KR101667466B1

KR101667466B1 - 클링커 그라인더 롤러를 위한 축-롤러 부착

Info

Publication number: KR101667466B1
Application number: KR1020147013234A
Authority: KR
Inventors: 토니 에프. 하비브; 로버트 더블유. 호나커; 클린트 엠. 소워즈; 스테판 제이. 루케지히; 브렉 제이. 하디
Original assignee: 다이아몬드 파워 인터내셔날, 인코포레이티드
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2016-10-18
Also published as: CA2850331A1; IN2014DN02850A; MX2014004224A; AU2012326622A1; EP2768615A4; KR20140097180A; EP2768615A1; WO2013058926A1; US20130092776A1; US9375718B2

Abstract

그라인더 롤러 조립체 및 상기 그라인더 롤러 조립체를 형성하는 방법이 제공된다. 그라인더 롤러 조립체는 축 외측 표면을 포함하는 가늘고 긴 축을 포함한다. 그라인더 롤러 조립체는 삽입판을 추가로 포함한다. 삽입판은 비원형이며 또한 실질적으로 매끄러운 판 외측 표면을 갖는다. 삽입판은 판 내측 표면을 형성하며 또한 가늘고 긴 축을 수용하도록 구성된 판 개구를 갖는다. 그라인더 롤러 조립체는 판 외측 표면과 협력하는 롤러 내측 표면을 형성하는 롤러 개구를 갖는 롤러를 추가로 포함한다. 그라인더 롤러 조립체는 삽입판을 가늘고 긴 축에 부착하는 적어도 하나의 파스너를 추가로 포함한다.

Description

클링커 그라인더 롤러를 위한 축-롤러 부착{SHAFT-TO-ROLLER ATTACHMENT FOR CLINKER GRINDER ROLLER}

본 발명은 일반적으로 클링커(clinker) 그라인더를 위한 롤러에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 관련된 구동축에 클링커 그라인더 롤러를 위한 부착에 관한 것이다.

대형 석탄 연소 발전소 및 로(furnace)는 연소 부산물로서 재(ash)를 생산한다. 재는 전형적으로 분말로서, 그리고 또한 "클링커"로서 지칭되는 큰 덩어리(chunk)로 축적된다. 클링커 그라인더 장치는 제거를 위해 상기 재가 파이프를 통해 공압식으로 또는 유압식으로 운반될 수 있도록 재 클링커를 작은 입자로 연마(grind)하는데 사용된다. 클링커 그라인더는 전형적으로 롤러의 표면상에 연마 기어(teeth)를 갖는 하나 또는 2개의 큰 드럼 롤러를 갖는다. 롤러는 연마 기어가 클링커를 연마하도록 회전된다. 클링커 그라인더 장치는 고온의, 부식성의, 또한 침식성(erosive) 환경에서 작동하며 그리고 심각한 작동 부하를 경험하지만, 그러나 고장 없이 오랜 기간 동안 작동해야만 한다. 특별히 어려운 디자인 과제는 그라인더 롤러와 상기 롤러를 회전시키는 구동축 사이의 부착을 제공하는 것이다. 롤러 연마 표면은 전형적으로 매우 경질의 마찰-저항(abrasion-resistant) 합금 주철로 형성된다. 이 등급의 주철은 사실상 용접할 수 없으며, 따라서 이런 합금으로 제조된 롤러를 구동축에 용접하는 것은 선택사항(option)이 아니다. 디자인 과제에 접근하기 위해, 현재의 공통적인 관행은 그라인더 롤러 조립체를 형성하는 삽입판(insert plate)을 통해 클링커 그라인더 롤러를 회전 가능한 구동축에 부착하는 것이다. 현재의 삽입판은 예리한 엣지형 외측 표면, 예를 들어 6각형 형상을 갖는다. 토크가 축에 적용될 때, 축이 삽입판 및 그라인더 롤러 조립체를 회전시킨다.

현재, 클링커 그라인더 롤러는 그라인더 롤러를 독립적으로 주조함으로써 제조된다. 그 외측의 예리한 엣지를 갖는 삽입판은 별도로 형성 및 가공된다. 예리한 엣지형 삽입판이 롤러 단부 공동 내로 가압된다. 그후, 구동축이 삽입판 및 롤러를 통해 삽입되며, 그후 축이 삽입판의 내측 표면에 용접된다. 마지막으로, 축을 롤러의 중심에 위치시키기 위해 삽입판과 롤러 사이에 시임(shim)이 삽입된다. 그후, 이것들을 제 위치에 고정하기 위해 시임이 삽입판의 외측 표면에 용접된다.

이 현재 유용 가능한 롤러 제조 공정은 여러가지 단점을 초래한다. 첫번째로, 삽입판의 외측 표면은 삽입판과 롤러 사이의 부착을 느슨하게 할 수 있는, 삽입판에 축의 용접 중 클링커 그라인더의 내측 표면으로부터 떠나려는 경향이 있다. 둘째로, 시임이 궁극적으로 마모 및 느슨해진다. 셋째로, 롤러 공동이 주조물이기 때문에, 대부분의 경우에 롤러 공동의 내측 표면은 평탄하지 않아서, 삽입판과 롤러 사이의 부하 견딤 영역을 감소시킨다. 이들 3개의 문제점은 클링커 그라인더 롤러가 삽입판으로부터 분리되는 것을 유발시켜, 궁극적으로 장치의 고장으로 이어지는 느슨한 끼워맞춤을 유발시킨다.

관련된 기술의 단점 및 다른 제약사항을 극복함에 있어서, 본 발명은 개선된 그라인더 롤러 조립체 및 그라인더 롤러 조립체의 개선된 형성 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서, 삽입판은 원형이 아니며 또한 매끄러운 돌출부를 갖는 외측 표면을 가지며, 축과 삽입판은 파스너로 함께 부착되며, 또한 클링커 그라인더 롤러는 높은 금속 주조 온도로 실행되는 삽입판 위에 직접 주조된다. 삽입체상의 매끄러운 돌출부는 주철의 응고(solidification) 및 냉각 중 고온 파열(hot tear) 및 균열을 피하는데 도움을 주기 위해, 주조 시 삽입체의 주변에서의 응력 집중을 감소시킨다. 파스너의 사용은 삽입판을 축에 용접할 필요성을 제거함으로써, 클링커 그라인더 롤러로부터 삽입판의 이탈 및 분리 없이 또한 균열의 전개 없이 오랜 기간 기능할 수 있는 개선된 그라인더 롤러 조립체가 되게 한다.

일부 실시예에서, 본 발명은 그 외측 표면상에 적어도 하나의 오목부(recess)를 갖는 삽입판을 포함하여, 삽입판과 롤러의 상호로킹(interlock)을 돕는다. 또한, 일부 실시예는 축의 길이방향 축선에 대해 예각으로 배향된 보어(bore)상에 설치되는 파스너를 특징으로 하며, 또한 삽입판을 축에 부착하기 위해 제1보어 및 제2보어 섹션을 통해 연장한다.

또한, 본 발명은 그라인더 롤러 조립체의 형성 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 원형이 아니며 또한 실질적으로 매끄러운 판 외측 표면을 포함하는 삽입판을 제공하는 단계, 및 롤러를 삽입판 위에 주조하는 단계를 포함한다. 롤러는 판 외측 표면과 협력하는 롤러 개구를 형성한다. 상기 방법은 삽입판을 통해 보어를 가공하는 단계 및 설치된 적어도 하나의 파스너로 구동축을 보어 내로 삽입하는 단계를 추가로 포함한다.

본 발명의 추가적인 특징 및 장점은 첨부의 도면과 관련하여 하기의 상세한 설명 및 첨부의 청구범위를 고려하여 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 특정한 예는 단지 예시적인 목적을 위한 것으로 의도되며 또한 본 발명의 범위를 제한하지 않는 것으로 의도된다.

도1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 롤러 조립체의 삽입판의 사시도이다.
도2는 본 발명의 일부 실시예에 따라 도1의 삽입판, 제2삽입판, 및 클링커 그라인더 롤러를 포함하는 장치의 사시도이다.
도3은 본 발명의 일부 실시예에 따라 도2의 장치, 가늘고 긴(elongated) 축, 및 삽입판을 상기 가늘고 긴 축에 부착하는 핀을 포함하는 그라인더 롤러 조립체의 사시도이다.
도4는 본 발명의 일부 실시예에 따라 도2의 장치, 가늘고 긴 축, 및 삽입판을 상기 가늘고 긴 축에 부착하는 핀을 포함하는 그라인더 롤러 조립체의 부분 횡단면도이다.
도5는 본 발명의 일부 실시예에 따라 그라인더 롤러 조립체를 형성하는 방법을 도시한 흐름도이다.

여기에 도시된 도면은 단지 예시적이며 또한 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

하기의 설명은 사실상 단지 예시적이며 또한 여기의 설명, 적용, 또는 사용을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 물리적 매개변수 또는 분량(quantity)을 참조하여 여기에 사용된 "실질적으로"라는 용어는, 의도된 목적 또는 기능을 위해 인용된 물리적 매개변수 또는 분량과는 비현실적으로 상이한 양의 인용된 물리적 매개변수 또는 분량의 변화를 포함한다.

도1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 삽입판(100a)을 도시하고 있다. 삽입판(100a)은 실제 형상으로 주조될 수 있으며, 또는 로우트(wrought) 물질로부터 가공될 수 있다. 삽입판(100a)은 매끄러운 또는 실질적으로 매끄러운 비원형 외측 표면(110a)을 갖는다. 여기에 사용되는 바와 같이, "매끄러운"이라는 용어는 예리한 엣지가 없음을 의미한다. 일부 실시예에서, 삽입판(100a)은 그 외측 표면(110a)상에 하나 또는 그 이상의 돌출부, 예를 들어 하나 내지 10개의 로브(lobe)(112a)를 갖는다. 로브들(112a) 사이에는 대응하는 다수의 트라프(trough)(114a)가 있다. 도1은 6개의 로브(112a) 및 6개의 트라프(114a)를 갖는 바람직한 실시예를 도시하고 있다. 로브(112a) 및 트라프(114a)는 외측 표면(110a)을 형성한다. 외측 표면(110a)은 필렛형(filleted) 스플라인을 형성하는 것으로 도시되어 있다. 로브(112a)는 주기적인 패턴을 형성하도록 등간격으로 이격되어 있다.

또한, 삽입판(100a)은 구동축을 밀착하여 수용하는 크기의 내측 표면(122a)을 형성하는 중심 보어(120a)를 갖는다. 삽입판(100a)은 내측으로 향하는 측부(130a) 및 외측으로 향하는 측부(132a)를 갖는다. 보어(118a)는 삽입판(100a, 100b)을 통해 걸쳐지고 그리고 연장한다. 각각의 보어(118a)는 외측으로 향하는 측부(132a)상의 개구로부터 내측 표면(122a)상의 다른 개구로 연장하며 그리고 걸쳐져 있다. 보어(118a)는 삽입판(100a)의 초기 가공 중에 형성되거나, 또는 나중에 롤러(210) 내로 주조되거나, 또는 초기 가공 중 및 주조 후의 조합으로 형성된다.

또한, 삽입판은 외측 표면(110a)상에 하나 또는 그 이상의 오목부(116a)를 갖는다. 오목부(110a)는 예를 들어 홈, 노치, 언더컷, 채널, 또는 개구로서 형성될 수 있다. 오목부(116a)는 등간격으로 이격되어 있다. 오목부(116a)는 로브(112a)의 일부 또는 전부상에 위치된다. 도1에 도시된 바와 같이, 모든 로브(112a)는 대응하는 오목부(116a)를 가지므로, 로브(112a) 및 오목부(116a)는 개수가 동일하다.

삽입판(100a)은 분리되어 가공 또는 주조되며, 또한 임의의 적절한 물질, 예를 들어 강철로 제조된다. 강철은 주로 철 및 탄소로 구성되며, 또한 기계적 특성을 강화시키고, 부식 저항을 증가시키고, 또는 달리 강철의 품질을 개선시키기 위해, 망간, 실리콘, 크롬, 니켈, 몰리브덴과 같은 다른 합금 첨가물을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.

도2는 그라인더 롤러 조립체(200)를 나타낸 도면이다. 상기 그라인더 롤러 조립체(200)는 도1의 삽입판(100a), 그 반대편 단부에 있는 제2삽입판(100b), 및 클링커 그라인더 롤러(210)를 포함한다. 도2에 도시된 바와 같이, 삽입판(100b)은 삽입판(100a)과 동일한 특징을 가지며, 따라서 상술한 삽입판(100a)의 설명이 삽입판(100a)의 대응 요소에 대한 참조 부호 "a" 대신에 삽입판(100b)의 요소에 참조 부호 "b"를 사용한 삽입판(100b)을 설명하는데 참고로 포함된다. 그러나, 특정 실시예에서는 로브(112b)의 개수가 로브(112a)의 개수와 비교하여 개수가 다를 수 있다.

클링커 그라인더 롤러(210)는 삽입판(100a, 100b)을 통해 주조된다. 주조 후, 클링커 그라인더 롤러(210)는 원통형 외부(230)와 단부(220a, 220b)를 포함한다. 단부(220a, 220b)는 개구(224a, 224b)를 형성하는 내측 표면(222a, 222b)을 갖는다. 주조 과정에서, 삽입판(100a, 100b)의 오목부(116a, 116b)는 주조 공정 중(예를 들면, 비연성 내마모성 합금 주철) 용융 재료로 충전되어 내측 표면(222a, 222b)에 대응 돌출부(225a, 225b)를 형성한다. 돌출부(225a, 225b)는 주조 후 내측 표면(222a, 222b)에 삽입판(100a, 100b)을 고정하기 위해, 오목부(116a, 116b)와 직접 접촉하고, 또한 결합하고, 그리고 기계적으로 함께 작동하도록 대응한다. 롤러(210)의 내측 표면(222a, 222b)은 삽입판(100a, 100b)의 외측 표면(110a, 110b)과 밀착하여 순응하도록 형성된다. 주조 공정은 주입되는 특정 합금에 대한 표준 과열량을 이용하여 수행될 수도 있고, 삽입판에 의해 생성된 히트 싱크를 보상하기 위해 추가 과열량 또는 실질적으로 추가적인 양을 이용할 수도 있다. 제공된 추가 과열량은 약 150℃의 온도로 될 수 있다. 이 추가 과열은 응고 속도를 느리게 하며, 응고된 물질에서의 고온 파열(균열)을 방지한다. 클링커 그라인더 롤러(210)는, 예를 들면 비연성 내마모성 합금 주철과 같은, 임의의 적절한 재료로 제조된다. 내마모성 합금 주철은 망간, 실리콘, 니켈, 크롬, 몰리브덴 및 구리 등의 합금 원소가 단독으로 또는 조합되어 첨가되는 탄소와 철로 이루어지는 합금의 등급이다. 합금 추가의 목적은 재료의 내식성을 향상시키고, 또한 이것이 응고 및 냉각될 때 철이 경질 금속 탄화물을 형성하도록 유발시키는 것이다. 이런 경질 금속 탄화물은 생성된 주철의 내마모성 품질에 책임이 있다.

주조 후, 중간 부분(230)은 원통형이며, 그 외부 표면을 둘러싼 행(row) 및 열(column)의 그라인더(240)(예를 들어, 기어)를 포함한다. 중간 부분(230)에는 롤러(210)의 길이방향 중심이 있다. 회전하는 동안, 단부(220a, 220b)의 비원형 매끄러운 내측 표면(222a, 222b)과 삽입판(100a, 100b)의 및 1(10b)의 비원형 매끄러운 외부 표면(110a, 110b) 사이의 협력적인 상호동작은 삽입판(100a, 100b) 전체에 걸쳐 균일하게 하중을 분산하여 국부적으로 발생하는 응력을 감소시킨다.

도3 및 도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 그라인더 롤러 조립체(300)를 도시하고 있다. 그라인더 롤러 조립체(300)는 도2의 조립체(200)와, 가늘고 긴 축(310), 및 각각 구동축(310)에 삽입판(100a, 100b)을 부착하는 핀(320a, 320b)을 포함한다. 당업자라면 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서, 클링커 그라인더 롤러(210) 이외의 롤러를 사용할 수 있고, 도3 및 도4에 도시된 핀(320a, 320b) 이외의 패스너를 사용할 수 있음을 인식할 수 있을 것이다. 예를 들어, 패스너는 나사, 우드러프(Woodruff) 키이, 또는 당업자에게 공지된 임의의 다른 패스너일 수 있다.

클링커 그라인더 롤러(210)의 중간 부분(230)은 그 길이방향 길이를 통해 연장되는 주조 개구 또는 구멍(250)을 가지며, 특정 실시예에서는 원통형이다. 또한, 개구 또는 구멍(250)은 그 길이에 걸쳐 일정하거나 대체로 일정한 직경으로 이루어지며, 상기 직경은 삽입판(110)의 보어(120a, 120b)의 내측 표면(122a, 122b)의 직경 보다 크다. 보어(120a, 120b)는 예를 들어 선반(lathe)으로 보링(boring)되며, 또한 구멍(250)과 함께 클링커 그라인더 롤러(210) 및 삽입판(100a, 100b)을 통해 연장되는 원통형 구멍을 형성한다.

가늘고 긴 구동축(310)은 축(310)의 전체 길이로 연장되는 내부 부분(312) 및 상기 내부 부분(312)에 대해 고정된 슬리브(314)를 포함한다. 예를 들어, 슬리브(314)는 내부 부분(312) 위에 수축 끼워맞춤되어 있다. 내부 부분(312)과 슬리브(314)는 각각 원통형 모양이며, 원통형 외부 표면을 형성한다. 슬리브(314)는 단부(315a, 315b), 융기된 부분(316a, 316b), 및 내부 부분(317)을 갖는다. 축은 구동 단부(318a)와 종동 단부(318b)를 갖는다. 작동 시, 축(310)은 구동 단부(318a)에서 축(310)에 토크를 인가하여 회전된다. 축(310)의 회전은 삽입판(100a, 100b)과 클링커 그라인더 롤러(210)의 회전을 유발시킨다. 그후, 클링커 그라인더 롤러(210)의 연마 기어(240)가 회전하여 클링커를 연마한다. 작동하는 동안, 예를 들어 삽입판(100a), 핀(320a), 단부(220a)와 같이 구동 단부(318a)에 가까이 있는 그라인더 롤러 조립체(300)의 부품들은, 예를 들어 삽입판(100a), 핀(320a), 및 단부(220a)와 같이 종동 단부(318b)에 가까이 있는 부품들 보다 더 큰 응력을 받는다.

가늘고 긴 축은 길이방향 축선(102)을 형성한다. 융기된 부분(316a, 316b)과 내부 부분(317)을 포함하는 슬리브(314)의 길이는 클링커 그라인더 롤러(210)와 동일한 길이를 갖는다. 따라서, 가늘고 긴 축이 보어(120a, 120b), 및 개구 또는 구멍(250)을 통해 삽입되어, 융기된 부분(316a, 316b)이 단부(220a, 220b)와 일렬로 배치된다.

가늘고 긴 축(310)은 융기된 부분(316a, 316b)에서 클링커 그라인더 롤러(210)의 개구(120a, 120b)의 내측 표면(122a, 122b)보다 작은 약 0.006 인치와 동일하거나 또는 이 치수 까지의 최대 직경을 갖는다. 따라서, 융기된 부분(316a, 316b)과 내측 표면(122a, 122b)사이의 각각의 판의 공차는 0 인치 내지 0.006 인치의 임의의 단편적인 또는 연속적인 값을 취할 수 있다[또는 심지어 음의(negative) 또는 압입 끼워맞춤 공차]. 판의 공차는 축(310)을 클링커 그라인더 롤러(210) 내로의 삽입동작의 용이함과 핀(320a, 320b)의 벤딩 모멘트를 낮게 유지하는 동작과의 사이를 평형화하도록 최적화된다.

내부 부분(317)의 직경은 융기된 부분(316a, 316b)의 직경보다 작다. 슬리브(314)의 단부(315a, 315b)의 직경도 융기된 부분(316a, 316b)의 직경보다 작다. 단부(312a, 312b)는 다른 기계적인 요소와 결합하기 위해 그 단부상에 키이 통로 또는 슬롯(340a, 340b)을 갖는다.

가늘고 긴 축(310)의 내측 부분(312)은 분리되어 가공되거나 또는 주조되며, 또한 임의의 적절한 물질, 예를 들어 강철로 제조된다. '탄소 또는 합금' 강철은 그라인더 작동 중 가늘고 긴 축상에 부여된 응력을 견디는데 요구되는 강도 및 인성을 제공하도록 선택된다. 슬리브(314)는 내측 부분(312) 보다 경질인 물질로 제조된다. 경질인 물질은 특히 융기된 부분(316a, 316b)에서 축(310)이 장착되는 침식을 감소시킨다.

보어(330a, 330b)가 축(310) 내로 가공 또는 보링(boring)되므로, 이것들은 융기된 부분(316a, 316b)의 외측 표면 및 축(310)의 내측 부분(312)를 통해 걸쳐지고 그리고 연장할 수 있다. 대안적으로, 보어(330a, 300b)는 내측 부분(312)이 아닌, 오직 융기된 부분(316a, 316b)을 통해서만 걸쳐지고 그리고 연장될 수도 있다. 보어(320a, 330b)는 보어(118a, 118b)와 각각 동축이며, 또는 이들 보어는 하나의 보링 단계에서 모두 형성될 수 있다. 만일 보어(118a, 118b)가 먼저 형성된다면, 이들은 축 보어(320a, 330b)를 형성하는 보링 공구를 안내(pilot)할 수 있다. 일 방법에 있어서, 축(310)이 그라인더 롤러 조립체(300) 내로 삽입된 후, 핀(320a, 320b)은 삽입판(100a, 100b)의 분리되어 가공된 보어(118a, 118b) 내로 각각 구동될 수 있다. 핀 직경은 음의 공차를 형성하거나 또는 그 각각의 보어 내로 압입 끼워맞춤되도록 선택될 수 있다.

삽입되었을 때, 핀(320a)은 보어(118a, 330a)를 통해 걸쳐지고 그리고 연장하며, 또한 핀(330b)은 보어(118a, 330b)를 통해 걸쳐지고 그리고 연장한다. 따라서, 핀(320a, 320b)은 축(310)을 클링커 그라인더 롤러(210)에 고정 또는 부착한다. 핀(320a, 320b) 및 보어(118a, 118b, 330a, 330b)는 길이방향 축선(102)에 대해 예각(θ)으로 배향된다. 제1 및 제2예각(θ)은 삽입판(100a, 100b) 및 축(310) 내로 최대 결합 깊이를 얻도록 선택된다. 예를 들어, 예각(θ)은 약 45°내지 약 55°범위의 값을 가질 수 있다.

핀(320a) 및 그에 따른 그 대응하는 보어(330)의 개수는 로브(112a)의 개수와 동일한 것이 바람직하다. 핀(320a) 및 그에 따른 보어(330a)는 예를 들어 각도상으로 등간격으로 이격된다. 핀(320a) 및 그에 따른 보어(330a)는 로브(112a)의 일부 또는 전부의 측부상에 위치될 수 있다. 핀(320b) 및 그에 따른 보어(330b)는 로브(112b)상에 유사하게 위치될 수 있으며, 또한 따라서 로브(112a)와 개수가 동일하다. 그라인더 롤러의 종동 단부 보다 구동 단부상의 더 큰 부하를 고려하여, 핀(320b) 보다 더 많은 개수의 핀(320a)이 제공될 수 있다. 핀(320a, 320b)의 개수는 접지될 재와 관련된 예상된 부하에 기초하여 변할 수도 있다. 다른 실시예에서, 오직 하나의 핀(320a) 및/또는 하나의 핀(320b)이 사용된다.

핀 크기 및 물질은 핀(320a, 320b)이 연마 중 스톨 모터(stall motor) 조건에 의해 생산된 부하를 극복할 수 있는 높은 강도 특성을 갖는 것을 보장하도록 선택된다. 위에 언급한 바와 같이, 핀(320a, 320b)은 그 보어 내로 압입 끼워맞춤된다. 간섭 응력은 연마로부터 기인한 응력에 대한 추가항목이다. 또한, 핀(320a, 320b) 및 보어(330a, 330b)의 표면 마무리의 선택은 간섭 응력 레벨을 세팅하는 것을 돕는다. 간섭 응력은 (1) 핀(320a, 320b)을 제 위치에 고정하기 위해 최소값을 초과하도록, (2) 연마 중 보어(330a, 330b)을 오버로딩하기 위한 최대값 아래에 있도록, 또한 (3) 그라인더 롤러 조립체(300)의 전향 회전 또는 역회전 모두 중 예비부하된 상태를 유지하는 것을 보장하도록 최적화된다. 간섭 응력 없이, 삽입판(100a, 100b)과 가늘고 긴 축(310) 사이의 어긋남(slippage)은 시간에 따라 증가하여, 설비 고장으로 이어진다. 또한, 핀(320a, 320b)의 개수를 각각의 로브(112a, 112b)의 개수와 어울리게 하는 것은 그라인더 롤러 조립체(300)의 부하 견딤 능력을 최적화시킨다. 핀(320a, 320b)은 핀 내경을 한정하는 관통 구멍(322a, 322b)을 추가로 갖는다. 관통 구멍(322a, 322b)은 조립 중 공기가 보어(330a, 330b)로부터 탈출하는 것을 허용한다.

일부 실시예에서, 핀(320a, 320b) 보다는 우드러프 키이 또는 사각(square) 키이가 사용되어야만 한다. 축(310)은 개구를 가질 수 있으며 또한 클링커 그라인더 롤러(210)는 키이의 설치를 수용하기 위해 반원형 개구에 인접한 길이방향 슬롯을 가질 수 있다. 우드러프 키이는 축(310)을 클링커 그라인더 롤러(210)에 고정하기 위해 반원형 개구 및 길이방향 슬롯 내측으로 길이방향으로 삽입될 수 있으며, 또한 클링커 그라인더 롤러(210)로부터 멀리 길이방향으로 연장하는 돌출부를 가질 수 있다. 핀(320a, 30b) 또는 키이와 같은 기계적 고정구의 사용은 삽입판(100a, 100b)과 롤러(210) 사이의 간섭부에서 접합 고장 중 유도된 열을 제거한다. 만일 삽입체(100a, 100b)를 축(310)에 부착하기 위해 용접 공정이 사용되면, 삽입체는 롤러(210)에 관해 팽창 및 수축하여, 그들 사이의 접합을 파괴하고, 또한 주조 롤러에 균열을 자주 유발시킨다.

도5는 본 발명에 따른 그라인더 롤러 조립체(300)를 형성하는 방법(500)을 도시하고 있다. 여기에 제시된 단계들의 순서는 단순히 방법(500)의 하나의 실행이다. 본 기술분야의 숙련자라면 순서는 변할 수 있으며, 일부 단계들은 동시에 발생할 수 있으며, 일부 단계들은 생략될 수 있고, 또한 다른 단계들이 추가될 수 있음을 인식할 것이다.

방법(500)은 블럭(510)에서 시작한다. 블럭(510)에서, 삽입판(100a, 100b)이 제공된다. 방법(500)은 블럭(510)으로부터 블럭(520)으로 진행한다. 블럭(520)에서, 클링커 그라인더 롤러(210)가 삽입판(100a, 100b) 위에 주조된다. 삽입판(100a, 100b)의 오목부(116a, 116b)는 내측 표면(222a, 222b)상에 대응하는 돌출부(225a, 225b)를 형성하기 위해 주조 작동 중 용융된 물질(예를 들어, 비연성의 마찰-저항 합금 주철)로 충전된다. 돌출부(225a, 225b)는 오목부(116a, 116)와 짝을 이루고 또한 기계적으로 이와 협력하여, 주조 후 삽입판(100a, 100b)을 내측 표면(222a, 222b)에 각각 고정하는 것을 돕도록 대응한다. 주조 중, 사용된 특정 합금을 위해 전형적으로 사용되는 추가적인 과열이 사용될 수 있다. 제공된 추가적인 과열의 양은 0 보다 크거나 또는 실질적으로 이 보다 크며, 또한 약 150℃ 까지일 수도 있다. 방법(500)은 블럭(520)으로부터 블럭(530)으로 진행한다.

블럭(530)에서, 보어(120a, 120b)는 삽입판(100a, 100b)을 통해 보링된다. 보어(120a, 120b)는 선반 또는 보링 밀(boring mill)로 보링될 수 있다. 방법(500)은 블럭(530)으로부터 블럭(540)으로 진행한다.

블럭(540)에서, 가늘고 긴 축(310)이 보어(120a, 120b) 및 개구 또는 구멍(250)을 통해 삽입된다. 방법(500)은 블럭(540)으로부터 블럭(550)으로 진행한다.

블럭(550)에서, 가늘고 긴 축(310)은 적어도 하나의 핀(320a)으로 삽입판(100a)에, 또한 적어도 하나의 제2핀(320a)으로 삽입판(100b)에 부착된다. 다수의 제1핀(320a) 및 제2핀(320b)이 제공될 수 있다.

본 기술분야의 숙련자라면 위의 서술은 본 발명의 원리의 실행의 예로서 의미되는 것을 용이하게 인식할 것이다. 이 설명은 본 발명이 하기의 청구범위에 한정되는 바와 같이 본 발명의 정신으로부터 일탈 없이 수정, 변경, 및 변화가 용이하다는 점에서, 본 발명의 범주 또는 적용을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

100a: 삽입판 112a: 로브
116a: 오목부 118a: 보어
200: 그라인더 롤러 조립체

Claims

원통형 축 외측 표면과 길이방향 축선을 형성하는 가늘고 긴 구동축;
비원형 외주를 구비하고 상기 길이방향 축선에 직각으로 연장하는 판의 외측으로 향하는 측부, 상기 길이방향 축선을 따라 연장하는 판의 외측 표면, 및 판의 내측 원통형 표면을 형성하고 상기 가늘고 긴 구동축을 빈틈없이 수용하도록 구성된 보어를 포함하는 삽입판;
상기 판의 외측 표면과 일치하도록 형성된 롤러; 및
상기 삽입판을 상기 축에 부착하기 위해 상기 삽입판과 상기 축 사이에서 연장하는 적어도 하나의 파스너를 포함하며,
상기 롤러는 롤러 내측 표면을 형성하는 롤러 원통형 개구를 포함하고,
상기 적어도 하나의 파스너는 상기 삽입판의 적어도 하나의 파스너 보어를 통해 연장되고,
상기 적어도 하나의 파스너 보어는 상기 판의 외측으로 향하는 측부의 개구로부터 상기 판의 내측 원통형 표면의 개구로 연장하는 것을 특징으로 하는 그라인더 롤러 조립체.
제1항에 있어서,
상기 판의 외측 표면은 다수의 로브를 포함하는,
그라인더 롤러 조립체.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 파스너는 다수의 파스너이고,
상기 적어도 하나의 파스너 보어는 상기 다수의 파스너의 개수가 동일한 다수의 파스너 보어인,
그라인더 롤러 조립체.
제3항에 있어서,
상기 판의 외측으로 향하는 측부는 상기 다수의 파스너와 개수가 동일한 다수의 로브를 포함하는,
그라인더 롤러 조립체.
제3항에 있어서,
상기 파스너 보어는 길이방향 축선에 대해 예각으로 향하는,
그라인더 롤러 조립체.
제5항에 있어서,
예각 각각은 롤러의 길이방향 중심으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 것을 특징으로 하는,
그라인더 롤러 조립체.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 파스너 보어가 상기 가늘고 긴 축 안으로 연장하는,
그라인더 롤러 조립체.
제1항에 있어서,
상기 삽입판은 외측으로 향하는 제1판, 제1판 외측 표면, 제1보어, 및 적어도 하나의 파스너 보어를 가진 제1삽입판이며, 상기 적어도 하나의 파스너는 적어도 하나의 제1파스너이고,
상기 그라인더 롤러 조립체는 추가로,
상기 제1삽입판과 마주보는 제2삽입판; 및 상기 제2삽입판을 상기 가늘고 긴 구동 축에 부착하는 상기 제2삽입판과 상기 축 사이에서 연장하는 적어도 하나의 제2파스너를 포함하며,
상기 제2삽입판은 비원형 외주를 구비하고 상기 길이방향 축선에 직각으로 연장하는 제2판의 외측으로 향하는 측부, 상기 길이방향 축선을 따라 연장하는 제2판의 외측 표면, 및 제2판의 내측 원통형 표면을 형성하며 상기 가늘고 긴 구동 축을 빈틈없이 수용하도록 구성된 제2보어를 포함하고,
상기 롤러는 상기 제2 판의 외측 표면과 일치하도록 형성되는,
그라인더 롤러 조립체.
제8항에 있어서,
적어도 하나의 제1파스너는 다수의 제1파스너이며, 적어도 하나의 제2파스너는 다수의 제1파스너보다 개수가 더 많은 다수의 파스너로 구성된,
그라인더 롤러 조립체.
제8항에 있어서,
다수의 제1파스너의 각각은 상기 길이방향 축선에 대해 제1예각을 이루는 제1방향으로 향하며, 또한 다수의 제2파스너의 각각은 상기 길이방향 축선에 대해 제2예각을 이루는 제2방향으로 향하고, 상기 제1예각과 제2예각은 상기 길이방향 축선에 대한 방사방향 면에서 거울이미지를 형성하는,
그라인더 롤러 조립체.
제1항에 있어서,
상기 삽입판은 상기 판의 외측 표면상에 적어도 하나의 오목부를 추가로 포함하며,
상기 롤러는 상기 삽입판 및 롤러가 축의 방향으로 상호 로킹 할 수 있도록 돕기 위해 오목부에 일치하도록 형성되는,
그라인더 롤러 조립체.
제1항에 있어서,
상기 가늘고 긴 축 및 상기 삽입판을 강철로 제조되는,
그라인더 롤러 조립체.
제1항에 있어서,
상기 롤러는 침식, 부식, 또는 그 조합에 저항하는 비연성의 마찰-저항 합금 주철로 제조되는,
그라인더 롤러 조립체.
제1항에 있어서,
상기 축은 내측 부분 및 상기 내측 부분 주위에 고정된 슬리브를 포함하는,
그라인더 롤러 조립체.
제1항에 있어서,
상기 판의 내측 표면의 직경은 축 원통형 외측 표면의 직경 보다 0.15mm 이하로 큰,
그라인더 롤러 조립체.
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