KR101512822B1 - 단조 아이들러 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무한궤도차량(도저, 굴삭기 등)의 하부구동장치 중 트랙체인의 전방에 위치하여 프레임으로 연결된 요크에 설치되어 체인의 장력을 조절하고 트랙 진행방향을 유도하는 역할을 하는 무한궤도에 적용되는 아이들러에 관한 것으로서, 차체하중과 구동시 요철과의 충격을 받고 트랙체인과의 마찰에 의한 마모가 일어나는 부품의 특성을 충분히 고려하여 기계적 성질이 뛰어난 열간 형단조에 의해 제조가 이루어지도록 함으로서 제품 품질의 향상, 공정의 간소화에 의한 생산시간의 단축, 원재료비 절감, 대량 생산의 구현, 균일한 경도 제공, 무한사용이 가능하도록 함과 아울러 가공성 향상 및 불량률 감소 등을 기대할 수 있는 단조 아이들러 제조방법을 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 축결합공이 형성되는 축지부의 바깥쪽으로 지지암을 형성하고, 지지암의 바깥쪽으로 외주연에 궤도안내돌기가 형성된 링부가 형성되는 무한궤도에 적용되는 아이들러를 제조함에 있어서;
환봉을 절단하는 단계와; 절단된 환봉을 가열하는 단계와; 가열된 환봉을 금형에 내입한 상태에서 직경을 키우는 압타 단계와; 압타된 소재를 금형에 내입하여 단조 성형하는 단계와; 단조 성형된 반제품에서 버(burr)를 제거하는 트리밍 단계와; 트리밍 된 반제품을 공랭하는 단계와; 공랭된 반제품에서 축결합공 및 링부를 기계가공하는 단계와; 링부의 표면을 고주파 열처리하는 단계를 순차적으로 행하여 제조토록 한 것이다.

Description

단조 아이들러 제조방법{Forging idler manufacture method}

본 발명은 무한궤도차량(도저, 굴삭기 등)의 하부구동장치 중 트랙체인의 전방에 위치하여 프레임으로 연결된 요크에 설치되어 체인의 장력을 조절하고 트랙 진행방향을 유도하는 역할을 하는 무한궤도에 적용되는 아이들러에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차체하중과 구동시 요철과의 충격을 받고 트랙체인과의 마찰에 의한 마모가 일어나는 부품의 특성을 충분히 고려하여 기계적 성질이 뛰어난 열간 형단조에 의해 제조가 이루어지도록 함으로서 제품 품질의 향상, 공정의 간소화에 의한 생산시간의 단축, 원재료비 절감, 대량 생산의 구현, 균일한 경도 제공, 무한사용이 가능하도록 함과 아울러 가공성 향상 및 불량률 감소 등을 기대할 수 있는 단조 아이들러 제조방법을 제공코자 하는 것이다.

무한궤도에 적용되는 아이들러는 일반적으로 주조에 의해 제작되고 있으며, 제조방법으로는 거푸집에 쇳물을 주입하는 방법으로 아이들러 모재를 주조한 후 선반 등의 공작기계를 이용하여 1차 황삭가공을 행하고, 황삭가공이 이루어진 아이들러 모재를 정밀한 치수로 2차 정삭가공을 행하며, 2차 정삭가공이 이루어진 아이들러의 표면 경도를 높이도록 고주파 열처리기를 이용하여 표면 고주파 열처리를 행한 후 조립, 검사를 행하여 완제품을 생산하게 되는 것이다.

주조에 의해 제작되는 상기 아이들러는 도 1에 도시된 바와 같이 축결합공(23)이 관통된 축지부(22)와, 축지부(22)의 바깥쪽으로 형성되며 한 쌍의 지지암(24)과, 지지암(24)의 바깥쪽으로 외주연에 궤도안내돌기(26)가 형성된 링부(25)를 형성하는 구성으로 이루어진다.

그러나 상기한 주조 아이들러(11)의 경우 하기와 같은 단점이 있다.

1)청정도가 요구되는 오일룸에 잔존 모래가 많아 별도의 설비로 오일룸 내의 주물사제거를 위한 샌딩공정이 필요하다.

2)기포 및 용접경화로 가공시 공정손실이 많다(가공팁 손실, 가공시간 과다소요).

3)조립시 내부기포에 의한 수압의 누수(샘)로 분해 및 조립손실이 발생하게 된다.

4)형틀림, 상하편차로 두께 차이발생으로 공정손실이 높다.

5)고주파 후 내부기포로 결함발생이 많다.

6)외관 소착성 덧살이 많다.

7)가공 후 결함(기공, 상하편차, 외관 주물사 소착, 등)발견 시 업체 수정, 폐기 반품으로 생산공급 차질 및 관리로스 발생이 많다.

8)주형 1개로 제품 1개 제작으로 생산비용 과다 및 생산성이 낮다.

이에 본 발명자는 상기한 종래 주조에 의해 제공되는 아이들러의 제반 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 차체하중과 구동시 요철과의 충격을 받고 트랙체인과의 마찰에 의한 마모가 일어나는 부품의 특성을 충분히 고려하여 기계적 성질이 뛰어난 열간 형단조에 의해 제조가 이루어지도록 함으로서 제품 품질의 향상, 공정의 간소화에 의한 생산시간의 단축, 원재료비 절감, 대량 생산의 구현, 균일한 경도 제공, 무한사용이 가능하도록 함과 아울러 가공성 향상 및 불량률 감소 등을 기대할 수 있는 단조 아이들러 제조방법을 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결수단으로 본 발명에서는 축결합공이 형성되는 축지부의 바깥쪽으로 지지암을 형성하고, 지지암의 바깥쪽으로 외주연에 궤도안내돌기가 형성된 링부가 형성되는 무한궤도에 적용되는 아이들러에 있어서; 상기 아이들러는 환봉을 절단하는 단계와; 절단된 환봉을 가열하는 단계와; 가열된 환봉을 금형에 내입한 상태에서 직경을 키우는 압타 단계와; 압타된 소재를 금형에 내입하여 단조 성형하는 단계와; 단조 성형된 반제품에서 버(burr)를 제거하는 트리밍 단계와; 트리밍 된 반제품을 공랭하는 단계와; 공랭된 반제품에서 축결합공 및 링부를 기계가공하는 단계와; 링부의 표면을 고주파 열처리하는 단계에 의해 이루어질 수 있도록 하였다.

본 발명에서 제공하는 단조 아이들러 제조방법에 의하면 하기와 같은 효과가 있다.

첫째 원재료 비용이 주강재료에 비해 월등히 저렴하므로 재료 투입량의 증가에도 불구하고 원가절감을 기대할 수 있다.

둘째 금형을 이용하여 대량 생산할 수 있는 것으로, 시간당 생산성을 월등히 향상시킬 수 있다.

셋째 단조 가공시 균일한 경도가 제공되므로 아이들러의 파손 염려가 없다.

넷째 단면상으로 기공이 발생하지 않으므로 고주파 열처리시 표면 녹아내림 불량을 일소할 수 있다.

다섯째 외관 결함이 없다.

도 1은 종래 제공되고 있는 주조 아이들러의 바람직한 일 실시례를 정면도 및 측단면도
도 2는 본 발명에서 제공하는 단조 아이들러를 무한궤도차량의 하부구동장치에 적용한 상태 사시도
도 3은 본 발명에서 제공하는 단조 아이들러의 바람직한 일 실시례를 정면도 및 측단면도
도 4는 본 발명에서 제공하는 단조 아이들러의 제조공정을 보인 블록도

이하 본 발명에서 제공하는 단조 아이들러 제조방법을 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 2는 본 발명에서 제공하는 단조 아이들러를 무한궤도차량의 하부구동장치에 적용한 상태 사시도를 도시한 것이다.

무한궤도차량의 하부구동장치(10)는 도시된 바와 같이 프레임(11)의 전방과 후방에 아이들러(1)와 스프라켓(12)을 설치하고, 프레임(11)의 상부와 하부에 각각 상부롤러(13)와 하부롤러(14)를 설치하며, 이들의 외부에는 트랙체인(15)을 띠 형태로 결합하여 무한궤도가 이루어질 수 있도록 하고 있다.

이때 프레임(11) 전방에 위치하는 아이들러(1)의 경우 프레임(11)에 설치되며 장력조절장치(16)에 의해 전후 이동이 가능하도록 설치되는 요크(17)에 결합된다.

상기 아이들러(1)는 차체하중과 구동시 요철과의 충격을 받고 트랙체인(15)과의 마찰에 의한 마모가 일어나는 부품의 특성을 갖게 되는데, 본 발명에서는 이와 같은 아이들러(1)의 기계적 특성을 충분히 고려하여 기계적 성질이 뛰어난 열간 형단조에 의해 제조가 이루어지도록 함에 기술적 과제를 두고 개발한 것으로, 제품 품질의 향상, 공정의 간소화에 의한 생산시간의 단축, 원재료비 절감, 대량 생산의 구현, 균일한 경도 제공, 무한사용이 가능하도록 함과 아울러 가공성 향상 및 불량률 감소가 제공될 수 있게 한 것이다.

도 3은 본 발명에서 제공하는 단조 아이들러의 바람직한 일 실시례를 정면도 및 측단면도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 단조 아이들러(1)는 도시된 바와 같이 축결합공(3)이 관통된 축지부(2)와, 축지부(2)의 바깥쪽으로 형성된 지지암(4)과, 지지암(4)의 바깥쪽으로 외주연에 궤도안내돌기(6)가 형성된 링부(5)를 형성하는 구성으로 이루어진 아이들러(1)를 단조 성형하여 구성함을 특징으로 한다.

이때 지지암(4)은 축지부(2)와 링부(5)의 중간에 한 개가 위치되며, 지지암(4)은 단면으로 볼 때 축지부(2) 쪽이 두껍고 링부(5) 쪽으로 점차 얇아지는 구성으로 이루어진다.

도 4는 본 발명에서 제공하는 단조 아이들러의 제조공정을 보인 블록도를 도시한 것이다.

상기한 본 발명의 단조 아이들러는 1)절단, 2)가열, 3)압타, 4)단조 성형, 5)트리밍, 6)공랭, 7)기계가공, 8)고주파 열처리하는 단계에 의해 이루어진다.

1)절단

소재로 사용코자 하는 환봉을 아이들러 단조에 필요한 중량과, 단조 과정에서 발생하는 버 및 가공여유 등을 충분히 고려하여 아이들러 보다 조금 무겁도록 절단한다.

2)가열

절단된 환봉을 가열로에 내입하여 1150~1250℃ 온도로 가열한다.

3)압타

가열된 환봉을 금형에 내입하고, 압타하여 소망하는 직경이 되게 한다.

이는 환봉의 직경이 아이들러를 단조할 수 있는 직경으로 제공되지 않으므로, 본 압타 공정을 통해 절단된 환봉을 단조에 필요한 넓은 원판상의 소재로 제공하기 위한 작업이다.

4)단조 성형

가열되어 압타된 소재를 금형에 투입하고 프레스를 이용하여 단조 성형한다. 이때 단조 성형은 단조해머로 여러 번 타압하여 소재가 점차적으로 아이들러의 외형으로 성형될 수 있게 한다.

5)트리밍

상기와 같이 단조 성형 할 경우 소재의 일부가 금형 외부로 삐져나온 버(burr)가 생기게 된다.

트리밍 공정은 이와 같은 버를 제거하는 공정으로, 트리밍 금형에 반제품을 투입하고 트리밍 하여 버를 제거토록 한다.

6)공랭

단조 성형 및 트리밍 작업이 이루어진 반제품을 공기 중에 방치하여 충분히 냉각 시킨다.

7)기계가공

공랭된 반제품에서 축결합공 및 링부의 표면을 조립에 필요한 설계치수로 선반 등을 이용하여 기계 가공한다.

8)고주파 열처리

무한궤도와 접하여 마모율이 높은 링부의 표면을 고주파 열처리기를 이용하여 고주파 열처리하여 내마모성을 향상시킨다.

이상과 같이 단조에 의해 제조되는 본 발명의 단조 아이들러는 대량 생산에 매우 유리하며, 또 단면 조직으로 볼 때 내부 기공 없는 치밀한 조직을 제공할 수 있는 것으로, 지지암을 얇은 두께로 제공하면서도 충분한 강성을 제공할 수 있게 되는 것이다.

그리고 가공에 따른 원재료 비용을 절감할 수 있으며, 열처리 단계에서 아이들러가 녹아내리는 등의 불량이 없어 고 품질의 아이들러 생산이 가능하게 되는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:(단조) 아이들러 2:축지부
3:축결합공 4:지지암
5:링부 6:궤도안내돌기

Claims (2)

1. 삭제
2. 축결합공(3)이 형성되는 축지부(2)의 바깥쪽으로 지지암(4)을 형성하고, 지지암(4)의 바깥쪽으로 외주연에 궤도안내돌기(6)가 형성된 링부(5)를 형성하는 무한궤도차량의 하부구동장치(10)에 적용되는 아이들러(1)를 제조함에 있어서;
   환봉을 절단하는 단계와;
   절단된 환봉을 가열하는 단계와;
   가열된 환봉을 금형에 내입한 상태에서 직경을 키우는 압타 단계와;
   압타된 소재를 금형에 내입하여 단조 성형하는 단계와;
   단조 성형된 반제품에서 버(burr)를 제거하는 트리밍 단계와;
   트리밍 된 반제품을 공랭하는 단계와;
   공랭된 반제품에서 축결합공 및 링부를 기계가공하는 단계와;
   링부의 표면을 고주파 열처리하는 단계를 순차적으로 행하여 제조하는 것을 특징으로 하는 단조 아이들러 제조방법.

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