일의 모습을 나타내는 사시도,
도 2 는 압연된 레일을 플레이너 생산공정(T)을 적용하여 엘레베이터 가이드 레일로 생산하는 단계를 나타내는 순서도,
도 3 은 압연된 레일을 인발 생산공정(S)을 적용하여 엘레베이터 가이드 레일로 생산하는 단계를 나타내는 순서도.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
10 : 두부 20 : 지지부
30 : 요철부 100 : 엘레베이터용 가이드 레일
본 발명은 레일의 생산 공정에 관한 것으로, 엘레베이터 가이드 레일 가공에 있어서 현재 실시되고 있는 플레이너(planer) 가공 단계를 인발 가공으로 대신하도록 하는 개선된 레일의 가공 방법에 관한 것이다.
엘레베이터 가이드 레일의 가공 단계를 크게 두 가지로 나누면, 레일의 재료 가 되는 빌렛(billet)을 일정 크기로 절단하고 가열로에 투입하여 1300oC 이상으로 가열시킨 후, 다 수개의 연속적으로 설치된 압연기에 통과시켜 레일의 기본적인 형상을 만드는 선(先)가공과, 상기 선가공에서 만들어진 레일의 산화철을 제거하는 숏블라스트 공정, 정해진 규격의 치수에 맞도록 가공하는 플레이너 가공 공정, 체결부와 요철부 및 홀을 가공 공정, 디버링 공정, 페인팅과 포장을 하는 공정 등을 포함하는 후(後)가공으로 나눌 수 있다.
상기와 같은 레일의 가공 공정에 있어서 플레이너 가공 공정은 다른 공정에 비하여 작업 싸이클이 훨씬 길어 전체 공정시간에 많은 비중을 차지한다. 그리고, 플레이너 가공은 레일의 표면을 절삭하는 가공이기 때문에 가공단계에서 절삭되는 양만큼은 버려지게 되는 것이다.
위와 같이 버려지는 부분은 레일의 전체 부피 중 5 내지 10 % 를 차지한다. 이는 생산비용 중 원재료비가 상당부분을 차지하는 레일 가공 업계에 있어서 생산자에게는 매우 큰 비용 부담이 되며, 버려진 부분을 재처리하거나 수거하기 위한 부차적인 공정을 별도로 필요로 한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서 엘레베이터 레일의 가공 단계 중 전술한 바와 같은 후가공에 있어서, 플레이너 가공을 대신하여 인발 가공을 포함하여 실시되는 개선된 레일의 생산 방법을 제공한다.
또한, 인발 가공을 실시하기 위한 레일의 교정단계와 인발 가공의 실시 후 공정 단계를 더 제공한다.
상기와 같이 제공된 생산 방법을 통하여 엘레베이터 가이드 레일의 생산 효율성 및 비용절감의 효과를 획득하는 것이 주 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 압연 공정으로 생산된 레일을 엘레베이터용 가이드 레일(100)로 가공하는 방법에 있어서, 압연된 레일의 직진도를 높이는 1차 교정 단계(S10);와 상기 1차 교정된 레일의 표면에 산화철을 제거하고 표면거칠기를 낮추는 숏블라스트 단계(S20);와 상기 숏블라스트된 레일을 인발 가공하는 인발 단계(S30);와 상기 인발된 레일의 직진도를 높이는 2차 교정 단계(S40);와 상기 2차 교정된 레일의 인발유를 세척 후 건조하는 세척 및 건조 단계(S50);와 인발 단계에서 변형된 레일의 끝단을 절단하고, 레일을 규격 단위로 절단하는 절단 단계(S60);와 상기 규격 단위로 절단된 레일의 요철부(30: 30a, 30b)와 홀(22)과 체결부(21)를 가공하는 연결부가공 단계(S70);와 연결부가공 단계에서 발생된 버를 제거하는 디버링 단계(S80); 및 레일을 포장하는 포장 단계(S100);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 1차 교정과 2차 교정은 롤러를 사용하는 롤 교정인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 디버링 단계(S80) 다음에는 디버링된 레일에 마킹과 페인팅을 실시하는 마킹 및 페인팅 단계(S90)가 고객의 요구나 제품에 따라서 더 포함될 수도 있다.
상기 연결부가공 단계(S70)는 레일의 양 끝 단면에 요철부(30)가 형성되도록 가공하는 요철부 컷팅가공 단계(S71);와 레일의 날개부에 홀을 천공하는 드릴링 단계(S72); 및 레일의 양 끝단 바닥면으로 체결부가 형성되도록 바닥면 컷팅가공 단계(S73);로 이루어진다. 상기와 같은 단계의 순서는 바꿀 수도 있으며 바닥면 컷팅가공 단계(S73)는 제품에 따라 필요하지않는 경우도 있으나, 가공시에 발생하는 버(burr)를 최소화하기 위해서는 위와 같은 순서로 가공되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 마킹 및 페인팅 단계(S90)에는 레일의 두부(10)에 방청유를 도포하는 단계가 더 포함되는 것이 가능하나 인발 단계에서 인발유가 한번 도포 되었으므로 제품에 따라서 이 단계는 생략이 가능하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 1 은 엘레베이터 가이드 레일의 사시도이다. 엘레베이터 가이드 레일(100)의 구조는 일정한 폭과 길이를 가진 금속제의 평판 형상으로 양 끝단에 다 수개의 홀(22)이 형성된 날개부(20a) 및 상기 날개부(20a)의 상면 중앙에서 상기 날개부(20a)의 길이 방향을 따라서 수직으로 형성된 네크부(20b)로 이루어진 지지부(20)와, 상기 네크부(20b)의 상측에 길이 방향을 따라서 형성된 두부(10)로 이루어져 있다.
한편, 엘레베이터 가이드 레일(100)은 시공시에 다 수개가 연결되어 시공된다. 따라서, 엘레베이터 가이드 레일(100)은 체결이 용이하도록 양 끝단면에는 지지부(20)와 두부(10)의 가로지르는 수직으로 요철부(30)가 형성된다. 그리고 레일의 이음판인 피쉬플레이트(미도시)가 서로 연결되는 레일들의 체결부분 아래로 위치할 수 있도록 체결부(21)가 날개부(20a)의 양끝단 바닥면에 형성되고, 피쉬플레 이트의 홀과 맞 닫은 다 수개의 홀(22)이 날개부(20a)를 관통하도록 형성된다.
상기 체결부(21)와 홀(22)의 길이와 깊이 및 폭과 같은 규격은 레일의 규격에 따라 달라지며 체결부(21)는 컷팅 공정으로 가공되고 홀(22)은 드릴링으로 가공된다. 상기 체결부(21)는 바닥면으로부터의 0.5 mm 내지 1.5 mm 높이로 컷팅 가공되는 것이 바람직하다.
아래의 표 1 과 표 2 는 각각 플레이너 가공 방법과 인발 가공 방법에 따라서 5000 mm 규격의 레일의 생산을 기준으로 작업시간(Sec/본), 작업인원(명/본), 제품길이(mm) 를 나타낸 것이다.
플레이너가공공정 공정 1차 교정 숏 블라스트/절단 1차 페인팅 마킹 플레이너가공 2차 교정 연결부 가공 디버링 2차 페인팅/방청유도포 포장 합계
작업시간 60 70 60 60 230 60 460 180 180 20 1,380
작업인원 1 1 0 0 1 1/3 2/3 1/2 1/2 1 6
제품길이 5,100 (1 본용) 5,010(1 본용) -
인발가공공정 공정 1차 교정 숏 블라스트 인발 가공 2차 교정 세척/ 건조 절단 연결부가공 디버링 페인팅/마킹 포장 합계
작업시간 40 40 60 60 60 30 460 180 60 20 1010
작업인원 1/3 1/3 1/3 1/3 1/3 1/3 0 1/2 0 1 3.5
제품길이 10,400(2 본용) 5,010(1 본용) -
표 1, 2 를 참조하여, 플레이너 생산공정(T)과 인발 생산공정(S)의 차이점을 중심으로 본 발명을 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
압연 공정까지 가공된 레일은 엘레베이터 가이드 레일의 기본적인 형상은 가지고 있지만 직진도, 표면거칠기, 산화 정도 등이 매우 불량한 상태이다. 따라서, 다음 공정을 진행할 수 있도록 레일의 직진도를 높여주는(즉, 곧게 펴는) 1차 교정을 하게된다. 이 때, 1차 교정에서 실시되는 레일의 길이는 플레이너 생산공정(T)에서는 1 본용인 5,100 mm 레일이 투입되고 인발 생산공정(S)에서는 2 본용인 10,400 mm 레일이 투입된다. 인발 생산공정(S)의 교정 방법은 짝 수개로 나란하게 배열된 롤러들 사이를 레일이 통과하며 직진도가 향상되는 롤 교정 방법이 사용되는 것이 바람직하다.
1차 교정된 레일은 숏 블라스트 단계로 이송된다. 플레이너 생산공정(T)에서나 인발 생산공정(S)에서나 숏 블라스트 방법은 차이가 없으나, 인발 생산공정(S)에서는 플레이너 생산공정(T)의 숏 블라스트 장치 보다 고출력으로 가공되어 상대적으로 표면거칠기를 더 낮추는 것이 바람직하다. 플레이너 생산공정(T)에서의 숏 블라스트 공정은 1 차 페인팅을 하기 위한 예비 공정으로서 산화철 제거가 주 목적이였지만, 인발 생산공정(S)에서의 숏 블라스트 공정은 인발 공정 전에 레일의 표면을 더욱 매끄럽게 만들어 불량률을 낮추고 인발의 효율을 높이는 것이 주목적이다.
숏 블라스트 공정 후, 플레이너 생산공정(T)에서는 양 끝단을 절단하고(레일의 길이감소: 5,100 mm 에서 5,010 mm) 1차 페인팅 공정으로 이송된다. 1차 페인팅 공정에서는 레일의 두부(10)를 제외한 지지부(20) 상측만 페인팅 한다. 즉, 네크부(20b)의 표면과 날개부(20a)의 상면 및 측면이 페인팅된다. 1차 페인팅 후, 레일은 상표 및 제품명을 레일의 표면에 기재하는 마킹 공정을 실시하고 마킹 공정 이후 레일은 플레이너 가공을 위해 일정 수량씩 적재되어 소정의 시간 동안 대기하게 된다. 다음으로 적재된 레일들은 일정 수량씩(바람직하게는 12 본씩) 플레이너 장치에 장착되어 플레이너 가공된다. 플레이너 공정 다음에는 직진도를 향상시키는 2차 교정단계로 넘어가게 되며 상기 2차 교정은 미세한 교정을 위해서 유압 교정(유압기계를 이용해 물리적 충격으로 직진도를 높이는 교정) 실시된다.
반면, 숏 블라스트 공정 후, 인발 생산공정(S)에서는 레일이 대기하는 시간 없이 인발 공정이 연속적으로 실시된다. 따라서, 레일이 각각 연속적으로 인발 가공되도록 인발 장치는 숏 블라스트 장치와 연계되어 배치되는 것이 바람직하며, 이때, 레일의 절단 면적이 약 5% 내지 10% 감소하도록 인발하는 것이 바람직하다. 인발된 레일들은 2차 교정이 실시되며 연속적인 공정이 가능하도록 2 차 교정 또한 연속 공정이 가능한 롤 교정인 것이 매우 바람직하다. 2차 교정된 레일은 인발유를 세척하는 세척 및 건조 단계를 거친 후, 인발기에 맞물려 흠집이 발생한 양 끝부분을 절단하고 레일을 양분하는 절단 공정이 실시된다.(레일: 5,010 mm x 2 본, 끝부분 절단 길이: 190 mm x 2 개)
한편, 세척 단계에서 레일의 두부(10)에 도포된 인발유는 방청유를 대신하기 위해 세척되지 않거나 부분적으로 세척될 수도 있다.
인발 생산공정(S)에서 절단 공정 이 후의 생산 단계는 플레이너 생산공정(T)의 2차 교정 이 후 단계와 유사하다. 절단 공정 이 후의 생산단계는 레일의 요철부와 홀과 체결부를 가공하는 연결부가공 단계, 연결부가공 단계에서 발생한 버를 제거하는 디버링 단계, 마킹 및 페인팅 단계, 포장 단계로 이루어지며, 상기 페인팅 단계에는 선택적으로 방청유 도포단계가 더 포함될 수 있다.
상기 연결부가공 단계는 인발 생산공정(S)과 플레이너 생산공정(T)에서 동일한 방법과 장비가 사용되며, 세부적으로는 요철부(30)를 형성하기 위한 컷팅가공;과 피쉬플레이트와 레일을 결합시키기 위한 홀(22)을 가공하는 드릴링 가공; 및 바닥면 컷팅가공;으로 구성된다.
참고적으로, 연결부가공 단계를 보다 상세히 설명하면, 전술한 바와 같이 엘레베이터 가이드 레일은 다 수개의 레일들이 연속적으로 연결되어 설치되고, 레일들의 체결부분의 아래에는 피쉬플레이트가 설치되어 상하에 위치되는 두 개의 레일의 일측 끝단을 잡아주는 역할을 한다. 따라서, 레일들이 서로 직선으로 연결되도록 요철부(30) 가공을 하는 것이며, 피쉬플레이트에 레일을 체결시키도록 피쉬플레이트의 홀과 맞닺는 레일의 부분에 홀(22)을 형성하는 드릴링 가공이 필요하다. 또한, 피쉬플레이트와 레일의 결합을 보다 용이하고 견고하게 하기 위하여 레일의 양 측 바닥면 일부분에 전술한 바와 같은 체결부(21)가 형성되도록 가공하는 바닥면 컷팅 가공 단계가 추가될 수 있다. 표 1 과 표 2 에 표시된 작업시간은 바닥면 컷팅 가공 단계가 포함된 작업 시간이다.
연결부가공 단계 다음으로 연결부가공 공정에서 발생한 버를 제거하기 위한 디버링 공정이 실시된다. 디버링 공정은 실용신안 등록번호 제 391783 호와 제 391784 호에 기재된 방법과 장치로 실시되며 플레이너 생산공정(T)과 인발 생산공정(S)에서 동일하 방법 및 장비로 실시된다.
다음으로, 플레이너 생산공정(T)에서 디버링된 레일은 날개부(20a)의 바닥면에 2차 페인팅을 하고 두부(10)에 방청유를 도포한 후 포장 단계로 진행되어 생산 공정이 종료된다.
이와 비교하여, 인발 생산공정(S)에서도 디버링 공정 다음으로 마킹 및 페인팅 공정이 실시된다. 이 때, 실시되는 방법 및 장치에 있어서 플레이너 생산 공정의 마킹 및 페인팅 공정과 방법 및 장비에 있어서 동일하다. 단, 인발 생산공정(S)에 있어서의 페인팅 공정은 플레이너 생산 공정 중 1차 페인팅과 2차 페인팅이 동시에 이루어지거나 연속적으로 이루어지도록 실시된다. 또한, 인발된 레일은 인발유가 한번 도포되었던 상태이므로 방청유 도포가 반드시 필요하지는 않으나 제품에 따라서 방청유 도포 공정이 더 추가될 수 있다. 이 후, 포장 단계로 진행되어 생산 공정은 종료된다.
결론적으로, 본 발명의 개선된 엘레베이터 가이드 레일의 생산 방법은, 레일의 생산공정에 있어서 대기 시간이 발생하는 불연속적인 생산 방법을 연속적인 생산 방법으로 전환하여 레일의 1 본 생산 당 작업 시간 및 작업인원을 줄이는 것에 의의가 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
상기와 같은 특징을 가지는 본 발명의 레일의 생산 방법은 레일 생산 시간의 단축과 효율성 개선에 있어서 큰 이점이 있다.
인발공정을 이용한 레일의 생산방법은 기존의 플레이너 가공 방법에서는 불가능한 연속공정이 가능하다. 이로 인하여 생산설비를 효율적으로 배치하는 것이 가능해졌으며, 공정을 가동하기 위한 필수 인원 또한 감소 되었다. 그리고, 기존에 플레이너 가공 중에 발생하는 버려지는 부분이 없으므로 원재료비용이 감소되며 또 한, 이와 같이 버려진 부분을 재처리 또는 수거하기 위한 부차적인 공정이 불필요하게 된다.
따라서, 본 발명의 개선된 엘레베이터 가이드 레일의 생산 방법은 기존의 생산 방법과 대비하여 매우 증대된 비용절감 효과가 발생한다.

Claims (6)

  1. 압연 공정으로 생산된 레일을 엘레베이터용 가이드 레일(100)로 가공하는 방법에 있어서,
    압연된 레일의 직진도를 높이는 1차 교정 단계(S10);와
    상기 1차 교정된 레일의 표면에 산화철을 제거하고 표면거칠기를 낮추는 숏블라스트 단계(S20);와
    상기 숏블라스트된 레일을 인발 가공하는 인발 단계(S30);와
    상기 인발된 레일의 직진도를 높이는 2차 교정 단계(S40);와
    상기 2차 교정된 레일의 인발유를 세척 후 건조하는 세척 및 건조 단계(S50);와
    인발 단계에서 변형된 레일의 끝단을 절단하고, 레일을 규격 단위로 절단하는 절단 단계(S60);와
    상기 규격 단위로 절단된 레일의 요철부, 홀, 및 체결부를 가공하는 연결부가공 단계(70);와
    연결부가공 단계에서 발생된 버를 제거하는 디버링 단계(S80); 및
    레일을 포장하는 포장 단계(S100);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 개선된 엘레베이터 가이드 레일의 생산 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 교정과 2차 교정은 롤 교정인 것을 특징으로 하는 개선된 엘레베이터 가이드 레일의 생산 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 디버링 단계(S80) 다음에는 디버링된 레일에 마킹과 페인팅을 실시하는 마킹 및 페인팅 단계(S90);가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 개선된 엘레베이터 가이드 레일의 생산 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 마킹 및 페인팅 단계(S90)는 레일의 두부에 방청유를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 엘레베이터 가이드 레일의 생산 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결부가공 단계(S70)는
    레일의 양 끝 단면에 요철부가 형성되도록 가공하는 요철부 컷팅가공 단계(S71); 및
    레일의 날개부에 홀을 천공하는 드릴링 단계(S72)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 개선된 엘레베이터 가이드 레일의 생산 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 연결부가공 단계(70)는 레일의 양 끝단 바닥면으로 체결부(21)가 형성되도록 바닥면 컷팅가공 단계(S73)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 엘레베이터 가이드 레일의 생산 방법.
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