KR102194596B1 - 광폭 벨트그라인더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동저감 기능의 연삭기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사포벨트를 장착하여 고속으로 회전시키는 연삭기의 회전축을 견고히 지지하여 광폭의 사포밸트 사용이 가능하고, 벨트의 이탈을 효과적으로 방지하며, 집진부를 구비하여 작업자의 안전과 편의를 증진시킨 진동저감 기능의 벨트그라인더에 관한 것이다.

Description

광폭 벨트그라인더{Wide Belt Grinder}

본 발명은 사포벨트를 장착하여 고속으로 회전시키면서 사포벨트에 대상물을 마찰시켜 연삭작업을 실시하는 벨트그라인더에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 연삭기의 구동풀리 및 종동풀리가 견고하게 지지되도록 하고 벨트의 이탈을 확실하게 방지하는 수단을 부가하는 등의 구조적 개선을 가한 것이며, 광폭의 사포벨트를 장착할 수 있음에 따라 신속하고 능률적인 연삭작업과 사포벨트의 교체주기를 연장시킬 수 있도록 한 벨트그라인더에 관한 것이다.

연삭기(grinding machine)란 단단하고 미세한 입자가 결합된 연삭수단을 고속으로 회전시키고 가공물의 표면에 마찰시켜서 극히 소량씩 마모되게 하는 정밀 가공기계를 말하며, 치수의 정밀도나 표면의 광택을 향상시킬 수 있어 기계가공의 다듬질 작업에 흔히 사용된다.

벨트그라인더는 구동풀리와 종동풀리 사이에 벨트형의 샌드페이퍼 즉, 사포벨트를 걸어 회전시면서 사포벨트의 표면에 가공대상물을 접촉시켜 마모되도록 하는 것으로, 대체로 도 1과 같은 형태를 갖는다.

이러한 종래의 벨트그라인더는 일측의 프레임(3)에 구동풀리(2)와 종동풀리(4)의 일측이 지지되도록 구성되고 구동축(2)이 모터(6)의 동력을 전달받도록 구성된다.

이러한 바와 같이 종래의 벨트그라인더는 많은 공간을 차지하지 않도록 크기가 감안되고 벨트의 교체를 용이하게 하기 위하여 프레임(3)에 구동풀리(2)와 종동풀리(4)의 일측만이 지지되는 형태를 갖게 되었는데, 따라서 구동풀리와 종동풀리의 안정적인 회전이 어렵고 진동도 많이 발생하는 것은 물론이고 설치할 수 있는 사포벨트(5)의 폭(L)이 그리 넓지 못하였던 것이며, 따라서 사포벨트의 폭 크기를 넘어서는 대형 가공대상물을 연삭하기는 어려웠고 대량의 연삭작업을 하는 경우에는 사포벨트를 수시로 교체하여야 하는 불편함이 있었다.

또한, 상기와 같은 종래의 벨트그라인더는 고속 주행을 하는 과정에서 사포벨트가 풀리의 길이 방향으로 이동하여 벗겨지는 현상이 발생하는데, 종래에는 이를 방지하기 위하여 종동축(4)의 각도를 조절하는 조절핸들(7)을 구성하여 매우 어렵고 미세하게 조절하는 작업을 하여야 했으며, 아울러 사포밸트(5)를 교체하려면 교체용핸들(8)을 회전시켜 종동축(4)을 이동시켜야 하는 번거로움이 있었다.

또한, 고무와 같은 신축성 있는 재질의 벨트는 풀리의 중앙을 볼록하게 만드는 것(크라운)만으로도 고속회전시 풀리의 중심에서 벗어나거나 이탈되는 현상을 방지할 수 있지만, 사포와 같이 신축성이 없는 재질의 벨트는 이러한 크라운을 형성하는 것만으로는 쉽게 이탈되는 문제를 해소하지 못한다.

한국 공개특허 제10-2018-0094444호(2018년 08월 23일)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 폭이 넓은 사포벨트를 장착하여 사용할 수 있으면서도 고속회전시에도 안정적인 회전구동이 가능하고, 벨트의 이탈도 영구적으로 방지하면서 사포벨트의 교체작업도 편리한 벨트그라인더의 제공을 목적으로 한다.

더불어 연삭작업 과정에서 발생하는 분진, 냄새 및 이물질의 확산을 방지하기 위한 집진수단을 마련하여 작업장의 오염과 청소의 번거로움을 줄이는 데도 그 목적이 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 지면에 고정되는 바닥부와 수직으로 지지판이 형성되고, 상기 바닥부와 지지판에 직교하도록 다수의 보강대가 형성되며, 상기 지지판의 상단에 상기 사이드 프레임을 고정하여 작업에 편리한 높이로 지지하는 베이스를 구비하였다.

베이스의 상단에는, 쌍을 이루어 마주보는 긴 판형태의 일단에 구동풀리 삽입홈이 형성되고, 타단에 가이드홈이 형성되며, 외측면에 각각 실린더가 결합되고, 가운데에 가로방향의 가이드 플레이트와 수직방향의 보강판을 결합하여 고정되는 한 쌍의 사이드 프레임을 구비하였다.

상기 사이드 프레임에는 모터에 의해 회전함으로써 회전력을 전달할 수 있는 원통면이 형성된 구동풀리와, 구동풀리와의 축 간격을 조절할 수 있도록 형성된 종동풀리를 구비하였다.

또한, 상기 사이드 플레이트의 상단에 고정되고, 한 쌍의 경사롤러가 축결합되는 센터링 축과; 원통면과 경사면이 형성되어 사포벨트를 사이에 두고 양쪽 경사면이 내향하도록 센터링 축에 축결합되며, 상기 사포벨트의 내면과 접촉한 상태에서 회전하는 한 쌍의 경사롤러를 구성한 것을 특징으로 한다.

아울러 그라인딩 작업에 의해 발생하는 가루나 분진을 수집하는 집진장치를 부가함도 하나의 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 벨트가 중앙에서 벗어나지 않도록 종동풀리의 크라운과 경사롤러가 이중으로 단속함으로써 고속회전시에도 진동을 효과적으로 줄일 수 있고 벨트가 이탈되어 발생할 수 있는 위험으로부터 작업자를 보호할 수 있다.

뿐만 아니라, 한 쌍의 사이드 플레이트를 구성하고 가이드플레이트 및 보강판으로 연결하여 구동풀리 및 종동풀리를 견고하게 지지할 수 있어서, 광폭의 벨트를 장착하여 사용하는 것이 가능하고 이에 따라 작업범위가 확장되므로 작업대상이 확대되고, 교체주기를 연장할 수 있는 등 작업자의 편의를 향상하여 작업능률을 높일 수 있는 효과가 있다.

사포벨트의 교체도 실린더를 이용하여 종동풀리를 이동시키면 사포벨트가 일측 사이드 프레임을 감싸면서 벗어날 수 있어서 편리하고 신속하게 된다.

또, 작업과정에서 발생하는 분진, 냄새 및 이물질의 확산을 방지하기 위한 집진부를 구비하여 작업장의 오염과 청소의 번거로움을 줄이고, 작업자의 건강을 고려하여 만족도를 향상할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 연삭기를 나타낸 예시도
도 2는 본 발명의 전체적인 모습을 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 정면도
도 4는 본 발명의 분해도
도 5는 본 발명의 종동풀리 작동상태도
도 6은 본 발명의 센터링 축 단면도
도 7은 본 발명의 부분 배면도

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 벨트그라인더에 대한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 베이스(20)는 도 2 내지 도 4에서 볼 수 있듯이 지면에 고정되는 바닥부(20-1)와 수직으로 지지판(20-2)을 형성하여 상기 지지판(20-2)의 상단에 사이드 프레임(21)을 고정함으로써 작업에 편리한 높이에 사포벨트(16)가 위치할 수 있도록 구성하며, 상기 바닥부(20-1)와 지지판(20-2)에 직교하도록 다수의 보강대(20-3)를 형성하여 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 사이드 프레임(21)은 사포벨트(16)보다 넓은 간격을 두고 쌍을 이루어 마주보게 형성하며, 사이에 수평으로 가이드 플레이트(22)를 구비하고, 상기 가이드 플레이트(22)와 사이드 프레임(21)에 수직으로 보강판(23)을 구비하여 흔들림 없이 지지할 수 있도록 구성하여 한쪽 사이드 프레임(21)을 상기 베이스(20)의 지지판(20-2) 상단에 결합한다.

상기 베이스(20)에 직접 고정되지 않은 측의 사이드 프레임(21)은 도 7과 같이 상하 높이가 구동풀리(11)의 최대 직경(D₁) 및 종동풀리(12)의 최대 직경(D₂) 크기를 넘지 않도록 하고, 길이도 구동풀리(11) 및 종동풀리(12) 간의 최대거리(L₁)를 넘어서지 않도록 하여 사포벨트(16)가 사이드 프레임(21)을 충분히 감싸면서 통과할 수 있도록 한다.

상기 사이드 프레임(21)의 양단에는 측면에서 삽입할 수 있도록 구동풀리 삽입홈(24)과 가이드 홈(25)을 형성하여, 구동풀리 삽입홈(24)에는 구동풀리(11)를 회전가능하도록 삽입 및 고정하고, 가이드 홈(25)에는 슬라이딩 블록(26)을 삽입한 후 클로징 브라켓(27)을 체결하여 클로징 브라켓(27)의 중심에 체결된 위치고정 볼트(28)의 머리가 슬라이딩 블록(26)의 측면에 접촉하여 사포벨트(16)의 길이에 맞게 슬라이딩 블록(26)이 위치할 수 있도록 구성한다.

또, 사이드 프레임(21)의 외측면에 각각 실린더(29)를 고정하여 실린더(29)에 의해 상기 슬라이딩 블록(26)이 가이드 홈(25)을 따라 왕복 이동할 수 있도록 구성한다.

상기 사이드 프레임(21)의 구동풀리 삽입홈(24)에 회전가능하게 결합되는 구동풀리(11)는 사이드 프레임(21)의 외측으로 돌출된 일단부가 모터(30)와 연결됨으로써 회전력을 얻도록 구성되며, 사이드 프레임(21)의 사이에 구동풀리(11)가 위치하여 상기 사포벨트(16)의 내면(16-1)과 접촉한 상태로 회전함으로써 모터(30)의 회전력을 상기 사포벨트(16)에 전달할 수 있도록 구성한다.

마찬가지로 상기 사포벨트(16)의 내면(16-1)과 접촉한 상태에서 회전되는 종동풀리(12)는 중앙이 볼록한 형태를 갖는 원통형상으로 이루어지며, 양단에 각각 슬라이딩 블록(26)을 결합하고, 상기 슬라이딩 블록(26)을 사이드 프레임(21)의 단부에 형성된 가이드홈(25)에 결합함으로써 구동풀리(11)와의 축 간격을 조절할 수 있도록 구비한다.

상기 사이드 프레임(21)의 일측 위치에는 원통면(14-1)과 경사면(14-2)이 형성되어 상기 사포벨트(16)의 내면(16-1)과 접촉한 상태에서 회전되는 경사롤러(14)를 설치하는데, 사포벨트(16)를 사이에 두고 센터링 축(15)에 한 쌍이 서로 마주보게 축결합하되, 양쪽 경사롤러(14)의 경사면(14-2)이 내향하도록 형성한다.

상기 사포벨트(16)는 상기 구동풀리(11), 종동풀리(12), 경사롤러(14) 및 가이드 플레이트(22)와 내면(16-1)이 접촉하여 회전가능하도록 구비된다.

집진부(40)는 구동풀리(11)의 하부에 맞게 곡선의 개방구(40-1)가 형성되고, 타측에는 상부로 개방된 배기구(40-2)가 형성되어 구동풀리(11)의 하부에 구비된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 실린더(29)로 슬라이딩 블록(26)을 움직여서 슬라이딩 블록(26)과 결합된 종동풀리(12)를 구동풀리(11) 쪽으로 이동하여 구동풀리(11)와 종동풀리(12)의 축간격을 최소화한 후 가공하고자 하는 작업에 적절한 연삭력을 갖는 벨트형상의 사포벨트(16)를 선택하여 장착하는데, 사포벨트(16)의 내면(16-1)이 구동풀리(11), 종동풀리(12), 경사롤러(14) 및 가이드 플레이트(22)와 접촉되도록 하며, 이때 사포벨트(16)가 사이드 프레임(21)에 걸리지 않으면서 원활하게 출입이 가능하게 된다.

그러고 나서 다시 슬라이딩 블록(26)을 반대방향으로 이동시키면 사포벨트(16)가 팽팽하게 당겨지는데, 슬라이딩 블록(26)의 측면이 클로징 브라켓(27)의 중심에 체결된 위치고정 볼트(28)의 머리에 닿으면 실린더(29)와 위치고정 볼트(28)에 의해 종동풀리(12)가 적당한 위치에 고정된다.

사포벨트(16)를 교체하고자 할 경우에는 반대의 순서로 분리하고 다시 장착한다.

모터(30)에 의해 구동풀리(11)가 회전하면서 마찰력에 의해 사포벨트(16)도 회전하게 되는데, 고무와 같은 신축성 있는 재질의 벨트는 풀리의 중앙을 볼록하게 만드는 것만으로도 고속회전시 풀리의 중심에서 벗어나거나 이탈되는 현상을 방지할 수 있지만, 이와 달리 통상 종이나 천 재질의 내면을 갖는 사포벨트는 마찰력이 약해서 고속으로 회전하면 쉽게 이탈되는 문제점이 있다.

만일 작업 도중에 거친 면이 형성된 사포벨트가 고속회전에 의해 이탈되면 불량이 발생할 뿐 아니라 작업자의 안전사고로 이어질 수 있다.

특히, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 연삭기(1)는 구동풀리(2)와 종동풀리(4)가 한쪽만 프레임(3)에 고정되어서, 사포벨트(5)가 고속으로 회전하면 타측으로 이탈되기 쉬울 뿐만 아니라 회전축을 안정적으로 고정하지 못하여 진동이 심한 구조이기 때문에 사포벨트(5)의 폭(L)이 한정적인 단점이 있었다.

이와 같은 문제를 해소하기 위하여 본 발명은 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 사이드 프레임(21)이 구동풀리(11)와 종동풀리(12)의 양단을 지지하도록 설치하고, 상기 사이드 프레임(21) 사이에 가이드 플레이트(22)와 보강판(23)을 결합하여 견고히 고정하였다.

또, 진동을 줄이고 종동풀리(12)에 크라운을 형성하는 외에도 센터링 축(15)을 고정하고 한 쌍의 경사롤러(14)를 축결합하여 내향하는 경사면(14-2)에 의해 사포벨트(16)의 이탈을 단속하고 중심으로 이동하게 유도함으로써 고속회전시에도 진동을 줄이고 사포벨트(16)의 중심이동 현상을 최소화할 수 있다.

그리고 연삭작업 과정에서 회전하는 사포벨트(16)의 원심력에 의해 공기 중으로 비산되는 분진, 쇳가루나 먼지 등과 같은 이물질, 그리고 마찰열에 의해 발생되는 타는 냄새를 포집할 수 있는 집진부(40)를 구동풀리(11)의 하부에 구비하여, 분진, 냄새 및 이물질이 비산되고 주변으로 확산되어 작업장의 환경을 오염시키며, 작업자의 건강을 해치는 문제점을 해소하도록 하였다.

1: 종래 연삭기 2: 구동풀리
3: 프레임 4: 종동풀리
5: 사포벨트
L, L': 사포벨트의 폭
10: 연삭기 11: 구동풀리
12: 종동풀리
14: 경사롤러 14-1: 원통면
14-2: 경사면
15: 센터링 축 16: 사포벨트
16-1: 내면 16-2: 마찰면
20: 베이스 20-1: 바닥부
20-2: 지지판 20-3: 보강대
21: 사이드 프레임 22: 가이드 플레이트
23: 보강판 24: 구동풀리 삽입홈
25: 가이드홈 26: 슬라이딩 블록
27: 클로징 브라켓 28: 위치고정 볼트
29: 실린더 30: 모터

Claims (2)

1. 베이스는 지면에 고정되는 바닥부와 수직으로 지지판이 형성되고, 상기 지지판의 상단에 일측의 사이드 프레임을 고정하여 작업에 편리한 높이로 지지되게 하며,
   상기 사이드 프레임은 마주보는 한 쌍으로 구성되고 긴 판형태의 양단에 각각 구동풀리 삽입홈 및 가이드홈이 형성되며, 양측 사이드 프레임의 사이에 가이드 플레이트 및 보강판을 결합한 후 사이드 프레임이 구동풀리 및 종동풀리의 양단을 각각 지지하여 사포벨트 회전시 진동을 방지하고,
   또한, 상기 베이스(20)에 직접 고정되지 않은 측의 사이드 프레임(21)은 상하 높이가 구동풀리(11)의 최대 직경(D₁) 및 종동풀리(12)의 최대 직경(D₂) 크기를 넘지 않도록 하고, 길이도 구동풀리(11) 및 종동풀리(12) 간의 최대거리(L₁)를 넘어서지 않도록 하여 사포벨트(16)가 사이드 프레임(21)을 충분히 감싸면서 통과할 수 있도록 함으로써 사포벨트의 교체를 용이하게 하며,
   모터의 동력을 전달받는 구동풀리와, 구동풀리의 회전을 사포벨트를 통하여 전달받으면서 중앙이 볼록한 형태를 갖는 원통형상의 종동풀리를 포함하고,
   상기 구동풀리, 종동풀리 사이를 회전하는 사포벨트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광폭 벨트그라인더.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 사이드 프레임의 일측 위치에는 센터링 축을 설치하되, 원통면과 경사면이 형성되어 상기 사포벨트의 내면과 접촉한 상태에서 회전되는 경사롤러 한 쌍을 센터링 축에 마주보도록 설치하여 사포벨트가 경사면에 의해 중심으로 이동하도록 유도하여 진동을 방지하면서 중심을 유지하고 이탈을 방지하는 것을 특징으로 하는 광폭 벨트그라인더.

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