KR20010003387A

KR20010003387A - 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드 및 그제작방법

Info

Publication number: KR20010003387A
Application number: KR1019990023667A
Authority: KR
Inventors: 조형래
Original assignee: 조형래
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR100314964B1

Abstract

본 발명은 브레이크 로드의 몸체에 열처리된 코아를 일단으로 돌출되게 설치하는 동시에 상기 코아가 접촉되는 브레이크 로드의 삽입공 내에 충격흡수심재를 설치하므로서 브레이크 로드 및 그 주변장치들의 수명을 크게 연장시키는 동시에 소모품인 브레이크 로드의 지출비용을 최대한 절감하고, 마모된 브레이크 로드의 교체시간을 최대한 연장시켜 연속적인 작업을 가능하게 하므로서 작업효율을 크게 향상시킬 수 있는 내마모, 내충격성 향상을 위한 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드 및 그 제작방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 이미 공지된 특수강으로 브레이크 로드의 몸체를 제조한 다음, 상기 몸체를 약 800~900도에서 약 80분~100분 정도 담금질 한 후 이렇게 담금질된 몸체를 소정의 온도로 템퍼링(tempering)공정을 수행하는 한편, 상기 몸체의 첨단부에서 중심축선상을 따라 소정 깊이의 삽입공을 형성한 다음, 상기 삽입공에 비철금속인 충격흡수심재를 삽입하고, 특수공구강을 약 1000도~1100도에서 약 50분~70분 정도 담금질 한 후 이렇게 담금질된 특수강을 소정의 온도로 템퍼링공정을 하여 된 코아를 형성한 다음, 상기 코아를 몸체의 삽입공에 압입고정시킨 특징이 있으며, 본 발명은 또 상기 브레이크 로드를 형성함에 있어서, 소정길이의 브레이크 로드 몸체의 첨단부에서 중심축선상을 따라 소정 깊이의 삽입공을 형성한 다음, 상기 삽입공에 비철금속인 충격흡수심재를 삽입하는 한편, 상기 삽입공에 특수강인 코아를 압입고정시킨 특징이 있다.

Description

내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드 및 그 제작방법{The brake rod and manufacture method by a pierce machine for an upgrade friction and impact}

본 발명은 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 브레이크 로드에 열처리된 코아를 압입하여 브레이크 로드의 수명을 크게 연장시키는 동시에 소모품인 브레이크 로드의 소모비용을 현격하게 절감할 수 있는 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드 및 그 제작방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 토목공사, 도로공사, 채석장, 터널공사 등에서 암반을 파쇄할 목적으로 굴삭기의 유압브레이크에 소모품인 특수합금강재질의 브레이크 로드가 장착된다.

즉, 도 1과 같이 형성된 브레이크 로드에 요구되는 특성은 암반등에 구멍을 천공하거나 암반의 파쇄용도에 사용되므로 인하여 강도는 물론이고 내마모성 및 내충격성이 큰 특수합금강이 널리 사용되고 있다.

그러나, 종래의 브레이크 로드는 재질이 비록 특수강이라고는 하나 일체형이기 때문에 암반 파쇄시의 충격량이 브레이크 로드에 그대로 전달되어 브레이크 로드는 물론이고 브레이크 로드를 고정하고 있는 유압브레이크 및 그 주변장치까지 영향을 미치므로서 결과적으로 굴삭기의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 브레이크 로드의 단부가 암반 파쇄시의 충격에 의해 쉽게 마모되기 때문에 상기 브레이크 로드의 교체비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 마모된 브레이크 로드의 교체시간에 따른 작업시간이 단축되므로서 작업효율이 크게 저하되는 등의 많은 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로서, 브레이크 로드에 특수열처리된 코아를 일단으로 돌출되게 설치하는 동시에 상기 코아가 접촉되는 브레이크 로드의 삽입공 내에 충격흡수심재를 설치하므로서 브레이크 로드 및 그 주변장치들의 수명을 크게 연장시키는 동시에 소모품인 브레이크 로드의 지출비용을 최대한 절감하고, 마모된 브레이크 로드의 교체시간을 최대한 연장시켜 연속적인 작업을 가능하게 하므로서 작업효율을 크게 향상시킬 수 있는 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드 및 그 제작방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 브레이크 로드의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 브레이크 로드의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:브레이크 로드 11:몸체

12:첨단부 13:삽입공

20:충격흡수심재 30:코아

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이미 공지된 특수합금강으로 브레이크 로드의 몸체를 제조한 다음, 상기 몸체를 약 800~900도에서 약 80분 ~100분 정도 담금질 한 후 이렇게 담금질된 몸체를 소정의 온도로 템퍼링(temp ering)공정을 수행하는 한편, 상기 몸체의 첨단부에서 중심축선상을 따라 소정 깊이의 삽입공을 형성한 다음, 상기 삽입공에 비철금속인 충격흡수심재를 삽입하고, 내마모 및 내열성이 큰 특수공구강을 약 1000도~1100도에서 약 50분~70분 정도 담금질 한 후 이렇게 담금질된 특수강을 소정의 온도로 템퍼링공정을 하여 된 코아를 형성한 다음, 상기 코아를 몸체의 삽입공에 압입고정시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또, 상기 브레이크 로드의 몸체를 1,2차에 걸쳐 템퍼링공정을 수행하되, 1차 템퍼링공정에서는 약 230±10도에서 480±20분 동안 가열,냉각하고, 2차템퍼링공정에서는 약 420±10도에서 300±20분 동안 가열,냉각하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 상기 코아를 1,2차에 걸쳐 템퍼링공정을 수행하되, 1차 템퍼링공정에서는 약 500±10도에서 120±10분 동안 가열.냉각한 다음, -135±5도에서 60±10분 동안 심냉처리하는 한편, 2차템퍼링공정에서는 약 520±10도에서 110±10분 동안 가열,냉각하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또, 상기 코아를 몸체의 삽입공에 압입,고정시키되, 몸체를 200도 이상의 온도로 가열.팽창시키고, 코아는 -10도 이하의 온도로 냉각하여 삽입공에 압입시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 브레이크 로드를 형성함에 있어서, 소정길이의 브레이크 로드 몸체의 첨단부에서 중심축선상을 따라 소정 깊이의 삽입공을 형성한 다음, 상기 삽입공에 비철금속인 충격흡수심재를 삽입하는 한편, 상기 삽입공에 특수공구강인 코아를 압입고정시킨 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기 삽입공의 저부를 라운드처리하는 동시에 이와 대응되는 코아의 단부도 라운딩처리한 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 브레이크 로드의 단면도이다.

먼저, 브레이크 로드(10)는 소정길이의 몸체(11)의 첨단부(12)에서 중심축선상을 따라 소정 깊이의 삽입공(13)을 형성한 다음, 상기 삽입공(13)에 비철금속인 충격흡수심재(20)를 삽입하는 한편, 상기 삽입공(13)에 특수공구강인 코아(30)를 압입,고정시킨 것이다.

이때, 상기 삽입공(13)의 저부를 라운드가공 및 표면연마를 처리하는 동시에 이와 대응되는 코아(30)의 단부도 라운딩가공 및 표면연마를 처리한다. 즉, 삽입공(13)과 코아(30)가 라운딩가공 및 표면연마가 되지 않을 시에는 이에 집중적으로 응력이 걸려 몸체(11)가 파손된다.

상기와 같이 구성되는 브레이크 로드의 제조방법을 설명하면, 이미 공지된 특수합금강으로 브레이크 로드(10)의 몸체(11)를 제조하게 되는데, 상기 몸체(11)는 내열성,인성,충격치 등이 향상되어야 하며, 따라서 몸체(11)를 약 830~850도에서 약 80분~100분 정도 담금질 한다.

그런 다음, 이렇게 담금질된 몸체(11)를 소정의 온도로 템퍼링(tempering)공정을 수행하게 되는데, 1,2차에 걸쳐 템퍼링공정을 수행하되, 1차 템퍼링공정에서는 약 230±10도에서 480±20분 동안 가열,냉각하고, 2차템퍼링공정에서는 약 420±10도에서 300±20분 동안 가열,냉각하게 된다.

이때, 상기 템퍼링공정을 거친 몸체(11)는 표면강도가 HRC 48±2정도가 되고, 몸체(11)의 내부경도는 HRC 35이상되어 내열성,인성,충격치가 모두 충족되며, 여기에서 가장 중요한 것은 내부경도가 HRC 35이상이 되어야 한다.

한편, 상기 몸체(11)의 첨단부(12)에서 중심축선상을 따라 소정 깊이의 삽입공(13)을 형성한 다음, 상기 삽입공(13)의 저부를 라운딩처리 및 표면연마를 수행하여야만 열처리시에 크랙을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 삽입공(13)에 비철금속인 충격흡수심재(20)를 삽입하게 되는데, 상기 충격흡수심재(20)는 암반파쇄시 발생하는 강력한 충격을 완화하게 된다.

상기 삽입공(13)에 압입되는 코아(30)는 특수공구강을 약 1000도~1100도에서 약 50분~70분 정도 담금질 한 후 이렇게 담금질된 특수강을 소정의 온도로 템퍼링공정을 하게 되는데, 상기 코아(30)를 1,2차에 걸쳐 템퍼링공정을 수행하되, 1차 템퍼링공정에서 약 500±10도에서 120±10분 동안 열냉각 한 다음, -135±5도에서 60±10붐 동안 심냉처리하여 치수변화를 극소화하는 한편, 2차템퍼링공정에서는 약 520±10도에서 110±10분 동안 가열,냉각한다. 단 열처리 분위기에 따라 상기 가열온도 및 냉각방법이 달라질 수 있다.

상기 코아(30)의 열처리 기술에서 가장 핵심적인 사항은 금속조직이 리테인드 오오스티나이트(retained austenite) 3%이내로 제어하여야 하며, 이의 표면경도는 HRC 58~62 정도가 되어야만 내마모성, 내열성,충격치가 향상된다.

한편, 상기 코아(30)를 몸체(11)의 삽입공(13)에 열팽창계수를 이용하여 압입,고정시키게 되는데, 몸체(11)를 약 200도 이상으로 가열하여 열팽창시키는 반면, 코아(30)는 -10도로 냉각,수축하여 삽입공(13)에 압입시킨다.

이때, 몸체(11)의 삽입공(11) 및 코아(30)의 시간에 따른 팽창/수축치수는 하기와 같다.

1) 몸체의 삽입공 온도별 유지에 따른 치수 팽창율

가공연마후	230℃	250℃. 1H	250℃. 2H	250℃. 3H	280℃. 1H	280℃. 2H
45±0.01	＋0.05~0.06	＋0.08~0.09	＋0.10	＋0.11	＋0.12	＋0.13

2)코아의 냉각시 온도에 따른 유지시간별 치수 수축량

가공연마후	-50℃.30분	-60℃.30분	-75℃	-75℃.30분
45±0.01	-0.02	-0.03	-0.03~-0.04	-0.04

3)몸체 삽입공 및 코아의 조립시 치수

작업시 조건 : 몸체 200도 이상에서 2시간 가열, 코아 -10도 이하에서 30분 냉각

삽입공치수	가열치수	코아 치수	수축치수	조립여유	죔새
45.01	45.14	45.11	45.07	0.07㎜	0.1㎜

상기와 같은 방법으로 제조된 본 발명과 기존의 브레이크 로드를 시험에 의하여 비교하여 보면 아래표와 같다.

항목 / 구분	기존제품	본 발명	비교치
내열성	200도~300도	500도~600도	+300도
내마모성	HRC 51~55	HRC 58~62	+7
인성(금속조직)	Troostite	Sorbite	HRC 7
사용수명	120~150시간	450~600시간	+330~450시간

상기와 같이 본 발명은 내열성, 내마모성, 인성, 사용수명 등에서 기존의 제품보다 월등한 수치를 나타내는바, 본 발명인 브레이크 로드의 수명을 교체비용을 최대한 절감할 수 있슴은 물론이고, 마모된 브레이크 로드의 교체시간이 최대한 연장되므로서 연속적인 작업을 가능하게 한다.

따라서, 본 발명은 브레이크 로드(10)의 몸체(11)에 열처리된 코아(30)를 일단으로 돌출되게 설치하는 동시에 상기 코아(30)가 접촉되는 브레이크 로드(10)의 삽입공(13) 내에 충격흡수심재(20)를 설치하므로서 브레이크 로드(10) 및 그 주변장치들의 수명을 크게 연장시키는 동시에 소모품인 브레이크 로드(10)의 지출비용을 최대한 절감하고, 마모된 브레이크 로드(10)의 교체시간을 최대한 연장시켜 연속적인 작업을 가능하게 하므로서 작업효율을 크게 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구 범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims

이미 공지된 특수강으로 브레이크 로드의 몸체를 제조한 다음, 상기 몸체를 약 800~900도에서 약 80분~100분 정도 담금질 한 후 이렇게 담금질된 몸체를 소정의 온도로 템퍼링(tempering)공정을 수행하는 한편, 상기 몸체의 첨단부에서 중심축선상을 따라 소정 깊이의 삽입공을 형성한 다음, 상기 삽입공에 비철금속인 충격흡수심재를 삽입하고, 특수공구강을 약 1000도~1100도에서 약 50분~70분 정도 담금질 한 후 이렇게 담금질된 특수강을 소정의 온도로 템퍼링공정을 하여 된 코아를 형성한 다음, 상기 코아를 몸체의 삽입공에 압입고정시킨 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드의 제작방법.
제 1 항에 있어서,

상기 브레이크 로드의 몸체를 1,2차에 걸쳐 템퍼링공정을 수행하되, 1차 템퍼링공정에서는 약 230±10도에서 480±20분 동안 가열,냉각하고, 2차템퍼링공정에서는 약 420±10도에서 300±20분 동안 가열,냉각하는 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드의 제작방법.
제 2 항에 있어서,

템퍼링공정을 거친 몸체는 표면강도가 HRC 48±2정도가 되고, 몸체의 내부경도는 HRC 35이상 되는 것을 특징으로 한 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드의 제작방법.
제 1 항에 있어서,

상기 코아를 1,2차에 걸쳐 템퍼링공정을 수행하되, 1차 템퍼링공정에서는 약 500±10도에서 120±10분 동안 가열한 다음, -135±5도에서 60±10붐 동안 냉각하는 한편, 2차템퍼링공정에서는 약 520±10도에서 110±10분 동안 가열,냉각하는 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드의 제작방법.
제 4 항에 있어서,

코아를 열처리함에 있어 금속조직이 리테인드 오오스티나이트(retained austenite) 3%이내로 제어하는 한편, 코아의 표면경도는 HRC 58~62 정도로 하는 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드의 제작방법.
제 1 항에 있어서,

상기 코아를 몸체의 삽입공에 압입,고정시키되, 몸체를 200도 이상의 온도로 가열.팽창시킨 다음, 코아를 -10도 이하의 온도로 냉각하여 삽입공에 압입시키는 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드의 제작방법.
상기 브레이크 로드를 형성함에 있어서,

소정길이의 브레이크 로드 몸체의 첨단부에서 중심축선상을 따라 소정 깊이의 삽입공을 형성한 다음, 상기 삽입공에 비철금속인 충격흡수심재를 삽입하는 한편, 상기 삽입공에 특수강인 코아를 압입고정시킨 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드.
제 7 항에 있어서,

상기 삽입공의 저부를 라운드처리하는 동시에 이와 대응되는 코아의 단부도 라운딩처리한 것을 특징으로 하는 내마모, 내충격성 향상을 위한 굴삭기용 브레이크 로드.