KR100821136B1 - 유압식 오토 센터링 익스트랙터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백업롤과 초크의 센터링을 일치시키는 익스트랙터에 있어서, 백업롤을 안착시키는 스키드에 설치되어 최초 백업롤의 위치를 인지하는 기준 롤 셋팅 실린더; 상부 챔버와 하부 챔버를 구비하고 백업롤을 안착시키는 스키드에 설치되어 백업롤의 직경을 측정하는 롤 센터링 실린더; 상부 챔버와 하부 챔버를 구비하고 리프팅 베드에 설치되어, 초크의 내경을 측정하는 초크 센터링 실린더; 상기 기준 롤 셋팅 실린더와, 롤 센터링 실린더 및 초크 센터링 실린더에 유압을 공급하는 유압 유니트; 상기 유압 유니트에서 롤 센터링 실린더의 하부 챔버와 초크 센터링 실린더의 하부 챔버로 공급되는 유압을 제어하는 솔레노이드 밸브; 롤 센터링 실린더의 상부 챔버와 초크 센터링 실린더의 상부 챔버에서 드레인을 제어하는 솔레노이드 밸브; 및 상기 롤 센터링 실린더와 초크 센터링 실린더의 각각의 상부 챔버 및 하부 챔버를 엇갈리도록 연결하고 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브를 포함한다.

오토 센터링, 익스트랙터, 초크, 스키드, 압연

Description

유압식 오토 센터링 익스트랙터{Hydraulic Extractor for Automatic Centering}

도1a, 도1b 는 일반적인 센터링 초크 조립 작업 공정의 개략도.

도2a는 일반적인 센터링 작업에 의한 상부초크 조립도.

도2b는 일반적인 센터링 작업에 의한 상부초크 조립도.

도3은 본 발명에 따른 유압식 오토 센터링 익스트랙터의 롤 측면도 및 설치개략도.

도4a는 본 발명에 따른 유압식 오토 센터링 익스트랙터의 최대경, 최소경 차이에 따른 경센터 변위식.

도4b는 본 발명에 따른 유압식 오토 센터링 익스트랙터의 경차 변위량 따른 변위식.

도5는 본 발명에 따른 유압식 오토 센터링 익스트랙터의 상부 초크 및 하부 초크 센터차이에 따른 작용도.

도6은 본 발명에 따른 유압식 오토 센터링 익스트랙터의 시스템 적용도.

도7은 본 발명에 따른 유압식 오토 센터링 익스트랙터의 유압회로도.

※ 도면의 주요 부호에 대한 설명 ※

10,20,30,40,45,50 : 솔레노이드 밸브

60 : 백업롤 61 : 최대경의 상부롤

62 : 최소경의 하부롤 63 : 롤 저널 하단부

67 : 롤 직경 변화량 69 : 종래 초크 센터링

70 : 상부초크 80 : 하부초크

85 : 익스트랙터 100 : 리프팅 베드

110 : 높이 측정용 바 120 : 스키드

130 : 유압 유니트 140 : 롤 센터링 실린더

140a : 롤 센터링 실린더의 상부 챔버

140b : 롤 센터링 실린더의 하부 챔버

142 : 기준롤 셋팅 실린더 145 : 롤 실린더 단면

146 : 초크 실린더 단면 150 : 초크 센터링 실린더

150a : 초크 센터링 실린더의 상부 챔버

150b : 초크 센터링 실린더의 하부 챔버

160 : 최소경 초기화 165 : 하부초크 초기화

170 : 전단롤셋팅 171 : 후단롤 셋팅

172 : 접촉부 173 : 경차 변위량

174 : 롤측 실린더 변위량 175 : 후단롤용 리미트

176 : 전단롤용 리미트

본 발명은 각종 백업롤의 초크 조립후 직경의 변화량을 감지하여 센터링을 조정하는 익스트랙터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유압을 이용하여 익스트랙터의 센터링 작업을 용이하고 정밀하게 할 수 있도록 하는 유압식 오토 센터링 익스트랙터에 관한 것이다.

일반적으로 1~3주이상을 압연 작업에 사용된 롤은 교대로 압연 스탠드에서 인출하여 롤과 초크를 분해한 후 롤은 연마기에서 정밀하게 연마한 후 스키드(120)에 안치하여 조립대기하고, 분해된 초크는 정비장으로 운반하여 초크내의 베어링에 발생된 카본이나 흠을 제거하고 정비 완료하여 익스트랙터의 리프팅베드(100)위에 안치하여 작업자가 측정용 바(110)를 이용하여 육안으로 센터링작업(69) 후에 조립한다.

여기서 센터링 작업이라 함은 스키드(120)에 올려진 롤의 센터와 정비된 초크 내경의 센터를 일치하는 작업을 말하며, 이를 위하여 롤센터의 중심위치를 측정하는 치구인 높이 측정용 바(110)가 있고, 이 치구는 압연에 사용되는 백업롤의 종류에 따라, 상부롤(61) 및 하부롤(62)의 센터차이에 따라서, 또는 각기 다른 크기의 여러 개로 구성되어 작업자는 스키드에 올려진 롤의 사양에 따라 알맞은 측정용 바를 선택하여 리프팅베드위에 올려놓고 리프팅베드 이송장치를 이용하여 측정용 바 끝을 롤의 저널 하단부(63)에 접촉시켜 센터링을 일치시킨다.

이와같은 센터링 과정에서 작업자는 매번, 단순반복 센터링 작업으로 인하여 작업시간이 매우 지연되고 작업자의 작업숙련과 정성에따라 센터링의 셋팅불량이 발생한다. 센터링 셋팅이 불량한 상태에서 초크조립을 하므로 초크의 조립이 부정확해지고, 유압에의한 팽창식 끼워 맞춤 슬리브 베어링의 팽창불량이 발생한다. 슬리브가 팽창되지 않으면 조립작업이 불가하거나, 센터링 불량으로 발생되는 롤 저널부와 슬리브 베어링 사이에 발생되는 미세 흠으로 미세압이 누압되는경우 작업자가 인지하지 못한 상태에서 강제로 조립이 이루어질 경우 압연시 베어링 소손 사고로 이어질 가능성을 내포하고 있다.

또한 센터 측정용 바(110)를 이용한 센터링작업은 작업자가 움직이는 중량물에 근접하여 센터링작업을 하므로 안전사고의 위험 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각종백업롤 초크 분해,조립에서 각종 초크를 효과적으로 분해,제거 작업할 때에 센터링 익스트렉터를 효과적으로 제어할 수 있으면서도 센터링 실린더에서 직경 변화량을 자동으로 효과적으로 이루어지게 하여 작업능률 및 설비안전사고의 예방할 수 있도록 하는 유압식 오토 센터링 익스트랙터를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 유압식 오토 센터링 익스트랙 터는 백업롤과 초크의 센터링을 일치시키는 익스트랙터에 있어서, 백업롤을 안착시키는 스키드에 설치되어 최초 백업롤의 위치를 인지하는 기준 롤 셋팅 실린더; 상부 챔버와 하부 챔버를 구비하고 백업롤을 안착시키는 스키드에 설치되어 백업롤의 직경을 측정하는 롤 센터링 실린더; 상부 챔버와 하부 챔버를 구비하고 리프팅 베드에 설치되어, 초크의 내경을 측정하는 초크 센터링 실린더; 상기 기준 롤 셋팅 실린더와, 롤 센터링 실린더 및 초크 센터링 실린더에 유압을 공급하는 유압 유니트; 상기 유압 유니트에서 롤 센터링 실린더의 하부 챔버와 초크 센터링 실린더의 하부 챔버로 공급되는 유압을 제어하는 솔레노이드 밸브; 롤 센터링 실린더의 상부 챔버와 초크 센터링 실린더의 상부 챔버에서 드레인을 제어하는 솔레노이드 밸브; 및 상기 롤 센터링 실린더와 초크 센터링 실린더의 각각의 상부 챔버 및 하부 챔버를 엇갈리도록 연결하고 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 유압식 오토 센터링 익스트랙터에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 스키드에 설치된 롤 센터링 실린더(140), 기준롤 셋팅 실린더(142), 리프팅 베드(100)에 설치된 초크 센터링 실린더(150), 그리고 각 실린더를 제어하는 솔레노이드 밸브(10~50)), 유압 공급 유니트(130)를 구비한다.

롤의 직경변화에 따라 자동으로 변위되어 센터링 시키는 오토 센터링 익스트 랙터는 도1a, 도1b, 도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이 스키드(120)상에서의 양측에 고정되고, 평면 정사각형으로 이루어진 익스트랙터의 리프트 베드(100)가 결합된다.

이후, 안전커버의 하부면으로, 다수의 홀과 직사각형태의 기준롤 셋팅 실린더(142)가 하부면에 결합되고, 우측으로 원통형 형태의 연결축이 결합되어, 익스트랙터(85)에 삽입된다.

스키드(120) 하부 외측으로 실린더형으로 구성되는 롤 센터링 실린더(140)와 초크 센터링 실린더(150)가 제공된다. 롤 센터링 실린더(140)와 초크 센터링 실린더(150)는 실린더의 내부가 로드의 플랜지부에 의해서 각각 상부 챔버와 하부 챔버로 나뉘어진다. 또한 롤 센터링 실린더(140)와 초크 센터링 실린더(150)는 내경이 같도록 되어 있어서, 같은 압력에 대하여 동일한 변위를 가지게 되고, 각 실린더의 작동범위에 대응할 수 있도록 로드의 길이는 다르게 제공된다.

상기와 같은 기준롤 셋팅 실린더(142), 롤 센터링 실린더(140) 및 초크 센터링 실린더(150)에 유압을 공급할 수 있도록 유압 유니트(130)를 제공하고, 유압을 제어할 수 있도록 솔레노이드 밸브(10~50)들이 설치된다.

유압을 발생하여 공급하는 유압 유니트(130)는 롤 센터링 실린더(140)의 상부 챔버(140a)와 하부 챔버(140b), 초크 센터링 실린더(150)의 하부 챔버(150b)에 연결된다. 유압 유니트(130)과 롤 센터링 실린더(140)의 상부 챔버(140a)는 솔레노이드 밸브(30)를 이용하여 연결되고, 유압 유니트(130)와 롤 센터링 실린더(140)의 하부 챔버(140b)는 솔레노이드 밸브(50)을 이용하여 연결되며, 유압 유니트(130)와 초크 센터링 실린더(150)의 하부 챔버는 솔레노이드 밸브(40)을 이용하여 연결된다.

또한, 롤 센터링 실린더(140)의 상부 챔버(140a)와 초크 센터링 실린더(150)의 하부 챔버(150b)는 솔레노이드 밸브(20)로 연결되고, 롤 센터링 실린더(140)의 하부 챔버(140b)와 초크 센터링 실린더(150)의 상부 챔버(150a)는 솔레노이드 밸브(10)를 이용하여 연결되며, 초크 센터링 실린더(150)의 상부 챔버(150a)는 솔레노이드 밸브(45)와 연결되어 외부로 드레인되도록 한다.

본발명의 유압식 오토 센터링 익스트랙터의 작동원리를 설명하면 다음과 같다. 롤 센터링 실린더(140) 단면적은 초크 센터링 실린더(150) 단면적과 서로 같은 실린더를 사용하고 롤 센터링 실린더(140)의 스트로크는 통상적으로 사용되는 최대경(1600MM)을 가진 롤(61)과 최소경(1330MM)을 가진 롤(62)의 각도 120도로 제작된 스키드(120)상에서 직경의 센터 차이인 155.88 + α= Δx 로 설계하고 초크 센터링 실린더(150)는 상부초크와 하부초크의 센터차이 (Δx) + α = 205 + Δb 로 설계되었다.

여기서, 155.88:최대경에서 하부롤경의 최소경까지 센터 높이차,

α:변위각도, Δx:상부초크와하부초크의 변위차,

Δa:하부롤 최소경 센터 높이차,

Δb:초크 실린더 여유량.

다음 도3에 도시된 바와 같이 하부 최소경의 룰과 동일한 센터의 초크높이에 같은 로드 위치에 설치 되었다. 도3에 도시된 바와 같이 기준 룰 셋팅 실린더(142)는 롤의 종류에 상관없이 센터링 실린더가 정상작동 되도록 하는 역할을 한다. 롤의 종류는 조압연 백업롤과 전단 백업롤, 후단 백업롤로 나누어 지는데 도3에 도시된 바와 같이 사용하고자 하는 롤에 따라 전기적인 신호가 오면, 유압 유니트(130)에서 솔레노이드 밸브(15)로 유량이 공급되어 원점에 있던 기준 롤 셋팅 실린더(142)의 로드가 각종 롤에 따라 설정된 리미트 스위치(175,176)까지 전진한다. 기준 롤 셋팅 실린더(142)의 로드가 전진하여 정지하고 있는 동안 롤 센터링 실린더(150)가 초기화 셋팅(160)을 하고, 오토 센터링 작업과 동시에 원점으로 복귀한다.

다음 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이 백업롤의 경우 상부초크와 하부초크의 센터위치가 Δx만큼 차이가 나는데 이는 롤 경의 변위량에 상관없이 초크센터 변위차이가 나므로 상부 초크 센터링, 하부 초크 센터링으로 구별되서 센터링이 이루어진다.

다음 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이 우선 상부초크 및 상부롤(61)의 분해 및 조립에서 하부초크와 하부롤(62) 분해 및 조립까지 실린더 선정시 롤측 실린더는 상부롤경의 최대경에서 하부롤경의 최소경까지 센터 높이차(155.88MM)를 Δa 라 할 때 롤측 실린더의 로드 변위량은 Δa + Δb = Δc가 되는 실린더로 구성되는데 여기서 Δc는 205MM 이다. 상부 초크와 하부 초크의 변위차는 205MM인데 이를 Δx 라고 할때 초크측 실린더는 로드의 변위량이 Δx + Δb로 구성되는데 여기서 Δb는 하부초크 조립시 사용되는 초크측 실린더의 여유량으로 설계된다.

상기와 같은 구성을 갖는 유압식 오토 센터링 익스트랙터는 다음과 갖은 작용을 한다.

작업이 시작되어 먼저 작업자에 의해 상부 초크상태로 초기화가 되어지면서,천장크레인(미도시)으로 선삭연마롤 치대에 이송된다.

선삭연마롤 치대로 이송된 상부초크에서 도6에서 도시된 바와 같이 밸브(50)가 개방되어 롤 센터링 실린더(140)의 하부 챔버(140b)로 유량유입이 되면서 롤 센터링 실린더(140)의 상부 챔버(140a)에 연결된 유량 밸브(30)가 개방되면서 롤 센터링 실린더(140) 내부의 유량이 배출된다. 롤 센터링 실린더(140)의 하부 챔버(140b)로 유량이 입력되고, 상부 챔버(140a)로 배출되므로 롤 센터링 실린더(140)의 로드는 상승한다.

롤 센터링 실린더(140)의 상승이 완료되면, 밸브(40)을 개방시킨다. 밸브(40)의 개방으로 초크 센터링 실린더(150)의 하부 챔버(150a)로 유량이 공급되고, 이때 밸브(45)도 개방시킨다. 초크 센터링 실린더(150)의 하부 챔버(150a)로 유량이 공급되고 밸브(45)가 개방되어, 초크 센터링 실린더(150)의 로드는 롤 센터링 실린더(140)와 마찬가지로 상승하고, 초크 센터링 실린더(150)의 상부 챔버(150a)의 유체는 드레인된다.

초크 센터링 실린더(150)의 상부 챔버의 유량이 드레인 되고 초크 센터링 실린더(150)가 상승된 후, 밸브(10)와 밸브(20)를 개방시키면, 본 발명의 유압식 오토 센터링 익스트랙터는 초기화 상태가 된다. 이와 같이 초기화 상태에서는 밸브(10)와 밸브(20)는 개방되고, 나머지 밸브들(30,40,45,50)은 폐쇄되며, 롤 센 터링 실린더(140)와 초크 센터링 실린더(150)의 로드는 상승된 상태이다.

초기화 상태에서 기준롤 셋팅 실린더(142)에 연결된 솔레노이드에 유압이 드레인되면서 상부 롤이 하강되면서 기준 롤 셋팅 실린더(142)도 하강된다.

최초의 압연 롤과 분해 후 정비를 거친 압연 롤의 직경 차이(173)만큼 롤 센터링 실린더(140)는 만큼의 하강하고, 동시에 초크센터링 실린더(150)도 하강한다. 롤 센터링 실린더(140)와 초크 센터링 실린더(150)의 각각의 상부 챔버와 하부 챔버가 엇갈려서 연결되고 솔레노이드 밸브(10,20)이 개방되어 있으므로, 롤 센터링 실린더(140)의 로드가 하강하는 만큼 초크 센터링 실린더(150)의 로드가 하강한다.

최초의 압연 롤과 정비된 압연 롤의 직경 차이(173)만큼의 변위가 완료가 되면, 센터링 작업이 완료가 된다. 압연 롤과 초크가 되고, 작업자의 판단에 따라 작업이 계속 진행될 것인지 결정된 후, 작업이 필요하면 다시 반복하여 센터링 작업을 수행하고, 그렇지 않으면, 작업이 완료된다.

본 발명에 따른 유압식 오토 센터링 익스트랙터는 각종 백업롤 및 초크 분해 ,조립에서 효과적으로 분해.제거 작업할 때에 센터링 익스트렉터를 효과적으로 제어하면서도 센터링 실린더에서 직경 변화량을 자동으로 효과적으로 이루어지게 하여 작업 능률을 향상시키고, 설비 안전사고를 예방하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 백업롤과 초크의 센터링을 일치시키는 익스트랙터에 있어서,

   백업롤(60)을 안착시키는 스키드(120)에 설치되어 최초 백업롤(60)의 위치를 인지하는 기준 롤 셋팅 실린더(142);

   상부 챔버(140a)와 하부 챔버(140b)를 구비하고 백업롤(60)을 안착시키는 스키드(120)에 설치되어 백업롤(60)의 직경을 측정하는 롤 센터링 실린더(140);

   상부 챔버(150a)와 하부 챔버(150b)를 구비하고 리프팅 베드(100)에 설치되어, 초크의 내경을 측정하는 초크 센터링 실린더(150);

   상기 기준 롤 셋팅 실린더(142)와, 롤 센터링 실린더(140) 및 초크 센터링 실린더(150)에 유압을 공급하는 유압 유니트(130);

   상기 유압 유니트(130)에서 롤 센터링 실린더(140)의 하부 챔버(140b)와 초크 센터링 실린더(150)의 하부 챔버(150b)로 공급되는 유압을 제어하는 솔레노이드 밸브(50,40);

   롤 센터링 실린더(140)의 상부 챔버(140a)와 초크 센터링 실린더(150)의 상부 챔버(150a)에서 드레인을 제어하는 솔레노이드 밸브(30,45); 및

   상기 롤 센터링 실린더(140)와 초크 센터링 실린더(150)의 각각의 상부 챔버 및 하부 챔버를 엇갈리도록 연결하고 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브(10,20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 오토 센터링 익스트랙터.

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