KR101379573B1

KR101379573B1 - 파쇄 장치 공구의 베어링

Info

Publication number: KR101379573B1
Application number: KR1020070125787A
Authority: KR
Inventors: 오시 카라
Original assignee: 산드빅 마이닝 앤드 컨스트럭션 오와이
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2014-03-31
Also published as: US20080173457A1; JP2008142885A; US8550180B2; ES2377351T3; CN101195215A; JP5351413B2; FI20065775A0; KR20080052456A; EP1930127A1; FI119228B; FI20065775A; EP1930127B1; CN101195215B

Abstract

본 발명은 베어링이 장착된 파쇄 장치를 고정하는 방법, 파쇄 장치 및 공구 부싱에 관한 것이다. 파쇄 장치 (1, 40) 의 공구 (6) 는 베어링 소재로 제작된 하나 이상의 베어링 부싱 (14) 이 있는 베어링과 결합되며, 베어링 공간 (25) 에 배치된다. 상기 베어링 부싱과 베어링 공간 사이에는 끼워 맞춤 틈이 존재하고, 이를 통해 상기 베어링 부싱이 수동으로 베어링 공간에 끼워질 수 있다. 사용하는 동안, 충격 장치 (5) 를 사용하여 상기 공구에 압축 응력 펄스를 발생하고, 이를 통해 응력파 (9) 가 공구 내로 이동하여, 공구 표면에 공구의 수직한 방향으로 움직임을 발생시킨다. 이러한 움직임은 베어링 부싱에 전달되고, 베어링 부싱이 베어링 공간에 대해 가압되는 방식으로 반경 방향으로 베어링 부싱을 변형하게 된다.

파쇄 장치

Description

파쇄 장치 공구의 베어링{BEARING OF A BREAKING DEVICE TOOL}

본 발명은 파쇄 장치 공구에 베어링을 결합하는 방법, 파쇄 장치 및 베어링에 사용되는 공구 부싱 (bushing) 에 관한 것이다. 상기 장치는 적어도 프레임, 공구 및 충격 장치를 포함한다. 상기 충격 장치의 충격 부재를 통해, 상기 공구 내에서 압축 응력 펄스가 발생되고, 이 공구는 파쇄될 재료에 압축 응력 펄스를 전달한다. 상기 공구 주변의 베어링 공간에는 베어링 부싱이 배치되어 있으며, 축방향으로 이동 가능하도록 상기 베어링 부싱의 내주상의 슬라이드 표면이 상기 공구에 베어링을 결합하도록 되어 있는 베어링이 장착된 공구를 고정하고 있다. 본 발명의 목적은 독립 청구항의 전제부에 좀 더 자세하게 기재되어 있다.

예를 들어, 암석, 콘크리트 또는 다른 비교적 단단한 재료를 파쇄하는 경우, 파쇄 해머는 굴착기 또는 다른 기본 기계의 보조 장치로서 사용되는 파쇄장치이다. 상기 파쇄 해머의 충격 장치는 상기 파쇄 해머에 부착된 공구에 압축 응력 펄스를 공급하는데 사용되며, 공구는 상기 응력 펄스를 파쇄될 재료에 전달하게 된다. 동시에 상기 공구는 파쇄될 재료에 대해 가압되어, 상기 응력파의 작용 및 가압에 의해 공구가 상기 파쇄될 재료 내부로 침투하게 되어, 그 결과 재료가 파쇄된다. 상기 파쇄 장치의 공구는 파쇄 작업시 축방향으로 움직일 수 있도록 상기 파쇄 장치 프레임의 베어링에 장착되어 있다. 상기 공구는 통상적으로 하나 이상의 베어링 부싱에 의해 미끄럼 베어링에 장착된다. 공지된 방법에서, 상기 베어링 부싱은 공구 부싱에 부착되며, 이 공구 부싱은 상기 파쇄 장치 프레임에 부착된다. 상기 베어링 부싱은 사용함에 따라 마모되는 미끄럼 베어링이기 때문에, 때때로 교체되어야 한다. 공지의 방법은 작업 현장 조건에서 마모된 베어링 부싱을 교체하는데 어려움이 많으며, 시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 파쇄 장치 공구에 베어링을 결합하는 방법, 파쇄 장치 및 공구 부싱을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 방법은 베어링 부싱과 베어링 공간의 직경의 치수를 서로 대응되게 했을 때 발생되는 힘의 영향을 받지 않고, 상기 베어링 부싱을 축 방향으로 상기 베어링 공간에서의 정위치에 삽입하며, 파쇄 장치를 사용하는 동안 상기 공구 에 압축 응력 펄스가 작용되도록 하여 상기 베어링 부싱을 실질적으로 움직이지 않도록 축방향으로 고정하여, 상기 공구 내의 응력파가 이 공구 표면에 수직한 운동을 발생시키고, 이 운동이 베어링 부싱에 전달되어, 상기 베어링 부싱에 소성 변형을 야기하고, 이 베어링 부싱은 상기 베어링 공간에서 정위치에 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 파쇄 장치는 베어링 부싱의 외경과 상기 베어링 공간의 직경 사이에서 틈새 끼워 맞춤이 이루어지고, 상기 베어링 부싱은 변형 가능한 베어링 소재로 되어 있으며, 상기 베어링 부싱은 장착된 이후에 상기 베어링 공간의 외부로 축방향으로 빠지는 것이 방지되고, 상기 공구 내의 응력파와 이 응력파로 인하여 상기 공구 표면에 수직한 방향으로 발생하는 운동이 상기 베어링 부싱을 상기 베어링 공간에 대해 변형되게 할 때, 상기 베어링 부싱은 상기 파쇄 장치의 사용 동안 베어링 공간에서 정위치에 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공구 부싱은 상기 베어링 부싱의 외경과 상기 베어링 공간 사이에 틈새가 있고, 이 틈새를 통해 상기 베어링 부싱은 상기 부싱 프레임의 방해 없이 상기 어깨부 쪽으로 또한 그로부터 멀어지게 축방향으로 움직일 수 있고, 상기 공구 부싱은 하나 이상의 잠금 수단을 포함하여, 이 잠금 수단에 의해 상기 베어링 부싱이 상기 부싱 프레임의 외부로 축방향으로 빠지는 것이 방지되며, 상기 베어링 부싱은 변형 가능한 소재로 되어 있어서, 상기 파쇄 장치의 사용 동안 변형되어 상기 베어링 공간에 움직이지 않도록 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 사상은 상기 파쇄 장치 공구가 하나 이상의 베어링 부싱을 통해 설치되며, 이 베어링 부싱은 상기 공구가 파쇄 장치의 프레임에 대하여 축방향으로 움직일 수 있도록 공구에 베어링을 제공한다. 상기 베어링 부싱은 미끄럼 베어링 소재로 제작된 기다란 부품이며, 베어링 공간내에 배치된다. 상기 베어링 부싱의 결합이 용이하도록 상기 베어링 부싱의 외경과 베어링 공간 사이에는 틈새 깨워맞춤이 주어진다. 사용하는 동안, 상기 베어링 부싱은 공구 내에서 이동하는 압축 응력 펄스의 응력파를 받게되며, 이에 의해 상기 베어링 부싱은 상기 응력파의 영향에 의해 변형되게 된다. 상기 베어링 부싱의 둘레는 둘레 방향으로 확장되어 변형된다. 상기 베어링 부싱 둘레의 확장은 베어링 부싱과 베어링 공간 사이에서 압축 응력을 발생시켜, 부싱이 움직이지 않도록 고정한다. 그러므로, 본 발명에 따른 해결책에 있어서, 충격 장치에 의해 발생된 응력파는 두 가지 역할을 하게 되는데, 우선, 처리할 재료의 파쇄에 기여하고, 또한, 공구의 베어링 부싱이 베어링 공간에서 정위치에 실제로 부착될 수 있도록 한다.

본 발명의 이점은 베어링 공간과 베어링 부싱 사이에 틈새가 존재하기 때문에, 베어링 부싱을 베어링 공간에서 정위치에 축방향으로 쉽게 장착할 수 있다는 점이다. 장착하는데 특별한 가압 공구 등이 필요 없으며, 상기 베어링 부싱을 손의 힘으로 베어링 공간에 삽입할 수 있다. 또한, 상기 베어링 부싱은 제조 비용도 적은 간단하고 유용한 물품이다.

본 발명의 실시형태의 사상은 하나 이상의 사전 잠금 부재를 사용하여 베어링 부싱이 베어링 공간의 외부로 축방향으로 빠지지 않도록 방지된다. 상기 사전 잠금 부재는 베어링 부싱이 변형되어 실제 베어링 공간에 부착될 때까지 베어링 부싱을 일시적으로 정위치에 유지시킨다.

본 발명의 실시형태의 사상은 하나 이상의 베어링 공간이 축방향 하방으로 개방되도록 상기 공구측의 파쇄 장치 하단부에 위치하게 된다. 그러므로, 파쇄 장치의 하부 프레임을 분해하지 않고 베어링 부싱을 베어링 공간내의 정위치로 가도록 아래로부터 축방향으로 삽입할 수 있다. 교체를 위해서는 공구만 분리되면 된다. 이러한 실시형태의 이점은 베어링 부싱을 교체하는데 있어서 매우 빠르고 간편하다는 점이다. 또한, 파쇄 장치를 분해할 필요가 없기 때문에, 더러운 작업 환경 조건에서 교체할 수 있다는 점이다. 작업 환경에서 베어링 부싱을 교체할 수 있기 때문에, 파쇄 장치 사용을 중지하는 시간을 최대한 줄일 수 있다.

본 발명의 실시형태의 사상은 파쇄 장치가 베어링 부싱을 수용하기 위한 베어링 공간을 형성하는 내부 원형 부싱 프레임을 갖는 공구 부싱을 포함한다는 점이 다. 상기 부싱 프레임은 하나 이상의 잠금 수단을 통해 상기 파쇄 장치의 프레임에 움직이지 않도록 부착될 수 있다. 파쇄 장치의 작동 동안 상기 베어링 부싱은 부싱 프레임의 내주에 대하여 반경 방향으로 가압되도록 변형되게 배치되어 있다. 상기 부싱 프레임의 강도는 베어링 부싱의 강도보다 더 크고, 그 결과 응력파의 작용에 의해 실질적으로 베어링 부싱만이 변형된다. 이러한 실시형태의 이점은 필요하다면 부싱 프레임 및 그 안에 있는 베어링 공간을 분리하여 교체할 수 있다는 점이다. 또한, 이미 사용되고 있는 파쇄 장치의 공구 부싱을 이러한 실시형태에 따라 공구 부싱으로 교체할 수 있으며, 이를 통해 베어링 부싱의 교체를 용이하게 할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시형태의 사상은 베어링 공간이 파쇄 장치의 프레임에 직접 형성된다는 점이다. 그러므로, 장치를 사용하는 동안 파쇄 장치의 프레임의 대하여 상기 베어링 부싱이 변형되게 된다. 이러한 실시형태의 이점은 상기 파쇄 장치가 베어링 공간을 형성하기 위해 별도의 부싱 프레임을 필요로 하지 않는다는 점이다. 그러므로, 파쇄 장치 프레임내에서 공구 주위에 형성되는 구멍의 직경은 별도의 부싱 프레임을 사용하는 경우보다 더 작을 수 있으며, 이에 따라 제조 비용을 절감한다. 또한, 부싱 프레임을 제작할 필요가 없다. 또한, 상기 파쇄 장치 프레임에 형성된 베어링 공간은 특히 견고하기 때문에, 사용시 변형된 베어링 부싱의 압축 응력을 잘 수용할 수 있다.

본 발명의 실시형태의 사상은 베어링 부싱이 베어링 청동으로 제작된다는 것이다. 베어링 청동은 변형되어 그 내부에 압축 응력을 야기할 수 있도록 응력 파의 작용에 의해 쉽게 변형되며, 여전히 충분한 항복 강도를 갖기 때문에, 베어링 청동은 파쇄 장치 공구의 미끄럼 베어링으로 사용되기에 매우 적합하며, 상기 압축 응력은 베어링 부싱과 베어링 공간 사이의 마찰을 통해 베어링 부싱이 베어링 공간에서 정위치에 유지하도록 한다. 또한, 베어링 청동을 사용하는 이점은 어떠한 이유로 베어링 부싱과 공구 사이에 윤활유 막이 존재하지 않더라도, 손상되지 않은 상태로 짧은 기간 동안 건식 사용을 견딜수 있다는 점이다.

본 발명의 실시형태의 사상은 베어링 부싱의 벽 두께가 8 내지 12mm 이다는 것이다. 그러므로, 베어링 부싱이 충분하게 견고하며, 반경 방향 변형의 결과로서 그 내부에 충분한 압축 응력이 발생된다. 만일 베어링 부싱이 충분하게 견고하지 않는 경우, 베어링 공간의 정위치에 적절히 위치할 수 없게 된다. 한편, 베어링 부싱의 벽 두께는 응력파가 변형을 일으키기에 충분하지 않도록 너무 두꺼워서는 안된다.

본 발명의 실시형태의 사상은 가벼운 소재로 제작된 하나 이상의 사전 잠금 부재를 사용하여, 상기 베어링 부싱이 베어링 공간에서 빠져나가지 않도록 되어 있다는 점이다. 경량의 사전 잠금 부재의 이점은 충격 장치의 작동 동안 밀도가 더 큰 소재를 사용하는 경우와는 달리 큰 가속력을 받지 않는다는 점이다. 상기 사전 잠금 부재의 밀도는 프레임 소재보다 확연히 작다. 상기 사전 잠금 부재 소재의 밀도는 3000kg/㎥ 미만이며, 일반적으로 강으로 된 프레임의 밀도는 약 80000kg/㎥ 이다. 그러므로, 상기 사전 잠금 부재는, 예를 들어, 플라스틱 소재 또는 탄소, 아라미드 또는 유리 섬유 또는 이와 비슷한 섬유 등으로 강화 된 강화 플라스틱으로 제작될 수 있다. 또한, 상기 사전 잠금 부재는 알루미늄 합금과 같은 가벼운 금속으로 제작될 수 있다. 또한, 이 부재는 섬유재 또는 심지어 고무로 제작될 수 있다. 사전 잠금 부재에 작용되는 가속력이 비교적 작기 때문에, 진동이 있더라도, 가벼운 소재로 제작된 사전 잠금 부재는 잠금 홈, 잠금 개구부와 같은 그를 위해 만들어진 잠금 표면을 변형시키지 못한다. 한편, 저밀도 소재로 만들어진 사전 잠금 부재는 고밀도 소재로 제작된 잠금 표면보다 통상적으로 유연하다. 상기 잠금 표면보다 밀도가 작은 소재로 제작된 사전 잠금 부재는 진동에 의해 사용 동안 마모되지만, 이는 중요하지 않는데, 왜냐하면 사전 잠금 부재의 역할이 충격 장치에 의해 일부 압축 응력 펄스가 공구에 전달되고, 베어링 부싱이 베어링 공간에 균일하게 가압되도록 공구 내의 응력파가 베어링 부싱을 변형시킬 때까지, 베어링 공간에 베어링 부싱을 유지하는 것이기 때문이다.

본 발명의 실시형태의 사상은 사전 잠금 부재가 플라스틱 소재의 링이며, 이 링을 상기 베어링 공간의 둘레에 형성된 홈에 형태로 배치된다는 점이다. 이러한 잠금링을 정위치에 배치하는 것이 간결하고 빠르다. 또한, 플라스틱 소재의 저렴하고 높은 질의 잠금 부재를 제작하기에 용이하다.

도 1 에 있어서, 파쇄 해머 (1) 가 굴착기 (2) 의 붐 (3) 에 배치되어 있다. 상기 파쇄 해머 (1) 은 유압, 공압 또는 전기 장치가 될 수 있다. 압축 응력 펄스가 상기 해머에 있는 충격 장치 (5) 로 이 해머에 연결된 공구 (6) 에 주어 짐과 동시에, 상기 파쇄 해머 (1) 가 파쇄될 재료 (4) 에 대하여 붐 (3) 을 통해 가압되며, 상기 공구 (6) 는 상기 응력 펄스를 파쇄될 재료에 전달하게 된다. 상기 충격 장치 (5) 는 통상적으로 상기 공구 (6) 의 상단부에 있는 충격 표면을 타격하는 왕복 충격 피스톤을 포함한다. 어떤 경우에는, 상기 충격 부재는 왕복 충격 피스톤이 아닌 다른 부재가 될 수 있다. 또한, 상기 파쇄 해머 (1) 주위에 보호 케이싱이 설치될 수 있으며, 이는 손상이나 불순물로부터 파쇄 해머를 보호하게 된다.

본 출원에 있어서, 상기 파쇄 해머의 하부 (1a) 는 상기 공구 (6) 측의 단부를 말하고, 파쇄 해머의 상부 (1b) 는 상기 파쇄 해머 (1) 가 상기 붐 (3) 등에 연결되는 단부를 말한다. 또한, 상기 파쇄 해머 (1) 는, 예를 들어, 암석 분쇄기와 같은 움직일 수 있는 기본 기계에서 고정 베이스에 부착된 붐 상에 배치될 수 있다.

도 2 는 파쇄 장치의 작동 원리를 간단히 나타낸 것이다. 상기 충격 장치 (5) 의 충격 부재 (7) 는 공구 (6) 에서 압축 응력 (-) 을 발생하고, 이는 공구 (6) 내에서 응력파로 전달된다. 응력파가 상기 공구 (6) 의 최외측 단부에 도달하게 되면, 응력파 중 일부는 파쇄될 재료 (4) 내부로 전달되고, 다른 일부는 반사파의 형태로 상기 충격 장치 (5) 로 되돌아 온다. 응력파가 상기 공구 (6) 내에서 이동하는 동안, 상기 응력파 (6) 는 공구 (6) 내에서 급작스런 작은 팽창부 (8) 를 발생시키게 되는데, 즉, 공구 (6) 의 공구 표면에 수직한 방향으로 예리한 해머링 운동 (9) 이 발생하게 된다.

또한, 도 2 에서 알 수 있듯이, 상기 공구 (6) 는 하나 이상의 베어링 (11) 을 통해 상기 파쇄 장치 (1) 의 프레임 (10) 에 베어링 장착되어 있다. 상기 베어링 (11) 은 상기 공구 (6) 와 접촉하는 미끄럼 베어링이다. 그러므로, 공구 (6) 에서의 반경 방향 해머링 운동은 상기 공구 (6) 의 표면에서 상기 베어링 (11) 으로도 전달되며, 이러한 특징은 본 발명에서 베어링 (11) 의 실제 부착 과정에 이용된다. 도 3 내지 도 10 및 관계된 상세한 설명은 상기 베어링의 실시형태 및 세부사항을 좀 더 자세하게 나타내고 있다.

도 3 은 상기 파쇄 해머의 하부 (1a) 중 일부분을 나타낸다. 상기 충격 부재 (7) 는 상기 공구 (6) 의 상단부에 있는 충격 표면 (12) 을 타격하는 가동 충격 피스톤이 될 수 있다. 상기 공구 (6) 는 상기 충격 부재 (7) 의 축방향으로 배치되며, 상부 베어링 하우징 (13) 및 하부 베어링 부싱 (14) 을 통해 프레임 (10) 에 대하여 지지될 수 있다. 상기 파쇄 해머 (1) 는 상기 공구 (6) 가 소정의 축방향 운동을 할 수 있게 하지만, 상기 공구 (6) 가 상기 파쇄 장치 (1) 의 외부로 완전히 벗어나는 것을 방지하는 리테이너 수단을 포함할 수 있다. 이러한 리테이너 수단은 하나 이상의 가로 방향 리테이너 핀 (15) 을 포함할 수 있으며, 이를 위해 가로 방향의 개구부가 상기 프레임 (10) 에 형성되어 있다. 또한, 상기 공구 (10) 가 상기 리테이너 핀 (15) 에 대하여 움직일 수 있도록 하기 위하여, 상기 리테이너 핀 (15) 이 있는 지점에서 공구에 얇은 부분 (16) 이 형성될 수 있다. 상기 파쇄 장치의 프레임이 분리되어 있을 때에, 상기 상부 베어링 부싱 (13) 은 상기 충격 부재 (7) 의 방향에서 상기 상부 베어링 공간 (17) 에 배치된다. 상기 상부 베어링 부싱 (13) 은 어깨부 (18) 와 카운터 링 (19) 등에 의해 축방향으로 지지되어 있다. 상기 상부 베어링 부싱 (13) 은 미끄럼 베어링 금속재로 제작될 수 있으며, 슬라이드 표면으로 윤활유가 지날 수 있는 윤활유 채널을 포함할 수 있다.

상기 프레임 (10) 의 하부에는 프레임 (10) 의 외면 쪽으로 개방되어 있는 공간 (20) 이 있으며, 이러한 공간 (20) 내부에는 A 방향으로 공구 부싱 (21) 이 아래로부터 배치되며, 상기 공구 부싱 (21) 은 부싱 프레임 (22) 및 그 안에 배치된 하부 베어링 부싱 (14) 을 포함한다. 상기 공구 부싱 (21) 은 그의 상단부에서 프레임 (10) 의 어깨부 (23) 에 지지되며, 상기 공간 (20) 외부로 벗어나지 않도록 가로 방향 잠금 핀 (24a) 및 잠금 홈 (24b, 24c) 과 같은 하나 이상의 잠금 수단을 통해 잠금된다. 상기 부싱 프레임 (22) 의 내주는 베어링 공간 (25) 을 형성하고, 이 베어링 공간 안으로 상기 베어링 부싱 (14) 이 삽입된다. 상기 충격 부재의 측에 있는 부싱 프레임 (22) 의 단부는 어깨부 (26) 를 포함할 수 있으며, 이 어깨부에 대하여 상기 베어링 부싱 (14) 이 삽입될 수도 있다. 또는, 프레임 (10) 의 어깨부 (23) 가 상기 베어링 부싱 (14) 이 있는 부분까지 연장되도록 상기 베어링 부싱 (14) 의 축방향으로의 움직임이 방지될 수 있다. 상기 부싱 프레임 (22) 의 반대쪽 단부가 있는 부분에는, 홈 (27) 이 있으며, 이 홈에는 플라스틱 소재로 만들어진 링과 같은 사전 잠금 부재 (28) 가 제공될 수 있다. 이 사전 잠금 부재 (28) 의 목적은 변형의 결과로 상기 베어링 부싱 (14) 이 베어링 공간 (25) 에 배치되기 전 또는 후에 상기 베어링 부싱 (14) 이 상 기 베어링 공간 (25) 외부로 벗어나는 것을 방지하는데 있다. 또는, 상기 사전 잠금 부재 (28) 는 가로 방향 핀 또는 상기 목적에 적합한 다른 부재일 수 있다. 상기 하부 베어링 부싱 (14) 이 마모된 경우에는, 상기 프레임 (10) 의 하부를 분해하거나, 상기 공구 부싱 (21) 을 분리하지 않고, 상기 파쇄 해머의 하부를 통해 하부 베어링 부싱이 교체될 수 있다.

도 3 에서 알 수 있듯이, 베어링 부싱 (14) 에는 하나 이상의 윤활유 채널 (29) 이 제공될 수 있으며, 이를 따라 윤활유가 베어링 부싱의 슬라이드 표면으로 흐르게 된다. 이와 유사하게, 상기 부싱 프레임 (22) 은 프레임 (10) 과 같이, 베어링 부싱 (14) 에 윤활유를 전달하는 채널 (30) 을 포함할 수 있다.

도 4 는 결합된 공구 부싱 (21) 을 나타낸다. 도 5 는 부싱 프레임 (22) 과 상기 베어링 공간 (25) 의 직경 (D1) 을 나타낸다. 도 6 은 베어링 부싱 (14) 및 그 외경 (D2) 을 나타낸다. 어려움 없이 설치 방향 (A) 으로 상기 베어링 공간 (25) 내부로 베어링 부싱 (14) 을 삽입하기 위해, 직경 (D1) 은 직경 (D2) 보다 크게 설정되어 있으며, 즉, 상기 베어링 부싱 (14) 과 베어링 공간 (25) 사이에는 작은 틈새가 존재한다. 이리하여, 서로 결합된 상기 부재들은 틈새 끼워 맞춤을 갖는다. 또한, 부싱 프레임 (22) 에 있는 어깨부 (26) 와 홈 (27) 사이의 거리, 즉, 베어링 공간 (25) 의 거리 (L1) 는 베어링 부싱 (14) 이 상기 베어링 프레임 (22) 내부에 결합될 수 있도록 베어링 부싱 (14) 의 길이 (L2) 보다 크거나 같다. 또한, 도 6 은 상기 베어링 공간 (25) 에 대한 부착면으로서의 역할을 하는 베어링 부싱 (14) 의 외주 (31) 와, 상기 공구 (6) 에 대한 슬라이드 표면의 역할을 하는 베어링 부싱 (14) 의 내주 (32) 가 나타나 있다. 또한, 도 6 은 상기 베어링 부싱 (14) 의 벽 두께 (W) 를 나타내고 있으며, 이 벽 두께는 8 내지 12mm 이다. 그러므로, 베어링 부싱 (14) 은 반경 방향 변형 결과 필요한 압축 응력이 그 안에서 발생될 수 있도록 충분히 견고하다. 만일 베어링 부싱 (14) 이 충분하게 견고하지 않는 경우, 상기 베어링 공간 (25) 의 정위치에 적절히 유지되지 못하게 된다. 한편, 상기 베어링 부싱 (14) 의 벽 두께 (W) 는 응력파 (9) 가 베어링 부싱에 반경 방향 변형을 발생시키지 못할 정도록 크게되어서는 안된다. 또한, 도 6 은 베어링 부싱 (14) 의 내경 (D3) 을 나타내는데, 이 내경은 미끄럼 베어링이 제 역할을 하도록 상기 공구 (6) 의 외경보다 크게 설정되어 있다.

도 7 은 파쇄 해머의 하부 (1a) 의 다른 구조를 나타내는데, 도 3 과는 달리, 부싱 프레임 (22) 이 없으며, 대신, 하부 베어링 부싱 (14) 은 프레임 (10) 하부에 형성된 베어링 공간 (25) 에 배치되어 있다. 상기 베어링 공간 (25) 의 하부는 프레임 (10) 의 하부 외부면까지 형성되어 있으며, 이에 의해 프레임 (10) 을 분해하지 않고, 베어링 부싱 (14) 이 설치 방향 (A) 으로 밑에서 밀려서 베어링 공간 (25) 내의 그 정위치로 갈 수 있다. 상기 베어링 부싱 (14) 은 그 상단부에서 상기 프레임 (10) 에 형성된 어깨부 (23) 에 지지된다. 상기 베어링 부싱의 하단부에서, 이 베어링 부싱 (14) 은 적어도 상기 베어링 공간 (25) 에 대해 반경 방향으로 변형되어 정위치에서 잠금될 때까지 적절한 사전 잠금 부재 (28) 에 의해 지지될 수 있다.

도 8 및 도 9 는 어떻게 베어링 부싱 (14) 이 베어링 공간 (25) 에 부착되는지를 나타낸다. 공구 (6) 내에서 이동하는 응력파 (9) 는 공구 표면상에 서 이 표면 수직한 방향으로 운동을 발생시키게 되고, 이 운동은 베어링 부싱 (14) 에 전달된다. 이러한 작은 해머링 운동은 도 8 에서 화살표로 나타내었다. 설치 이후에는, 베어링 부싱 (14) 과 베어링 공간 (25) 사이에는 작은 틈새 (33) 가 존재한다. 응력파로 인한 해머링 운동은 베어링 부싱 (14) 을 변형시켜, 팽창하도록 하여, 베어링 부싱 (14) 의 외주가 베어링 공간 (25) 에 가압되어, 틈새 (33) 가 사라진다.

도 9 에서 보는 바와 같이, 사용시, 공구 (6) 와 베어링 부싱 (14) 사이의 틈새 (39) 로 인하여, 베어링 부싱 (14) 측의 일 지지점 (36) 에 대해 공구 (6) 가 지지된다. 상기 공구 (6) 는 이렇게 해서 상기 베어링 부싱 (14) 내부에 편심 배치 된다. 이 때문에, 하나의 응력파가 진행하는 동안, 해머링 운동은 본질적으로 상기 지지점 (36) 에서만 베어링 부싱 (14) 에 전달된다. 도 9 에서 보는 바와 같이, 예를 들어, 상기 지지점 (36) 의 반대측에는 최대 틈새 (39a) 가 발생하고, 상기 공구 (6) 의 표면에 있는 작은 팽창부는 상기 베어링 부싱 (14) 에 영향을 미치지 못한다. 그러나, 베어링 부싱 (14) 내부의 공구 (6) 위치는 상기 파쇄 해머를 사용하는 동안 계속해서 변하고, 그 결과, 상기 변형력이 베어링 부싱 (14) 의 둘레의 다른 지점으로 전달된다. 도 9 에소 보는 바와 같이, 상기 지지점 (36) 에 응력파에 의한 반경 방향 힘 (37) 이 작용하는 경우, 베어링 부싱 (14) 이 공구 (6) 와 베어링 하우징 (25) 사이에서 가압되고, 이 때문에 베어링 부싱 (14) 의 둘레가 화살표 (38) 방향으로 늘어나는 경향이 있다. 상기 베어링 부싱 (14) 의 둘레가 늘어나는 경우, 팽창하여 전체 부싱의 반경 방향 변형을 야기한다. 상기 베어링 부싱 (14) 의 직경은 영구적으로 커지고, 이 베어링 부싱은 베어링 하우징 (25) 에 견고하게 가압된다.

상기 베어링 공간 (25) 은 강 또는 베어링 소재보다 더 강하고, 베어링 공간 (5) 이 본질적으로 변형되지 않고 베어링 부싱 (14) 의 팽창에 의한 압축 응력을 수용할 수 있는 소재로 될 수 있다. 상기 베어링 부싱 (14) 은, 예를 들어 베어링 청동과 같은 적절한 베어링 금속으로 제작될 수 있다. 또는, 상기 베어링 부싱 (14) 은 변형 가능한 슬라이드 재료 또는 심지어 플라스틱 재료 등으로도 제작될 수 있다.

도 10 은 베어링 공간 (25) 으로부터 응력파 (9) 에 의해 변형된 베어링 부싱 (14) 을 제거하는 두 가지 다른 방법들을 나타내고 있다. 베어링 부싱 (14) 을 제거하기 전에, 공구 (6) 가 분리되고, 만일 사용 후에 사전 잠금 부재 (28) 가 그대로 있다면 이 부재를 제거한다. 그 후에, 베어링 부싱 (14) 의 내주면에 하나 이상의 종방향 용접 비드 (34) 가 용접되며, 이 비드는 베어링 부싱 (14) 이 베어링 공간 (25) 에서 이탈될 수 있게 수축되도록 만든다. 상기 베어링 부싱 (14) 에 종방향 관통홈 (35) 을 만드는 방법도 고려할 수 있으며, 이 경우 베어링 부싱 (14) 은 더 작은 직경으로 가압되며, 그 결과 베어링 공간 (25) 에서 이탈될 수 있다. 상기 베어링 부싱 (14) 은 작업 장소 조건에서 통상적인 공구를 사용하여 제거될 수 있다.

본 발명에 따른 방법을 파쇄 해머 공구 (6) 의 상부 베어링 부싱 (13) 에도 적용 가능하다. 이러한 경우에 있어서, 공구 (6) 에서 전달되는 응력파 (9) 를 사용하여 상부 베어링 부싱 (13) 이 상부 베어링 공간 (17) 에서 그 정위치에 부착될 수도 있으며, 응력파는 반경 방향으로 베어링 부싱 (13) 을 변형시키고, 이 베어링 부싱이 베어링 공간 (17) 에 견고하게 가압되게 한다. 상기 상부 베어링 부싱 (13) 은 하나 이상의 사전 잠금 부재 (28) 를 통해 상기 베어링 공간 (17) 에 지지될 수 있으며, 이 때문에 도 3 에 도시된 방식으로 어깨부 (18) 및 카운터 링 (19) 을 통해 베어링 부싱 (13) 을 지지할 필요가 없다.

도 11 은 암석 드릴링 기계 (40) 를 나타내는데, 이는 암석 드릴링 리그의 붐 (3) 에 있는 이송 비임 (41) 에 장착된다. 상기 암석 드릴링 장치 (40) 는 충격 장치 (5) 를 포함하는 파쇄 장치의 일 종류이다. 충격 장치 (5) 에 있는 충격 부재 (7) 를 통해, 압축 응력 펄스가 상기 충격 장치 (5) 의 연장부에 있는 공구 (6) 내에서 발생된다. 이 공구 (6) 는 드릴 섕크 (6a) 및 하나 이상의 연장 로드 (6b, 6c) 를 포함할 수 있으며, 또한, 상기 공구의 최외측 단부에 는 드릴 비트가 장착될 수 있다. 상기 암석 드릴링 기계 (40) 는 회전 장치 (42) 를 포함할 수 있으며, 이를 통해 상기 공구 (6) 가 종축선을 중심으로 회전될 수 있다. 또한, 상기 암석 드릴링 기계 (40) 는 이송 비임 (41) 에 지지되어 있는 이송 장치 (43) 를 이용하여 움직일 수 있다. 본 출원에 있어서, 드릴 섕크 (6a) 측에 있는 암석 드릴링 기계 (40) 의 단부는 하부 또는 하단부로 명칭될 수 있다.

도 12 는 암석 드릴링 기계 (40) 의 구조를 나타낸다. 상기 드릴 섕크 (6a) 는 미끄럼 베어링 재료로 제작된 하나 이상의 베어링 부싱 (14) 을 통해 프레임 (10) 에 지지된다. 상기 베어링 부싱 (14) 은 암석 드릴링 기계의 프레임 (10) 에 직접 형성되는 베어링 공간 (25) 에 배치되거나, 이러한 목적을 위해 프레임에 형성된 공간과 결합되거나 분리될 수 있는 별도의 부품에 설치될 수 있다. 상기 베어링 공간 (25) 은 프레임 (10) 을 분해하지 않고 베어링 부싱 (14) 을 정위치에 삽입할 수 있도록 상기 암석 드릴링 기계 (40) 의 하단부 또는, 즉 드릴 비트 (6a) 측의 단부에 장착될 수 있다. 베어링 부싱 (14) 을 미리 부착하고 베어링 공간 (25) 내 정위치에서 실제 잠금하는 것은 본 출원에서 전술한 방법들을 통해 이루어질 수 있다. 상기 베어링 부싱 (14) 이 장착된 이후에는, 충격 장치를 통해 주어진 충격 펄스를 통해 베어링 부싱 (14) 이 변형되고, 베어링 공간 (25) 쪽으로 가압될때까지는 회전이 정지된다. 이 이후에 상기 회전이 시작되고, 정상적인 드릴링 작업이 시작된다.

일부 경우에 있어서, 본 출원에 개시된 특징들은 다른 특징들과 별개로 사용될 수 있다. 또한 본 출원에 개시된 특징들은 필요하다면 다른 조합을 형성하도록 결합될 수 있다.

상기 도면 및 이와 관련된 설명들은 본 발명의 사상을 예시하기만을 위한 것이다. 본 발명의 자세한 사항들은 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 내에서 변형이 가능하다.

본 발명의 일부 실시형태는 하기의 도면을 통해 좀 더 자세히 설명될 수 있다.

도 1 은 굴착기의 붐 (boom) 에 장착된 파쇄 해머의 사시도이다.

도 2 는 발생된 응력파를 파쇄될 재료에 전달하는 공구 내에 압축 응력 펄스가 발생하는 모습을 나타낸다.

도 3 은 파쇄 장치의 하부 단면의 사시도이다.

도 4 는 공구 부싱 측단면도이다.

도 5 는 도 4 에 따른 공구 부싱의 부싱 프레임의 측단면도이다.

도 6 은 도 4 에 따른 공구 부싱의 베어링 부싱의 측단면도이다.

도 7 은 다른 파쇄 해머의 하부 단면의 사시도이다.

도 8 은 베어링 부싱이 변형되기 전, 공구의 종 방향에서 본 본 발명에 따른 베어링의 단면을 나타낸다.

도 9 는 베어링 부싱이 응력파의 작용에 의해 변형된 후, 공구의 종 방향에서 본 본 발명에 따른 베어링의 단면을 나타낸다.

도 10 은 베어링 하우징에서 변형된 베어링 부싱을 제거하는 다른 방법을 나타낸다.

도 11 은 암석 드릴링 기계의 사시도이다.

도 12 는 암석 드릴링 기계의 단면 구조를 나타낸다.

명확성을 위해 본 발명의 실시형태를 도면에 간단하게 나타내었다. 유사 한 부분은 동일한 부재번호로 나타내었다.

Claims

파쇄 장치 공구에 베어링을 결합하는 방법으로,

상기 파쇄 장치 (1, 40) 는 프레임 (10), 공구 (6) 및 충격 부재 (7) 를 갖는 충격 장치 (5) 를 포함하고, 상기 충격 부재를 통해 상기 공구 (6) 내에서 압축 응력 펄스가 발생되며 이 공구는 압축 응력 펄스를 파쇄될 재료 (4) 에 전달하고,

상기 방법은

외주 (31) 및 내주 (32) 를 갖는 하나 이상의 베어링 부싱 (14) 을 상기 공구 (6) 주위에 배치하는 단계,

상기 공구 (6) 주위의 환형의 베어링 공간 (25) 에 상기 베어링 부싱 (14) 을 움직이지 않도록 부착하는 단계, 및

상기 공구 (6) 가 축방향으로 이동 가능하도록 상기 베어링 부싱 (14) 의 내주 (32) 상의 슬라이드 표면을 이용하여 상기 공구 (6) 에 베어링을 결합하는 단계를 포함하는 방법에 있어서,

상기 베어링 부싱 (14) 의 외경 (D2) 과 상기 베어링 공간 (25) 의 직경 (D1) 사이에 틈새 끼워 맞추도록 배열하고,

상기 베어링 부싱 (14) 과 상기 베어링 공간 (25) 의 직경 (D1, D2) 의 치수를 서로 대응되게 했을 때 발생되는 힘의 영향을 받지 않고 상기 베어링 부싱 (14) 을 축 방향으로 상기 베어링 공간 (25) 에서의 정위치에 삽입하며,

상기 파쇄 장치 (1) 를 사용하는 동안 상기 공구 (6) 에 압축 응력 펄스가 작용되도록 하여 상기 베어링 부싱 (14) 을 실질적으로 움직이지 않도록 축방향으로 고정하여, 상기 공구 내의 응력파가 이 공구 (6) 표면에 수직한 운동을 발생시키고, 이 운동이 베어링 부싱 (14) 에 전달되어, 상기 베어링 부싱에 소성 변형을 야기하고, 이 베어링 부싱은 상기 베어링 공간 (25) 에서 정위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 파쇄 장치 공구에 베어링을 결합하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 공구측의 프레임 (10) 하단부에 상기 프레임의 하부 외부면에 연결된 베어링 공간 (25) 을 배치하고,

상기 프레임을 분해하지 않고, 최하부의 베어링 부싱 (14) 을 아래로부터 눌러 상기 베어링 공간 (25) 에서의 정위치에 배치하는 것을 특징으로 하는 파쇄 장치 공구에 베어링을 결합하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공구측의 프레임 (10) 하단부에 상기 프레임의 외부면에 연결된 공간 (20) 을 배치하고,

상기 공간 (20) 내에 기다란 부싱 프레임 (22) 을 포함하는 공구 부싱을 배치하고, 하나 이상의 잠금 부재 (24a) 를 사용하여 상기 공구가 움직이지 않도록 고정하며,

상기 베어링 공간 (25) 에서 베어링 부싱 (14) 을 상기 부싱 프레임 (22) 에 배치하는 것을 특징으로 하는 파쇄 장치 공구에 베어링을 결합하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하나 이상의 사전 잠금 부재 (28) 를 사용하여 상기 베어링 부싱 (14) 이 상기 베어링 공간 (25) 외부로 축방향으로 빠지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 파쇄 장치 공구에 베어링을 결합하는 방법.
제 4 항에 있어서, 플라스틱 재료로 제작된 사전 잠금 부재 (28) 를 사용하여 상기 베어링 부싱 (14) 을 정위치에 축방향으로 미리 고정하는 것을 특징으로 하는 파쇄 장치 공구에 베어링을 결합하는 방법.
프레임 (10),

압축 응력 펄스를 발생시키기 위한 충격 부재 (7) 를 갖는 충격 장치 (5),

상기 충격 부재 (7) 의 연장부에 배치되고, 파쇄될 재료 (4) 에 응력파 (9) 로서 상기 압축 응력 펄스를 전달하게 되는 공구 (6), 및

상기 공구 (6) 주위에서 베어링 공간 (25) 에 배치되며, 베어링 소재로 되어 있고, 이를 통해 상기 공구 (6) 가 축방향으로 움직이도록 미끄럼 베어링을 형성하게 되는 하나 이상의 베어링 부싱 (14) 을 포함하는 파쇄 장치에 있어서,

상기 베어링 부싱 (14) 의 외경 (D2) 과 상기 베어링 공간 (25) 의 직경 (D1) 사이에서 틈새 끼워 맞춤이 이루어지고,

상기 베어링 부싱 (14) 은 변형 가능한 베어링 소재로 되어 있으며,

상기 베어링 부싱 (14) 은 장착된 이후에 상기 베어링 공간 (25) 의 외부로 축방향으로 빠지는 것이 방지되고,

상기 공구 (6) 내의 응력파와 이 응력파로 인하여 상기 공구 (6) 표면에 수직한 방향으로 발생하는 운동이 상기 베어링 부싱 (14) 을 상기 베어링 공간 (25) 에 대해 변형되게 할 때, 상기 베어링 부싱 (14) 은 상기 파쇄 장치 (1) 의 사용 동안 베어링 공간 (25) 에서 정위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 파쇄 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 베어링 부싱 (14) 은 장착된 이후에 상기 베어링 공간 (25) 의 외부로 축방향으로 빠지는것이 하나 이상의 사전 잠금 부재 (28) 에 의해 방지되는 것을 특징으로 하는 파쇄 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 사전 잠금 부재 (28) 는 그 밀도가 3000kg/㎥ 미만의 가벼운 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 파쇄 장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파쇄 장치 (1) 는 상기 파쇄 장치의 프레임 (10) 에 부착될 수 있는 별도의 부품인 공구 부싱 (21) 을 포함하고,

상기 공구 부싱 (21) 은 외주와 내주를 갖는 기다란 부싱 프레임 (22) 을 포함하며,

상기 부싱 프레임 (22) 의 내주는 상기 베어링 공간 (25) 으로서 작용하고, 이 공간에 상기 베어링 부싱 (14) 이 배치되는 것을 특징으로 하는 파쇄 장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링 공간 (25) 은 상기 파쇄 장치의 프레임 (10) 에 직접 형성된 것을 특징으로 하는 파쇄 장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링 부싱 (14) 은 베어링 청동으로 제작되는 것을 특징으로 하는 파쇄 장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파쇄 장치는 파쇄 해머인 것을 특징으로 하는 파쇄 장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파쇄 장치는 암석 드릴링 기계인 것을 특징으로 하는 파쇄 장치.
제 1 단부 및 제 2 단부와 내주 및 외주를 갖는 기다란 부싱 프레임 (22),

상기 부싱 프레임 (22) 의 내주에서 그 제 1 단부에 배치된 어깨부 (26),

리테이너 핀 (15) 을 사용해 상기 파쇄 해머의 프레임 (10) 에 공구 부싱 (21) 을 고정하기위해 상기 부싱 프레임 (22) 의 외주에 형성된 하나 이상의 가로 방향 잠금홈 (24c), 및

미끄럼 베어링 소재로 제작되어 있고, 내주 (32) 및 외주 (31) 를 포함하는 하나 이상의 기다란 베어링 부싱 (14) 을 포함하며,

상기 부싱 프레임 (22) 의 내주가 베어링 공간 (25) 을 형성하며, 이 공간에 상기 베어링 부싱 (14) 이 배치되는 파쇄 장치의 공구 부싱에 있어서,

상기 베어링 부싱 (14) 의 외경 (31) 과 상기 베어링 공간 (25) 사이에 틈새가 있고, 이 틈새를 통해 상기 베어링 부싱 (14) 은 상기 부싱 프레임 (22) 의 방해 없이 상기 어깨부 (26) 쪽으로 또한 그로부터 멀어지게 축방향으로 움직일 수 있고,

상기 공구 부싱 (21) 은 하나 이상의 잠금 수단 (27, 28) 을 포함하여, 이 잠금 수단에 의해 상기 베어링 부싱 (14) 이 상기 부싱 프레임 (22) 의 외부로 축방향으로 빠지는 것이 방지되며,

상기 베어링 부싱 (14) 은 변형 가능한 소재로 되어 있어서, 상기 파쇄 장치의 사용 동안 변형되어 상기 베어링 공간 (25) 에 움직이지 않도록 고정되는 것을 특징으로 하는 파쇄 장치의 공구 부싱.
제 14 항에 있어서, 상기 잠금 수단은 플라스틱 소재로 제작된 하나 이상의 사전 잠금 부재 (28) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 파쇄 장치의 공구 부싱.