KR101220875B1 - 고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법 - Google Patents

고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

조형 시간이 단축되고 정도 향상 및 구조 강도가 강화되며, 합형장의 회전율이 향상된 고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법이 개시된다. 고정피치 프로펠러 조형 장치는 날개부 상형 플라스크 및 날개부 하형 플라스크를 구비하여 고정피치 프로펠러를 조형하는 장치에 있어서, 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크는 모두 격자형으로 이루어지고, 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크가 각각 거치되는 상,하부 모형은 상하로 분리 가능하고 보스부에 일체형으로 이루어진다. 또한, 고정피치 프로펠러 조형 방법은 격자형의 날개부 상형 플라스크 및 격자형의 날개부 하형 플라스크를 제작하는 단계와, 상하 분리형 및 보스부 일체형 상,하부 모형을 제작하는 단계와, 상기 상,하부 모형에 각각 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크를 거치하는 단계와, 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크에 주물사를 투입하여 경화하는 단계와, 상기 경화단계 이후에 제작된 상,하부 주형틀을 상기 상,하부 모형으로부터 분리하는 단계 및 상기 상부 주형틀과 상기 하부 주형틀을 합형하는 단계를 포함한다. 따라서, 합형장 사용시간을 획기적으로 줄여 합형장 회전율을 향상시키며 상하 분리형 현형 모형을 사용하여 날개부와 보스부를 일체형으로 조형함으로써 조형 정도를 향상시킬 수 있다.

Description

고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MOULD CONSTRUCTION OF FIXED PITCH PROPELLER}
본 발명은 고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중대형 고정피치 프로펠러의 주조공정 중 상하 분리형 1:1 축척의 현형 모형을 이용하는 고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 선박용 중대형 프로펠러는 중량이 20톤 내지 120톤이고, 직경은 6m 내지 11m 이며, 날개수는 4개 내지 6개로 이루어진다.
종래의 프로펠러 조형 방법을 살펴보면, 먼저, 격자형 지지구조를 갖는 날개부 상형 플라스크 및 정반형 지지구조를 갖는 날개부 하형 플라스크를 각각 제작한다. 그리고, 날개부 하형 플라스크를 조형장에 거치하고, 직립 상태로 날개부 하형 플라스크의 조형 작업이 수행된다.
이후에, 날개부 하형 플라스크의 상부 골조모형 설치 작업이 수행되며, 날개부 하형 플라스크의 상부에 날개부 상형 플라스크를 얹는 방법으로 날개부 상형 플라스크의 조형 작업이 이루어진다.
다음으로, 날개부 상형 플라스크 및 날개부 하형 플라스크의 내부 골조모형을 제거한 후 둘을 합형하고, 이와 같은 방법으로 날개부 상형 플라스크 및 날개부 하형 플라스크를 날개 수 만큼 제작하며, 마지막으로 보스(Boss)부 조형을 완료한다.
종래의 프로펠러 조형 방법은 대부분의 주형 작업을 합형장에서 실시한다. 합형장은 대형주물의 제작 시 고온의 용탕이 주형 내부에 주입될 때 발생하는 압력 등에 대응하기 위해 공장 바닥면을 깊고 둥글게 판 후 콘크리트 등으로 측벽과 바닥을 보강하여 이루어진 용탕 주입을 위한 작업장이다. 이와 같은 합형장은 용해로 주위에 배치되며, 대형 크레인, 고압 전기설비, 프로펠러 주조용 특수설비 등이 주변에 설치된다.
이와 같이 종래의 프로펠러 조형 방법은 합형장에서의 작업 시간이 대략 10일 이상으로 소요되어 합형장의 회전율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 프로펠러 조형 방법은 합형 후 날개부 상형 플라스크 상부구조의 보강 작업이 요구되며, 날개부 하형 플라스크의 조형정도가 낮은 문제점이 있었다.
아울러, 종래의 프로펠러 조형 방법은 날개부 하형 플라스크 작업 이후에 날개부 상형 플라스크 작업이 수행되고 이후에 보스부를 순차적으로 조형함으로써 제품의 총 제작기간이 길어지며, 숙련된 인력의 의존도가 높은 문제점이 있었다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 조형 시간이 단축되고 정도 향상 및 구조 강도가 강화되며, 합형장의 회전율이 향상된 고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 고정피치 프로펠러 조형 장치는 날개부 상형 플라스크 및 날개부 하형 플라스크를 구비하여 고정피치 프로펠러를 조형하는 장치에 있어서, 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크는 모두 격자형으로 이루어지고, 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크가 각각 거치되는 상,하부 모형은 상하로 분리 가능하고 보스부와 일체형으로 이루어진다.
이 경우, 상기 날개부 하형 플라스크는 상하 방향으로 뒤집음이 가능하며, 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크로 투입된 주물사에 의해 제작된 상,하부 주형틀은 결합 시 그 사이에 날개부 주조를 위한 공동이 형성된다.
또한, 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크는 각각 받침대를 구비하며, 상기 받침대를 지지하는 것으로 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크의 상하 높이를 조절하는 높이조절용 치구를 더 구비한다.
이 경우, 상기 높이조절용 치구는 바닥면에 지지되는 실린더 하우징 및 상기 실린더 하우징에 삽입되어 승강되는 것으로 상기 받침대를 지지하는 실린더를 포함한다.
또한, 상기 받침대 및 상기 높이조절용 치구는 각각 적어도 3개 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크의 격자형 구조는 주물사를 고정하기 위한 강도보강 부재를 구비할 수 있다.
한편, 고정피치 프로펠러 조형 방법은 격자형의 날개부 상형 플라스크 및 격자형의 날개부 하형 플라스크를 제작하는 단계와, 상하 분리형 및 보스부 일체형 상,하부 모형을 제작하는 단계와, 상기 상,하부 모형에 각각 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크를 거치하는 단계와, 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크에 주물사를 투입하여 경화하는 단계와, 상기 경화단계 이후에 제작된 상,하부 주형틀을 상기 상,하부 모형으로부터 분리하는 단계 및 상기 상부 주형틀과 상기 하부 주형틀을 합형하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 합형 단계는 상기 하부 주형틀을 상하 방향으로 뒤집어 합형장 바닥에 설치하는 단계 및 상기 하부 주형틀의 상부에 상기 상부 주형틀을 얹는 단계를 포함한다.
또한, 상기 하부 주형틀을 뒤집는 작업은 상기 하부 주형틀에 구비된 받침대를 고리로 사용하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 상,하부 모형에 각각 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크를 거치하는 단계는, 적어도 3개의 높이조절용 치구를 사용하여 상기 날개부 상형 플라스크 및 상기 날개부 하형 플라스크의 높이를 조절하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법은 합형장 사용시간을 획기적으로 줄여 합형장 회전율을 향상시키며 상하 분리형 현형 모형을 사용하여 날개부와 보스부를 일체형으로 조형함으로써 조형 정도를 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.
또한, 본 발명에 따른 고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법은 날개부 상형 플라스크의 상부면과 날개부 하형 플라스크의 하부면의 수평도 및 높이 정도를 조형과정에서 확보할 수 있어 합형 이후 별도의 보강재 설치 작업을 요구하지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법은 상,하 주형틀 및 보스부의 동시 조형작업이 가능함에 따라, 제품의 총 제작기간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법은 상,날개부 하형 플라스크의 격자형 지지구조 내부에 강도보강 부재를 설치하여 구조강도를 크게 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정피치 프로펠러 조형 장치의 개략적인 구성을 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상,하부 주형틀의 개략적인 구성을 도시한 것이며,
도 3은 도 2의 "A"를 확대 도시한 부분 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 높이조절용 치구의 개략적인 구성을 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정피치 프로펠러 조형 방법의 흐름도이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정피치 프로펠러 조형 장치의 개략적인 구성을 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상,하부 주형틀의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정피치 프로펠러 조형 장치는 날개부 상형 플라스크(10) 및 날개부 하형 플라스크(20)를 포함하며, 날개부 상형 플라스크(10) 및 날개부 하형 플라스크(20)는 모두 격자형으로 이루어진다. 여기서, 격자형은 무수히 반복되는 사슬 고리로 이루어지는 것으로, 각각의 틈새로 주물사가 투입되어 경화된다.
또한, 상부 모형(19)의 상부에는 날개부 상형 플라스크(10)가 거치되고, 하부 모형(29)의 상부에는 날개부 하형 플라스크(20)가 거치된다. 이 경우, 상부 모형(19) 및 하부 모형(29)은 상하로 분리 가능한 분리형으로 이루어지는 것으로, 각각 별도로 날개부 상형 플라스크(10) 및 날개부 하형 플라스크(20)를 거치시킨다.
아울러, 상부 모형(19) 및 하부 모형(29)은 모두 프로펠러의 중심축 측의 보스부(50)와 일체로 형성되며, 1:1의 축척을 갖는 현형으로 제작된다.
이와 같이 상,하부 모형(19)(29)이 분리형 현형으로 제작됨으로써, 날개부의 조형 정도가 향상된다.
또한, 날개부 하형 플라스크(20)는 상하 방향으로 뒤집음이 가능하게 구성된다. 아울러, 날개부 상형 플라스크(10) 및 날개부 하형 플라스크(20)로 투입된 주물사에 의해 제작된 상,하부 주형틀(30)(40)은 결합 시 그 사이에 날개부 주조를 위한 공동(75)이 형성된다.
결국, 상,하부 주형틀(30)(40) 및 보스부(50)의 동시 조형 작업이 가능해지며, 이로 인해 제품의 총 제작기간이 단축되게 된다.
도 3은 도 2의 "A"를 확대 도시한 부분 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)의 격자형 구조는 주물사를 고정하기 위한 강도보강 부재(80)를 구비하는 것이 바람직하다.
강도보강 부재(80)는 폭이 좁고 상대적으로 길이가 긴 평판 또는 이형철근 등의 구조로 이루어져, 상,하부 주형틀(30)(40)의 구조적인 강도를 크게 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 높이조절용 치구의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)는 각각 받침대(60)를 구비한다. 아울러, 고정피치 프로펠러 조형 장치는 높이조절용 치구(70)를 더 구비한다.
받침대(60)는 날개부 상형 플라스크(10) 및 날개부 하형 플라스크(20)에 각각 설치되며, 3개소 또는 그 이상의 개소에 복수로 설치되는 것이 바람직하다.
높이조절용 치구(70)는 상기 받침대(60)에 대응되게 배치되는 것으로, 받침대(60)를 지지하여, 상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)의 상하 높이를 조절한다. 높이조절용 치구(70)도 받침대(60)에 대응되게 3개 또는 그 이상으로 구비된다.
따라서, 날개부 상형 플라스크(10)의 상부면과 날개부 하형 플라스크(20)의 하부면의 수평도 및 요구되는 높이 정도를 확보할 수 있다. 결국, 날개부 상형 플라스크(10)의 상부면과 날개부 하형 플라스크(20)의 하부면의 수평도 및 높이 정도를 조형과정에서 확보할 수 있기 때문에, 합형 이후 별도의 보강재 설치작업이 요구되지 않는다.
이 경우, 상기 높이조절용 치구(70)는 바닥면에 지지되는 실린더 하우징(71) 및 상기 실린더 하우징(71)에 삽입되어 승강되는 것으로 상기 받침대(60)를 지지하는 실린더(72)를 포함한다. 아울러, 실린더(72)를 고정하기 위한 고정수단(73)이 더 구비될 수 있다.
따라서, 높이조절용 치구(70)는 비교적 간단한 구성으로 이루어지며, 바닥면에 높이조절용 치구(70)를 설치한 상태로 날개부 상형 플라스크(10) 및 날개부 하형 플라스크(20)의 수평도 및 높이 정도를 용이하게 확보할 수 있다.
한편, 날개부 하형 플라스크(20)에 설치되는 받침대(60)는 날개부 하형 플라스크(20)의 상하를 뒤집는 턴오버 작업을 수행할 때, 연결 고리 기능을 겸비할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정피치 프로펠러 조형 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정피치 프로펠러 조형 방법은 격자형의 날개부 상형 플라스크(10) 및 격자형의 날개부 하형 플라스크(20)를 제작하는 단계(S10)와, 상하 분리형 및 보스부(50) 일체형 상,하부 모형(19)(29)을 제작하는 단계(S20)와, 상기 상,하부 모형(19)(29)에 각각 상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)를 거치하는 단계(S30)와, 상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)에 주물사를 투입하여 경화하는 단계(S40)와, 상기 경화단계 이후에 제작된 상,하부 주형틀(30)(40)을 상기 상,하부 모형(19)(29)으로부터 분리하는 단계(S50) 및 상기 상부 주형틀(30)과 상기 하부 주형틀(40)을 합형하는 단계(S60)를 포함한다.
또한, 상기 합형 단계(S60)는, 상기 하부 주형틀(40)을 상하 방향으로 뒤집어 합형장 바닥에 설치하는 단계 및 상기 하부 주형틀(40)의 상부에 상기 상부 주형틀(30)을 얹는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 하부 주형틀(40)을 뒤집는 작업은 상기 하부 주형틀(40)에 구비된 받침대(60)를 고리로 사용하여 이루어진다.
또한, 상기 상,하부 모형(19)(29)에 각각 상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)를 거치하는 단계(S30)는, 적어도 3개의 높이조절용 치구(70)를 사용하여 상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)의 높이를 조절함으로써 수평도를 조절하는 단계(S35)를 더 포함한다.
따라서, 합형장을 사용하는 시간이 크게 감소하기 때문에, 합형장 회전율을 향상시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 고정피치 프로펠러 조형 장치 및 방법은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 날개부 상형 플라스크 19 : 상부 모형
20 : 날개부 하형 플라스크 29 : 하부 모형
30 : 상부 주형틀 40 : 하부 주형틀
50 : 보스부 60 : 받침대
70 : 높이조절용 치구 71 : 실린더 하우징
72 : 실린더 73 : 고정수단
75 : 공동 80 : 강도보강 부재

Claims (10)

  1. 날개부 상형 플라스크(10) 및 날개부 하형 플라스크(20)를 구비하여 고정피치 프로펠러를 조형하는 장치에 있어서,
    상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)는 모두 격자형으로 이루어지고,
    상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)가 각각 거치되는 상,하부 모형(19)(29)은 상하로 분리 가능하고 보스부(50)에 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고정피치 프로펠러 조형 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)는 각각 받침대(60)를 구비하며,
    상기 받침대(60)를 지지하는 것으로, 상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)의 상하 높이를 조절하는 높이조절용 치구(70)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고정피치 프로펠러 조형 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 높이조절용 치구(70)는:
    바닥면에 지지되는 실린더 하우징(71); 및
    상기 실린더 하우징(71)에 삽입되어 승강되는 것으로, 상기 받침대(60)를 지지하는 실린더(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정피치 프로펠러 조형 장치.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 받침대(60) 및 상기 높이조절용 치구(70)는 각각 적어도 3개 구비되는 것을 특징으로 하는 고정피치 프로펠러 조형 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)의 격자형 구조는 주물사를 고정하기 위한 강도보강 부재(80)를 구비하는 것을 특징으로 하는 고정피치 프로펠러 조형 장치.
  7. 격자형의 날개부 상형 플라스크(10) 및 격자형의 날개부 하형 플라스크(20)를 제작하는 단계(S10);
    상하 분리형 및 보스부(50) 일체형 상,하부 모형(19)(29)을 제작하는 단계(S20);
    상기 상,하부 모형(19)(29)에 각각 상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)를 거치하는 단계(S30);
    적어도 3개의 높이조절용 치구(70)를 사용하여 상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)의 높이를 조절하는 단계(S35)
    상기 날개부 상형 플라스크(10) 및 상기 날개부 하형 플라스크(20)에 주물사를 투입하여 경화하는 단계(S40);
    상기 경화단계 이후에 제작된 상,하부 주형틀(30)(40)을 상기 상,하부 모형(19)(29)으로부터 분리하는 단계(S50); 및
    상기 상부 주형틀(30)과 상기 하부 주형틀(40)을 합형하는 단계(S60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정피치 프로펠러 조형 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 합형 단계(S60)는:
    상기 하부 주형틀(40)을 상하 방향으로 뒤집어 합형장 바닥에 설치하는 단계; 및
    상기 하부 주형틀(40)의 상부에 상기 상부 주형틀(30)을 얹는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정피치 프로펠러 조형 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 하부 주형틀(40)을 뒤집는 작업은 상기 하부 주형틀(40)에 구비된 받침대(60)를 고리로 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고정피치 프로펠러 조형 방법.
  10. 삭제
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JP2008260065A (ja) 2007-04-11 2008-10-30 Snecma ターボ機械ブレードのためのセラミック鋳造コアを製作するための装置

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