KR19990006311U - 자력을 가지는 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 오버헤드 가열 장치(overhead heating machine)에 관한 것이며, 강재 구조물의 용접 접합 작업시 용접 대상물에서 발생하는 변형을 방지하기 위해 용접 대상물의 이면을 가열하는 오버헤드 가열 장치에 있어서, 용접 대상물(1)의 이면을 가열하는 적어도 하나의 가열 토치 유닛(13), 상기 가열 토치 유닛(13)이 장착되는 대차(15), 상기 대차(15)를 용접 대상물(1) 이면에 자력에 의해 부착시킴과 동시에 상기 대차(15)가 용접 대상물(1) 이면을 따라 이동되도록 하는 자력을 가진 구동휠(17), 및 상기 자력 구동휠(17)에 동력을 제공하는 구동 모터(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자력을 가지는 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치가 제공되고, 이로써 오버헤드 가열 장치의 취급 및 설치가 용이하고, 저면의 평탄도에 영향을 받지 아니하며, 직선 부위뿐만 아니라 곡선 부위도 자유 자제로 이동하면서 용접 부위의 이면을 가열할 수 있는 효과가 있다.

Description

자력을 가지는 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치

(기술 분야)

본 고안은 오버헤드 가열 장치(overhead heating machine)에 관한 것이며, 보다 상세하게는 각종 강재 구조물의 용접 접합 작업시 용접 대상물에서 발생하는 변형을 방지하기 위해 용접 부위 이면을 가열하는 오버헤드 가열 장치로서, 가열 토치를 탑재한 대차가 자력을 가지는 구동휠에 의해 용접 대상물에 부착된 상태로 용접 대상물의 이면을 따라 이동하는, 자력을 가지는 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치에 관한 것이다.

(종래 기술)

선박을 포함한 각종 구조물의 건조시에 강재 구성물을 접합하는 주요 수단의 하나인 용접은, 접속 효율이 거의 100%에 이르고 재료를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 건조 비용을 절감할 수 있는 등 여러 가지의 장점으로 인해 널리 사용되고 있다.

그러나, 열에 의해 강재를 녹여 붙이는 용접은 용접 부위에 다량의 열을 국부적으로 가하는 것이기 때문에, 용접 대상물이 국부적으로 급속히 가열될 뿐만 아니라 서로 다른 속도로 냉각된다. 따라서 용접 이음부에서는 용접 수축 응력이 발생되며 결국 최종 구조물의 변형을 야기하게 된다.

용접 작업시 발생하는 용접 대상물의 용접 응력 발생을 최소화하기 위한 대책으로서, 용접부 이면을 가스 불꽃으로 가열하여 용접부의 급격한 온도 변화를 줄이는 방법이 실행되고 있으며, 이렇게 용접부 이면을 가열하는 작업을 용접 대상물 하부에서 머리를 들고 작업한다는 의미에서 오버헤드 가열이라 하고, 이런 오버헤드 가열을 기계적으로 수행하는 장치를 오버헤드 가열 장치라 한다.

본 출원인이 1992년 4월 27일자 출원한 실용신안등록출원번호 제 92-7024 호(공보 번호 제 94-8659 호)의 오버헤드 가열 장치를 제안하기 이전의 오버헤드 가열 작업은, 통상적으로 작업자가 가열 토치를 들고 용접 대상물의 하부로 들어가 상향 자세로 작업하는 것이 일반적이었으므로, 가열 정밀도가 낮고 작업 피로도가 커서 작업 생산성이 매우 저조하였는 바, 상기 실용신안등록출원번호 제 92-7024 호의 오버헤드 가열 장치는 오버헤드 가열 작업을 이동 가능한 대차에 의해 수행하므로써 작업 생산성을 향상시키는 것이다.

도 3은 실용신안등록출원번호 제 92-7024 호의 오버헤드 가열 장치의 개략적인 구성을 보여주는 측면 개략도이다. 도시된 바와 같이, 상기 오버헤드 가열 장치는 바퀴(73)에 의해 이동 가능하게 구성된 오버헤드 본체(51)의 일측으로 후트 펌프(52)와 상하 작동하는 유압실린더(53)가 장착되어 있고, 유압실린더(53)의 상단에 다수의 절첩판(55)이 다수의 축(54)으로 상하로 절첩되게 끼워 고정되어 있으며, 절첩판(55)의 상하 양단은 수직의 슬라이드 봉(59)으로 연결되어 있고, 상기 슬라이드 봉(59)의 상단은 수평봉(60)으로 연결되어 상기 수평봉(60)의 수직 연장 단부에 너트(N)가 형성되어 있고 상기 너트에는 레벨 조정 볼트(B)가 나합되어 있으며, 상기 수평봉(60)에는 미세 조정 핸들(61)에 의해 전후 높이 조절 가능하도록 대차 롤러(67)가 설치되어 있고, 상기 대차 롤러(67)에는 가열 토치(69)가 장착된 주행 대차(68)가 설치되어 있고, 상기 가열 토치(69)는 가열 간격 핸들(72)에 의해 그 폭이 조정되도록 되어 있다.

상기한 종래의 오버헤드 가열 장치는, 바퀴(73)에 의해 가열 장치를 이동시키면서 좁은 공간에서 운전할 수 있고, 가열의 높이에 따라 대차의 높이를 조정할 수 있으며, 용접 대상물과 가열 토치의 간격을 일정하게 유지할 수 있어서, 가열 품질을 향상사킬 수 있는 효과가 있었다.

그러나, 상기 종래의 오버헤드 가열 장치는, 바퀴(73)에 의해 바닥(74)을 따라 이동하는 방식을 채용하고 있으므로, 장치가 장착되는 장소의 바닥 평탄 정도나 작업장 주변의 장애물에 따라, 빈번하게 작업을 중단해야 하는 문제점이 있고, 또한 한 스트록의 가열 작업이 종료된 후 오버헤드 가열 장치를 새로운 작업 장소로 재설치하는데 있어서 장치를 정치하는 작업이 매우 번잡하다는 문제점을 내포하고 있다.

본 고안의 목적은, 상기한 종래의 오버헤드 가열 장치가 지니는 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 장치의 구성이 간단하여 취급 및 설치가 용이하고, 지면의 평탄도에 영향을 받지 아니하며, 직선 부위뿐만 아니라 곡선 부위도 자유 자제로 이동하면서 용접 부위의 이면을 가열할 수 있는 오버헤드 가열 장치를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 자력을 가지는 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치의 일 예를 보여주는 정면 개략도.

도 2는 도 1의 측면 개략도.

도 3은 종래의 오버헤드 가열 장치의 개략적인 구성을 보여주는 측면 개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 용접 대상물(주판)3 : 수직 패널

5 : 용접 부위11 : 오버헤드 가열 장치

13 : 가열 토치 유닛15 : 대차

17 : 구동휠19 : 구동 모터

21 : 토치23 : 토치 홀더

25 : 토치 유닛 지지대35 : 구동휠 보호 커버

상기한 본 고안의 목적은, 강재 구조물의 용접 접합 작업시 용접 대상물에서 발생하는 변형을 방지하기 위해 용접 대상물의 이면을 가열하는 오버헤드 가열 장치에 있어서, 용접 대상물의 이면을 가열하는 적어도 하나의 가열 토치 유닛, 상기 가열 토치 유닛이 장착되는 대차, 상기 대차가 용접 대상물 이면에 자력에 의해 부착시킴과 동시에 상기 대차가 용접 대상물 이면을 따라 이동되도록 하는 구동휠, 및 상기 구동휠에 동력을 제공하는 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자력을 가지는 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치에 의해 달성된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안에 따른 자력을 가지는 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치에 대해 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 고안에 따른 자력을 가지는 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치를 예시적으로 설명하는 것일 뿐 본 고안의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 1은 본 고안에 따른 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치의 일 예를 보여주는 정면 개략도이고, 도 2는 도 1의 측면 개략도이다. 도 1은 선박의 조립 공정에서 블록을 제조할 때 다량 존재하는 주판(1)에 다수의 수직 패널(3)을 용접으로 접합하는 작업에 오버헤드 가열 장치를 사용하는 상태를 도시적으로 도시한 것이다.

본 고안에 따른 오버헤드 가열 장치(11)는, 용접 작업시 용접 대상물의 용접 수축 응력에 따른 변형을 방지하기 위한 장치로서, 용접 대상물의 용접 부위 이면을 가열하는 것이므로, 도시된 바와 같이, 수직 패널(3)이 용접되는 주판(1)의 이면에 설치되며, 가열 토치 유닛(13), 대차(15), 구동휠(17), 및 구동 모터(19)를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

가열 토치 유닛(13)은 상기 대차(15)에 적어도 하나가 설치되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 자동 용접기에 의해 주판(1)에 다수(도 1에서는 2개)의 수직 패널(3)을 동시에 용접하는 경우에는 수직 패널(3)이 용접되는 모든 용접 부위(5)를 동시에 가열할 수 있도록 다수의 가열 토치 유닛(13)을 하나의 대차(15)에 장착할 수 있다. 상기 가열 토치 유닛(13)으로서는, 종래에 일반적으로 사용되는 가스 불꽃을 방사하는 토치(21)가 그대로 적용되며, 상기 토치(21)는 토치 홀더(23)에 유지된다. 토치 홀더(23)는 토치(21)의 상하 높이를 조절할 수 있는 구조로 되어 있는 것이 바람직하다.

상기 가열 토치 유닛(13)은 이동 가능한 대차(15)에 장착된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 대차(15)에 토치 유닛 지지대(25)를 좌우로 이동 및 고정 가능하게 설치하고, 상기 토치 유닛 지지대(25)의 양단에 토치 유닛(13)을 좌우로 이동 및 고정 가능하게 장착한다.

토치 유닛 지지대(25)와 토치 유닛(13)을 좌우로 이동 가능하게 장착하는 것은 주판(1)과 수직 패널(3)의 용접 위치에 따라 토치 유닛(13)의 토치(21)의 위치를 적절히 조정할 수 있도록 하기 위한 것이다. 대차(15)는 대략 박스 형상으로 이루어지며 여기에는 후술하는 구동 모터(19), 구동 모터의 구동력을 구동휠(17)에 전달하는 동력 전달 기구 등이 장착되어 있다. 도면 부호 27은 토치 유닛 지지대(25)를 대차(15)에 고정시키는 핸들을 나타낸다.

상기 대차(15)에는 대차(15)를 주판(1)의 이면을 따라 이동시키기 위한 구동휠(17)이 구비되어 있다. 구동휠(17)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 대차(15)의 전후에 설치되어 대차(15)가 균형을 유지할 수 있도록 되어 있다.

본 고안의 특징에 따라, 상기 구동휠(17)은 본 고안의 오버헤드 가열 장치(11)를 주판(1)의 이면에 안전하게 부착시킬 수 있을 정도의 자력을 지니는 강재의 휠로 되어 있다. 즉, 구동휠(17)은 오버헤드 가열 장치(11)를 용접 대상물(주판 ; 1) 이면에 부착시키는 작용과 동시에 상기 대차(15)를 용접 대상물 이면을 따라 이동시키는 작용을 한다. 구동휠(17)에 자력을 제공하는 것은 구동휠 자체를 영구 자석으로 제작하는 방법과 구동휠(17) 내에 전자석을 내장하는 방법을 사용할 수 있다. 후자의 방법은 필요에 따라 구동휠(17)에 자력을 공급 및 차단할 수 있어서 본 고안의 오버헤드 가열 장치(11)를 주판(1)으로부터 용이하게 해체할 수 있어서 바람직하나, 구동휠을 영구자석으로 제작하는 것이 장치를 단순화할 수 있다는 점에서 바람직할 것이다.

상기 구동휠(17)은 대차(15)에 설치된 구동 모터(19)에 의해 구동된다. 구동 모터(19)의 구동력은 축(29)과 기어(31)를 포함하는 동력 전달 기구에 의해 전달되며, 전륜 또는 후륜에만 모터(19)의 동력이 전달되게 할 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 전륜과 후륜을 체인(33)으로 연결하여 구동 구동휠(17)에 동력을 전달되도록 할 수도 있다. 사용 가능한 구동 모터(19)는 특히 제한이 없으나, 회전 속도의 조절이 가능한 가역 감속 모터를 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 본 고안에 따른 오버헤드 가열 장치(11)의 작동에 대해 설명한다. 먼저, 용접 작업이 이루어지는 용접 대상물(주판 : 1)의 이면에 상기 구동휠(17)의 자력에 의해 오버헤드 가열 장치(11)를 부착한다. 그리고, 상기 토치 유닛 지지대(25)를 대차(15)에 대해 좌우로 이동시키거나 상기 토치 유닛(13)을 좌우로 이동시켜 토치 유닛(13)의 토치(21)가 용접 부위에 정확히 일치되도록 한 다음, 토치(21)의 높이를 조절하여 토치(21)와 주판(1) 사이의 간극을 조정한다. 이어서 상기 구동 모터(19)의 속도를 적절히 조절하여 대차(15)를 주판(1)의 이면을 따라 이동시키면서 용접 부위(5)의 이면을 가열한다. 이 때 용접 부위(5)가 곡선을 이루고 있는 경우에는 대차(15)의 진행 경로를 변화시키므로써 대처할 수 있다.

한편, 용접 작업 및 오버헤드 가열 작업시 방출되는 고열이 자력을 가지는 구동 모터(19)에 가해질 경우, 자력 감소 현상이 발생할 수 있으므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 토치 유닛(13)과 구동휠(17) 사이에 구동휠 보호 커버(35)를 설치하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 고안에 따른 자력을 가지는 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치에 의하면, 가열 토치 유닛(13)이 장착되는 이동 가능한 대차(15)의 구동휠(17)을 자력을 가지는 구동휠로 사용하여, 구동휠(17)이 오버헤드 가열 장치(11)를 용접 대상물(주판 ; 1) 이면에 부착시키는 작용과 동시에 대차(15)를 용접 대상물(1) 이면을 따라 이동시키는 작용을 하도록 한 구성에 따라, 오버헤드 가열 장치(11)의 구성이 콤팩트하여 취급 및 설치가 용이하고,, 지면의 평탄도에 영향을 받지 아니하며, 직선 부위뿐만 아니라 곡선 부위도 자유 자제로 이동하면서 용접 부위의 이면을 가열할 수 있으며, 따라서 오버헤드 가열의 작업 생산성이 향상되고 용접 대상물의 용접에 의한 변형을 저감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 강재 구조물의 용접 접합 작업시 용접 대상물에서 발생하는 변형을 방지하기 위해 용접 대상물의 이면을 가열하는 오버헤드 가열 장치에 있어서, 용접 대상물(1)의 이면을 가열하는 적어도 하나의 가열 토치 유닛(13), 상기 가열 토치 유닛(13)이 장착되는 대차(15), 상기 대차(15)를 용접 대상물(1) 이면에 자력에 의해 부착시킴과 동시에 상기 대차(15)가 용접 대상물(1) 이면을 따라 이동되도록 하는 자력을 가진 구동휠(17), 및 상기 자력 구동휠(17)에 동력을 제공하는 구동 모터(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자력을 가지는 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 대차(15)에는 좌우 이동 가능한 토치 유닛 지지대(25)가 설치되어 있고, 상기 가열 토치 유닛(13)은 상기 토치 유닛 지지대(25)에 좌우 이동 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 자력을 가지는 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 토치 유닛(13)과 구동휠(17) 사이에는 구동휠 보호 커버(35)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자력을 가지는 구동휠이 구비된 오버헤드 가열 장치.