KR101223222B1 - method of manufacturing door frame in wind tower - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력 타워에 관한것으로서, 본 발명에 따른 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법은 원판형 소재에 단조 공정을 통해서 중심부에 관통홀을 형성시키는 제1단계와, 상기 제1단계를 거친 소재를 가열시키는 제2단계와; 상기 제2단계를 통해서 가열된 소재의 관통홀을 중심으로 링 롤링 공법을 통해서 상기 소재의 중심원의 원주 길이가 도어 프레임의 중심선의 길이와 일치되도록 원형 링 형태로 가공시키는 제3단계와, 업셋 단조를 통해서 상기 링 형태의 소재 양측면을 눌러서 직선 구간을 형성시키는 제4단계와, 상기 제4단계를 거친 소재를 정삭 가공하여 도어 프레임을 완성시키는 제5단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wind tower, the method for manufacturing a door frame for a wind tower according to the present invention is a first step of forming a through-hole in the center through a forging process on a disk-like material, and heating the material passed through the first step Making a second step; A third step of processing in a circular ring shape so that the circumferential length of the center circle of the material coincides with the length of the center line of the door frame through a ring rolling method centering on the through-hole of the material heated through the second step; The fourth step of forming a straight section by pressing both sides of the ring-shaped material through the forging, and the fifth step of finishing the door frame by finishing the material passed through the fourth step.

Description

풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법{ method of manufacturing door frame in wind tower}Method of manufacturing door frame for wind tower

본 발명은 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법에 관한 것으로서, 풍력 타워에 설치되는 도어 프레임을 제작하기 위한 공법에 관한 것이다.
The present invention relates to a door frame manufacturing method for a wind tower, and to a method for manufacturing a door frame installed in a wind tower.

석유의 한정된 자원이 얼마 지나지 않아 고갈될 것을 예측되며, 이러한 석유 자원을 대신하여 사용될 대체 에너지가 많이 연구되고 있다. 그에 관한 많은 기술이 소개되어 왔지만 태양이나 바람, 물과 같이 거의 무한적인 자연에너지를 이용하는 발전이 가장 이상적인 대체 에너지원이라는 인식 하에 많은 기술들이 연구되어 왔으며, 바람의 힘에 의해 회전하는 날개로 전기를 얻는 풍력 발전 기술은 실용화 단계에 이르게 되었다.It is anticipated that the limited resources of petroleum will soon be exhausted, and a lot of alternative energy to be used in place of these petroleum resources is being studied. Although many technologies have been introduced, many technologies have been studied under the recognition that power generation using almost infinite natural energy such as the sun, wind, and water is the ideal alternative energy source. The obtained wind power technology has come to practical use.

그러나, 이러한 풍력 발전은 한 개의 시설과 시스템을 설치하는데 막대한 면적과 경비가 소요된다는 문제점이 있다.However, such wind power generation has a problem in that a large area and cost are required to install a single facility and system.

따라서, 최근에는 이러한 풍력 발전 설비의 제작 비용을 절감할 수 있는 여러 방안들이 제안되고 있다.Therefore, in recent years, various methods have been proposed to reduce the manufacturing cost of such a wind turbine.

도 1은 일반적인 풍력 타워를 도시하는 사시도이다.1 is a perspective view showing a typical wind tower.

일반적인 풍력 타워(1)의 최상부에 설치된 프로펠러(5)에 연결된 발전부(4)를 점검하기 위하여 일측에는 도어 프레임(3)을 통해서 도어(2)가 설치된다.In order to check the power generation unit 4 connected to the propeller 5 installed at the top of the general wind tower 1, the door 2 is installed at one side through the door frame 3.

이러한 도어 프레임은 도 2에 도시된 바와 같이 원소재(10:slab, ingot)를 단조를 통해서 평판 형태로 가공하고, 황삭 및 정삭을 통해서 도어 틀 형태의 도어 프레임(20)으로 최종가공하게 된다.The door frame is processed into a flat plate form through the forging of the raw material (10: slab, ingot), as shown in Figure 2, and the final processing to the door frame 20 of the door frame form through roughing and finishing.

그러나, 이러한 종래의 제작 공법은 황삭 및 정삭 과정에서 원소재의 가공부(12)가 많아서 소재의 낭비가 심하고, 제작 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.However, such a conventional manufacturing method has a problem in that a large amount of the processing portion 12 of the raw material during roughing and finishing process wastes a lot of material and takes a long time to produce.

본 발명의 목적은 풍력 타워용 도어 프레임의 제작 비용 및 제작 시간을 절감할 수 있는 제작 공법을 제공하는 데 있다.
An object of the present invention is to provide a manufacturing method that can reduce the production cost and manufacturing time of the door frame for a wind tower.

본 발명에 따른 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법은 원판형 소재에 단조 공정을 통해서 중심부에 관통홀을 형성시키는 제1단계와, 상기 제1단계를 거친 소재를 가열시키는 제2단계와, 상기 제2단계를 통해서 가열된 소재의 관통홀을 중심으로 링 롤링 공법을 통해서 상기 소재의 중심원의 원주 길이가 도어 프레임의 중심선의 길이와 일치되도록 원형 링 형태로 가공시키는 제3단계와, 업셋 단조를 통해서 상기 링 형태의 소재 양측면을 눌러서 직선 구간을 형성시키는 제4단계와, 상기 제4단계를 거친 소재를 정삭 가공하여 도어 프레임을 완성시키는 제5단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The door frame manufacturing method for a wind tower according to the present invention includes a first step of forming a through hole in a center portion of a disc-shaped material through a forging process, a second step of heating a material passed through the first step, and the second step. Through the ring rolling method around the through-hole of the heated material through the third step of processing in the form of a circular ring so that the circumferential length of the center circle of the material coincides with the length of the center line of the door frame, and through upset forging And a fourth step of forming a straight section by pressing both side surfaces of the ring-shaped material, and a fifth step of finishing the door frame by finishing the material that passed through the fourth step.

여기서, 상기 제5단계를 거친 소재의 두께(t)와 폭(w) 치수의 비율(t/w)이 0.5 내지 1인 것을 특징으로 한다.Here, the ratio (t / w) of the thickness (t) and the width (w) dimension of the material passed through the fifth step is characterized in that 0.5 to 1.

또한, 상기 제5단계는 소재의 양측면에 형성되는 직선 구간(a)이 곡선 구간(b)과의 길이 비율(a/b)이 0.7 이상인 것을 특징으로 한다.In addition, the fifth step is characterized in that the straight section (a) formed on both sides of the material has a length ratio (a / b) to the curved section (b) of 0.7 or more.

그리고, 상기 제5단계를 거친 소재의 폭(w)과 높이(L) 치수의 비율(w/L)이 0.1 이상인 것을 특징으로 한다.
Then, the ratio (w / L) of the width (w) and the height (L) dimension of the material passed through the fifth step is characterized in that more than 0.1.

본 발명에 따른 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법은 링 롤링 공법과 업셋 단조를 통해서 도어 프레임의 원형에 가깝게 성형하고, 정삭 공정을 통해서 제품을 완성하므로 종래의 황삭 공정을 생략할 수 있어 제작 비용 및 제작 시간을 절감할 수 있는 장점이 있다.
The door frame manufacturing method for the wind tower according to the present invention is formed close to the circular shape of the door frame through the ring rolling method and upset forging, and finished the product through the finishing process, so that the conventional roughing process can be omitted, the production cost and production This has the advantage of saving time.

도 1은 일반적인 풍력 타워를 도시하는 사시도.
도 2는 종래의 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법의 예시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법의 예시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법 중 제3단계를 거친 소재와 최종 제품의 비교도.
도 5는 본 발명의 제작 공법에 의해서 제작된 풍력 타워용 도어 프레임의 평면도.
도 6는 도 5의 사시도.1 is a perspective view showing a typical wind tower.
Figure 2 is an exemplary view of a conventional manufacturing method for the door frame for a wind tower.
Figure 3 is an exemplary view of a door frame manufacturing method for a wind tower according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a comparison of the final product and the material passed through the third step of the door frame manufacturing method for a wind tower according to an embodiment of the present invention.
5 is a plan view of a door frame for a wind tower manufactured by a manufacturing method of the present invention.
6 is a perspective view of FIG. 5;

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법의 예시도이다.Figure 3 is an exemplary view of a manufacturing method of the door frame for a wind tower according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 제작 공법은 도 3의 (a) 도시된 원판형 소재에 단조 공정을 통해서 중심부에 관통홀을 형성시키는 제1단계와, 상기 제1단계를 거친 소재를 가열시키는 제2단계와, 도 3의 (b)에 도시된 상기 제2단계를 통해서 가열된 소재의 관통홀을 중심으로 링 롤링 공법을 통해서 원형 링 형태로 가공시키는 제3단계와, 도 3의 (c) 및 (d)에 도시된 업셋 단조를 통해서 상기 링 형태의 소재 양측면을 눌러서 직선 구간을 형성시키는 제4단계와, 도 3의 (e)에 도시된 상기 제4단계를 거친 소재를 정삭 가공하여 도어 프레임을 완성시키는 제5단계로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the manufacturing method according to the present invention includes a first step of forming a through hole in a center portion of the disc-like material shown in FIG. 3 through a forging process, and a material having undergone the first step. The second step of heating, and the third step of processing in the form of a circular ring around the through-hole of the heated material through the second step shown in Figure 3b through a ring rolling method, Finishing the material after the fourth step of forming a straight section by pressing both sides of the ring-shaped material through the upset forging shown in (c) and (d), and the fourth step shown in (e) of FIG. The fifth step is to complete the door frame by processing.

먼저, 제1단계를 거치기 전 소재를 일정한 온도로 가열로에서 가열한 후에 예비 단조 공정인 황지(Rough-Shaping) 공정을 통해서 원판 형태로 제작한다.First, the raw material is heated in a heating furnace at a constant temperature before the first step, and then manufactured in the form of a disc through a rough-shaping process, which is a preliminary forging process.

이러한 예비 단계를 거친 소재는 제1단계를 통해서 중심부에 펀칭(Punching)을 이용하여 관통홀(110)을 형성시킨다.The material which has undergone such a preliminary step forms the through hole 110 by punching in the center portion through the first step.

다음으로, 제3단계에서 링 롤링(ring rolling) 공법을 이용하기 위한 가열 공정인 2단계를 거친게 되고, 제3단계에서 링의 직경을 키우게 된다. Next, in the third step, a heating step for using a ring rolling method is performed, and the third step is to increase the diameter of the ring.

링 롤링 공법은 메인 롤(Main Roll), 롤링 맨드렐(Rolling Mandrel)과 상하 각 하나의 액슬 롤(Axle Roll)로 구성된 단조 기계로서 링(Ring) 형상의 소재를 가압하여 링의 직경을 키워서 원하는 형상을 만드는 공법을 말한다.The ring rolling method is a forging machine consisting of a main roll, a rolling mandrel, and an axle roll on each of the upper and lower sides, and presses a ring-shaped material to increase the diameter of the ring. The method of making a shape.

여기서, 이러한 링 롤링 공법을 통해서 제3단계를 거친 소재의 중심원의 원주 길이가 완성품인 도어 프레임의 중심선 길이와 일치되도록 한다.Here, through the ring rolling method, the circumferential length of the center circle of the material which has passed through the third step is made to coincide with the length of the center line of the door frame as a finished product.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법 중 제3단계를 거친 소재와 최종 제품의 비교도이다.Figure 4 is a comparison of the final product and the material passed through the third step of the door frame manufacturing method for a wind tower according to an embodiment of the present invention.

도 4의 (a)에 도시된 제3단계를 거친 소재(10)의 중심원(14)의 원주 길이는 도 4의 (b)에 도시된 최종 완성품인 도어 프레임(20)의 중심선(24) 길이와 같아지도록 설계되어야 한다.The circumferential length of the center circle 14 of the material 10 passed through the third step shown in FIG. 4 (a) is the centerline 24 of the door frame 20, which is the final finished product shown in FIG. 4 (b). It must be designed to be equal in length.

다음으로, 제4단계는 도 3의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이 업셋 단조를 통해서 상기 링 형태의 소재 양측면을 눌러서 직선 구간을 형성시키고, 제5단계는 도 3의 (e)에 도시된 바와 같이 상기 제4단계를 거친 소재를 정삭 가공하여 도어 프레임을 완성시키는 단계이다.Next, in the fourth step, as shown in (c) and (d) of FIG. 3, pressing both sides of the ring-shaped material through upset forging to form a straight section, and the fifth step is (e) of FIG. 3. As shown in FIG. 4, the finishing of the door frame is completed by finishing the material passed through the fourth step.

먼저, 제4단계는 업셋 단조(upset forging) 시에 소재를 일정한 온도로 재가열하여야 하며, 하부 금형(50)에 가열된 소재(100)를 올리고 상부 금형(60)을 프레스 등으로 가압하여 양측면에 직선 구간을 형성시키게 되며, 제5단계는 최종적으로 제품을 정삭을 통해서 완성시키게 된다.First, the fourth step is to reheat the material to a constant temperature during upset forging, raise the heated material 100 to the lower mold 50 and press the upper mold 60 with a press or the like on both sides A straight section is formed, and the fifth step is to finally finish the product by finishing.

이러한 업셋 단조를 통해서 직선 구간을 형성시키기 위해서는 몇 가지 조건이 충족되어야 한다.In order to form a straight section through such upset forging, several conditions must be met.

즉, 상기 제5단계의 최종 단계를 거친 소재의 두께(t)와 폭(w) 치수의 비율(t/w)이 0.5 내지 1이고, 소재의 양측면에 형성되는 직선 구간(a)이 곡선 구간(b)과의 길이 비율(a/b)이 0.7 이상이며, 소재의 폭(w)과 높이(L) 치수의 비율(w/L)이 0.1 이상이어야 한다.That is, the ratio (t / w) of the thickness (t) and the width (w) of the material that passed through the final step of the fifth step is 0.5 to 1, and the straight section (a) formed on both sides of the material is a curved section. The ratio of length (a / b) to (b) is 0.7 or more, and the ratio (w / L) of the width (w) and the height (L) dimensions of the material shall be at least 0.1.

도 5는 본 발명의 제작 공법에 의해서 제작된 풍력 타워용 도어 프레임의 평면도이고, 도 6은 도 5의 사시도이다. 5 is a plan view of a door frame for a wind tower manufactured by a manufacturing method of the present invention, Figure 6 is a perspective view of FIG.

도 5에 도시된 바와 같이 양측면에 형성되는 직선 구간(a)은 상하부에 형성된 곡선 구간(b:정확하게는 타원 형태를 이룸)에 대하여 0.7 이상으로 길게 이루어져야 하며, 다만, 직선 구간이 너무 긴 경우에는 단조 과정에서 소재의 변형이 발생될 수도 있다.As illustrated in FIG. 5, the straight sections a formed on both sides of the straight sections a must be longer than 0.7 with respect to the curved sections formed in the upper and lower portions b (exactly an ellipse form). However, when the straight sections are too long, Deformation of the material may occur during the forging process.

다음으로, 소재의 높이(L)에 대하여 소재의 폭(w)이 너무 작은 경우, 소재의 폭(w)에 대하여 소재의 두께(t)가 너무 작거나 큰경우에도 업셋 단조 과정에서 소재의 변형이 발생될 수 있으므로, 소재의 두께(t)와 폭(w) 치수의 비율(t/w)이 0.5 내지 1소재의 폭(w)과 높이(L) 치수의 비율(w/L)이 0.1 이상이어야 한다.Next, when the width w of the material is too small for the height L of the material, the deformation of the material in the upset forging process even when the thickness t of the material is too small or too large for the width w of the material. Since the ratio (t / w) of the thickness (t) and the width (w) of the material is 0.5 to 1, the ratio (w / L) of the width (w) and the height (L) of the material is 0.1. Should be at least

이상과 같이 본 발명은 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법을 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
As described above, the present invention has a main technical idea to provide a door frame manufacturing method for a wind tower, and the above-described embodiment with reference to the drawings is only one embodiment, so the true scope of the present invention is the scope of the claims. Must be determined by

10, 100: 소재
110: 관통홀10, 100: material
110: through hole

Claims (4)

원판형 소재에 단조 공정을 통해서 중심부에 관통홀을 형성시키는 제1단계와;
상기 제1단계를 거친 소재를 가열시키는 제2단계와;
상기 제2단계를 통해서 가열된 소재의 관통홀을 중심으로 링 롤링 공법을 통해서 상기 소재의 중심원의 원주 길이가 도어 프레임의 중심선의 길이와 일치되도록 원형 링 형태로 가공시키는 제3단계와;
업셋 단조를 통해서 상기 링 형태의 소재 양측면을 눌러서 직선 구간을 형성시키는 제4단계와;
상기 제4단계를 거친 소재를 정삭 가공하여 도어 프레임을 완성시키는 제5단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법.
A first step of forming a through-hole in the center portion of the disc-shaped material through a forging process;
A second step of heating the material passed through the first step;
A third step of processing a circular ring shape so that the circumferential length of the center circle of the material coincides with the length of the center line of the door frame through a ring rolling method around the through hole of the material heated through the second step;
A fourth step of forming a straight section by pressing both sides of the ring-shaped material through upset forging;
And a fifth step of finishing the door frame by finishing the fourth rough material.
제 1 항에 있어서,
상기 제5단계를 거친 소재의 두께(t)와 폭(w) 치수의 비율(t/w)이 0.5 내지 1인 것을 특징으로 하는 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a door frame for a wind tower, characterized in that the ratio (t / w) of the thickness (t) and the width (w) of the material passed through the fifth step is 0.5 to 1.
제 1 항에 있어서,
상기 제5단계는,
소재의 양측면에 형성되는 직선 구간(a)이 곡선 구간(b)과의 길이 비율(a/b)이 0.7이상인 것을 특징으로 하는 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법.
The method of claim 1,
In the fifth step,
The method of manufacturing a door frame for a wind tower, characterized in that the straight section (a) formed on both sides of the material has a length ratio (a / b) with the curved section (b) of 0.7 or more.
제 1 항에 있어서,
상기 제5단계를 거친 소재의 폭(w)과 높이(L) 치수의 비율(w/L)이 0.1이상인 것을 특징으로 하는 풍력 타워용 도어 프레임 제작 공법.
The method of claim 1,
Door frame manufacturing method for a wind tower, characterized in that the ratio (w / L) of the width (w) and the height (L) dimensions of the material passed through the fifth step is 0.1 or more.
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