KR102504596B1 - 진공펌프용 스크류의 육성용접방법 및 표면처리방법 - Google Patents

진공펌프용 스크류의 육성용접방법 및 표면처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진공펌프에 사용되는 스크류의 육성용접방법 및 표면처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공펌프에서 공기의 배출을 위해 사용되는 스크류의 나사산 표면에 용접장치를 이용해 공급된 와이어를 녹여서 비드를 생성하는 육성용접을 행하여 스크류의 산에 육성된 비드로 인해 기밀성을 높이고 스크류의 마모를 방지함으로써 스크류의 사용수명을 늘릴 수 있는 진공펌프용 스크류의 육성용접방법 및 표면처리방법이다.

Description

진공펌프용 스크류의 육성용접방법 및 표면처리방법{overlaying welding and surface treatment method of screw for vacuum pump}
본 발명은 진공펌프에 사용되는 스크류의 육성용접방법 및 표면처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공펌프에서 공기의 배출을 위해 사용되는 스크류의 나사산 표면에 용접장치를 이용해 공급된 와이어를 녹여서 비드를 생성하는 육성용접을 행하여 스크류의 산에 육성된 비드로 인해 기밀성을 높이고 스크류의 마모를 방지함으로써 스크류의 사용수명을 늘릴 수 있는 진공펌프용 스크류의 육성용접방법 및 표면처리방법이다.
일반적으로 진공펌프(vacuum pump)는 밀폐된 용기 속의 공기를 뽑아 진공 상태를 만드는 데 쓰는 펌프를 말하며, 광범위하게 사용되는 진공펌프는 스크류축의 연동회전을 통한 진공펌프 즉, 스크류식 진공펌프가 있다.
종래 스크류식 진공펌프로서는 등록실용신안 제20-0397846호에 제안되어 있는 스크류식 진공펌프가 있다.
상기 실용신안에는 인입구(12)와 배출구(13)를 포함하는 압축공간(11)이 내부에 형성되어 있는 하우징(1)과, 상기 하우징(1)의 하판(14) 양측에 형성된 수직 관통홀(2)과, 상기 압축공간(11)으로 돌출되게 상기 양측 수직 관통홀(2)에 하부 고정수단(31)을 통해 관통 고정되는 수직관(3)과, 상기 양측 수직관(3)의 내부 상,하부에 구비된 베어링부(6)를 통해 회전 가능하게 구비된 구동, 종동축(4,5)과, 상기 구동, 종동축(4,5)의 상부에 상부 고정수단(8)을 통해 고정되고 상기 수직관(3)의 외측을 감싸게 구비되는 한 쌍의 스크류(7), 및 상기 구동축(4)에 동력을 전달하여 종동축(5)이 연동 회전되게 구비된 구동수단(9)으로 구성됨을 특징으로 하는 스크류식 진공펌프가 제안되어 있는데, 스크류에 대한 표면처리에 대해서는 명확하게 명시되어 있지 않다.
한편, 진공펌프에 사용되는 스크류에 대한 종래기술로서는 등록실용신안 제20-0256025호에 제안되어 있는 진공펌프용 스크류가 있다.
상기 실용신안에는 스크류식 진공펌프에 있어서, 회전샤프트(100)에 삽입되어 고정될 수 있도록 센터축 방향으로 관통홀(210)이 형성되고 상기 관통홀(210)에는 외측으로 오목하게 함몰된 메인발란스홈(220)이 다수개 구비되는 스크류부(200)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 진공펌프용 스크류가 제안되어 있는데, 이 역시 스크류에 대한 표면처리에 대해서는 명확하게 명시되어 있지 않다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0397846호(2005. 10. 7. 공고) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0256025호(2001. 12. 13. 공고)
따라서, 본 발명은 진공펌프에 사용되는 스크류의 육성용접방법을 제공하되, 진공펌프에서 공기의 배출을 위해 사용되는 스크류의 나사산 표면에 용접장치를 이용해 공급된 와이어를 녹여서 비드를 생성하는 육성용접을 행하여 상기 비드로 인해 기밀성을 높이고 스크류의 마모를 방지함으로써 스크류의 사용수명을 늘릴 수 있는 진공펌프용 스크류의 육성용접방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 스크류의 형상에 대한 특성을 이용해 스크류를 회전시키면서 육성용접을 행하고, 스크류의 피치에 따라 용접장치를 스크류의 축방향을 따라 이동시키면서 용접을 수행하여 용접토치가 항상 스크류의 면을 아래로 보는 상태로 용접을 행할 수 있어서 육성된 비드의 형상과 두께가 일정한 진공펌프용 스크류의 육성용접방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 고정부의 일측에는 센터링장치를 더 구비하여 스크류가 회전되면서 편심된 상태로 회전되는 것을 방지하여 용접토치와 스크류 나사산 표면 사이의 거리를 일정하게 유지시킴으로써 용접품질을 일정하게 유지할 수 있는 진공펌프용 스크류의 육성용접방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명에 사용되는 육성용접장치는 스크류의 나사산 폭만큼 위빙을 수행하면서 육성용접을 행함으로써 나사산의 표면 전체에 균일한 두께의 비드를 형성할 수 있는 진공펌프용 스크류의 육성용접방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 스크류에 형성된 밸런스홈에는 별도의 용접을 행하지 않음으로써 육성용접이 이루어진 다음에도 스크류의 회전중심을 최초 제작된 상태로 유지하여, 스크류의 회전시 편심 회전으로 인해 진동이 발생되는 것을 방지한 스크류의 육성용접방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 의한 진공펌프용 스크류의 육성용접방법은 진공펌프에 사용되는 스크류의 육성용접방법에 있어서, 육성용접을 위한 스크류(S)를 준비하는 스크류 준비단계(S 10)와, 준비된 스크류(S)를 고정부(10)에 고정하는 스크류 고정단계(S 20)와, 고정된 스크류(S)의 산 부분에 용접부(30)를 이용해 와이어를 녹여 육성용접을 통해 비드를 생성하는 육성용접단계(S 30)와, 육성용접이 끝난 스크류(S)를 배출하는 스크류 배출단계(S 40)와, 스크류(S)에 형성된 비드(B)를 검사하는 검사단계(S 50);로 이루어지는 것이 특징이다.
본 발명에 의한 진공펌프용 스크류의 육성용접방법 및 표면처리방법은 진공펌프에 사용되는 스크류의 육성용접방법을 제공하되, 진공펌프에서 공기의 배출을 위해 사용되는 스크류의 나사산 표면에 용접장치를 이용해 공급된 와이어를 녹여서 비드를 생성하는 육성용접을 행하여 상기 비드로 인해 기밀성을 높이고 스크류의 마모를 방지함으로써 스크류의 사용수명을 늘릴 수 있는 현저한 효과가 있으며, 스크류의 형상에 대한 특성을 이용해 스크류를 회전시키면서 육성용접을 행하고, 스크류의 피치에 따라 용접장치를 스크류의 축방향을 따라 이동시키면서 용접을 수행하여 용접토치가 항상 스크류의 면을 아래로 보는 상태로 용접을 행할 수 있어서 육성된 비드의 형상과 두께가 일정하고, 고정부의 일측에는 센터링장치를 더 구비하여 스크류가 회전되면서 편심된 상태로 회전되는 것을 방지하여 용접토치와 스크류 나사산 표면 사이의 거리를 일정하게 유지시킴으로써 용접품질을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있으며, 용접장치는 스크류의 나사산 폭만큼 위빙을 수행하면서 육성용접을 행함으로써 나사산의 표면 전체에 균일한 두께의 비드를 형성할 수 있는 현저한 효과와 함께, 스크류에 형성된 밸런스홈에는 별도의 용접을 행하지 않음으로써 육성용접이 이루어진 다음에도 스크류의 회전중심을 최초 제작된 상태로 유지하여, 스크류의 회전시 편심 회전으로 인해 진동이 발생되는 것을 방지한 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 사용될 수 있는 육성용접장치의 전체구성도
도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 육성용접장치의 평면구성도
도 3은 본 발명에 사용될 수 있는 육성용접장치의 측면구성도
도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 육성용접장치의 일부분 구성사진
도 5는 본 발명에 의한 스크류의 육성용접 후 사진
도 6은 본 발명의 전체구성순서도
본 발명은 진공펌프에 사용되는 스크류의 육성용접방법 및 표면처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공펌프에서 공기의 배출을 위해 사용되는 스크류의 나사산 표면에 용접장치를 이용해 공급된 와이어를 녹여서 비드를 생성하는 육성용접을 행하여 스크류의 산에 육성된 비드로 인해 기밀성을 높이고 스크류의 마모를 방지함으로써 스크류의 사용수명을 늘릴 수 있는 진공펌프용 스크류의 육성용접방법 및 표면처리방법이다.
먼저, 첨부된 도면에 의해 본 발명에서 사용될 수 있는 육성용접장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 사용될 수 있는 육성용접장치의 전체구성도이고, 도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 육성용접장치의 평면구성도이며, 도 3은 본 발명에 사용될 수 있는 육성용접장치의 측면구성도로써, 본 발명에 사용될 수 있는 육성용접장치는 진공펌프에 사용되는 스크류의 육성용접장치에 있어서, 지면에 설치되는 기대(1)와, 상기 기대(1) 위에 설치되어 육성용접을 위한 스크류(S)를 고정하는 고정부(10)와, 고정된 스크류(S)의 나사산 원주면에 육성용접을 위한 와이어를 공급하여 공급된 와이어를 녹여 스크류(S)의 원주면에 부착시키는 용접부(30);로 구성된 것이 특징이다.
먼저, 기대(機臺)는 지면 즉, 바닥면에 설치되는 프레임으로써 육성용접장치의 구성들을 지지해주며, 상기 고정부(10)는 기대(1) 위에 설치되어 육성용접을 위한 소재 즉, 진공펌프에 사용되는 스크류(S)를 고정해주는 구성이며, 상기 용접부(30)는 고정부(10)에 고정된 스크류(S)의 나사산 원주면에 육성용접을 위한 와이어를 공급하여 공급된 와이어를 녹여 스크류의 나사산 원주면에 비드를 육성용접하는 구성이다.
여기서, 스크류(S)에 형성된 나사산은 일정한 피치를 가지고 있어서, 통상 2개의 스크류가 진공펌프에 설치되어 스크류끼리 맞닿은 상태에서 회전하면서 밀폐된 챔버 내의 공기를 외부로 배출시켜 챔버 내를 진공상태로 만드는 역할을 수행하며, 스크류 사이에 틈이 발생하면 챔버 내부의 공기배출이 원활하게 이루어지지 않아 챔버 내부의 진공도가 떨어지기 때문에 서로 강하게 밀착된 상태에서 회전되도록 사용되므로 기계적인 접촉에 의한 스크류의 마모와 산 부분끼리의 마찰로 인한 높은 열의 발생으로 파손이나 마모 등 열변형이 생길 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 진공펌프용 스크류의 육성용접장치는 진공펌프에 사용되는 스크류(S)의 나사산 즉, 산 표면에 육성용접을 통해 비드를 생성하는 표면처리를 행함으로써 스크류의 기계적인 접촉에 의한 마모 및 열발생에 의한 파손이나 마모를 방지하여 결국 진공펌프의 수명을 향상시키게 된다.
또한, 상기 고정부(10)는 스크류(S)를 고정하는 조(11a)가 결합되어 있는 척(11)과, 상기 척(11)에 고정 결합된 고정플레이트(12)와, 상기 고정플레이트(12)와 고정된 스핀들(13)과, 상기 스핀들(13)의 일측에 결합된 피구동풀리(15)와, 상기 피구동풀리(15)와 일정거리 떨어져 설치되는 구동풀리(16)와, 상기 구동풀리(16)와 피구동풀리(15) 사이에 걸려서 회전동력을 전달하는 벨트(17)와, 상기 구동풀리(16)를 회전시키는 구동모터(18)로 구성된다.
먼저, 상기 척(11)은 스크류(S)의 축을 고정해주는 구성으로써, 도시된 실시예는 3개의 조(11a)가 설치되어 있는 척으로 상기 조(11a)는 척(11)의 중심에서 방사상 등간격으로 설치되며, 척(11)의 회전중심축을 기준으로 조끼리 서로 연동되어 이동될 수 있어서 스크류(S) 축의 직경에 관계없이 스크류의 고정이 가능하다.
상기 척(11)의 일측에는 고정플레이트(12)가 고정 결합되고, 상기 고정플레이트(12)에는 스핀들(13)이 고정 결합되어 있으며, 상기 스핀들(13)의 일측에는 피구동풀리(15)가 고정 결합되고, 상기 피구동풀리(15)와 일정거리 떨어져 구동풀리(16)가 설치되며, 상기 구동풀리(16)에는 구동모터(18)의 모터축이 고정 결합되고, 구동풀리(16)와 피구동풀리(15) 사이에는 벨트(17)가 설치되어 구동모터(18)의 회전동력이 구동풀리(16)와 벨트(17)를 거쳐 피구동풀리(15)로 전달되며, 상기 피구동풀리(15)로 전달된 회전동력은 스핀들(13)을 거쳐 고정플레이트(12)로 전달되고, 상기 고정플레이트(12)에 고정 결합되어 있는 척(11)을 회전시키게 되어, 결국 척(11)에 고정되어 있는 스크류(S)를 회전시키게 된다.
여기서, 상기 스핀들(13)은 스핀들하우징(14) 내부에 수납되고, 안정적인 회전을 위해 베어링 등에 의해 지지될 수 있으며, 구동모터(18)의 일측에는 감속기(19)가 설치되어 모터축의 회전속도를 감속시킨 상태로 구동풀리(16) 쪽으로 전달하게 된다.
따라서, 척(11)에 스크류(S)를 고정한 상태에서 구동모터(18)의 회전동력에 의해 척(11)을 회전시켜 스크류(S)를 일정한 속도로 회전시키면서 육성용접을 수행하게 된다.
또한, 상기 고정부(10)는 척(11)에서 일정거리 떨어져 센터링장치(20)가 더 구비되며, 상기 센터링장치(20)는 레일(21)을 따라 이동하는 이동블록(22)과, 상기 이동블록(22)에 회전가능하도록 고정 결합되어 있는 지지대(23)로 구성되며, 상기 지지대(23)는 원뿔 형상으로써 스크류(S)의 일측에 원뿔 형상과 대응되는 형상의 홈이 형성된 지지블록(24)과 밀착된 상태로 스크류(S)를 지지하며, 상기 지지블록(24)에 형성된 홈에 원뿔 형상의 지지대(23)가 밀착 결합됨으로써 스크류(S)의 회전중심을 일정하게 유지해주게 된다.
즉, 센터링장치(20)는 척(11)에 고정된 스크류(S)가 외팔보 방식으로 고정되어 회전됨으로써 발생될 수 있는 진동을 방지해주기 위한 구성이다.
상기 이동블록(22)은 기대(1)에 고정 설치된 레일(21)을 따라 이동되고, 상기 이동블록(22)에는 지지대(23)가 고정 결합되되, 상기 지지대(23)는 이동블록(22)에서 자전이 가능하도록 고정 결합되어 있는데, 상기 지지대(23)는 원뿔 형상으로 형성되고, 스크류(S)는 원뿔 형상에 대응되는 형상의 홈이 형성되어 있는 지지블록(24)과 체결되어 있어, 결국 지지대(23)는 지지블록(24)의 홈에 끼워진 상태에서 스크류(S)의 회전에 대한 지지역할을 수행하게 된다.
따라서, 원뿔 형상의 지지대(23)와, 상기 원뿔 형상의 지지대(23)와 대응되는 형상의 홈이 형성된 지지블록(24)에 의해 스크류(S)의 회전중심축은 육성용접장치에 세팅된 상태로 회전될 수 있고, 이로써 제작된 스크류(S)의 회전중심축이 일정하다면 스크류(S)의 회전중심축과 척(11)에 의한 회전중심축이 일치된 상태에서 스크류(S)가 회전될 수 있으며, 지지대(23)와 지지블록(24)의 형상적인 특징에 의해 지지대(23)가 지지블록(24)에 결합될수록 스크류 회전중심축의 편심 회전이 방지되게 된다.
여기서, 상기 지지블록(24)은 고정브라켓(25)에 고정 결합되어 있으며, 상기 고정브라켓(25)은 브라켓고정블록(26)에 고정되고, 상기 브라켓고정블록(26)은 레일(21)을 따라 이동되므로, 지지블록(24)이 스크류(S)의 중심을 1차적으로 잡아주게 되고, 이후 360° 회전이 되는 지지대(23)에 의해 2차로 중심을 잡아주므로 더욱 정밀한 위치조절이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 용접부(30)는 용접토치(31)와, 상기 용접토치(31) 쪽으로 와이어를 공급하는 와이어 공급장치(36)와, 상기 용접토치(31)를 스크류(S)의 축방향으로 이송시키기 위한 x축 이송부와, 상기 용접토치(31)를 스크류(S)의 반경방향으로 이송시키기 위한 y축 이송부(34)와, 상기 용접토치(31)를 스크류(S)의 높이 방향으로 이송시키기 위한 z축 이송부(35)로 구성된다.
즉, 용접부(30)는 고정부(10)에 고정되어 있는 스크류(S)의 산 부분에 육성용접을 실시하는 구성으로써, 용접토치(31)는 와이어 공급장치(36)에 의해 공급된 와이어를 녹여서 스크류(S)의 산 부분에 녹은 와이어를 부착시키는 구성이며, x축 이송부는 용접토치(31)를 스크류(S)의 축방향으로 이송시키기 위한 구성으로써, 베드(32)를 따라 용접토치(31)를 고정하고 있는 고정블록(33)이 이동되며, y축 이송부(34)는 용접토치(31)를 스크류(S)의 반경방향으로 이송시키기 위한 구성이며, z축 이송부(35)는 용접토치(31)를 스크류(S)의 높이 방향 즉, 도 1의 상하방향으로 이송시키기 위한 구성이다.
y축 이송부(34)는 용접토치(31)를 스크류의 반경방향으로 이송시킴과 동시에 용접토치(31)가 스크류(S)를 보는 각도도 조절할 수도 있고, z축 이송부(35)는 볼스크류(37)를 따라 용접토치(31)가 고정된 고정블록(33) 전체를 스크류(S)의 높이 방향으로 이동시키게 된다.
따라서, 용접토치(31)는 항상 스크류(S)의 산을 아래로 보는 상태의 아래보기 용접을 수행할 수 있어서 스크류(S)의 산 부분에 일정한 모양의 비드를 만들 수 있다.
또한, 상기 용접토치(31)는 스크류(S) 나사산의 폭만큼 위빙을 수행하면서 육성용접을 함으로써 스크류(S)의 산 표면 전체에 육성용접에 의한 비드를 형성하게 된다.
또한, 상기 용접부(30)는 스크류(S)의 나사산에 뚫려 있는 홀은 용접토치의 전방에 설치된 홀센서를 통해 감지하고, 홀이 있는 위치는 용접을 수행하지 않게 된다.
즉, 진공펌프에 사용되는 스크류(S)의 경우 원통형의 축에 일정한 피치를 가지는 제품이 있고, 일정한 피치를 가지지만 나사산의 회전방향이 서로 반대인 나사산이 형성되어 있는 제품 등 다양한 제품이 있는데, 이로써 원통형의 소재를 절삭가공하여 제작할 경우 재료비용과 가공비용이 급격히 상승되고 나사산 사이의 간격이 좁고 형상이 복잡하여 가공이 어렵다.
따라서, 통상 주물로 스크류의 전체적인 모양을 만든 다음 표면을 절삭가공하게 되는데, 스크류의 형상이 복잡하고 주물 제품의 특성상 스크류의 회전시 스크류의 중심축이 이상적인 중심축에서 편심져 있어서 편심회전에 의한 진동이나 마모, 소음 등이 발생될 수 있다.
이러한 문제를 해결하고자 스크류(S)의 산 부분에는 스크류(S)의 회전중심축 즉, 무게중심을 잡아주기 위해 다수의 밸런싱홈이 형성되며, 이러한 밸런싱홈에 육성용접에 의한 비드가 생성될 경우 밸런싱홈으로 인한 효과가 상쇄되게 되므로, 스크류에 형성된 밸런싱홈에는 육성용접이 되지 않아야 된다.
이를 위해 용접토치(31)의 전방에 밸런싱홈을 감지하는 홀센서를 설치하되, 상기 홀센서는 거리감지센서를 사용하여 스크류(S)의 표면과 용접토치 사이의 거리를 감지하다가 스크류(S)에 형성되어 있는 밸런싱홈의 위치를 감지하고 이 상태에서는 와이어의 공급을 중단하여 홈 주변에는 육성용접을 수행하지 않음으로써 스크류의 회전에 대한 밸런스를 최초 가공된 상태대로 유지할 수 있다.
또한, 상기 고정부(10)의 일측에는 히터나 온풍공급장치가 더 설치되어, 스크류(S)의 온도를 실온보다 높은 온도로 예열한 상태에서 용접장치에 의해 육성용접을 실시할 수 있다.
즉, 스크류(S)를 일정한 온도로 예열하여 예열한 온도로 유지시킨 상태에서 스크류(S)의 산 부분에 육성용접을 실시함으로써 스크류(S)와 와이어를 녹여 부착한 비드 간의 밀착성을 더욱 높일 수 있으며, 특히 비드가 급격히 굳는 것을 방지하여 육성용접이 되지 않는 구간을 줄일 수 있다.
이때 스크류(S)의 예열온도는 80~150℃ 사이로 유지하는 것이 더욱 바람직한데, 스크류의 예열온도가 80℃ 미만이 되면 스크류와 녹은 와이어 즉, 비드 간의 밀착성이 떨어지고, 반대로 150℃를 초과하면 비드의 굳는 속도가 너무 늦어져 산에서 골 부분 쪽으로 비드가 흘러내릴 수 있으므로, 상술한 범위로 유지하는 것이 더욱 바람직하다.
이때 사용할 수 있는 와이어로써는 인코넬 성분의 와이어를 사용할 수 있으며, 주물에 대한 육성용 와이어로써 니켈(Ni)의 함유량이 0.15wt% 이상의 와이어를 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 육성용접장치의 일부분 구성사진이고, 도 5는 본 발명에 의한 스크류의 육성용접 후 사진으로써, 도 4는 고정부에 고정된 스크류가 용접부에 의해 용접되기 전의 사진이고, 도 5는 스크류의 산 부분에 균일한 비드가 형성되어 있음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 전체구성순서도로써, 본 발명에 의한 진공펌프용 스크류의 육성용접방법은 육성용접을 위한 스크류(S)를 준비하는 스크류 준비단계(S 10)와, 준비된 스크류(S)를 고정부(10)에 고정하는 스크류 고정단계(S 20)와, 고정된 스크류(S)의 산 부분에 용접부(30)를 이용해 와이어를 녹여 육성용접을 통해 비드를 생성하는 육성용접단계(S 30)와, 육성용접이 끝난 스크류(S)를 배출하는 스크류 배출단계(S 40)와, 스크류(S)에 형성된 비드(B)를 검사하는 검사단계(S 50);로 이루어진다.
먼저, 스크류 준비단계(S10)는 육성용접을 위한 소재 즉, 진공펌프에 사용되는 스크류(S)를 준비하는 단계로써, 바람직하게는 주물성형방법을 이용해 스크류(S)의 형상을 만든 다음 표면을 절삭가공하고 회전을 통해 밸런스가 맞지 않는 부분은 밸런싱홈 가공을 통해 밸런스를 잡아주게 된다.
스크류 준비가 완료되면 스크류를 고정부에 고정하는 스크류 고정단계(S 20)가 진행되는데, 스크류 고정단계(S 20)는 스크류(S)의 일측에 지지블록을 체결한 다음 고정부(10)의 척(11)에 스크류를 고정하고 센터링장치(20)를 이용해 지지블록(24)과 지지대(23)를 맞닿도록 지지해주게 되며, 척(11)을 서서히 회전시켜 스크류의 회전상태를 체크하면서 회전중심축이 편심지지 않도록 맞추어 준다.
스크류 고정단계(S 20)가 완료된 다음에는 육성용접단계(S 30)를 통해 스크류 표면에 육성용접을 실시하게 되는데, 용접부(30)의 용접토치(31) 쪽으로 육성용접을 위한 재료인 와이어를 공급하고 상기 용접토치(31)가 공급된 와이어를 녹여서 스크류 표면 쪽으로 부착시켜 비드(B)를 형성하게 되며, 특히 용접토치(31)가 스크류 산 부분의 폭방향으로 위빙되면서 육성용접을 행하게 된다.
상기 육성용접단계(S 30)를 통해 육성용접이 완료되고 나면 스크류 배출단계(S 40)를 통해 스크류(S)를 배출하고, 이후 검사단계(S 50)를 통해 비드(B)가 형성되지 않은 부분에 대한 검사와 비드(B)의 두께 및 비드와 스크류 간의 접착상태 등을 검사하게 된다.
여기서, 상기 스크류 고정단계(S 20)와 육성용접단계(S 30) 사이에는 스크류 예열단계(S 25)가 부가될 수 있다.
즉, 육성용접을 하기 전에 스크류(S)를 일정한 온도로 예열하여 예열한 온도로 유지시킨 상태에서 스크류(S)의 산 부분에 육성용접을 실시함으로써 스크류(S)와 와이어를 녹여 부착한 비드 간의 밀착성을 더욱 높일 수 있으며, 특히 비드가 급격히 굳는 것을 방지하여 육성용접이 되지 않는 구간을 줄일 수 있는데, 스크류(S)의 예열온도는 80~150℃ 사이로 유지하는 것이 더욱 바람직한데, 스크류의 예열온도가 80℃ 미만이 되면 스크류와 녹은 와이어 즉, 비드 간의 밀착성이 떨어지고, 반대로 150℃를 초과하면 비드의 굳는 속도가 너무 늦어져 산에서 골 부분 쪽으로 비드가 흘러내릴 수 있으므로, 상술한 범위로 유지하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 육성용접단계(S 30)는 척(11)의 회전을 통해 스크류(S)를 회전시키면서 육성용접을 실시하여 용접토치(31)가 항상 스크류(S)의 산을 아래로 보는 상태의 아래보기 용접을 수행할 수 있어서 스크류(S)의 산 부분에 일정한 모양의 비드를 만들 수 있다.
본 발명에 의한 스크류의 진공펌프용 스크류의 표면처리방법은 진공펌프에 사용되는 스크류의 표면처리방법에 있어서, 스크류의 산 부분에 용접장치에 의해 와이어를 녹여 부착하여 비드를 형성함으로써 스크류의 마모를 방지한 것이 특징이다.
즉, 스크류 산 부분에 형성되는 비드에 의해 스크류가 진공펌프에 설치되어 스크류끼리 맞닿은 상태에서 회전하면서 발생할 수 있는 스크류의 마모와 산 부분끼리의 마찰로 인한 높은 열의 발생으로 파손이나 마모 등 열변형이 생기는 것을 방지할 수 있다.
결국, 본 발명에 의한 진공펌프용 스크류의 육성용접방법 및 표면처리방법은 진공펌프에 사용되는 스크류의 육성용접방법을 제공하되, 진공펌프에서 공기의 배출을 위해 사용되는 스크류의 나사산 표면에 용접장치를 이용해 공급된 와이어를 녹여서 비드를 생성하는 육성용접을 행하여 상기 비드로 인해 기밀성을 높이고 스크류의 마모를 방지함으로써 스크류의 사용수명을 늘릴 수 있는 현저한 효과가 있으며, 스크류의 형상에 대한 특성을 이용해 스크류를 회전시키면서 육성용접을 행하고, 스크류의 피치에 따라 용접장치를 스크류의 축방향을 따라 이동시키면서 용접을 수행하여 용접토치가 항상 스크류의 면을 아래로 보는 상태로 용접을 행할 수 있어서 육성된 비드의 형상과 두께가 일정하고, 고정부의 일측에는 센터링장치를 더 구비하여 스크류가 회전되면서 편심된 상태로 회전되는 것을 방지하여 용접토치와 스크류 나사산 표면 사이의 거리를 일정하게 유지시킴으로써 용접품질을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있으며, 용접장치는 스크류의 나사산 폭만큼 위빙을 수행하면서 육성용접을 행함으로써 나사산의 표면 전체에 균일한 두께의 비드를 형성할 수 있는 현저한 효과와 함께, 스크류에 형성된 밸런스홈에는 별도의 용접을 행하지 않음으로써 육성용접이 이루어진 다음에도 스크류의 회전중심을 최초 제작된 상태로 유지하여, 스크류의 회전시 편심 회전으로 인해 진동이 발생되는 것을 방지한 현저한 효과가 있다.
1. 기대
10; 고정부
11. 척 11a. 조
12. 고정플레이트 13. 스핀들
14. 스핀들하우징 15. 피구동풀리
16. 구동풀리 17. 벨트
18. 구동모터 19. 감속기
20; 센터링장치
21. 레일 22. 이동블록
23. 지지대 24. 지지블록
25. 고정브라켓 26. 브라켓고정블록
30; 용접부
31. 용접토치 32. 베드
33. 고정블록 34. y축 이송부
35. z축 이송부 36. 와이어공급장치
37. 볼스크류
S 10; 스크류 준비단계 S 20; 스크류 고정단계
S 25; 스크류 예열단계 S 30; 육성용접단계
S 40; 스크류 배출단계 S 50; 검사단계

Claims (6)

  1. 진공펌프에 사용되는 스크류의 육성용접방법에 있어서,
    육성용접을 위한 스크류(S)를 준비하는 스크류 준비단계(S 10)와, 준비된 스크류(S)를 고정부(10)에 고정하는 스크류 고정단계(S 20)와, 고정된 스크류(S)의 산 부분에 용접부(30)를 이용해 와이어를 녹여 육성용접을 통해 비드를 생성하는 육성용접단계(S 30)와, 육성용접이 끝난 스크류(S)를 배출하는 스크류 배출단계(S 40)와, 스크류(S)에 형성된 비드(B)를 검사하는 검사단계(S 50);로 이루어지며,
    상기 육성용접단계(S 30)는 스크류(S)의 나사산에 뚫려 있는 홀은 용접토치(31)의 전방에 설치된 홀센서를 통해 감지하고, 홀이 있는 위치는 용접을 수행하지 않는 것이 특징인 진공펌프용 스크류의 육성용접방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크류 고정단계(S 20)와 육성용접단계(S 30) 사이에는 스크류 예열단계(S 25)가 부가되는 것이 특징인 진공펌프용 스크류의 육성용접방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 육성용접단계(S 30)는 척(11)의 회전을 통해 스크류(S)를 회전시키면서 육성용접을 실시하여 용접토치(31)가 항상 스크류(S)의 산을 아래로 보는 상태의 아래보기 용접을 수행할 수 있어서 스크류(S)의 산 부분에 일정한 모양의 비드를 만들 수 있는 것이 특징인 진공펌프용 스크류의 육성용접방법.
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 육성용접단계(S 30)는 용접토치(31)가 스크류(S) 나사산의 폭만큼 위빙을 수행하면서 육성용접을 행하여 스크류(S)의 산 표면 전체에 육성용접에 의한 비드를 형성하는 것이 특징인 진공펌프용 스크류의 육성용접방법.
  6. 삭제
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