KR101416162B1 - 롤러 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전축과 회전축의 양단에 설치되는 베어링과 베어링의 외주면에 결합되는 드럼으로 구성된 롤러의 표면을 균일하게 연마 또는 절삭하는데 사용되는 롤러 가공장치에 관한 것이고, 단면의 형상이 원형이고 선반의 척에 삽입 및 고정되는 고정구가 일측에 돌출되게 형성된 구동 풀리와; 롤러의 드럼 양측에 설치되는 커버가 설치된 자리에 커버를 분리시킨 뒤 설치되는 커버형 풀리와; 선반의 일측에 선반과 평행하게 설치되는 본체와, 본체의 상부에 구동 풀리 및 커버형 풀리와 각각 벨트로 연결되는 동력전달 풀리가 형성되되, 양측 동력전달 풀리 사이에는 샤프트로 연결되는 동력전달기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러 가공장치로 형성되며, 기존의 보조기구를 사용하는 것보다 용이하게 롤러의 드럼 표면을 가공할 수 있는 효과가 있다.

Description

롤러 가공장치{PROCESSING APPARATUS FOR ROLLER}

본 발명은 제강 또는 제지공정에서 사용되는 롤러를 가공하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전축과 회전축의 양단에 설치되는 베어링과 베어링의 외주면에 결합되는 드럼으로 구성된 롤러의 표면을 균일하게 연마 또는 절삭하는데 사용되는 롤러 가공장치에 관한 것이다.

제강 또는 제지공정에서 사용되는 롤러는 금속재료 및 제지재료를 이용해 압연강판이나 종이를 제작하는데 사용되는 것으로서, 금속재료를 압연시키거나 제지를 압착시키는데 사용된다.

이러한 롤러는 재료가 공급되는 방향에 상하 한 벌씩 설치되거나 상하 방향에 교차반복되게 설치되고, 재료가 이동되는 경로를 따라 회전되면서 압연강판 또는 제지를 제조하게 된다.

롤러는 기본적으로 회전축과 회전축 외부의 드럼으로 형성되고, 드럼 외부에는 내마모성이 높은 도금층을 형성시키는 것이 일반적이다.

이러한 롤러는 일정시간 사용되면 표면의 도금층이 마모되기 마련이고, 동일한 롤러의 표면이라도 가공물과의 접촉되는 부위와 압력에 따라 마모된 정도가 다르게 나타난다.

따라서 일정시간 사용된 롤러는 표면의 도금층이 완전히 마모되기 전에 제조장치의 프레임에서 분리되고 새로운 것으로 교체된다. 교체된 롤러는 드럼 표면의 도금층이 제거되고 새로운 도금층이 형성되어 다시 사용된다.

이처럼 롤러를 재생하여 사용하는 것은 수 톤에 달하는 대형 구조물인 롤러의 생산비용이 고가이기 때문에 새로운 것을 제작하는 것보다 재가공하는 것이 훨씬 경제적이기 때문이다.

롤러를 재가공하는 방법은 드럼의 표면에서 도금층을 제거하는 단계와 드럼의 표면에 새로운 도금층을 형성시키는 단계로 이루어진다. 이중 도금층을 제거하는 단계는 대형선반에 롤러를 설치시킨 뒤 회전시키면서 드럼 표면의 도금층을 균일하게 제거하는 것이고, 도금층을 형성시키는 단계는 신규로 제작하는 것과 재생하는 것 모두 도금액에 드럼을 침전시키는 방법으로 이루어진다.

롤러는 회전축과 드럼이 일체로 형성된 일체형 롤러와 회전축과 드럼이 분리되고 회전축과 드럼의 사이에 베어링이 설치되는 분할형 롤러로 나눌 수 있다.

일체형 드럼의 경우에는 가공물을 성형시키는 것과 동시에 이동시키는 기능을 수행하는 것으로서, 외부에 구비된 구동수단에 의해 능동적으로 회전되는 것이다. 반면, 분할형 롤러는 가공물 상하에서 회전되되, 가공물과의 마찰에 의해 가공물이 이동되는 방향으로 수동적으로 회전하는 것이다.

이처럼 롤러는 베어링의 유무에 따라 기능이 달라진다. 그러나 일정시간 사용된 경우 드럼 표면의 도금층이 마모되는 것은 동일하고, 도금층을 제거한 뒤 다시 새로운 도금층이 형성되는 재생과정 또한 동일하다.

따라서 롤러는 일체형과 분할형의 구분에 관계없이 동일한 가공장치에서 가공된다. 롤러의 드럼 표면에서 도금층을 제거하는 장치는 선반의 일종으로서, 일측에는 롤러의 회전축 일측이 고정 및 회전되는 척이 구비되고, 타측에는 롤러의 회전축 타측이 회전되게 고정되는 방진구로 구성된다.

이러한 가공장치에 롤러를 설치시킨 뒤 척을 이용해 롤러를 회전시키면서 표면을 절삭하게 되는데, 일체형 롤러의 경우에는 회전축을 척에 고정한 뒤 회전시키는 것으로 작업을 완료할 수 있다.

그러나 분할형 롤러의 경우에는 회전축을 척에 고정한 뒤 회전시키면 베어링에 의해 드럼이 화전하지 않는다는 문제가 있다.

도 1과 도 2를 참조하면, 이러한 문제를 극복하기 위해 드럼(20)의 외부를 덮는 커버를 제거한 뒤 회전축(10)과 드럼(20)의 측면을 덮는 갓 모양의 보조기구(5)를 설치한다.

보조기구(5)는 회전축(10)을 덮는 간이회전축(52)과 드럼(20)의 측면에 결합되는 간이커버(51)로 구성된 것으로서, 간이회전축(52)이 선반의 척에 물려 회전되어 드럼(20)도 척과 함께 회전된다.

그러나 간이회전축(52)을 사용하는 경우 가공 상의 오차가 발생되는 문제가 있다. 즉, 선반에 롤러(1)를 설치한 뒤 드럼(20)을 절삭하고 수치를 확인하여 오차범위에서 가공이 완료된 것으로 확인된다 하여도, 간이회전축(52)과 롤러(1)의 회전축(10) 사이의 오차로 인해 실제 오차범위는 측정된 값보다 증가하는 문제가 발생되기 때문이다.

따라서 간이회전축(52)을 사용하는 경우에도 간이회전축(52)의 중심과 롤러(1)의 회전축(10) 중심을 일치시켜야 하고, 이를 위해 많은 노력과 시간을 기울여야 하는 문제가 있었고, 경우에 따라서는 오차범위를 벗어나 가공이 이루어지는 문제가 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로서, 기존의 보조기구를 사용하지 않고도 분할형 롤러의 드럼을 가공할 수 있도록 하는 롤러 가공장치를 제공하는 것이 목적이다.

더불어, 드럼의 가공이 완료된 뒤 가공장치에서 롤러를 분리시킨 후에도 드럼의 중심과 회전축의 중심이 일치될 수 있도록 하는 롤러 가공장치를 제공하는 것이 목적이다.

더불어, 회전축과 보조기구 간의 중심을 일치시키는 작업이 필요 없도록 하여 신속하게 작업이 이루어질 수 있도록 하는 롤러 가공장치를 제공하는 것이 목적이다.

본 발명은 목적을 달성하기 위해 회전축과 회전축 양단에 설치되는 베어링 및 베어링에 회전되게 설치되는 드럼으로 구성된 롤러를 선반으로 가공할 때 선반의 척과 롤러의 드럼이 연동하여 회전되도록 하는 롤러 가공장치에 있어서, 단면의 형상이 원형이고 선반의 척에 삽입 및 고정되는 고정구가 일측에 돌출되게 형성된 구동 풀리와; 롤러의 드럼 양측에 설치되는 커버가 설치된 자리에 커버를 분리시킨 뒤 설치되는 커버형 풀리와; 선반의 일측에 선반과 평행하게 설치되는 본체와, 본체의 상부에 구동 풀리 및 커버형 풀리와 각각 벨트로 연결되는 동력전달 풀리가 형성되되, 양측 동력전달 풀리 사이에는 샤프트로 연결되는 동력전달기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러 가공장치로 형성된다.

더불어, 커버형 풀리는 양측으로 분리되는 반원형으로 제작되고, 커버형 풀리의 표면에는 드럼과 체결되는 나사가 삽입되는 체결공 및 커버가 고정되는 나사가 결합되는 나사공이 교차반복되게 균일한 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 롤러 가공장치로 형성된다.

더불어, 동력전달기구의 본체 상부에는 선반과 평행하게 양측에 베어링이 설치되고, 베어링의 사이에는 샤프트가 설치되며, 샤프트의 양측에는 동력전달 풀리가 설치되되, 샤프트의 측면에는 길이방향을 따라 키홈이 형성되고, 일측의 동력전달 풀리는 샤프트를 따라 이동되고 고정나사에 의해 샤프트에 고정되게 구성되고, 샤프트의 키홈과 일치되는 키가 형성된 것을 특징으로 하는 롤러 가공장치로 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 롤러 가공장치는 기존의 보조기구를 사용하는 것보다 용이하게 롤러의 드럼 표면을 가공할 수 있는 효과가 있다.

더불어, 보조기구를 사용하지 않아 보조기구와 회전축의 중심을 일치시키는 과정을 생략할 수 있어, 기존보다 신속하게 롤러의 드럼 표면을 가공할 수 있는 효과가 있다.

더불어, 보조기구를 사용하지 않으므로 가공된 드럼의 중심과 회전축의 중심이 일치되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 보조기구가 롤러의 드럼에 부착된 상태를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 롤러와 보조기구가 결합된 상태를 상세히 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 롤러 가공장치가 선반과 함께 사용되는 것을 도시한 사시도,
도 4는 도 3의 롤러 가공장치가 선반에 결합된 상태를 도시한 사시도,
도 5는 도 4의 롤러에 커버형 풀리가 체결되어 있는 상태를 도시한 단면도,
도 6은 도 4의 롤러와 커퍼형 풀리를 도시한 사시도,
도 7은 커버형 풀리의 다른 실시예를 도시한 사시도,
도 8은 커버형 풀리의 또 다른 실시예를 도시한 사시도,
도 9는 도 8의 커버형 풀리에 롤러의 커버가 결합된 상태를 도시한 사시도,
도 10은 동력전달기구의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 의한 롤러 가공장치는 기존의 대형 선반(2)에 설치되는 롤러(1)의 드럼(20)을 회전시키면서 롤러(1)의 드럼(20) 외부를 정밀하게 가공할 수 있도록 하는 장치로서, 가공 대상물인 롤러(1)는 양단에 베어링(11)이 설치된 회전축(10)과 회전축(10)의 베어링(11)에 회전되게 회전축(10) 방향으로 설치되는 드럼(20)으로 형성된다.

이와 같이 형성된 롤러(1)는 선반(2)의 상부에 설치되어 드럼(20) 외부의 도금층(21)이 제거된 후 드럼(20)의 표면에 새로운 도금층(21)이 형성되어 재생된다. 따라서 롤러(1)의 드럼(20) 외부를 가공하기 위해 선반(2)의 상부에 설치시킬 때 롤러(1)의 회전축(10) 양단은 선반(2)의 방진구(4)에 설치되는 것이 바람직하다.

이처럼 선반(2)의 방진구(4)에 설치된 롤러(1)는 외부의 드럼(20)이 회전되도록 한 뒤 드럼(20)의 표면이 가공되는 것으로서, 본 발명에 따른 롤러 가공장치는 구동 풀리(100), 커버형 풀리(200), 동력전달기구(300) 및 벨트(401,402) 등으로 구성된다.

이중 구동 풀리(100)는 선반(2)의 척(3)에 삽입 및 고정되는 것으로서, 척(3)에 삽입되어 고정되는 고정구(110)가 일측에 돌출되게 형성되고 벨트(401,402)가 결합되도록 형성된다.

커버형 풀리(200)는 롤러(1)의 드럼(20) 양측에 설치되는 커버(30)를 분리시킨 뒤 커버(30)가 설치되어 있던 자리에 설치되는 것으로서, 커버(30)의 체결공(31)과 일치하는 체결공(210)이 형성되고 드럼(20)의 나사공(22)에 나사가 체결될 수 있도록 형성된다.

동력전달기구(300)는 본체(310), 베어링(331), 샤프트(330), 동력전달 풀리(320) 등으로 구성된다. 이중 본체(310)는 선반(2)과 평행하게 선반(2)의 일측에 설치되고, 베어링(331)은 선반(2)에 설치되는 롤러(1)와 평행하게 본체(310)의 상부 양측에 설치되며, 샤프트(330)는 본체(310) 상부의 양측 베어링(331) 사이에 회전되게 설치된다.

동력전달 풀리(320)는 샤프트(330)의 양측에 설치되는 것으로서, 일측의 동력전달 풀리(320)는 구동 풀리(100)와 동일한 직선상에 위치되게 설치되고, 타측의 동력전달 풀리(320)는 커버형 풀리(200)와 동일한 직선상에 위치되게 설치된다.

또한, 구동 풀리(100)와 커버형 풀리(200) 및 동력전달기구(300)의 설치가 완료되면 구동 풀리(100)와 일측의 동력전달 풀리(320) 및 커버형 풀리(200)와 타측의 동력전달 풀리(320)에는 동력전달 가능하게 벨트(401,402)가 설치된다.

위와 같이 구성된 롤러 가공장치의 사용을 상세히 설명하면, 재생해야 하는 롤러(1)는 선반(2)의 방진구(4)에 설치되기 전에 드럼(20)의 외부를 덮고 있는 커버(30)가 분리된다. 이후 커버(30)가 설치되어 있던 자리에는 커버형 풀리(200)가 설치되고 커버형 풀리(200)의 체결공(210)을 통해 나사를 삽입하여 나사를 드럼(20)의 나사공(21)에 결합한다. 이것으로 커버형 풀리(200)의 설치가 완료된다. 이와 동시에 선반(2)의 척(3)에는 구동 풀리(100)를 설치하는데, 구동 풀리(100)의 설치는 고정구(110)를 척(3)에 삽입한 뒤 척(3)을 조여 주는 것으로 완료된다.

이후 크레인을 이용해 롤러(1)를 선반(2)의 방진구(4)에 설치시키고 선반(2)의 측면에 동력전달기구(300)의 동력전달 풀리(320)가 커버형 풀리(200) 및 구동 풀리(100)와 각각 동일 직선상에 위치할 수 있도록 설치한 뒤, 각각의 풀리(100,200,320)에 해당 벨트(401,402)를 설치하여 롤러(1)의 가공준비를 완료한다.

이처럼 롤러(1)의 가공준비가 완료되면 선반(2)을 가동시켜 척(3)을 회전시킨다. 척(3)이 회전되면 구동 풀리(100)가 회전되고, 구동 풀리(100)의 회전력은 벨트(401)를 통해 동력전달기구(300)의 동력전달 풀리(320)로 전해진다. 일측의 동력전달 풀리(320)가 회전되면, 이 회전력은 샤프트(330)를 통해 타측의 동력전달 풀리(320)로 전달되고, 이는 다시 벨트(402)를 통해 커버형 풀리(200)로 전달된다. 커버형 풀리(200)와 드럼(20)은 나사에 의해 일체로 고정되어 있으므로 커버형 풀리(200)가 회전됨과 동시에 드럼(20)도 함께 회전된다.

드럼(20)이 회전되면 선반(2)에 설치된 연삭 및 절삭장치를 이용해 드럼(20)의 표면을 가공하여 기존의 도금층(21)을 제거하게 된다.

이처럼 구성된 본 발명에 의한 롤러 가공장치는 롤러(1)의 회전축(10)을 방진구(4)에 설치시키고, 척(3)의 회전력은 벨트(401,402)를 통해 구동 풀리(100), 동력전달기구(300), 커버형 풀리(200) 순으로 전달되고, 최종적으로 드럼(20)을 회전시키게 된다. 따라서 롤러(1)는 치수상의 기준이 되는 회전축(10)에서 회전되면서 가공되므로 드럼(20)의 표면은 희망하는 데로 정밀하게 가공할 수 있다.

따라서 종래에 보조기구(5)를 사용하여 가공할 때 드럼(20)과 회전축(10)의 중심이 일치되지 않았던 문제를 해결할 수 있게 되었다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 커버형 풀리(200)는 원반형상의 단일체로 제작될 수도 있고, 반원형으로 제작될 수도 있다. 커버형 풀리(201)를 반원형으로 제작하려는 것은 드럼(20)의 측면에 설치시킬 때 커버(30)와 커버형 풀리(201)에 의해 회전축(10)이 마모되는 것을 방지하기 위한 것이다.

즉, 반복적으로 도금층(21)을 재생하여 사용하는 롤러(1)의 경우 커버(30)와 커버형 풀리(200)를 주기적으로 제거 및 부착하는 과정을 반복하다 보면, 커버(30) 및 커버형 풀리(200)의 중심과 회전축(10)의 외주면이 접촉에 의해 마찰될 수 있고, 이 경우 회전축(10)에는 마모로 인한 치수의 변형이 발생될 수도 있다.

커버형 풀리(201)를 반원형으로 제작하게 되면, 커버형 풀리(201)를 설치할 때에는 회전축(10)의 끝단에서부터 삽입하지 않고 드럼(20)의 측면에서 즉시 커버형 풀리(200)를 설치시킬 수 있다.

이처럼 작업하는 경우 회전축(10)이 마찰에 의해 치수가 변형되는 것을 최소화할 수 있는 효과를 기대할 수 있고, 회전축(10)이 내부에 삽입되게 커버형 풀리(200)를 설치하는 것보다 작업을 신속하게 진행할 수 있는 효과도 기대할 수 있다.

더불어, 커버형 풀리(201)에는 드럼(20)에 체결되는 나사가 삽입되는 체결공(210)이 형성되고, 커버형 풀리(201)의 외부면에 드럼(20)에서 분리된 커버(30)가 결합되는 나사공(220)이 형성되는 것을 고려할 수도 있다.

이 경우 커버형 풀리(201)에는 체결공(210)과 나사공(220)이 균일한 간격으로 교차반복되게 형성되는 것이 바람직하고, 이는 롤러(1)의 드럼(20)이 회전될 때 드럼(20)에 편심력이 발생되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이처럼 커버형 풀리(201)를 양측으로 분할되게 형성시키고, 커버형 풀리(201)에 커버(30)가 고정되도록 구성하므로 드럼(20)에서 분리된 커버(30)를 회전축(10)을 통해 외부로 배출시킬 필요가 없어진다. 따라서 회전축(10)의 외부가 커버(30)의 중심과 마찰되어 마모되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해 롤러(1)의 사용 수명을 증가시킬 수 있다.

도 10을 참조하면, 동력전달기구(300)의 샤프트(330)에는 샤프트(330)의 길이방향을 따라 키홈(332)이 형성되고, 일측의 동력전달 풀리(320)에는 샤프트(330)의 키홈(332)과 일치되는 키(321)가 형성될 수도 있다.

이처럼 샤프트(330)에 키홈(332)을 형성시키고 동력전달 풀리(320)에는 키(321)를 형성시킨 것은, 척(3)에 설치된 구동 풀리(100)와 일측의 동력전달 풀리(320) 및 선반(2)에 설치된 롤러(1)의 커버형 풀리(200)와 타측의 동력전달 풀리(320) 사이에 설치된 벨트(401,402)가 서로 평행을 이룰 수 있도록 하기 위한 것이다.

즉, 일측의 동력전달 풀리(320)가 샤프트(330)를 따라 이동하여 위치가 조정될 수 있도록 키(321)와 키홈(332)을 형성시키고, 벨트(401,402)가 최대한 평행하게 설치될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 동력전달 과정에서 벨트(401,402)가 평행에 근접되어야만 소음이 발생되는 것을 최소화하고 벨트에 의해 풀리들이 마모되는 것도 최소화할 수 있기 때문이다.

이동된 동력전달 풀리(320)와 샤프트(330)의 고정은 동력전달 풀리(320)에 구비된 고정나사(325)를 조이는 것으로 가능하다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하였다. 그러나 본 발명은 설명된 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 도면과 본 발명의 특허청구범위의 사상 및 그 범위를 벗어나지 않으면서도 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하고, 그러한 모든 변경 및 수정에 대한 균등물들은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야만 한다.

1: 롤러 2: 선반
3: 척 4: 방진구
10: 회전축 11: 베어링
20: 드럼 21: 도금층
22: 나사공 30: 커버
31: 체결공 100: 구동 풀리
110: 고정구 200,201: 커버형 풀리
210: 체결공 220: 나사공
300: 동력전달기구 310: 본체
320: 동력전달 풀리 321: 키
330: 샤프트 331: 베어링
332: 키홈 401,402: 벨트

Claims (3)

1. 회전축과 회전축 양단에 설치되는 베어링 및 베어링에 회전되게 설치되는 드럼으로 구성된 롤러를 선반으로 가공할 때 선반의 척과 롤러의 드럼이 연동하여 회전되도록 하는 롤러 가공장치에 있어서,
   단면의 형상이 원형이고 선반(2)의 척(3)에 삽입 및 고정되는 고정구(110)가 일측에 돌출되게 형성된 구동 풀리(100)와;
   롤러(1)의 드럼(20) 양측에 설치되는 커버(30)가 설치된 자리에 커버(30)를 분리시킨 뒤 설치되는 커버형 풀리(200)와;
   선반(2)의 일측에 선반(2)과 평행하게 설치되는 본체(310)와, 본체(310)의 상부에서 구동 풀리(100) 및 커버형 풀리(200)와 각각 벨트로 연결되는 동력전달 풀리(320)가 형성되되, 양측 동력전달 풀리(320)는 샤프트(330)로 연결되는 동력전달기구(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러 가공장치.
2. 제 1항에 있어서,
   커버형 풀리(200)는 양측으로 분리되는 반원형으로 제작되고, 커버형 풀리(200)의 표면에는 드럼(20)과 체결되는 나사가 삽입되는 체결공(210) 및 커버(30)가 고정되는 나사가 결합되는 나사공(220)이 교차반복되게 균일한 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 롤러 가공장치.
3. 제 1항에 있어서,
   동력전달기구(300)의 본체(310) 상부에는 선반(2)과 평행하게 양측에 베어링(331)이 설치되고, 베어링(331)의 사이에는 샤프트(330)가 설치되며, 샤프트(330)의 양측에는 동력전달 풀리(320)가 설치되되, 샤프트(330)의 측면에는 길이방향을 따라 키홈(332)이 형성되고,
   일측의 동력전달 풀리(320)는 샤프트(330)를 따라 이동되고 고정나사에 의해 샤프트(330)에 고정되게 구성되고, 샤프트(330)의 키홈(332)과 일치되는 키(321)가 형성된 것을 특징으로 하는 롤러 가공장치.
   
   

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