KR101057668B1 - 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상/하부 하우징을 주물로 제작함으로써 두꺼운 강판재를 사용할 필요가 없게 되어 전체 중량을 줄여 결과적으로 제작비용을 줄일 수 있고, 미분기에서 전해지는 진동, 소음의 발생원인을 흡수하여 감속장치의 베어링, 기어 등의 부품의 수명을 증가시킬 수 있는 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법은, 하우징의 전방에서 수평으로 구비된 입력축으로 모터의 회전력을 입력받아 상기 하우징의 내부에 구비된 감속기어열에 의해 감속시켜 상기 하우징의 상부에서 연직으로 구비된 출력축에 연결된 석탄 미분기의 회전되는 부분으로 출력하는 석탄 미분기용 감속장치를 제작하되, 상기 하우징을 제작하는 하우징 제작 공정과, 상기 하우징과 감속기어열의 구성을 조립하는 조립 공정을 포함하는 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 있어서, 상기 하우징 제작 공정은, 상기 하우징의 형상과 구조를 3차원으로 모델링하는 모델링 단계와, 상기 모델링 단계에서 모델링된 데이터를 이용하여 열에 녹는 스티로폼재질로 하우징 패턴을 제조하는 패턴 제조 단계와, 상기 하우징 패턴을 이용하여 주물사로 하우징 몰드를 제조하는 몰드 제조 단계와, 상기 하우징 패턴이 삽입된 상태의 하우징 몰드에 금속 용융액으로 주입하여 상기 하우징 패턴을 녹여 제거시키면서 하우징 주물을 제작하는 주물 제작 단계, 및 상기 하우징 주물에 절삭, 연삭 또는 보링 가공하여 하우징을 제작하는 후가공 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING REDUCER OF COAL PULVERIZER}

본 발명은 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상/하부 하우징을 주물로 제작함으로써 두꺼운 강판재를 사용할 필요가 없게 되어 전체 중량을 줄여 결과적으로 제작비용을 줄일 수 있고, 미분기에서 전해지는 진동, 소음의 발생원인을 흡수하여 감속장치의 베어링, 기어 등의 부품의 수명을 증가시킬 수 있는 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 석탄을 연료로 사용하는 화력 발전소에서는 석탄을 미세한 입자로 분쇄하여 보일러에서 연소시키는 방식을 채택하고 있다. 석탄을 연소에 적합한 크기의 미분탄으로 분쇄하는 장비를 미분기(Pulverizer 또는 Mill)라 하는데, 이러한 미분기에는 튜브(Tube) 미분기, 보울(Bowl) 미분기, 볼(Ball) 미분기, 롤러(Roller) 미분기, 비이터 휠(Beater Wheel) 미분기 등이 있다.

이 중에서 보울 미분기는 신뢰성, 동력의 저소비, 상대적으로 조용한 작동 소음 등으로 인해 석탄을 사용하는 화력 발전소나 열병합 발전소 등에서 가장 많이 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 보울 미분기의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 보울 미분기는 모터(도면에 미도시)에 의해 감속장치(10)의 입력축을 회전시키면, 감속기(10)의 출력축으로 연결된 요크(1) 및 요크(1)에 고정된 분쇄링(2)이 회전한다. 이 때 가압실린더(3a)은 로딩 로드(3b)을 잡아당기고 있어 이 견인력은 피보트암(3c)의 회전시켜 가압프레임(4)을 아래방향으로 가압시킨다. 이 가압프레임(4a)은 핀(4b)과 롤러브래킷(4c)을 개입시켜 롤러(5)를 분쇄링(2)에 가압시킨다. 또 롤러(5)는 분쇄링(2)의 회전에 따라 회전한다. 피분쇄물인 석탄은 중앙상부의 공급관(6)으로부터 분쇄링(2) 상면 중앙부에 투하되어 원심력에 의해 분쇄링(2)의 상면 외주부를 향해 소용돌이 모양으로 확산 이동되어 롤러(5)와 분쇄링(2)에 사이에 끼워져 압괴작용에 의해 분쇄된다. 분쇄된 미분탄은 분쇄링(2) 외주와 하우징(7)의 사이에 마련한 틈새(7a)로 날아오르는 열풍(F)을 따라 뿜어 올려지 소정의 입도의 것은 출구관(8)을 통해 배출되고, 그 입도보다 큰 것은 분쇄부로 다시 낙하해 분쇄된다.

감속장치(10)는 입력축으로 입력된 모터의 동력은 감속시켜 요크(1)가 연결된 출력축으로 출력하기 위한 구성으로, 하우징의 내부에 다수의 축과 기어 및 베어링이 장착되어 구성된다.

통상 미분기용 감속장치(10)는 미분기 종류별 특성에 맞도록 설계/제작되기 때문에 그 수요가 작으며, 대형 제품이면서도 매우 높은 정밀도를 요구한다. 종래의 미분기용 감속기는 다품종 다품종 소량 생산 제품이라는 특성에 따라 강판을 용접하여 용접 하우징(Welded Housing)을 사용하고 있다.

그런데, 종래의 석탄 미분기용 감속장치에서 용접 하우징은 미분기가 달라지거나, 또는 내부 기어 또는 베어링의 종류가 변경될 경우마다 다시 장기간의 2D 도면 하우징 설계를 수행하여야하고, 용접시 비틀림 변형을 고려하여야 하는 매우 까다로운 용접작업을 해야 함으로써 제품의 균일성을 확보하기가 어려운 단점이 있다.

또한, 종래에는 상/하부 하우징 제작시 두꺼운 강판재를 절단하여 서로 용접을 하면서 제작하기 때문에 구조강도 분석에 결과에 따라 두꺼울 필요가 없는 부분의 경우에도 필요 이상의 두꺼운 강판재를 사용하게 되어 전체 중량이 커져 제작비용이 증가하게 된다.

뿐만 아니라 종래에는 상/하부 하우징이 강판 용접구조물로 제작된 것은 미분기에서 전해지는 진동, 소음의 발생원인을 흡수하는 효과가 미미하여 기어, 축 및 베어링에 그대로 전달되기 때문에 기어박스 구성 부품의 수명을 단축시킨다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 미분기용 감속장치에서 용접구조의 하우징(Welded Housing)이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 상/하부 하우징을 주물로 제작함으로써 두꺼운 강판재를 사용할 필요가 없게 되어 전체 중량을 줄여 결과적으로 제작비용을 줄일 수 있고, 미분기에서 전해지는 진동, 소음의 발생원인을 흡수하여 감속장치의 베어링, 기어 등의 부품의 수명을 증가시킬 수 있는 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

특히, 본 발명은 주물로 하우징을 제작함에 있어 컴퓨터로 작성한 3D 모델링 데이터(3D Modeling DATA)를 이용하여 CNC 가공한 스티로폼의 패턴을 이용함으로써, 사용되는 미분기의 종류가 달라지거나 또는 감속장치의 내부 기어 또는 베어링의 종류가 변경되는 경우에도 3D 모델링 데이터의 수정만으로 간단하게 하우징을 제작할 수 있는 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법은, 하우징의 전방에서 수평으로 구비된 입력축으로 모터의 회전력을 입력받아 상기 하우징의 내부에 구비된 감속기어열에 의해 감속시켜 상기 하우징의 상부에서 연직으로 구비된 출력축에 연결된 석탄 미분기의 회전되는 부분으로 출력하는 석탄 미분기용 감속장치를 제작하되, 상기 하우징을 제작하는 하우징 제작 공정과, 상기 하우징과 감속기어열의 구성을 조립하는 조립 공정을 포함하는 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 있어서, 상기 하우징 제작 공정은, 상기 하우징의 형상과 구조를 3차원으로 모델링하는 모델링 단계와, 상기 모델링 단계에서 모델링된 데이터를 이용하여 열에 녹는 스티로폼재질로 하우징 패턴을 제조하는 패턴 제조 단계와, 상기 하우징 패턴을 이용하여 주물사로 하우징 몰드를 제조하는 몰드 제조 단계와, 상기 하우징 패턴이 삽입된 상태의 하우징 몰드에 금속 용융액으로 주입하여 상기 하우징 패턴을 녹여 제거시키면서 하우징 주물을 제작하는 주물 제작 단계, 및 상기 하우징 주물에 절삭, 연삭 또는 보링 가공하여 하우징을 제작하는 후가공 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법은, 상기 하우징은, 상기 입력축이 축지지되기 위한 입력축 지지공이 하우징의 전방에 구비되고, 상기 하우징의 내부에는 상기 입력축의 말단부가 축지지되기 위한 입력축 말단부 지지공이 형성된 서포트가 조립되게 구성되며, 상기 후가공 단계는, 상기 서포트가 하우징의 내부에 조립된 상태에서 상기 입력축 지지공과 입력축 말단부 지지공의 동심도가 확보되도록 상기 입력축 지지공과 입력축 말단부 지지공을 동시에 보링 가공하는 과정이 포함된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법은, 상기 하우징은 하부 하우징과 그 하부 하우징의 상부를 덮도록 하부 하우징의 상부에 결합되는 상부 하우징으로 구성되고, 상기 수평의 입력축에는 제1베벨기어가 구비되고, 하단부는 상기 하부 하우징에 구비된 축지지부에 축지지되고 상단부는 상기 상부 하우징에 구비된 축지지부에 축지지되어 연직으로 세워진 제1감속축에는 상기 제1베벨기어와 치합되는 제2베벨기어가 구비되며, 상기 조립 공정은 상기 제1베벨기어와 제2베벨기어의 접촉도를 검사하고 백래시를 조정하는 입력-제1감속축 조립 단계를 포함하되, 상기 입력-제1감속축 조립 단계에서는 상기 제1감속축의 상단부가 지지되기 위한 축지지부가 구비되고 검사구멍이 형성되어 상기 하부 하우징의 상부에 결합되는 지그가 상기 하부 하우징에 결합된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법은 상/하부 하우징을 주물로 제작함으로써 두꺼운 강판재를 사용할 필요가 없게 되어 전체 중량을 줄여 결과적으로 제작비용을 줄일 수 있고, 미분기에서 전해지는 진동, 소음의 발생원인을 흡수하여 감속장치의 베어링, 기어 등의 부품의 수명을 증가시킬 수 있는 장점을 갖는다.

특히, 본 발명에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법은 주물로 하우징을 제작함에 있어 컴퓨터로 작성한 3D 모델링 데이터(3D Modeling DATA)를 이용하여 CNC 가공한 스티로폼의 패턴을 이용함으로써, 사용되는 미분기의 종류가 달라지거나 또는 감속장치의 내부 기어 또는 베어링의 종류가 변경되는 경우에도 3D 모델링 데이터의 수정만으로 간단하게 하우징을 제작할 수 있는 장점을 갖는다.

도 1은 일반적인 석탄 미분기의 구성을 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 감속장치를 도시한 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 감속장치를 도시한 단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 감속장치의 입력축 및 제1감속축의 연결부를 도시한 단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 감속장치의 일부를 도시한 사시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 감속장치에서 입력축 및 제1감속축의 연결을 도시한 절개 사시도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 감속장치에서 입력축과 서포트를 도시한 분해 사시도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법을 도시한 흐름도
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에서 패턴 제작 부분을 도식적으로 도시한 도면
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에서 서포트를 현장에서 반복 작업을 통해 입력축의 회전정밀도를 맞추는 작업을 도시한 도면
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에서 입력축과 제1감속축의 조립단계가 이루어지는 상태의 일예를 도시한 도면
도 12a 및 도 12b은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에서 입력축과 제1감속축의 조립 단계가 이루어지는 상태의 다른 예를 도시한 분해 사시도

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

우선 본 발명에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 석탄 미분기용 감속장치를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 감속장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 감속장치를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 감속장치의 입력축 및 제1감속축의 연결부를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 감속장치의 일부를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 감속장치에서 입력축 및 제1감속축의 연결을 도시한 절개 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 의해 제조되는 감속장치에서 입력축과 서포트를 도시한 분해 사시도이다.

본 발명에 의해 제조되는 석탄 미분기용 감속장치(10)는 하우징(11a,11b) 및 그 하우징(11a,11b)의 내부에 구비된 감속기어열에 의해 구성된다.

도면을 참조하면, 상기 하우징(11a,11b)은 상하로 분리된 상부 하우징(11a)과 하부 하우징(11b)으로 이루어져 상하가 결합되어 형성된다. 상기 하우징(11a,11b)에는 입력축(21) 및 출력축(24)이 회전지지되며, 그 입력축(21)과 출력축(24) 사이에는 입력축(21)로 입력된 회전을 감속시켜 출력축(24)로 출력하기 위한 감속기어열이 상기 하우징(11a,11b)의 내부에 구비된다. 상기 입력축(21)은 상기 하우징(11a,11b)의 전방으로 노출되게 수평으로 지지되며, 상기 출력축(24)는 상기 하우징(11a,11b)의 상방으로 노출되어 그 노출된 부분에 어댑터(25)가 결합되게 수직으로 상기 하우징(11a,11b)에 지지된다.

상기 입력축(21)은 모터(도면에 미도시)의 회전력을 입력받도록 모터의 회전축에 연결되는 구성이다. 상기 입력축(21)은 상술한 바와 같이 하우징(11a,11b)의 전방으로 전단부가 노출되게 상기 하우징(11a,11b)에 지지되는데, 상기 하우징(11a,11b)의 전방에는 상기 입력축(21)이 지지되기 위한 입력축 지지부(12)가 구비된다. 도면을 참조하면, 상기 입력축 지지부(12)는 상기 하우징(11a,11b)의 전방에서 전후방으로 관통 형성된 입력축 지지공(123)에 베어링부싱(121)이 삽입되고, 그 베어링부싱(212)의 내부에 베어링(122)이 장착되어 구성된다. 상기 입력축(21)은 상기 베어링부싱(21)에 삽입 장착된 베어링(122)에 회전지지되어 전단부는 하우징(11a,11b)의 내부로 노출되고 후단부는 상기 하우징(11a,11b)의 내부에 위치되게 하우징(11a,11b)에 회전지지된다. 또한, 상기 하우징(11a,11b)의 내부에는 상기 입력축(21)의 후단부 말단을 회전지지하기 위한 서포트(13)가 구비되며, 상기 입력축(21)의 후단부 말단은 상기 서포트(13)에 장착된 베어링(131)에 삽입되어 회전지지된다. 상기 입력축(21)에는 입력축 지지부(12)와 서포트(13)이 지지된 사이의 위치에 제1베벨기어(21a)가 구비된다.

상기 제1감속축(22)은 상기 입력축(21)으로부터의 입력을 소정의 감속비로 감속하여 제2감속축(23)으로 전달하기 위하여 상기 입력축(21) 및 제2감속축(23)에 연결된 축이다. 도면을 참조하면, 상기 제1감속축(22)는 연직으로 세워진 축으로 하단은 상기 하부 하우징(11a)에 구비된 축지지부(14a)에 축지지되고, 상단은 상기 상부 하우징(11b)에 구비된 축지지부(14b)에 축지지된다. 상기 제1감속축(22)에는 상기 입력축(21)의 제1베벨기어(21a)와 치합되기 위한 제2베벨기어(22a)가 구비된다. 또한, 상기 제1감속축(22)에는 하술하는 제2감속축(23)에 구비된 피동기어(23a)와 치합되기 위한 전동기어(22b)가 구비된다.

상기 제2감속축(23)은 상기 제1감속축(22)으로부터의 입력을 소정의 감속비로 감속하여 출력축(24)으로 전달하기 위하여 상기 제1감속축(21) 및 출력축(24)에 연결된 축이다. 도면을 참조하면, 상기 제2감속축(23)는 연직으로 세워진 축으로 하단은 상기 하부 하우징(11a)에 구비된 축지지부(15a)에 축지지되고, 상단은 상기 상부 하우징(11b)에 구비된 축지지부(15b)에 축지지된다. 상기 제2감속축(23)에는 상기 제1감속축(22)의 전동기어(22b)와 치합되기 위한 피동기어(23a)가 구비되며, 또한, 하술하는 출력축(24)에 구비된 피동기어(24a)와 치합되기 위한 전동기어(23b)가 구비된다.

상기 출력축(24)은 상기 제2감속축(23)으로부터의 입력을 소정의 감속비로 감속하여 출력하기 위하여 상기 제2감속축(21)에 연결된 축이다. 도면을 참조하면, 상기 출력축(24)은 연직으로 세워진 축으로 하단은 상기 하부 하우징(11a)에 구비된 축지지부(16a)에 축지지되고, 상단은 상기 상부 하우징(11b)에 구비된 축지지부(16b)에 축지지된다. 상기 출력축(23)에는 상기 제2감속축(23)의 전동기어(23b)와 치합되기 위한 피동기어(24a)가 구비된다. 상기 출력축(24)는 상단부가 상기 하우징(11a,11b)의 상방으로 노출되어 그 노출된 상단부에는 미분기의 요크에 연결되는 어댑터(25)가 결합된다.

상기와 같이 구성된 석탄 미분기용 감속장치(10)는 하우징(11a,11b)의 전방에서 수평으로 구비된 입력축(21)으로 모터의 회전력을 입력받아 상기 하우징(11a,11b)의 내부에 구비된 감속기어열에 의해 감속시켜 상기 하우징(11a,11b)의 상부에서 연직으로 구비된 출력축(24)에 연결된 석탄 미분기의 회전되는 부분으로 출력한다.

본 발명은 상기와 같이 구성된 석탄 미분기용 감속장치(10)을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법은 상기 하우징(11a,11b)을 제작하는 하우징 제작 공정(S10)과, 상기 하우징(11a,11b)과 감속기어열의 구성을 조립하는 조립 공정(S20)을 포함하여 구성된다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에서 패턴 제작 부분을 도식적으로 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에서 서포트를 현장에서 반복 작업을 통해 입력축의 회전정밀도를 맞추는 작업을 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에서 입력축과 제1감속축의 조립단계가 이루어지는 상태의 일예를 도시한 도면이며, 도 12a 및 도 12b은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에서 입력축과 제1감속축의 조립 단계가 이루어지는 상태의 다른 예를 도시한 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 상기 하우징 제작 공정(S10)에서 하우징(11a,11b)을 3D 데이터로 모델링하고, 그 모델링 데이터를 이용하여 제작한 패턴으로 용이하게 하우징 주물을 제작할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는데, 상기 하우징 제작 공정(S10)은 모델링 단계(S11), 패턴 제조 단계(S12), 몰드 제조 단계(S13), 주물 제작 단계(S14) 및 후가공 단계(S15)를 포함하여 구성된다.

상기 모델링 단계(S11)는 상기 하우징의 형상과 구조를 3차원으로 모델링하는 단계이다. 즉, 상기 모델링 단계(S11)는 컴퓨터로 하우징(11a,11b)의 3D Digital Mock-up의 DATA를 작성한다. 이에 따라 본 발명은 내부 기어 또는 베어링의 종류가 변경되는 경우에 간단한 3D Modeling 수정만으로 사양 변경이 가능해진다.

상기 패턴 제조 단계(S12)는 상기 모델링 단계에서 모델링된 데이터를 이용하여 열에 녹는 스티로폼재질로 하우징 패턴을 제조하는 단계이다. 즉, 상기 패턴 제조 단계(S12)는 컴퓨터로 작성된 하우징(11a,11b)의 3D Digital Mock-up의 DATA를 이용하여 CNC 가공 공작기계로 3D-패턴(3D-Pattern)을 스티로폼(Styrofoam)으로 제작하는 단계이다. 본 발명은 목형(Wooden Pattern)을 사용하지 않고 상기와 같이 스티로폼 패턴을 사용함으로써 석탄 미분기용 감속 장치와 같이 다품종 소량생산품의 특성인 미분기의 종류가 달라지는 경우에 효과적으로 대응할 수 있게 된다.

상기 몰드 제조 단계(S13)는 상기 패턴 제조 단계(S12)에서 제작된 하우징 패턴을 이용하여 주물사로 하우징 몰드를 제조하는 단계이다. 상기와 같이 제작된 하우징 몰드의 내에는 스티로폼재질의 하우징 패턴이 그대로 삽입된 상태에서 하술하는 주물 제작 단계에서 주물품을 제작하게 된다.

상기 주물 제작 단계(S14)는 상기 하우징 패턴이 삽입된 상태의 하우징 몰드에 금속 용융액으로 주입하여 상기 하우징 패턴을 녹여 제거시키면서 하우징 주물품을 제작하는 단계이다. 본 발명은 하우징(11a,11b)를 판재를 재단하여 용접으로 제작하지 않고 주물로 제작함으로써 용접에 의해 발생되는 열변형이나 원재료가 과다하게 사용되는 문제점을 등을 방지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명은 상/하부 하우징이 주물구조물로 제작됨으로써 미분기에서 전해지는 진동, 소음을 흡수하기 때문에 진동 등이 기어, 축 및 베어링에 전달되는 것이 차단되어 감속장치의 구성 부품의 수명이 증가된다. 특히, 본 발명은 하우징 몰드에 하우징 패턴이 삽입된 상태로 주물작업을 진행하기 때문에 목형을 사용하는 경우와 같이 패턴을 몰드로부터 제거하는 불편한 점을 제거할 수 있게 된다. 즉, 본 발명은 주물을 부을 때의 열로 녹는 스티로폼 패턴을 사용함으로써 목형을 사용한 주물품보다 주물의 상태가 매우 향상되므로 제품의 균일성을 확보할 수 있게 된다.

상기 후가공 단계(S15)는 상기 하우징 주물에 있는 구멍을 형성하거나 정밀하게 하기 위한 절삭, 연삭 또는 보링 가공하여 하우징(11a,11b)를 완성하는 단계이다. 상기와 같이 완성된 하우징(11a,11b)은 감속기어열 등의 부품과 함께 조립된다.

한편, 상기 후가공 단계(S15)에서는 입력축(21)이 삽입되어 회전지지되기 위한 입력축 지지부(12)의 입력축 지지공(123)과 서포트(13)의 보링 가공이 이루어진다. 그런데, 상기 서포트(13)는 감속장치의 하우징(11a,11b)의 내부에 위치 고정핀 및 볼트로 체결조립되어, 서포트(13)에 장착된 베어링(131)에 입력축(21)이 지지된다. 상기 입력축(21)은 모터와 커플링으로 연결되어 본 발명에 따른 석탄 미분기용 감속 장치(10)에서는 최고 속도(약 1000rpm)로 회전하기 때문에 입력축(21)이 지지되는 상기 입력축 지지부(12), 서포트(13) 및 그에 장착되는 부품의 조립정밀도는 입력축(21)의 회전 정밀도를 결정하는 중요한 요소이다. 따라서, 상기 회전축(21)이 지지되는 상기 입력축 지지부(12) 및 서포트(13) 및 그 부품의 가공 및 조립작업이 정밀하게 수행되지 않은 경우에는 제1베벨기어(21a)의 백래시(Backlash)가 과다하게 발생되어 감속장치(10)의 소음과 진동을 일으키는 주요 원인이 된다. 본 발명은 상기 입력축 지지부(12)의 입력축 지지공(123)과 서포트(13)의 입력축 말단부 지지공의 보링 가공을 각기 따로 하지 않고 서포트(13)를 하우징(11a,11b)에 조립한 상태에서 상기 입력축 지지부(12)의 입력축 지지공(123)과 서포트(13)의 입력축 말단부 지지공의 보링 가공을 동시에 수행함으로써 회전정밀도를 향상시킨 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명은 상기 입력축(21)이 축지지되기 위한 입력축 지지공(123)이 전방에 구비된 하우징(11a,11b)의 내부에 상기 입력축(21)의 말단부가 축지지되기 위한 입력축 말단부 지지공이 형성된 서포트(13)가 조립된 상태에서 상기 입력축 지지공(123)과 입력축 말단부 지지공의 동심도가 확보되도록 상기 입력축 지지공(123)과 입력축 말단부 지지공을 동시에 보링 가공하는 과정이 포함된 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명은 주물 등의 방법으로 제작된 서포트(13)를 하부 하우징(11a)에 위치 고정핀 및 볼트 체결 작업후 조립을 완료한 후, 기어박스 상부 하우징(11b)에 덮어 하우징(11a,11b)을 조립하고, 하우징(11a,11b)의 입력축 지지공(123)의 보링 작업과 동시에 서포트의 입력축 말단 지지공 보링 작업을 동시에 수행함으로써 회전정밀도를 용이하게 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이는 발명은 하우징(11a,11b)의 입력축 지지공(123)의 보링 작업과 서포트의 입력축 말단 지지공 보링 작업을 따로 실시하여 서포트(13)를 하부하우징(11a)에 입력축의 회전정밀도(Centering)가 기준값 이내에 들도록 현장 맞품식 조립작업(즉, 서포트의 입력축 단말 지지공의 수정작업 또는 서포트를 상하, 좌우로 이동하면서 하부 하우징의 위치고정핀(Dowel Pin) 구멍 및 볼트체결 구멍의 수정가공 작업 등을 여러번 시행착오적으로 반복 수행)이 필요 없어 조립작업이 매우 단순하여 제품의 균일성 확보가 용이하며, 가공 및 조립에 소용되는 제작비용을 비용을 대폭 절감시키는 장점이 있다.

상기 조립 공정(S20)은 제작된 하우징(11a,11b)과 입력축(21)을 포함한 감속기어열의 구성을 조립하는 공정이다. 상기 조립 공정(S20)에는 입력축(21)과 제1감속축(22)의 조립 과정이 포함되는데, 석탄 미분기용 감속장치(10)에서 입력축(21)과 제1감속축(22)은 가장 고속으로 회전하기 때문에 입력축(21)과 제1감속축(22)의 조립 과정에서는 입력축(21)과 제1감속축(22)의 베벨기어(21a)(22a)간의 접촉(Contact)상태와 백래시(Backlash)값의 조정 작업이 매우 중요하다.

접촉도(Contact)검사란 기어와 기어의 접촉상태를 측정하는 것으로 통상 기어에 칠한 광명단의 마모상태로 판단하고, 백래시(Backlash)란 기어가 맞물릴 때 원주방향으로 이와 이사이가 벌어진 틈새를 말하며, 기어박스 가동시에 기어에 하중이 걸리고, 상대 기어에 전달되거나 열로 팽창할 때 기어가 휨, 하중을 받는 것을 막기 위한 방법으로 기어박스 조립시에 가장 중요한 기술의 하나이다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에서 입력축과 제1감속축의 조립단계가 이루어지는 상태의 일예를 도시한 도면으로, 도11을 참조하면, 입력축(21)과 제1감속축(22)의 조립 과정은 입력축(21)과 제1감속축(22) 및 그 부속품을 하부 하우징(11a)에 조립 => 입력축(21) 및 제1감속축(22) 베벨기어(21a)(22a)에 광명단 칠함 => 상부 하우징(11b)을 하부하우징(11a)에 조립 => 수동으로 제1감속축(22)을 회전하면서 베벨기어(21a)(22a)의 접촉도(Contact) 검사 => 상부 하우징(11b) 분리 => 베벨기어(21a)(22a)의 백래시(Backlash) 검사의 과정을 수행하면서 Backlash 값을 조정하는 과정으로 이루어진다. 그런데, 도 11에 도시된 바와 같이 입력축(21)과 제1감속축(22)의 백래시 등의 재확인을 위해서 상부 하우징(11b)을 하부 하우징(11a)에 덮고 다시 열어야 하기 때문에 작업과정이 매우 번거롭고 길어 조립비용이 상승되는 단점이 있고, 또한 작업자가 접촉도(Contact)상태 재확인 또는 백래시(Backlash) 재확인이 필요한 경우에도 다시 반복하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이 접촉도(Contact)검사 및 백래시(Backlash)조정 작업을 하기 위해서는 상부 하우징(11a)을 대체할 수 있는 지그(30)를 이용함으로써 상부 하우징(11a)를 덮고 다시 여는 작업을 생략할 수 있는 다른 실시예를 적용할 수 있다. 즉, 본 발명은 입력축(21)과 제1감속축(22)의 접촉도(Contact)검사 및 백래시(Backlash)조정 작업을 상부 하우징(11b)과 유사한 모양의 지그바디(31)에 상기 제1감속축(22)의 상단부가 지지되기 위한 축지지부(32)가 구비되고 검사구멍(311)이 형성되어 상기 하부 하우징(11a)의 상부에 결합되는 지그(30)가 상기 하부 하우징(11a)에 결합된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 지그(30)는 상부 하우징(11b) 전체 구조에서 입력축(21) 및 제1감속축(22)을 조립할 경우 해당되는 부분만을 잘라낸 형태를 갖는다. 상기와 같이 지그(30)을 이용하여 접촉도(Contact)검사 및 백래시(Backlash)조정 작업을 하는 과정은 입력축(21) 및 제1감속축(22)을 하부 하우징(11b)에 조립 => 입력축(21) 및 제1감속축(22)의 베벨기어(21a)(21b)에 광명단 칠함 => 지그(30) 조립 => 수동으로 입력축(21)을 회전하면서 베벨기어의 접촉도검사 및 베벨기어의 백래시 조정 작업을 수행하는 과정으로 이루어진다. 도 12a 및 도 12b에서와 같이 지그(30)을 이용하는 경우 상부 하우징을 덮고 다시 열어야 하는 번거로운 작업이 필요 없어 이에 소요되는 조립비용이 절감되는 장점이 있고, 또한 작업자가 Contact상태 재확인 또는 Backlash 재확인이 필요한 경우에도 지그가 조립되어 있는 상태에서 검사구멍(311)을 통하여 즉시 확인이 가능하여 신속히 보완작업이 가능하게 되는 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것으로 본 발명에 속하는 기술분야는 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 감속장치
11a,11b 하우징
12 입력축 지지부
13 서포트
14a,14b
15a,15b
16a,16b
21 입력축
22 제1감속축
23 제2감속축
24 출력축
25 어댑터
30 지그

Claims (3)

1. 하우징의 전방에서 수평으로 구비된 입력축으로 모터의 회전력을 입력받아 상기 하우징의 내부에 구비된 감속기어열에 의해 감속시켜 상기 하우징의 상부에서 연직으로 구비된 출력축에 연결된 석탄 미분기의 회전되는 부분으로 출력하는 석탄 미분기용 감속장치를 제작하되, 상기 하우징을 제작하는 하우징 제작 공정과, 상기 하우징과 감속기어열의 구성을 조립하는 조립 공정을 포함하는 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법에 있어서,
   상기 하우징 제작 공정은, 상기 하우징의 형상과 구조를 3차원으로 모델링하는 모델링 단계와, 상기 모델링 단계에서 모델링된 데이터를 이용하여 열에 녹는 스티로폼재질로 하우징 패턴을 제조하는 패턴 제조 단계와, 상기 하우징 패턴을 이용하여 주물사로 하우징 몰드를 제조하는 몰드 제조 단계와, 상기 하우징 패턴이 삽입된 상태의 하우징 몰드에 금속 용융액으로 주입하여 상기 하우징 패턴을 녹여 제거시키면서 하우징 주물을 제작하는 주물 제작 단계, 및 상기 하우징 주물에 절삭, 연삭 또는 보링 가공하여 하우징을 제작하는 후가공 단계를 포함하여 구성되되,
   상기 하우징은, 상기 입력축이 축지지되기 위한 입력축 지지공이 하우징의 전방에 구비되고, 상기 하우징의 내부에는 상기 입력축의 말단부가 축지지되기 위한 입력축 말단부 지지공이 형성된 서포트가 조립되게 구성되며,
   상기 후가공 단계는, 상기 서포트가 하우징의 내부에 조립된 상태에서 상기 입력축 지지공과 입력축 말단부 지지공의 동심도가 확보되도록 상기 입력축 지지공과 입력축 말단부 지지공을 동시에 보링 가공하는 과정이 포함되고,
   상기 하우징은 하부 하우징과 그 하부 하우징의 상부를 덮도록 하부 하우징의 상부에 결합되는 상부 하우징으로 구성되고,
   상기 수평의 입력축에는 제1베벨기어가 구비되고, 하단부는 상기 하부 하우징에 구비된 축지지부에 축지지되고 상단부는 상기 상부 하우징에 구비된 축지지부에 축지지되어 연직으로 세워진 제1감속축에는 상기 제1베벨기어와 치합되는 제2베벨기어가 구비되며,
   상기 조립 공정은 상기 제1베벨기어와 제2베벨기어의 접촉도를 검사하고 백래시를 조정하는 입력-제1감속축 조립 단계를 포함하되,
   상기 입력-제1감속축 조립 단계에서는 상기 제1감속축의 상단부가 지지되기 위한 축지지부가 구비되고 검사구멍이 형성되어 상기 하부 하우징의 상부에 결합되는 지그가 상기 하부 하우징에 결합된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 석탄 미분기용 감속장치의 제조 방법.
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