KR102479682B1 - 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열박음 방식이 아닌 자동화 압입 시스템에 의한 압입 방식으로 불량률과 위험도가 낮은 상태에서 정확한 윤축 프레스 조립 작업을 수행할 수 있는 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템은, 차륜을 고정하는 차륜 고정부; 차축이 장착되어 지지되는 차축 지지부; 상기 차륜 고정부에 대향되는 방면에 설치되며, 차축을 고정하는 차축 고정부; 상기 차축 고정부에 결합되어 설치되며, 상기 차축 고정부에 고정된 차축을 상기 차륜 고정부에 고정된 차륜을 향하여 가압하는 차축 가압부; 상기 차륜 고정부에 차륜을 자동으로 공급하는 차륜 공급부; 상기 차축 고정부에 차축을 자동으로 공급하는 차축 공급부; 조립된 윤축을 배출하는 윤축 배출부;를 포함한다.

Description

압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템{A SYSTEM FOR COMBINING AXIS AND WHEEL OF TRAIN BY PRESS TYPE}

본 발명은 윤축 프레스 자동화 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열박음 방식이 아닌 자동화 압입 시스템에 의한 압입 방식으로 불량률과 위험도가 낮은 상태에서 정확한 윤축 프레스 조립 작업을 수행할 수 있는 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템에 관한 것이다.

철도 차량에서 차륜과 차축을 조합시킨 것을 윤축이라 하며, 윤축은 차량의 전 하중을 지지하며, 레일 위를 전동하는 중요한 부품이다. 일반적으로 운송수단으로 사용되는 철도차량은 탑승하는 사람과 물량이 방대하기 때문에 상기 윤축을 구성하는 차륜과 차축은 모두 금속 재질로 제작된다.

상기 윤축이 파손될 경우 차륜의 탈선 등 중대사고를 일으킬 우려가 크기 때문에, 철도차량에 있어 가장 중요한 부품의 하나이다. 한편 전술한 바와 같이, 금속 재질로 제작된 차륜과 차축의 조립 작업은 차축과 차륜의 내경을 일정 온도로 가열한 상태에서 차축을 자륜에 삽입하는 열박음 방식이 널리 사용되고 있다.

그런데 이러한 열박음 방식은 제품의 예열, 가열 및 냉각 시간이 많이 필요하고 가열 과정에서 가스 사용으로 인한 화재 발생 위험도가 높고 숙련된 작업자 이외에 비숙련자의 작업이 어려운 문제점도 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 자동화 압입 시스템에 의한 압입 방식으로 불량률과 위험도가 낮은 상태에서 정확한 윤축 프레스 조립 작업을 수행할 수 있는 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템은, 차륜을 고정하는 차륜 고정부; 차축이 장착되어 지지되는 차축 지지부; 상기 차륜 고정부에 대향되는 방면에 설치되며, 차축을 고정하는 차축 고정부; 상기 차축 고정부에 결합되어 설치되며, 상기 차축 고정부에 고정된 차축을 상기 차륜 고정부에 고정된 차륜을 향하여 가압하는 차축 가압부; 상기 차륜 고정부에 차륜을 자동으로 공급하는 차륜 공급부; 상기 차축 고정부에 차축을 자동으로 공급하는 차축 공급부; 조립된 윤축을 배출하는 윤축 배출부;를 포함한다.

그리고 본 발명에서 상기 차륜 고정부는, 상기 차륜의 후단 부분이 삽입되는 후단 삽입부; 상기 후단 삽입부에 삽입된 차륜의 답면 상부를 지지하는 상부 지그; 상기 후단 삽입부에 삽입된 차륜의 답면 하부를 지지하는 하부 지그; 상기 하부 지그를 전후진 시키는 지그 전후진 수단;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 차축 지지부는, 상기 차륜 고정부와 차축 고정부 사이에 일정 간격 이격되어 한 쌍으로 설치되며, 상기 차축의 이격된 양 지점을 지지하는 차축 지지대; 상기 차축 지지대를 상하 좌우 방향으로 이동시키는 지지대 이동수단;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 차축 고정부는, 상기 차축이 삽입되는 차축 삽입지그; 상기 차축 삽입지그를 프레임에 고정하는 삽입지그 고정부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템에서, 상기 차축 가압부와 차축 고정부 사이에는 상기 차축에 가압되는 압력을 측정하는 로드셀이 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템에 의하면 열박음 방식이 아닌 자동화 압입 시스템에 의한 압입 방식으로 불량률과 위험도가 낮은 상태에서 정확한 윤축 프레스 조립 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템의 구성을 도시하는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템의 구성을 도시하는 평면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템(100)은, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 차륜 고정부(110), 차축 지지부(120), 차축 고정부(130), 차축 가압부(140), 차륜 공급부(150), 차축 공급부(160) 및 윤축 배출부(170)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 상기 차륜 고정부(110)는 윤축 프레스 작업이 진행될 차륜(10)을 고정하는 구성요소이다. 본 실시예에서는 고압으로 차축(20)을 차륜(10) 방향으로 가압하면서 윤축 프레스 작업이 진행되므로 상기 차륜(10)을 작업 진행 동안에 안정적으로 고정하여야 한다.

이를 위해 본 실시예에서는 상기 차륜 고정부(110)를 구체적으로 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 후단 삽입부(112), 상부 지그(114), 하부 지그(116) 및 지그 전후진 수단(118)을 포함하여 구성한다. 먼저 상기 후단 삽입부(112)는 차륜(10)의 후단에 형성되어 있는 소직경의 돌출 부분(12)이 삽입되어 고정되는 부분이다. 따라서 상기 후단 삽입부(112)는 구체적으로 상기 차륜의 후단이 삽입될 수 있는 크기의 직경을 가지는 홀로 구성되며, 상기 차륜(10)의 장착 및 분리를 용이하게 하기 위하여 일측이 개방된 구조를 가지는 것이 바람직하다.

물론 상기 후단 삽입부(112)의 하부는 베이스 프레임(180)에 안정적으로 고정된다.

다음으로 상기 상부 지그(114)는 상기 차륜(10)의 전단 대직경 부분(14)을 접촉하여 고정하는 구성요소이다. 구체적으로 상기 상부 지그(114)는 차륜의 대직경 부분(14) 즉, 답면 상부 중 일부분을 가압하여 지지한다. 이때 상기 상부 지그(114)는 작업이 진행될 차륜의 크기에 따라 변경될 수 있다.

그리고 상기 하부 지그(116)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 후단 삽입부(112)에 삽입된 차륜(10)의 답면 하부를 지지하는 구성요소이다. 상기 하부 지그(116)도 상기 차륜(10)의 크기에 따라 변경될 수 있다. 특히, 상기 하부 지그(116)는 상기 후단 삽입부(112)에 대하여 상대적으로 전후진 가능한 구조로 설치된다. 따라서 상기 지그 전후진 수단(118)에 장착된 상태에서 상기 지그 전후진 수단(118)에 의하여 상기 하부 지그(116)가 전후진한다.

이렇게 상기 하부 지그(116)를 전후진 시키는 것은, 상기 차륜(10)의 장착이나 분리 과정에서 간섭이 발생하지 않도록 하기 위함이다.

다음으로 상기 차축 지지부(120)는 윤축 프레스 작업이 진행될 차축(20)이 장착되어 지지되는 구성요소이다. 따라서 상기 차축 지지부(120)는 상기 차륜 고정부(110)에 대향되는 방향에 설치되며, 외부에서 공급되는 차축(20)을 지지하면서도 정확한 작업 위치로 이동시키는 얼라인(align) 작업도 수행한다.

이를 위하여 본 실시예에서는 상기 차축 지지부(120)를 구체적으로 차축 지지대(122, 124) 및 지지대 이동수단(126)을 포함하여 구성할 수 있다. 먼저 상기 차축 지지대(122, 124)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 차륜 고정부(110)와 차축 고정부(130) 사이에 일정 간격 이격되어 한 쌍으로 설치되며, 상기 차축(20)의 이격된 양 지점을 지지하는 구성요소이다. 즉, 상기 차축 지지대(122, 124)는 상면에 상기 차축이 안정적으로 장착될 수 있는 장착홈(122a, 124a)이 형성되며, 상기 지지대 이동수단(126) 상면에 고정되어 설치되는 한 쌍의 기둥 형상을 가진다.

그리고 상기 지지대 이동수단(126)은 상기 차축 지지대(20)를 상하 좌우 방향으로 이동시키는 구성요소이다. 이 지지대 이동수단(126)에 의하여 차축의 정확한 작업 위치가 확보된다. 이를 위하여 상기 차축(20)에는 축 중앙에 표지(도면에 미도시)가 형성되고, 상기 차축 고정부(130) 또는 상기 차륜 고정부(110)에 이를 감지할 수 있는 감지부(도면에 미도시)가 더 구비될 수 있다.

다음으로 상기 차축 고정부(130)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 차륜 고정부(110)에 대향되는 방면에 설치되며, 차축(20)을 고정하는 구성요소이다. 즉, 상기 차축 고정부(130)는 완벽하게 얼라인된 상태에서 상기 차축 지지부(120)에 지지된 상기 차축(20)이 상하좌우 어느 방향으로도 움직이지 않도록 고정하는 것이다.

이를 위하여 본 실시예에서는 상기 차축 고정부(130)를 구체적으로 차축 삽입지그(132)와 삽입지그 고정부(134)로 구성할 수 있다. 먼저 상기 차축 삽입지그(132)는 차축(20)이 삽입되는 삽입공을 가져서 상기 차축(20)이 삽입되는 구성요소이며, 상기 차축 삽입지그(132)에 상기 차축(20)이 삽입된 상태에서 압입 작업이 이루어진다.

그리고 상기 삽입지그 고정부(134)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 차축 삽입지그(132)를 프레임(180, 190)에 고정하는 구성요소이다. 이때 상기 프레임은 베이스 프레임(180)과 상부 프레임(190)을 포함하며, 방사상으로 배치되는 다수개로 나뉘어 구성될 수 있다.

다음으로 상기 차축 가압부(140)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 차축 고정부(130)에 결합되어 설치되며, 상기 차축 고정부(130)에 고정된 차축(20)을 상기 차륜 고정부(110)에 고정된 차륜(10)을 향하여 가압하는 구성요소이다. 따라서 상기 차축 가압부(140)의 가압 작용에 의하여 차축(20)이 상기 차륜(10)에 압입되는 것이다.

한편 본 실시예에서 상기 차축 가압부(140)와 차축 고정부(130) 사이에는, 상기 차축(20)에 가압되는 압력을 측정하는 로드셀(136)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 로드셀(136)에 의하여 상기 차축 가압부(140)에 의하여 상기 차축(20)에 가해지는 압력을 정확히 측정하고 실제로 상기 차륜(10)에 상기 차축(20)이 압입된 길이 등도 정확히 측정하여 불량 발생이 없고 균일한 조립 작업을 수행할 수 있는 것이다.

다음으로 상기 차륜 공급부(150)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 차륜 고정부(110)에 인접하게 설치되며, 상기 차륜 고정부(110)에 차륜(10)을 자동으로 공급하는 구성요소이다. 전술한 바와 같이, 상기 차륜(10)은 금속 재질로 이루어지므로 상당한 무게를 가지며, 작업자가 수작업으로 옮기고 차륜 고정부(110)에 장착하는 것이 매우 어렵다. 따라서 상기 차륜 공급부(150)가 상기 차륜(10)을 자동화 공정에 의하여 상기 차륜 고정부(110)에 공급하여 고정시키는 것이다.

다음으로 상기 차축 공급부(160)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 차축 지지부(120) 및 차축 고정부(130)에 인접하게 설치되며, 상기 차축 지지부(120)에 차축(20)을 자동으로 공급하는 구성요소이다. 상기 차축(20)도 차륜(10)과 마찬가지로 금속 재질로 이루어지므로 상당한 무게를 가진다. 따라서 작업자가 수작업으로 옮겨서 차축 지지부(120)에 장착하는 것은 매우 어렵다. 따라서 상기 차축 공급부(160)는 호이스트 크레인 등에 의하여 제공되는 차축(20)을 받아서 상기 차축 지지부(120)로 이동시키고 전달하는 것이다.

다음으로 상기 윤축 배출부는 압입 방식에 의하여 조립된 윤축을 외부로 배출하는 구성요소이며, 상기 윤축 배출부는 구체적으로 상기 차축 공급부의 반대편에 설치되어 상기 차륜과 차축이 조립된 육중한 윤축을 자동으로 배출하는 구성을 가지거나 상기 차축 공급부(160)를 그대로 사용할 수도 있다.

100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템
110 : 차륜 고정부 120 : 차축 지지부
130 : 차축 고정부 140 : 차축 가압부
150 : 차륜 공급부 160 : 차축 공급부
170 : 윤축 배출부 180 : 제1 프레임
190 : 제2 프레임
10 : 차륜 20 :차축

Claims (3)

1. 차륜을 고정하는 차륜 고정부;
   차축이 장착되어 고정되는 차축 지지부;
   상기 차륜 고정부에 대향되는 방면에 설치되며, 차축을 고정하는 차축 고정부;
   상기 차축 고정부에 결합되어 설치되며, 상기 차축 고정부에 고정된 차축을 상기 차륜 고정부에 고정된 차륜을 향하여 가압하는 차축 가압부;
   상기 차륜 고정부에 차륜을 자동으로 공급하는 차륜 공급부;
   상기 차축 고정부에 차축을 자동으로 공급하는 차축 공급부;
   조립된 윤축을 배출하는 윤축 배출부;를 포함하며,
   상기 차륜 고정부는,
   상기 차륜의 후단 부분이 삽입되는 후단 삽입부;
   상기 후단 삽입부에 삽입된 차륜의 답면 상부를 지지하는 상부 지그;
   상기 후단 삽입부에 삽입된 차륜의 답면 하부를 지지하는 하부 지그;
   상기 하부 지그를 전후진 시키는 지그 전후진 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 압입방식 윤축 프레스 자동화 시스템.
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