KR20020083418A - 초내마모 체인 - Google Patents

Abstract

비산제 등의 마모성이 높은 분체의 반송 컨베이어에 사용되는 체인의 미끄럼동작부분에 있어서의 내마모특성을 향상시켜, 체인의 수명을 비약적으로 향상시키는 것이다.

부쉬(11)에 롤러(12)가 회전이 자유롭게 외부에서 끼워져, 상기 부쉬(11)의 양 끝단이 각각 한 쌍의 내부 플레이트(13)의 부쉬구멍(13a)에 끼워 장착되어 고정되고, 상기 부쉬(11)내에 회전이 자유롭게 끼워 넣어진 핀(14)의 양 끝단이 상기 한 쌍의 내부 플레이트(13)의 양 바깥쪽에 배치된 한 쌍의 외부 플레이트(15)의 핀구멍(15a)에 끼워 장착되어 고정되어 있는 체인에 있어서, 상기 롤러(12)와 부쉬 (11)의 사이의 미끄럼동작부분, 상기 부쉬(11)와 핀(14)의 사이의 미끄럼동작부분, 상기 롤러(12)의 체인주행부품에 대한 미끄럼동작부분중, 적어도 어느 하나의 미끄럼동작부분을 구성하는 표면에, 코발트를 함유한 텅스텐 카바이드계 용사층이 형성되어 있다.

Description

초내마모 체인{Wear Super-resistant Chain}

본 발명은 비산제 등의 마모성이 높은 분체의 반송 컨베이어 등에 사용되는 컨베이어체인에 관한 것이며, 체인을 구성하는 핀이나 부쉬나 롤러의 내마모특성을 향상시켜, 체인수명을 비약적으로 향상시킨 초내마모 체인이다.

일반적으로, 분체 반송 컨베이어에 사용되는 컨베이어 체인은 부쉬에 롤러가 회전이 자유롭게 외부에서 끼워지고, 상기 부쉬의 양 끝단부가 각각 한 쌍의 내부 플레이트의 부쉬구멍에 끼워 장착되어 고정되고, 상기 부쉬내에 회전이 자유롭게 끼워 넣어진 핀의 양 끝단이 상기 한 쌍의 내부 플레이트의 양 바깥쪽에 배치된 한 쌍의 외부 플레이트의 핀구멍에 끼워 장착되어 고정되고 구성되어 있다. 그리고, 이러한 컨베이어 체인은 반송시의 미끄럼동작 굴곡에 의해서 핀이나 부쉬나 롤러에 마모가 생기기 쉽고, 이 마모가 체인수명을 단축하는 주요한 원인의 하나가 되고 있다.

그래서, 종래의 컨베이어체인은 핀, 부쉬, 롤러의 소재로서 축받이강 등으로서 사용되는 고경도 재료를 채용하거나, 핀, 부쉬, 롤러의 표면에 침탄담금질, 질화처리 등의 표면처리를 실시함에 따라, 그 내마모특성을 개선하고 있다.

그런데, 종래의 내마모 체인으로서는, 매우 경도가 높은 분체 등의 반송물을 반송하는 경우에는, 경도가 높은 분체 등의 반송물에 의해서 핀, 부쉬, 롤러가 현저히 마모하기 때문에, 체인수명을 장기간에 걸쳐 지속시킬 수 없다. 특히, 석탄화력발전소로부터 부산되어, 시멘트의 원료로서 이용되고 있는 비산제를 반송하는경우는 이 비산제의 경도가 1000HMV 정도나 되기 때문에, 핀, 부쉬, 롤러를 현저히 마모시킨다. 이 때문에, 이들 핀, 부쉬, 롤러 등의 마모하기 쉬운 부위에 TiO₂나 ZrO₂등의 주지의 세라믹계 용사재료로 표면처리를 실시하고 있지만, 이들 표면처리에 의해서는 체인의 긴 수명을 실현할 수 없다고 하는 문제(일본 특개소61-46772호, 특개소61-46773호, 특개소61-46774호 공보 참조)가 있었다.

그래서, 본 발명의 목적은 비산제 등의 마모성이 높은 분체의 반송 컨베이어에 사용되는 체인의 슬라이드 동작부분에 있어서의 내마모특성을 향상시켜, 체인수명을 비약적으로 향상시킨 초내마모 체인을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예인 초내마모 체인의 단면도,

도 2는 도 1의 X-X화살표방향에서 본 단면도,

도 3은 코발트함유량과 마모량의 관계를 나타낸 도면,

도 4는 용사방법과 마모량의 관계를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예인 비산제 반송용 컨베이어 체인의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 초내마모체인11 : 부쉬

11a : 부쉬바깥둘레면의 용사층12 : 롤러

12a : 롤러바깥둘레면의 용사층13 : 내부 플레이트

13a : 내부 플레이트의 부쉬구멍14 : 핀

14a : 핀바깥둘레면의 용사층15 : 외부플레이트

15a : 외부플레이트의 핀구멍

20 : 비산제 반송용 컨베이어 체인21 : 어태치먼트

본 발명의 청구항 1에 관한 발명은, 부쉬에 롤러가 회전이 자유롭게 외부에서 끼워지고, 상기 부쉬의 양 끝단이 각각 한 쌍의 내부 플레이트의 부쉬구멍에 끼워 장착되어 고정되고, 상기 부쉬내에 회전이 자유롭게 끼워 넣어진 핀의 양 끝단이 상기 한 쌍의 내부 플레이트의 양 바깥쪽에 배치된 한 쌍의 외부 플레이트의 핀구멍에 끼워 장착되어 고정되어 있는 체인에 있어서, 상기 롤러와 부쉬의 사이의 미끄럼동작부분, 상기 부쉬와 핀의 사이의 미끄럼동작부분, 상기 롤러의 체인주행부품에 대한 미끄럼동작부분중의, 적어도 어느 하나의 미끄럼동작부분을 구성하는 표면에, 코발트(Co)를 함유한 텅스텐 카바이드(WC)계 용사층이 형성되어 있는 것에 의해, 상기 과제를 해결하는 것이다.

본 발명의 청구항 2에 관한 발명은 상기 청구항 1에 기재된 구성에 덧붙여,상기 텅스텐 카바이드(WC)계 용사층의 코발트(Co)함유량이 9∼20중량%인 것에 의해서, 이 텅스텐 카바이드계 용사층으로 구성된 미끄럼동작부분의 내마모특성을 한층 더 향상시켜, 상기 과제를 해결하는 것이다.

본 발명의 청구항 3에 관한 발명은 상기 청구항 1 또는 2에 기재된 구성에 덧붙여, 상기 텅스텐 카바이드계 용사층이 HVAF법 또는 HVOF법에 의해 형성된 것에 의해서, 상기 텅스텐 카바이드계 용사층을 치밀하게 밀착력이 높은 것으로 하여, 이 텅스텐 카바이드계 용사층으로 구성된 미끄럼동작부분의 내마모특성을 보다 한층 향상시켜, 상기 과제를 해결하는 것이다.

본 발명의 청구항 4에 관한 발명은 상기 청구항 1 내지 청구항 3에 관한 발명의 초내마모 체인을 사용함에 따라, 비산제 반송용 컨베이어에 있어서의 상기 과제를 해결하는 것이다.

여기서, 본 발명에서 의미하는 롤러와 부쉬와의 사이의 미끄럼동작부분을 구성하는 표면이란, 롤러의 안둘레면과 부쉬의 바깥둘레면이고, 상기 부쉬와 핀의 사이의 미끄럼동작부분을 구성하는 표면이란, 부쉬의 안둘레면과 핀의 바깥둘레면이며, 롤러의 체인주행부품에 대한 미끄럼동작부분이란, 체인이 주행할 때에 스프로켓이나 주행 가이드 등에 대하여 접촉하는 롤러의 바깥둘레면인 것이다.

따라서, 상기 슬라이드 동작부분을 구성하는 표면에 대해서는, 가령, 핀이나 부쉬의 바깥표면이라 하더라도, 체인설계치수, 또는 끼워 장착하는 고정에 의한 끼워맞춤 강도를 유지함에 있어서, 내부 플레이트나 외부 플레이트에 끼워 장착하여 고정되는 부분을 제외한 부분인 것은 물론이고, 이 제외한 부분은 부품제조시에 마스킹 커버 등을 사용하여 확보하고 있다.

또한, 본 발명에서 말하는 코발트(Co)를 함유한 텅스텐 카바이드(WC)계 용사층은 텅스텐 카바이드(WC) 함유량이 80∼91중량%의 범위내에서 적절히 결정됨과 동시에, 코발트(Co)함유량이 9∼20중량%의 범위내에서 적절히 결정되며, 이들에 불가피한 약간의 불순물이 함유되어 있는 경우도 있다. 즉, 코발트(Co)함유량이 9∼20중량%의 적정범위내이면, 미끄럼동작부분의 마모량을 현저히 저감할 수가 있지만, 9중량%보다 적은 함유량인 경우에는, 용사시의 용착력이 모자라고 용사가공의 제품 비율이 낮다고 하는 결점이 있으며, 한편, 20중량%을 넘는 함유량인 경우에는, 미끄럼동작부분의 마모량을 현저히 저감할 수가 없다.

또한, 본 발명에서 말하는 HVAF법이란, 고압의 공기와 연료가스의 연소재에 의해 용사분말을 고속도로 핀이나 부쉬나 롤러 등의 표면처리기재에 충돌시키는 고속 프레임용사인 것이며, HVOF법이란, 고압산소와 연료가스의 연소재에 의해 용사분말을 고속도로 핀이나 부쉬나 롤러 등의 표면처리기재에 충돌시키는 고속 프레임 용사인 것을 말한다.

본 청구항 1에 관한 발명의 초내마모 체인에 의하면, 체인의 마모부위인 롤러와 부쉬와의 사이의 미끄럼동작부분, 부쉬와 핀의 사이의 미끄럼동작부분, 롤러의 체인주행부품에 대한 미끄럼동작부분중에, 적어도 어느 하나의 미끄럼동작부분을 구성하는 표면에, 코발트(Co)를 함유한 텅스텐 카바이드(WC)계 용사층이 형성되어 있는 것에 의해, 이들 미끄럼동작부분에 있어서의 마모를 저감시키고, 체인이 장기간에 걸쳐, 원활하게 미끄럼동작하며 굴곡한다.

본 청구항 2에 관한 발명의 초내마모 체인에 의하면, 상기 청구항 1에 기재된 구성에 덧붙여, 상기 텅스텐 카바이드(WC)계 용사층의 코발트(Co)함유량이 9∼20중량%인 것에 의해, 이들 미끄럼동작부분에 있어서의 마모를 한층 더 저감시키고, 체인이 보다 장기간에 걸쳐, 원활하게 미끄럼동작하며 굴곡한다.

본 청구항 3에 관한 발명의 초내마모 체인에 의하면, 청구항 1 또는 청구항 2의 구성에 덧붙여, 상기 코발트(Co)를 함유한 텅스텐 카바이트(WC)계 용사층이 HVAF법 또는 HVOF법에 의해 형성되어 있는 것에 의해, 치밀하게 밀착성이 높은 용사층을 체인의 미끄럼동작부분을 구성하는 표면에 형성시키고, 체인이 더욱 장기간에 걸쳐, 원활하게 미끄럼동작하며 굴곡한다.

본 청구항 4에 관한 발명의 초내마모 체인에 의하면, 청구항 1 내지 청구항 3의 발명의 초내마모 체인을 비산제 반송용 컨베이어 체인으로서 사용함으로써, 비산제 반송용 컨베이어 체인의 미끄럼동작부분의 마모를 저감시키고, 비산제 반송용 컨베이어가 장기간에 걸쳐, 원활하게 선전(旋轉)한다.

[발명의 실시형태]

본 발명의 바람직한 실시의 형태에 대하여, 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예인 초내마모 체인의 단면도이고, 도 2는 도 1의 X-X화살표방향에서 본 단면도를 나타내고 있다.

여기서, 도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 초내마모 체인 (10)은 부쉬(11)에 롤러(12)가 회전이 자유롭게 외부에서 끼워져, 상기 부쉬 (11)의 양 끝단이 각각 한 쌍의 내부 플레이트(13)의 부쉬구멍(13a)에 끼워 장착 고정되고, 상기 부쉬(11)내에 회전이 자유롭게 끼워 넣어진 핀(14)의 양 끝단이 상기 한 쌍의 내부 플레이트(13)의 양 바깥쪽에 배치된 한 쌍의 외부 플레이트(15)의 핀구멍(15a)에 끼워져 장착되어 고정되어 구성되어 있다.

그리고, 상기 초내마모 체인(10)에는, 체인으로서 마모하기 쉬운 롤러(12)와 부쉬(11)와의 사이의 미끄럼동작부분, 부쉬(11)와 핀(14)의 사이의 미끄럼동작부분, 롤러(12)의 스프로켓 등의 체인주행부품에 대한 미끄럼동작부분의 각각을 구성하는 표면에, 코발트(Co)를 함유한 텅스텐 카바이드(WC)계 용사층(11a,12a,14a)이 각각 형성되어 있다.

여기서, 본 실시예의 초내마모 체인(10)으로서는, 롤러(12)와 부쉬(11)의 사이의 미끄럼동작부분, 부쉬(11)와 핀(14)의 사이의 미끄럼동작부분, 롤러(12)의 체인주행부품에 대한 미끄럼동작부분을 구성하는 표면의 전부에 용사층(11a,12a,14a)을 형성하고 있지만, 각각의 미끄럼동작부분(11a,12a,14a)의 미끄럼동작상황에 따른 마모정도, 제조공정수, 제조비용 등을 고려하여, 마모가 현저히 발생한 경향이 있는 1개 또는 2개의 미끄럼동작부분에만 용사층을 형성할 수도 있다.

또한, 본 실시예의 초내마모 체인(10)에서는, 도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이, 롤러(12)와 부쉬(11)의 사이의 미끄럼동작부분, 부쉬(11)와 핀(14) 사이의 미끄럼동작부분을 구성하는 표면에 실시되어야 하는 용사층은 용사가공이 용이한 부쉬(11)의 바깥둘레면, 핀(14)의 바깥둘레면에 형성하고 있지만, 롤러(12)의 안둘레면과 부쉬(11)의 바깥둘레면의 쌍방, 부쉬(11)의 안둘레면과 핀(14)의 바깥둘레면의 쌍방에 형성할 수도 있다. 이 경우, 마모의 한가지 원인이 되는 낮은 경도부분의 존재가 없어지기 때문에, 내마모성이 한층 더 향상한다.

도 3은 이렇게 해서 얻어진 본 발명의 용사층에 사용한 코발트를 함유한 텅스텐 카바이드의 내마모특성을 나타내고 있다. 그래서, 본 발명의 초내마모 체인은 재질이 SCM435인 부쉬의 바깥둘레면에 HVAF법에 의해, WC-25Co, WC-20Co, WC-17Co, WC-12Co, WC-9Co(수치는 모두 중량%)으로 이루어진 200㎛의 용사층을 형성한 것으로, 재질이 SCM435 소입인 롤러(12)를 사용하여 구성되고 있고, 다음 가∼라의 전제조건하에서 부쉬의 마모량을 측정하였다.

가. 부쉬와 롤러의 면압력 : 7.06kgf/cm²

나. 미끄럼동작속도 : 8.18m/min

다. 회전수 : 1000000회전

라. 시험기간 : 172시간

한편, 도 3에는 본 발명품과 비교하기 위해서, 텅스텐 카바이트계 용사층을 형성하지 않고, 침탄처리만을 실시한 종래품도 나타내고 있다.

도 3에 나타낸 마모시험결과로부터 명백하듯이, 본 발명의 초내마모 체인을 구성하고 있는 코발트를 함유한 텅스텐 카바이드계 용사층(11a)을 형성한 부쉬(11)는 침탄처리만을 실시한 종래품에 비해서, 부쉬바깥둘레면의 마모량이 전반적으로 작다. 특히, 코발트 함유량이 9∼20중량%의 범위내에 있는 WC-20Co, WC-17Co, WC-12Co, WC-9Co의 용사층을 형성한 경우에는 종래품에 비해서 부쉬바깥둘레면의 마모량이 4분의 1 ∼ 5분의 1정도로 대폭 저감할 수 있어, 특히 바람직하다.

또한, 도 4는 본 발명의 텅스텐 카바이트계 용사층의 용사방법과 내마모특성의 관계를 나타내고 있다. 이 도 4에 나타낸 본 발명의 초내마모 체인(10)은 그 재질이 SCM435인 부쉬의 바깥둘레면에 서모스프레이법, 플라즈마용사법, HVAF법을 사용하여 200㎛두께의 용사층을 형성한 것으로, 재질이 SCM435소입인 롤러를 사용하여 구성되고 있으며, 상기와 같은 전제조건하에서 부쉬바깥둘레면의 마모량을 측정하였다.

또, 도 4의 A가 WC-12Co(중량%)로 이루어진 용사층을 서모스프레이법에 의해서 형성한 것, B가 산화알루미나(Al₂O₃)계의 용사층을 플라즈마용사법에 의해서 형성한 것, C가 WC-12Co(중량%)로 이루어진 용사층을 HVAF 법에 의해서 형성한 것이다. 또한, 비교를 위해 용사층을 형성하지 않고 침탄처리만을 실시한 것도 나타내고 있다.

여기서, 도 4에 나타낸 마모시험결과로부터 명백하듯이, 코발트를 함유한 텅스텐 카바이트계 용사층을 고속프레임용사법의 일종인 HVAF법에 의해 형성한 경우는 다른 용사법으로 형성한 경우에 비해서, 매우 부쉬바깥둘레면의 마모량이 작다. 한편, 도 4에는 나타내고 있지 않지만, 고속 프레임법의 다른 일종인 HVOF법을 사용한 경우도, HVAF법을 사용한 경우와 마찬가지로 매우 부쉬바깥둘레면의 마모량이 적은 것을 확인할 수 있었다.

다음에, 도 5는 본 발명인 초내마모 체인의 제 2 실시예를 플로우용 초내마모 컨베이어 체인으로서 특히 비산제 반송용 컨베이어 체인으로서 이용한 경우의전체개요의 일례를 나타낸 사시도이다.

그래서, 본 제 2 실시예의 비산제 반송용 컨베이어체인(20)의 경우는 비산제를 뒤로 밀어내면서 보내도록 반송하기 위한 복수의 어태치먼트(21)를 내부 플레이트와 외부 플레이트에 각각 입각시키고 있는 것 외에는, 상술한 제 1 실시예의 초내마모 체인(10)과 같은 체인구조를 구비하고 있기 때문에, 각각의 부재부호를 원용하는 동시에 그 설명을 생략한다.

이렇게 해서 얻어진 본 제 2 실시예의 비산제 반송용 컨베이어체인(20)의 경우는 비산제와 같은 고경도이며 마모성이 높은 분체의 반송이라는 매우 혹독한 반송환경하에서도, 코발트를 함유한 텅스텐 카바이트계 용사층을 체인의 미끄럼동작부분에 형성함에 따라, 체인수명을 비약적으로 향상시켜, 비산제 반송을 장기간에 걸쳐 원활하게 반송시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 초내마모체인은 미끄럼동작부분에 있어서의 마모를 현저히 감소시킬 수 있고, 비산제 등의 마모성이 높은 분체의 반송 컨베이어 등에 사용되는 체인수명을 비약적으로 향상시킬 수 있는 것으로, 특히, 이하와 같은 본 발명에 특유의 효과를 나타낼 수 있다.

본 청구항 1에 관한 발명의 초내마모 체인에 의하면, 롤러와 부쉬와의 사이의 미끄럼동작부분, 부쉬와 핀의 사이의 미끄럼동작부분, 롤러의 체인주행부품에 대한 미끄럼동작부분중의 적어도 어느 하나의 미끄럼동작부분을 구성하는 표면에, 코발트를 함유한 텅스텐 카바이트계 용사층이 형성되어 있기 때문에, 이들 미끄럼동작부분의 마모가 현저히 감소하여, 체인수명이 향상한다.

본 청구항 2에 관한 발명의 초내마모체인에 의하면, 본 청구항 1에 관한 발명의 구성에 의해서 발휘하는 효과에 덧붙여, 상기 텅스텐 카바이트(WC)계 용사층의 코발트(Co)함유량이 9∼20중량%인 것에 의해서, 이 텅스텐 카바이트계 용사층으로 구성된 미끄럼동작부분의 마모가 한층 더 감소하고, 체인의 내마모성을 장기간에 걸쳐 확보할 수 있으며, 체인수명이 비약적으로 향상한다.

본 청구항 3에 관한 발명의 초내마모체인에 의하면, 용사층을 형성하는 용사방법으로서, HVAF법 또는 HVOF법을 채용함에 따라, 치밀하고 밀착성이 높은 용사층을 형성할 수 있으므로, 미끄럼동작부분의 내마모특성 및 내구성이 비약적으로 개선되어, 혹독한 환경하에서도 체인의 원활한 미끄럼동작의 굴곡을 장기간에 걸쳐 확보할 수 있으며, 체인의 수명이 향상한다.

본 청구항 4에 관한 발명의 초내마모 체인에 의하면, 비산제 반송용 컨베이어 체인을 사용함에 따라, 비산제와 같은 고경도이며 마모성이 높은 분체의 반송이라고 하는, 매우 혹독한 반송환경하에서 사용되는 체인수명을 비약적으로 향상시켜, 비산제 반송용 컨베이어의 원활한 선전을 장기간에 걸쳐 확보할 수가 있다.

Claims (4)

1. 부쉬에 롤러가 회전이 자유롭게 외부에서 끼워지고, 상기 부쉬의 양 끝단이 각각 한 쌍의 내부 플레이트의 부쉬구멍에 끼워 장착되어 고정되며, 상기 부쉬내에 회전이 자유롭게 끼워 넣어진 핀의 양 끝단이 상기 한 쌍의 내부 플레이트의 양 바깥쪽에 배치된 한 쌍의 외부 플레이트의 핀구멍에 끼워 장착되어 고정되어 있는 체인에 있어서, 상기 롤러와 부쉬의 사이의 미끄럼동작부분, 상기 부쉬와 핀의 사이의 미끄럼동작부분, 상기 롤러의 체인주행부품에 대한 미끄럼동작부분중의 적어도 어느 하나의 미끄럼동작부분을 구성하는 표면에, 코발트(Co)를 함유한 텅스텐 카바이트(WC)계 용사층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초내마모 체인.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 텅스텐 카바이트(WC)계 용사층은 코발트(Co)함유량이 9∼20중량%인 것을 특징으로 하는 초내마모 체인.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 용사층은 HVAF법 또는 HVOF법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 초내마모 체인.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 비산제 반송용 컨베이어체인인 것을 특징으로 하는 초내마모 체인.