KR100882975B1

KR100882975B1 - 원심주조장치

Info

Publication number: KR100882975B1
Application number: KR1020070047559A
Authority: KR
Inventors: 김부윤
Original assignee: 김부윤
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2009-02-13
Also published as: KR20080101175A

Abstract

본 발명은 외부에서 인가된 전원으로 구동하는 모터와, 상기 모터의 구동력으로 회전하는 축의 회전력으로 주조물을 성형할 수 있는 원심주조장치에 있어서, 상기 축의 단부에 고정되며, 전면으로는 볼트체결구멍이 형성되고, 둘레면으로는 장공이 연장형성되는 고정척과, 상기 고정척의 전면에 체결되고, 내부 둘레면으로 단턱이 형성되는 성형몰드와, 상기 성형몰드의 전면에 체결되고, 중앙으로 용탕 주입공이 형성되는 커버와, 상기 고정척의 일측에 일정간격을 띄운 채, 지면에 고정되는 브라켓과, 상기 브라켓과 힌지로 체결되며, 외부의 압력에 의해서 상기 힌지를 축으로 회전하는 블레이드와, 상기 블레이드의 전면에 설치되며, 용탕을 저장한 후 배출하는 호퍼 및, 내주면으로 노즐이 형성되어 외부의 냉각수를 공급받아 분사하여 성형품의 열을 식혀주는 덮개를 더 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

원심주조, 축, 성형몰드, 고정척, 호퍼

Description

원심주조장치{A centrifugal casting apparatus}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 원심주조장치의 구성을 보여주고 있는 사시도.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 원심주조장치에서 고정척과 성형몰드간의 조립상태를 정면에서 도시한 도면.
도 3은 도 2의 A-A선을 따라 절개하여 원심주조장치의 단면을 도시한 도면.
도 4는 도 3에서 도시하고 있는 원심주조장치의 사용상태를 나타낸 단면도.
도 5는 본 고안에 따른 원심주조장치에서 고정척에 다른 성형몰드가 조립된 상태를 정면에서 도시한 도면.
도 6은 도 5의 B-B선을 따라 절개하여 원심주조장치의 단면에 따른 사용상태를 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 축 12,46: 브라켓
14: 플레이트 16: 고정척
20a,20b: 풀리 28: 성형몰드
30: 단턱 38: 커버
40: 용탕 주입공 48: 블레이드
50: 힌지 52: 호퍼
56: 파이프 관 58: 베어링

본 발명은 주조장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 모터의 전원으로 회전하는 축과, 상기 축의 일측에 설치되는 고정척과, 상기 고정척의 전면에 고정되는 성형몰드를 사용하여 상기 축이 회전하는 원심력으로 성형품을 가공할 수 있도록 하는 원심주조장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 주조라 함은 쇳물을 주형에 부어 일정한 형태로 성형하는 것으로 상기 주형을 회전시켜 주형의 원심력으로 성형하는 것을 원심주조법이라 한다.
이러한 원심주조법에서는 용탕을 금형의 전면에 걸쳐 신속하고 균일하게 공급하고, 용융금속이 주형면으로부터 안쪽으로 방향성 응고를 하도록 해야지만 두께가 균일하고 고품질의 성형품이 제조될 수 있다. 이를 위해서는 금형의 회전속도, 용탕 주입온도 및 주입속도가 주입 초기부터 종료시까지 균일하게 유지되어야만 하고, 몰드가 충분히 예열되지 않으면 용융금속이 주형에 주입되면서 바로 응고되어 버리게 되고, 용탕 내부에 있던 기포들이나 가벼운 찌꺼기들이 표면으로 떠오르지 못한채 응고되므로 원심주조효과를 기대할 수 없게 된다.
그래서, 모든 원심주조장치는 용융금속을 몰드에 주입시킨 후에도 원하는 원심력이 걸릴때까지 응고되지 않도록 하기 위해, 용탕의 주입과정에서 급격하게 열을 빼앗기지 않도록 몰드의 온도를 용융금속에 따라 적정온도까지 가열해 주어야 됨으로 주변장치가 필요하고 작업과정이 복잡하게 되는 불편한 문제점이 있었다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 척과 상기 척의 전면에 체결되는 성형몰드의 교체가 쉽도록 한 원심주조장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 외부에서 인가된 전원으로 구동하는 모터와, 상기 모터의 구동력으로 회전하는 축의 회전력으로 주조물을 성형할 수 있는 원심주조장치에 있어서, 상기 축의 단부에 고정되며, 전면으로는 볼트체결구멍이 형성되고, 둘레면으로는 장공이 연장형성되는 고정척과, 상기 고정척의 전면에 체결되고, 내부 둘레면으로 단턱이 형성되는 성형몰드와, 상기 성형몰드의 전면에 체결되고, 중앙으로 용탕 주입공이 형성되는 커버와, 상기 고정척의 일측에 일정간격을 띄운 채, 지면에 고정되는 브라켓과, 상기 브라켓과 힌지로 체결되며, 외부의 압력에 의해서 상기 힌지를 축으로 회전하는 블레이드와, 상기 블레이드의 전면에 설치되며, 용탕을 저장한 후 배출하는 호퍼 및, 내주면으로 노즐이 형성되어 외부의 냉각수를 공급받아 분사하여 성형품의 열을 식혀주는 덮개를 더 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 기술하기로 한다.
첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명의 원심주조장치는 크게 축(10)과, 상기 축(10)의 일단에 설치되는 고정척(16)과, 외부에서 인가된 전원으로 구동하여 상기 축(10)을 회전시키는 모터(18)로 구성된다.
상기 축(10)의 양단부에는 고정척(16)과, 풀리(20b)가 각각 설치되며, 상기 모터(18)의 구동력으로 회전하여 상기 고정척(16)을 회전시키게 된다. 즉, 상기 모터(18)가 외부의 전원을 인가받아 구동하면, 모터(18)의 일측에 설치된 풀리(20a)가 회전을 하게 되고, 상기 풀리(20a)가 회전을 하게 되면 풀리(20a)와 벨트(22)로 연결된 풀리(20b)가 회전을 함으로써 축(10)을 회전시킨다.
이때, 상기 축(10)의 양측 외주면에는 브라켓(12)이 설치되고, 상기 브라켓(12)의 양측 하단에는 플레이트(14)가 지면에 고정 설치된다. 상기 브라켓(12)은 축(10)이 회전할 때, 상기 축(10)의 이탈을 방지하는 것으로서 내부에는 축(10)이 회전을 할때, 과부하가 걸리지 않도록 베어링(58)이 삽입됨이 바람직하다. 상기 플레이트(14)는 고정척(16)이 회전할 때 지면에 걸려 파손되는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 상기 고정척(16)은 원형으로 제작되며, 전면 둘레면으로는 볼트체결구멍(24)들이 형성되고, 상기 고정척(16)의 외곽 테두리면으로는 연장부(S)가 형성되며, 상기 연장부(S)에는 장공(26)들이 형성된다. 상기 볼트체결구멍(24)들과 장공(26)들로는 후술할 성형몰드(28)가 볼트(36a)와 너트(36b)로 체결고정된다. 이때, 성형몰드(28)를 체결하기 위하여 각기 다른 두 가지의 체결수단인 볼트체결구멍(24)들과, 장공(26)들이 형성된 연장부를 각각 형성한 이유는 작은 직경의 성형몰드(28)와 큰 직경의 성형몰드(60)를 체결하기 위함이다. 즉, 직경이 작은 성형몰드(28)는 둘레면에 형성된 고정부재(32)를 상기 고정척(16)의 볼트체결구멍(24)에 위치시킨 다음, 상기 볼트체결구멍(24)과 고정부재(30)를 볼트(36a) 및 너트(36b)로 체결 고정시킴으로서 직경이 작은 성형몰드(28)를 고정척(16)에 고정할 수 있고, 또한 직경이 큰 성형몰드(60)는 둘레면에 형성된 고정부재(62)를 상기 고정척(16)의 외곽 테두리면에 형성된 연장부(S)의 장공(26)에 위치시킨 다음, 상기 연장부(S)의 장공(26)과 고정부재(62)를 볼트(64a) 및 너트(64b)로 체결 고정시킴으로서 직경이 큰 성형몰드(60)를 고정척(16)에 고정할 수 있으며, 따라서 직경이 서로 다르게 제작된 성형몰드(28, 60)를 하나의 고정척(16)에 고정시켜 사용할 수 있게 되는 것인 바, 하기에서는 직경이 작은 성형몰드(28)와 고정척(16)간의 조립구조를 보다 상세하게 기술하기로 한다.
상기 고정척(16)의 전면으로는 성형몰드(28)가 체결 고정된다.
상기 성형몰드(28)의 둘레면에는 상기 고정척(16)과 체결되기 위한 고정부재(32)가 형성되고, 그 내주면에는 단턱(30)이 형성된다. 상기 고정부재(32)는 상기 볼트체결구멍(24)과 대응되는 위치에 형성되며 볼트(36a)가 끼워져 너트(36b)로 체결 고정된다. 상기 단턱(30)은 후술할 커버(38)가 상기 성형몰드(28)의 내부로 삽입되는 것을 방지하기 위함이다.
이때, 상기 성형몰드(28)는 고정척(16)의 전면에 볼트(36a) 및 너트(36b)로 체결되어 고정척(16)의 회전에 따라 회전을 하며, 내부에 주입되는 용탕을 회전시켜 성형품(E)을 성형하게 된다. 이때, 상기 성형몰드(28)가 일정한 속도로 회전을 하게 됨으로서 상기 성형품(E)이 고르고 반듯하게 제작될 수 있게 된다.
상기 성형몰드(28)의 전면으로는 원형으로 제작되는 커버(38)가 끼워진다. 상기 커버(38)는 성형몰드(28)의 내부에서 원심력으로 회전하는 용탕이 외부로 튀는 것을 방지하기 위해 끼워지는 것으로 중앙으로는 용탕 주입공(40)이 형성된다. 또한 상기 커버(38)는 성형몰드(28)의 전면에 끼워져 상기 성형몰드(28)의 외주면에 체결되는 볼트(34)에 의해 고정이 된다. 이때, 상기 커버(38)가 성형몰드(28)의 내부까지 삽입되지 않는 이유는 상기 성형몰드(28)의 내부에 형성된 단턱(30)에 걸려지기 때문이다.
한편, 상기 고정척(16)과 일정한 거리를 두고 브라켓(46)이 설치되며, 상기 브라켓(46)의 일측면에는 블레이드(48)가 힌지(50)로 체결된다. 또한, 상기 블레이드(48)의 전면에는 호퍼(52)가 구비된다. 상기 블레이드(48)는 밀고 당기는 동작에 따라 상기 힌지(50)를 축으로 회전을 하게 된다. 상기 호퍼(52)는 용탕을 저장하여 배출하는 것으로 상단이 뚫려 있으며 둘레면의 일측으로는 배출구(54)가 형성되어 상기 호퍼(52)의 상단으로 용탕을 주입하게 되면 상기 배출구(54)를 통하여 배출이 된다.
이때, 상기 브라켓(46)과 블레이드(48)가 수직선상에 놓였을 때에는 상기 호퍼(52)에 형성된 배출구(54)는 상기 커버(38)의 중앙에 형성된 용탕 주입공(40)에 삽입됨이 바람직하다. 즉, 성형몰드(28)가 회전을 할때, 블레이드(48)를 밀어 상기 브라켓(46)과 블레이드(48)가 수직위치에 놓였을 시 호퍼(52)의 배출구(54)가 용탕 주입공(40)에 놓이게 되면 회전하는 성형몰드(28)의 내부로 용탕을 바로 주입할 수 있게 되고, 이로 인하여 용탕이 식어서 굳게 되는 것을 방지함과 동시에 성형품(E)의 형상을 바르고 고르게 잡을 수 있게 된다.
한편, 브라켓(46)의 일측으로는 상기 브라켓(46)과 일정거리를 유지한 채로 덮개(42)가 구비된다. 상기 덮개(42)는 고정척(16)과 성형몰드(28)를 덮을 수 있게 된다. 이때, 상기 덮개(42)의 내주면에는 다수개의 노즐(44)들이 설치되는데 상기 노즐(44)은 외부에서 공급되는 냉각수를 공급하는 파이프 관(56)과 연결되고 상기 파이프 관(56)에서 공급받은 냉각수를 성형몰드(28)의 외주면에 분사하게 된다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명인 원심주조장치의 동작을 설명하기로 한다.
먼저, 고정척(16)의 전면에 성형몰드(28)를 밀착시킨 후, 상기 성형몰드(28)의 외주면에 형성된 고정부재(32)를 고정척(16)의 정면에 형성된 볼트체결구멍(24)과 대응되는 위치에 놓이게 한 다음, 볼트(36)를 사용하여 체결 고정한다. 이후, 외부의 전원을 모터(18)로 인가하게 되면 상기 모터(18)가 구동을 하면서 모터(18)의 일측에 구비된 풀리(20a)가 회전을 하게 되고, 상기 풀리(20a)가 회전을 하게 되면, 상기 풀리(20a)와 벨트(22)로 연결된 풀리(20b)가 회전을 하게 되며, 상기 풀리(20b)와 연결된 축(10)이 회전을 하게 된다.
이후, 상기 축(10)이 회전을 하게 되면 고정척(16)이 회전을 하게 되고, 상기 고정척(16)이 회전을 하게 되면 상기 고정척(16)의 전면에 볼트(36)로 체결되어 고정되는 성형몰드(28)가 회전을 하게 된다.
다음, 힌지(50)를 축으로 회전하는 블레이드(48)를 반시계 방향으로 밀어주게 되면 도 4에서와 같이 상기 블레이드(48)의 전면에 구비된 호퍼(52)의 배출구(54)가 커버(38)의 중앙에 형성된 용탕 주입구(40)로 들어가 성형몰드(28)의 내부에 위치하게 된다.
이후, 상기 호퍼(52)의 상단으로 용탕을 주입하게 되면 상기 용탕은 호퍼(52)의 배출구(54)를 통하여 성형몰드(28)의 내부로 주입되어 회전을 하면서 성형품(E)이 만들어지게 된다. 이와 동시에 덮개(42)의 내주면에 형성된 노즐(44)이 파이프 관(56)을 통하여 외부에서 공급되는 냉각수를 상기 성형몰드(28)의 둘레면에 분사하면서 성형품(E)의 열을 식히게 된다. 이후, 전원을 차단하게 되면 원심주조장치는 멈추게 회전을 멈추게 되고, 완성된 성형품(E)을 꺼낼 수 있게 된다.
한편, 전술한 성형품 보다 직경이 큰 다른 성형품(E1)을 가공하고자 할 때에는 고정척에 고정되어 있는 성형몰드를 다른 성형품으로 교체하도록 한다.
구체적으로 첨부된 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이 직경이 큰 성형품(E1)을 가공하기 위해서는 고정척(16)의 전면에 볼트(36a) 및 너트(36b)로 체결고정되어 있는 성형몰드(28)를 해체한 다음, 직경이 큰 성형몰드(60)를 상기 고정척(16)의 전면에 밀착시킨 후, 상기 성형몰드(60)의 외주면에 형성된 고정부재(62)를 고정척(16)의 외곽 테두리면에 연장 형성되어 있는 연장부(S)의 장공(26)과 대응되는 위치에 놓이게 한 다음, 상기 연장부(S)의 장공(26)과 상기 성형몰드(60)의 고정부재(62)를 볼트(64a) 및 너트(64b)로 다시 체결시킴으로서 직경이 큰 성형몰드(60)의 조립이 완료되며, 이 상태에서 전술한 바와 같은 방식과 동일하게 상기 성형몰드(60)로 용탕을 주입한 후, 고정척(16)을 고속 회전시킴으로서 직경이 큰 성형품(E1)을 제조할 수 있게 된다.

이상으로 살펴본 바와 같이 본 발명은 직경이 각각 다른 성형몰드를 하나의 고정척에 체결하여 성형품을 가공할 수 있음으로서 작업시간을 단축시킬 수 있고 상기 성형몰드의 교체를 쉽게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

원심주조장치에 있어서,

모터(18)의 동력을 전달받아 회전 구동하는 축(10)과;

상기 축(10)의 일단에 체결되며 전면 둘레면을 따라 다수개의 볼트체결구멍(24)들이 관통 형성된 고정척(16)과;

상기 고정척(16)의 전면에 위치하며 둘레면을 따라 상기 고정척(16)의 볼트체결구멍(24)에 볼트(36a) 및 너트(36b)로 체결 고정되기 위한 다수개의 고정부재(32)들이 형성되는 성형몰드(28)와;

상기 성형몰드(28)의 전면에 덮혀지며 중앙으로는 용탕주입공(40)이 관통 형성된 커버(38)와;

상기 고정척(16)과 일정거리 떨어진 상태로 지면에 고정 설치되는 브라켓(46)과;

상기 브라켓(46)과 힌지(50) 결합되며, 상기 힌지(50)를 중심으로 회동 동작을 수행하는 블레이드(48)와;

상기 블레이드(48)의 후면에 장착되며 상기 블레이드(48)의 회동 동작에 따라 상기 커버(38)의 용탕주입공(40)으로 삽입되어 외부에서 공급된 용탕을 상기 성형몰드(28) 내부로 주입시키는 호퍼(52)와;

상기 성형몰드(28) 및 고정척(16)의 외경에 개폐 가능하게 덮혀지는 덮개 (42) 및 ;

상기 덮개(42)의 내주면을 따라 형성되며 상기 성형몰드(28)로 냉각수를 분사시켜 성형몰드(28)의 내부에서 성형 완료된 성형품(E)을 냉각시키는 노즐(44)을 포함하여 구성하며;

상기 고정척(16)의 외곽 테두리면에는 중앙으로 장공(26)이 관통 형성되어 있는 다수개의 연장부(S)들이 일정길이 연장 형성되며;

상기 연장부(S)들의 각 장공(26)으로는 상기 성형몰드(28)와 동일한 구조로 제작되되, 상기 성형몰드(28) 보다 큰 직경크기로 제작된 다른 성형몰드(60)의 둘레면에 연장 형성되어 있는 고정부재(62)들을 각각 위치시킨 상태에서 상기 고정부재(62)와 장공(26)을 볼트(64a) 및 너트(64b)로 체결 고정시켜 큰 직경크기로 제작된 성형몰드(28)를 상기 고정척(16)에 고정시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 원심주조장치.
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