KR102286046B1

KR102286046B1 - 강관 가용접 장치

Info

Publication number: KR102286046B1
Application number: KR1020210024346A
Authority: KR
Inventors: 이상철
Original assignee: 주식회사 현대알비
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2021-08-04

Abstract

본 발명은 강관의 측면을 가압하는 과정에서 이음부가 강관의 후방으로 갈수록 점차적으로 벌어지는 등의 강관 변형을 방지할 수 있고, 상부가압롤러 및 측면가압롤러의 위치를 자동 조정하도록 하여 다양한 직경 크기로 제작된 강관이 이음부를 효과적으로 가용접할 수 있으며, 성형된 강관의 이음부 양단의 높이차가 발생할 경우, 상부가압롤러를 틸팅 동작시켜 이음부의 높이차이를 보정한 상태에서 가압이 이루어지도록 한 강관 가용접 장치를 제안한다.

Description

강관 가용접 장치{The tack welding apparatus for steel pipe}

본 발명은 강관 가용접 장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 강관의 직경에 맞추어 상부가압롤러 및 측면가압롤러의 위치를 자동 조정함과 더불어 강관의 이음부 상황에 맞추어 상부가압롤러를 틸팅 동작시킴은 물론 용접과정에서 강관의 이음부 양측을 별도로 가압하여 용접과정에서 이음부가 강관의 후방으로 갈수록 벌어지지 않도록 하여 강관 변형을 방지하도록 한 강관 가용접 장치에 관한 것이다.

일반적으로 강관(파이프)은 인발 가공방법과 포밍 가공방법 중에서 어느 한가지를 통해 성형된다. 여기서, 포밍 가공방법과 관련한 선행기술로는 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0326241호에 '자동 파이프 성형기' 제시되고 있다.

이러한, 상기 자동 파이프 성형기는 소재를 공급하는 소재공급부와, 상기 소재공급부를 통해 공급된 소재가 성형기에 투입될 수 있게 길이방향으로 이송시키는 소재이송부와, 상기 소재이송부에서 이송된 소재가 좌, 우 비틀림없이 정위치로 이송되도록 세팅하는 소재세팅부와, 상기 소재세팅부에서 세팅된 소재를 포밍부가 순차적으로 절곡시키면서 소망하는 형태의 파이프 모양으로 성형하는 소재포밍부와, 상기 소재포밍부에서 성형된 소재의 형태 유지 및 길이방향으로 형성되는 이음매가 서로 맞닿을 수 있도록 외주면을 압착시키는 롤러가 구비되는 이음매압착부와, 소재의 이음매 부위를 자동용접기로 접합시키는 용접부와, 완성된 파이프를 성형기 외부로 이송하는 배출부를 포함하여 구성한다.

한편, 상기한 과정을 거쳐 원형의 형상으로 성형된 파이프는 용접머신으로 이송된 후, 서로 맞대여지는 파이프의 양단부에 형성된 홈부를 용접으로 접합 처리하여 가용접된 파이프를 제조하게 된다.

그리고 강관의 가용접이 이루어지고 나면, 이어서 용접머신에서는 파이프의 내면 본용접을 행한 다음, 파이프의 외면 본용접을 수행하여 파이프의 용접 작업을 완료한다.

강관의 이음부 가용접 방법은 이음부가 서로 떨어진 상태로 원형에 근접한 상태로 1차 성형된 강관이 진입하면 상기 강관의 상, 하면 그리고 양측면을 가압롤러로 가압하여 강관의 이음부가 맞대여지도록 한 상태에서 용접 작업을 진행하게 된다.

그러나 강관의 직경이 큰 경우에는 이음부의 간격이 상대적으로 많이 떨어져 있음은 물론 강관의 성형과정에서 이음부의 양단이 서로 높이가 다르게 단차가 형성될 수 있다.

이음부의 간격이 많이 떨어진 상태인 대구경 강관의 전방 이음부를 가압롤러로 가압하여 맞댄 상태로 억지로 용접이 진행될 경우, 강관의 후방으로 향할수록 이음부의 사이 간격이 더 벌어지는 현상과 더불어 강관 전체로 변형이 발생하는 경우가 빈번히 발생한다.

양단 높이가 서로 다른 상태로 성형된 강관의 이음부를 맞댈 경우에는 강관의 이음부 양단 높이를 동일하게 교정한 상태로 용접이 이루어져야 하나 종래의 가용접 장치에는 이음부 양단 높이를 교정할 수 있는 수단이 구비되지 못하였다.

또한 종래 가용접 장치는 강관의 직경 크기에 맞추어 가압롤러의 높이 및 길이를 조절할 수 없는 단점이 있다.

문헌 1: 대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2017-0014391 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 강관의 측면을 가압하는 과정에서 이음부가 강관의 후방으로 갈수록 점차적으로 벌어지는 등의 강관 변형을 방지할 수 있는 강관 가용접 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 상부가압롤러 및 측면가압롤러의 위치를 자동 조정하도록 하여 다양한 직경 크기로 제작된 강관이 이음부를 효과적으로 가용접할 수 있는 강관 가용접 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 성형된 강관의 이음부 양단의 높이차가 발생할 경우, 상부가압롤러를 틸팅 동작시켜 이음부의 높이차이를 보정한 상태에서 가압이 이루어지도록 한 강관 가용접 장치를 제공한다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 강관 이음부를 연속적으로 가용접하는 강관 이음부 가용접 장치에 있어서, 강관을 이동시키는 강관 피딩유닛, 상기 강관 피딩유닛에 올려진 강관을 터닝 동작시켜 강관의 이음부가 상기 강관의 상부면 중앙에 오도록 정위치시키는 강관 터닝유닛, 상기 강관 터닝유닛의 구동으로 터닝 동작한 강관의 이음부를 가용접하는 강관 가용접 유닛을 포함하며, 상기 강과 가용접 유닛은 하부다이, 상기 하부다이의 외곽 모서리를 따라 설치되는 포스트, 상기 하부다이의 상면 중앙에 설치되며 상기 강관의 하면을 받쳐주는 하부가압롤러, 상기 포스트에 상, 하 이동 가능하게 지지되는 지지대, 상기 지지대의 내측에 설치되며 실린더의 동력으로 전, 후 왕복 이동하며 상기 강관의 측면을 가압하여 상기 강관의 이음부가 서로 맞대여지도록 하는 측면가압롤러, 상기 포스트의 상부에 지지되는 상부다이, 상기 상부다이의 아래에 위치하며 실린더의 동력으로 상, 하 이동하는 승강대, 상기 승강대에 지지되며 상기 강관의 상부면 중앙에 위치한 이음부를 가압하는 상부 가압롤러, 상기 승강대의 전면에 마련되며 상기 강관의 이음부를 가용접하는 가용접 토치, 상기 승강대의 상면 양측에 서로 마주보는 상태로 설치되는 복수개의 제 1, 2틸팅실린더, 상기 제 1, 2틸팅실린더의 사이에 위치한 상태에서 상기 제 1, 2틸팅실린더의 로드가 각각 핀 결합되며, 상기 승강대를 수직으로 관통한 상태에서 상기 상부 가압롤러에 연결 설치되어 상기 제 1, 2틸팅실린더의 동작에 따라 상기 상부 가압롤러를 좌, 우 방향으로 틸팅 동작시키는 작동대로 구성한 틸팅수단을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 지지대의 후방에 설치되는 브라켓, 상기 브라켓에 핀 결합되는 실린더, 상기 실린더의 로드에 핀 결합되는 가압대, 상기 가압대에 적어도 하나 이상이 축 결합되며 상기 실린더의 구동으로 강관의 측면을 가압하는 측면 보조 가압롤러로 구성한 측면 보조 가압수단을 더 설치함이 바람직하다.

상기 지지대의 아래에는 모터의 동력으로 상, 하 수직 이동하며 상기 지지대를 상, 하 이동시켜 상기 측면가압롤러의 높낮이를 조절하는 높이 조절수단이 설치되도록 함이 바람직하다.

본 발명은 강관의 측면을 가압하는 과정에서 이음부가 강관의 후방으로 갈수록 점차적으로 벌어지는 등의 강관 변형을 방지할 수 있어 가용접의 불량을 줄인 효과를 가진다.

또한 강관의 직경에 맞추어 상부가압롤러 및 측면가압롤러의 위치를 자동 조정하도록 하여 다양한 직경 크기로 제작된 강관이 이음부를 효과적으로 가용접할 수 있다.

또한 성형된 강관의 이음부 양단의 높이차가 발생할 경우, 상부가압롤러를 틸팅 동작시켜 이음부의 높이차이를 보정한 상태에서 가압이 이루어지도록 하여 불량없이 보다 정밀한 가용접을 행할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 강관 가용접 장치의 전체 구성을 평면에서 도시한 도면.
도 2는 도 1의 강관 가용접 장치의 측면을 도시한 도면.
도 3은 도 1의 강관 가용접 장치의 정면을 도시한 도면.
도 4 내지 도 10은 강관 터닝유닛을 동작시켜 강관의 이음부가 강관의 상부 중앙면에 정위치되어 가용접이 이루어지는 과정을 순차적으로 도시한 도면들.
도 11은 도 3에서 강관 가용접 유닛에서 측면가압롤러를 발췌하여 도시한 도면.
도 12는 도 11에서 측면가압롤러가 높이조절수단의 동작으로 상승한 상태를 도시한 도면.
도 13은 도 12의 측면도.
도 14는 도 3에서 상부가압롤러를 발췌하여 도시한 도면.
도 15는 도 14의 측면도.
도 16은 도 14의 평면도.
도 17a와 도17b는 틸팅수단의 구동으로 상부가압롤러가 틸팅동작한 상태를 도시한 동작상태도.
도 18은 측면가압롤러에 설치된 보조 측면가압롤러의 구조를 도시한 평면도.
도 19는 도 18의 동작상태도.
도 20은 도 3의 강관 가용접 유닛에서 강관 가용접 토치를 도시한 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

도 1은 도 1은 강관 가용접 장치의 전체 구성을 평면에서 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 강관 가용접 장치의 측면을 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 강관 가용접 장치의 정면을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 강관 가용접 장치는 강관 피딩유닛(10), 강관 터닝유닛(20) 및 강관 가용접 유닛(40)을 포함한다.

상기 강관 피딩유닛(10)은 원형에 근접한 형상으로 성형된 강관(1)을 강관 가용접 유닛(40)으로 이송시키는 유닛이다.

상기 강관 피딩유닛(10)은 바닥의 레일상에 일정간격 떨어진 상태로 다수개가 배열 설치된다.

하나의 강관 피딩유닛(10) 구조를 기술하면 상기 강관 피딩유닛(10)은 구동원인 모터의 동력으로 회전하는 구동롤러(12)로 구성하며, 상기 구동롤러(12)에 강관(200)이 올려지면 모터가 구동하며 구동롤러(12)를 회전시켜 강관(1)을 전방으로 이동시키게 된다.

상기 강관 터닝유닛(20)은 강관(1)을 터닝 동작시켜 가용접을 위한 강관(1)의 이음부(2)를 가용접토치에 정위치시키는 유닛이다.

상기 강관 터닝유닛(20)은 도 4에서와 같이 모터(22), 상기 모터(22)의 동력으로 회전하며 상기 강관(200)을 받쳐준 상태에서 상기 강관(1)을 터닝시키는 터닝롤(24) 및 상기 터닝롤(24)의 반대편에 위치하며 강관(1)의 터닝동작을 가이드하는 가이드롤(26)로 구성한다.

상기 강관 터닝유닛(20)을 구성하는 모터(22), 터닝롤(24) 및 가이드롤(26)은 승강대(28)에 지지되며, 상기 승강대(28)의 하단에는 실린더(30)가 설치되어, 상기 실린더(30)의 구동으로 상기 승강대(28)는 상, 하 이동한다.

상기 승강대(28)의 상, 하 이동에 따라 터닝롤(24) 및 가이드롤(26)에 올려져 있는 강관(200)은 위로 승강하며 전술한 강관 피딩유닛(10)의 구동롤러(12)에서 떨어지게 되며, 이 상태에서 터닝롤(24)이 구동하며 강관(1)을 터닝 동작시켜 강관(1)의 이음부(2)를 가용접토치에 정위치시키게 된다.

상기 강관 터닝유닛(20)의 구동으로 강관(1)이 터닝 동작한 다음, 다시 하강하고 나면 강관(1)의 상, 하면 그리고 양 측면에는 강관 가용접 유닛(40)을 구성하는 상, 하부가압롤러(50, 90) 및 측면 가압롤러(60)가 접촉한 상태로 강관(1)을 가압한 상태에서 측면 가압롤러(60)가 구동하며 강관(1)을 전방으로 천천히 인출 동작시키게 되고, 이 과정에서 용접토치부는 강관의 이음부를 가용접하게 된다.

첨부된 도 4 내지 도 10은 강관의 이음부 가용접 과정을 순차적으로 도시한 도면들이다.

도 4, 5에서와 같이 1차 성형된 강관(1)은 강관 피딩유닛(10)의 구동으로 전방의 강관 가용접유닛(40) 쪽으로 진입하고 나면 도 6에서와 같이 강관 터닝유닛(20)의 터닝롤러(24) 및 가이드롤러(26)가 승강하며 강관(1)을 강관 피딩유닛(10) 위로 승강시키게 되고, 이어서 도 7, 8에서와 같이 터닝롤러(24)가 터닝 동작하며 강관(1)의 이음부(2)가용접토치에 정위치할 수 있도록 터닝시키게 된다. 즉, 강관(1)의 이음부(2) 반대편에는 마킹부(4)가 표시되어 있고, 또한 강관 피딩유닛(10)의 구동롤러(12)의 중앙에도 마킹부(14)가 표시되어 있으며, 작업자는 조작레버를 이용하여 강관(1)을 터닝 동작시켜 강관(1)에 표시되어 있는 마킹부(4)를 강관 피딩유닛(10)인 구동롤러(12)의 마킹부(14)에 위치시키게 되면 강관(1)의 이음부는 정확히 강관(1)의 센터상에 정위치하게 된다.

강관(1)의 이음부(2)가 센터상에 정 위치하면 도 9, 10에서와 같이 강관 터닝유닛(20)의 승강대(28)를 하강시켜 강관(1)을 강관 피딩유닛(10)의 구동롤러(12)에 올려놓게 되고, 이어서 강관 가용접 유닛(40)인 상, 하부가압롤러(50, 90) 그리고 측면가압롤러(60)가 동작하여 강관(1)을 가압하게 되는 데, 이때 강관(1)의 이음부(2)는 측면가압롤러(60)의 가압력에 의해 중앙으로 모여지며 서로 맞대여진다.

다음, 상기 측면가압롤러(60)가 구동원의 동력으로 회전하면 강관(1)은 전방으로 서서히 인출 동작하게 되고, 이 과정에서 강관(1)의 서로 맞대여진 이음부(2)는 용접토치부를 통과하며 가용접이 이루어진다.

이하에서는 첨부된 도 11 내지 도 20을 참조하여 강관의 가용접을 수행하는 강관 가용접 유닛의 구조에 대하여 구체적으로 설명한다.

강관 가용접 유닛(40)은 하부다이(42), 상기 하부다이(42)의 외곽 모서리를 따라 설치되는 4개의 포스트(44), 상기 하부다이(42)의 상면 중앙에 설치되는 하부가압롤러(50), 상기 포스트(44)에 서로 마주보는 상태로 설치되는 복수개의 측면가압롤러(60), 상기 포스트(44)의 상면에 지지되는 상부다이(46), 상기 상부다이(46) 아래에 설치되는 상부가압롤러(90)로 외형을 구성한다.

상기 하부가압롤러(50)는 도 11에서와 같이 전 공정인 강관 피딩유닛(10)의 구동롤러(12)를 타고 이동한 강관(1)을 받쳐준다. 이때 하부가압롤러(50)에 올려진 강관(1)은 전 공정인 강관 터닝유닛(20)의 동작을 통해 강관(1)의 이음부(2)가 강관(1)의 상부 중앙에 오도록 센터링 과정을 거친 상태에서 올려지게 된다.

도 11 내지 도 13에서와 같이 상기 측면가압롤러(60)는 상기 하부가압롤러(50)에 올려진 강관(1)의 양측면을 가압 고정함과 동시에 상기 강관(1)을 전방으로 서서히 인출 동작시키는 롤러이다.

상기 측면가압롤러(60)에는 전, 후 이동수단(64) 및 높이조절수단(80)이 설치된다.

상기 전, 후 이동수단(64)은 하부가압롤러(50)에 올려지는 강관(1)의 측면으로 측면가압롤러(60)가 가압 접촉할 수 있도록 측면가압롤러(60)를 전, 후 이동시키는 수단이다.

상기 전, 후 이동수단(64)은 상기 포스트(44)에 고정 설치되는 지지대(62), 상기 지지대(62)에 설치되는 실린더(66), 상기 실린더(66)의 로드에 결합되며 상기 측면가압롤러(60)와 구동수단(70)으로 연결되어, 상기 실린더(66)의 동력으로 상기 측면가압롤러(60)를 전, 후 이동시키는 왕복대(68)로 구성한다.

상기 전, 후 이동수단(64)의 구동으로 측면가압롤러(60)는 강관(1)의 양측면을 가압하게 되고, 이 과정에서 강관(1)의 상부 중앙에 위치한 이음부(2)로 서로 맞대여 진다.

상기 구동수단(70)은 모터(72), 상기 모터(72)의 축에 결합되는 구동기어(74), 상기 구동기어(74)에 맞물리며 상기 측면가압롤러(60)에 축 결합되어 있는 샤프트(78)에 결합되는 피동기어(76)로 구성한다.

상기 측면가압롤러(60)는 동일한 구조로 하여 왕복대(68)에 3개가 배치되도록 한다.

상기 측면가압롤러(60)의 회전 동작은 상기 측면가압롤러(60)가 강관(1)의 양쪽 측면에 가압 접촉하면 강관(1)의 이음부(2)는 서로 맞대여지고, 이 상태에서 상기 구동수단(70)의 구동에 따라 강관(1)을 전방으로 서서히 인출 동작시킴과 동시에 강관(1)의 이음부는 용접토치부에서 가용접이 연속적으로 이루어지며 강관 이음부 전체를 가용접하게 된다.

상기 지지대(62)의 아래에는 상기 측면가압롤러(60)를 강관(1)의 직경 크기 맞추어 상, 하 이동시키는 높이 조절수단(80)이 더 설치된다.

상기 높이 조절수단(80)은 모터(82), 상기 모터(82)의 축에 연결 구성되는 샤프트(84), 상기 샤프트(84)의 양단에 각각 베벨기어를 통해 수직으로 연결되며 상기 샤프트(84)의 회전 동작에 따라 상, 하 수직 이동하는 리드스크류(86), 상기 리드스크류(86)의 선단에 설치되며 상기 지지대(62)의 하단에 밀착된 상태에서 상기 리드스크류(86)의 동작으로 상기 지지대(62)를 상, 하 이동시키는 연결대(88)로 구성한다.

상기 지지대(62)에는 언급한 측면가압롤러(60)와, 전, 후 이동수단(64) 및 구동수단(70)이 모두 지지된 관계로, 상기 지지대(62)의 동작으로 측면가압롤러(60)는 강관(1)의 직경 크기에 맞추어 상기 포스트(44)를 타고 상, 하 이동하게 된다.

첨부된 도 14 내지 도 17b에서와 같이 상기 상부가압롤러(90)는 상기 강관(1)의 이음부(2)가 위치하고 있는 상부면을 가압하는 롤러이다.

상기 상부가압롤러(90)에는 가압수단이 설치된다. 상기 가압수단은 상부다이에 설치되는 실린더(94), 상기 실린더(94)의 로드에 결합되며 상기 상부가압롤러(90)를 지지하는 승강대(92)로 구성한다. 상기 승강대(92)는 상기 실린더(94)의 구동에 따라 상, 하 이동하며 강관(1)의 직경 크기에 맞추어 상기 상부가압롤러(90)의 높이를 조절한 상태에서 상기 상부가압롤러(90)를 하강시켜 상기 강관(1)의 상부에 위치한 이음부(2)를 가압 고정하도록 한다.

한편, 상기 승강대(92)에는 상기 상부가압롤러(90)를 틸팅 동작시키는 틸팅수단(96)이 더 설치된다.

상기 틸팅수단(96)은 상부가압롤러(90)가 강관(1)의 이음부(2)가 위치하는 상부면을 가압하는 과정에서 도 17a와 도 17b에서와 같이 상기 이음부(2)의 양쪽 높이가 서로 다르게 형성된 경우, 강관(1)의 이음부(2)의 높이차에 맞추어 상부가압롤러(90)를 틸팅 동작시켜 강관(1)의 가용접 불량이 발생하지 않도록 한다.

즉, 이음부(2)의 높이 차가 발생한 상태에서 측면가압롤러(60)의 가압이 이루어지더라도 이음부(2)는 서로 맞대여지지 않고 틀어지게 되는 데 이를 보정하지 않은 상태로 상부가압롤러(90)로 강관(1)을 가압하면 결과적으로 강관(1)의 이음부(2)는 서로 틀어진 상태로 가용접이 진행될 수 밖에 없다.

따라서, 강관(1)의 양단 이음부(2)의 높이차가 발생할 경우, 높이가 높은 쪽의 강관(1)의 일측 이음부(2a)으 상부가압롤러(90)를 틸팅시킨 상태로 가압하면 강관(1)의 이음부(2)는 높이차가 보정되어 지고, 이 상태에서 측면가압롤러(60)의 가압이 진행되면 강관(1)의 양단 이음부(2)는 서로 정확히 맞대어진 상태로 가용접이 진행될 수 있다.

첨부된 도 17a에서 도시하고 있는 바와 같이, 틸팅수단(96)은 승강대(92)의 상면 양측에 설치되는 복수개의 제1, 2틸팅실린더(98, 100), 상기 제 1, 2틸팅실린더(98, 100)의 사이에 위치하며 상기 제 1, 2틸팅실린더(98, 100)의 로드에 양측이 결합된 상태에서 상기 승강대(92)의 구멍(93)을 수직으로 관통하여 상기 상부가압롤러(90)를 지지하는 작동대(104), 상기 작동대(104)의 양측에 마련되는 볼록부(106), 상기 승강대(92)의 하단에 마련되며 상기 볼록부(106)와 면접촉하며 상기 작동대가 틸팅 동작할 수 있도록 가이드하는 오목부(108)를 가지는 블럭(110)을 포함한다.

상기 틸팅수단(96)은 예를 들어, 도 17b에서와 같이 강관(1)의 양단 이음부(2)중에서 우측 일단 이음부(2a)의 높이가 높을 경우, 제 1틸팅실린더(98)를 구동시켜 작동대(104)를 우측 방향으로 틸팅 동작시키면 상부가압롤러(90)는 우측으로 소정각도 기울어진 상태에서 높이가 높은 강관(1)의 우측 일단 이음부(2a)를 먼저 눌러 강관(1)의 양단 이음부(2)의 높이가 같아지도록 보정하도록 한다.

한편, 상기 측면가압롤러(60)의 후면에는 보조 측면가압수단(110)이 더 설치된다.

첨부된 도 18과 도 19에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 보조 측면 가압수단(110)은 상기 측면가압롤러(60)가 강관(1)의 선단쪽 양측면부터 가압하기 시작하여 강관(1)의 선단쪽 이음부를 맞대는 과정에서 측면가압롤러(60)의 압력에 의해 강관(1)의 끝단으로 갈수록 이음부(2)가 더 벌어지는 현상으로 인한 강관(1)의 변형이 방지하지 않도록 측면가압롤러(60)와 함께 강관(1)의 양측면을 보조적으로 가압하기 위한 목적으로 제공되는 수단이다.

상기 보조 측면 가압수단(110)은 측면가압롤러(60)의 지지대(62) 후방에 설치되는 브라켓(112), 상기 브라켓(112)에 핀(114) 결합되는 실린더(116), 상기 실린더(116)의 로드에 핀(114) 결합되는 가압대(118), 상기 가압대(118)에 적어도 하나 이상이 축 결합되며 상기 실린더(116)의 구동으로 강관(1)의 측면을 가압하는 측면 보조 가압롤러(120)로 구성한다.

상기한 보조 측면 가압수단(120)은 측면가압롤러(60)가 강관(1)의 양측면을 가압함과 동시에 실린더(114)가 구동하며 가압대(120)를 밀어 상기 가압대(120)에 축 결합되어 있는 보조 측면 가압롤러(120)를 강관(1)의 양측면에 가압 접촉시켜 강관(1)의 이음부(2)를 맞대는 과정에서 강관(1) 전체의 이음부(2)가 벌어지지 않도록 가압하여 강관(1)의 변형을 방지하도록 한다.

첨부된 도 20에서와 같이 상기 가용접 토치부(130)는 상부가압롤러(90)를 지지하고 있는 승강대(92)의 선단에 장착되어, 강관(1)의 이음부(2)가 서로 맞대여지고 나면 서로 맞대여진 이음부(2)를 가용접하게 된다. 이때 강관은 측면가압롤러(60)의 구동으로 강관(1)이 전진 이동하는 동안 강관(1)의 이음부(2) 전체를 가용접하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 강관 가용접 장치의 동작을 첨부된 도 1 내지 도 20을 참조하여 기술한다.

먼저, 전 공정을 거쳐 강관(1)이 원형에 근접한 형상으로 성형되고 나면 상기 강관(1)은 강관 피딩유닛(10)의 구동롤러(12)에 올려진 상태에서 구동롤러(12)의 구동으로 전진 이동하며 강관 가용접 유닛(50)으로 진입하게 된다.

다음, 강관 가용접 유닛(40)으로 강관의 선단이 진입하고 나면 강관 터닝유닛(20)인 실린더(30)의 구동으로 승강대(28)가 상승하며 터닝롤러(24) 및 가이드롤러(26)에 올려져 있는 강관(1)을 위로 들어올린 상태에서 터닝롤러의 구동으로 강관의 이음부가 가용접 토치에 정위치하도록 다음, 강관을 다시 하강시켜 강관의 선단부가 강관 가용접유닛의 하부 가압롤러의 위에 올려지도록 한다.

다음, 강관 가용접 유닛(40)을 구성하는 측면가압롤러(60) 및 상부가압롤러(90)가 구동하며 강관의 양측면 및 상면을 가압하게 된다.

먼저 실린더(30)의 구동으로 왕복대(68)가 전진 이동하면 상기 왕복대(68)에 구동수단(70)으로 설치되어 있는 측면가압롤러(60)는 상기 왕복대(68)와 함께 전진 이동하며 강관(1)의 양측면을 가압하게 되는 데, 이때 강관(1)의 상부에 위치한 이음부(2)는 서로 떨어진 상태에서 상기 측면가압롤러(60)의 가압에 의해 맞대여진다.

그리고 상부가압롤러(90) 역시 실린더(30)의 구동으로 승강대(28)가 하강하는 과정에서 상기 승강대(28)에 지지된 상태에서 상기 승강대(28)와 함께 하강하며 강관(1)의 상면에 위치하고 있는 이음부(2)를 가압하게 된다.

이때 강관(1)의 이음부(2) 양단이 서로 다른 높이로 어긋나게 성형되었을 경우에는 틸팅수단(96)을 통해 상부가압롤러(90)를 틸팅 동작시켜 이음부(2) 양단이 동일한 높이를 가지도록 보정한 다음, 상부가압롤러(90)를 하강시켜 강관(1)의 이음부(2)를 가압하도록 한다.

상기와 같이 강관(1)의 상, 하면 그리고 양측면을 상, 하부가압롤러(50, 90)와 측면가압롤러(60)로 가압하여 강관(1)의 이음부(2)가 맞대여지고 나면 상부가압롤러(90)의 승강대(92)에 설치되어 있는 가용접 토치(130)는 맞대여져 있는 강관(1)의 선단부쪽 이음부(2) 부터 가용접하기 시작한다.

이와 동시에 측면가압롤러(60)는 구동수단(70)의 동력을 전달받아 강관(1)의 양측면을 가압한 상태에서 회전 동작하며 강관()을 전방으로 인출시키게 되고, 이에 따라 강관(1)의 선단에서 끝단까지의 이음부(2)는 연속적으로 가용접되어 진다.

1: 강관 2: 이음부
10: 강관 피딩유닛 12: 구동롤러
20: 강관 터닝유닛 22: 모터
24: 터닝롤러 28: 승강대
30: 실린더 40: 강관 가용접 유닛
44: 포스트 50: 하부가압롤러
60: 측면가압롤러 62: 지지대
64: 전, 후 이동수단 66: 실린더
70: 구동수단 80: 높이조절수단
90: 상부가압롤러 92: 승강대
96: 틸팅수단 102: 작동대
110: 보조측면가압수단 122: 보조측면가압롤러
130: 가용접 토치

Claims

강관 이음부를 연속적으로 가용접하는 강관 이음부 가용접 장치에 있어서,
강관(1)을 이동시키는 강관 피딩유닛(10);
상기 강관 피딩유닛(10)에 올려진 강관(1)을 터닝 동작시켜 강관(1)의 이음부(2)가 상기 강관(1)의 상부면 중앙에 오도록 정위치시키는 강관 터닝유닛(20);
상기 강관 터닝유닛(20)의 구동으로 터닝 동작한 강관(1)의 이음부(2)를 가용접하는 강관 가용접 유닛(40)을 포함하며;
상기 강관 가용접 유닛(40)은;
하부다이(42);
상기 하부다이(42)의 외곽 모서리를 따라 설치되는 포스트(44);
상기 하부다이(42)의 상면 중앙에 설치되며 상기 강관(1)의 하면을 받쳐주는 하부가압롤러(50);
상기 포스트(44)에 상, 하 이동 가능하게 지지되는 지지대(62);
상기 지지대(62)의 내측에 설치되며 실린더(66)의 동력으로 전, 후 왕복 이동하며 상기 강관(1)의 측면을 가압하여 상기 강관(1)의 이음부(2)가 서로 맞대여지도록 하는 측면가압롤러(60);
상기 포스트(44)의 상부에 지지되는 상부다이(46);
상기 상부다이(46)의 아래에 위치하며 실린더(94)의 동력으로 상, 하 이동하는 승강대(92);
상기 승강대(92)에 지지되며 상기 강관(1)의 상부면 중앙에 위치한 이음부(2)를 가압하는 상부 가압롤러(90);
상기 승강대(92)의 전면에 마련되며 상기 강관(1)의 이음부(2)를 가용접하는 가용접 토치(130);
상기 승강대(92)의 상면 양측에 서로 마주보는 상태로 설치되는 복수개의 제 1, 2틸팅실린더(98, 100);
상기 제 1, 2틸팅실린더(98,100)의 사이에 위치한 상태에서 상기 제 1, 2틸팅실린더(98, 100)의 로드가 각각 핀 결합되며, 상기 승강대(92)를 수직으로 관통한 상태에서 상기 상부 가압롤러(90)에 연결 설치되어 상기 제 1, 2틸팅실린더(98, 100)의 동작에 따라 상기 상부 가압롤러(90)를 좌, 우 방향으로 틸팅 동작시키는 작동대(102)로 구성한 틸팅수단(96)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 강관 이음부 가용접 장치.
제 1항에 있어서,
상기 지지대(62)의 후방에 설치되는 브라켓(112);
상기 브라켓(112)에 핀 결합되는 실린더(116);
상기 실린더(116)의 로드에 핀 결합되는 가압대(120);
상기 가압대(120)에 적어도 하나 이상이 축 결합되며 상기 실린더(116)의 구동으로 강관(1)의 측면을 가압하는 측면 보조 가압롤러(122)로 구성한 측면 보조 가압수단(110)이 더 설치됨을 특징으로 하는 강관 이음부 가용접 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 지지대(62)의 아래에는 모터(82)의 동력으로 상, 하 수직 이동하며 상기 지지대(62)를 상, 하 이동시켜 상기 측면가압롤러(60)의 높낮이를 조절하는 높이 조절수단(80)이 설치됨을 특징으로 하는 강관 이음부 가용접 장치.