KR200202160Y1

KR200202160Y1 - 굴착장치

Info

Publication number: KR200202160Y1
Application number: KR2020000013142U
Authority: KR
Inventors: 한동덕
Original assignee: 한덕기초건설주식회사
Priority date: 2000-05-09
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2000-11-15

Abstract

본 고안은 해머비트는 정방향으로 회전되도록 하고 해머비트를 감싸는 외부케이싱은 역방향으로 회전되도록 함으로써, 정역방향으로 회전되면서 암반이 굴착됨으로 상호반등토크로 인한 비틀림이 감소되어 기기에 무리를 주지 않으며 다양한 지층에서 굴착이 가능하고 또한 해머비트로부터 발생되는 돌가루가 외부케이싱을 통해 원활히 배출되도록 하여 해머비트의 파손이 방지되도록한 굴착장치에 관한 것으로서, 특히 한쌍의 모터가 구비되고 각 모터의 회전력을 증가시키는 한쌍의 제1기어박스가 구비되며, 각각의 제1기어박스로부터 인출되는 모터축의 구동기어 사이로 치합되는 종동기어를 갖는 내부회전축이 구비되고, 내부회전축의 외주면에 형성된 외접기어와 아이들기어를 통하여 연결되는 내접기어가 구비되고 내접기어와 연결되어 내부회전축의 외주연을 감싼 상태로 회전되는 외부케이싱이 구비되며, 내부회전축의 하단에 해머케이싱을 통하여 연결되어 암반을 굴착하는 해머비트가 구비되고 해머케이싱의 내부에는 내부회전축의 내부로 송풍되는 고압공기에 의해 승강되면서 해머비트를 타격하는 해머가 내장되어 해머비트가 정방향으로 회전되고 외부케이싱이 역방향으로 회전되면서 암반이 굴착되도록 구성되어 있다.

Description

굴착장치{Excavation apparatus}

본 고안은 굴착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부회전축과 외부케이싱이 서로 반대로 회전되는 이중 역회전 방식으로 암반이나 땅이 굴착되도록 함으로써, 상호 반등토크를 삭감시켜 굴착성능이 향상되는 굴착장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴착기는 토목기초공사시 암반층, 연약지반, 사력층 등에 파일을 박을 때 사용하는 것으로서, 땅을 파는 해머비트와 이를 회전시키는 케이싱 및 구동부로 구성된다. 구동부는 모터와 감속기 등의 조합으로 구성되며 케이싱은 땅을 파는 깊이에 따라 조립해 가며 사용된다. 구동부의 회전력이 케이싱을 통하여 해머비트로 전달되면 땅에 구멍이 뚤리면서 케이싱이 땅속으로 들어가는 식으로 구멍이 파지며 이때 발생되는 돌가루 또는 흙은 케이싱의 밖으로 배출된다.

그러나 우리나라 지형은 변화가 심하고 평탄한 땅이 적으며 하천이 많이 발달되어 있어서 지층의 변화가 심하다. 그리고 연약지반과 사력층 밑에는 암반층이 있는 경우가 대부분이며 기초공사가 어려운 대옥석층 및 사석층과 같은 지층도 존재하기 때문에 해머비트의 회전만으로 굴착할 경우 케이싱과 구동부에 부하가 많이 걸려 고장이 잦고 또한 해머비트가 파손되는 경우가 많이 발생되는 등의 단점이 있었다.

또한 해머비트로 굴착하는 동안 발생되는 돌가루 등이 원심력에 의해 해머비트의 외측으로 퍼지면서 외부로 잘배출되지 않기 때문에 해머비트의 회전이 원활히 이루어지지 않았으며 심할 경우 비트가 파손되는 등의 단점이 있었다.

본 고안은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 고안의 목적은 해머비트는 정방향으로 회전되도록 하고 해머비트를 감싸는 외부케이싱은 역방향으로 회전되도록 함으로써, 정역방향으로 회전되면서 암반이 굴착됨으로 상호반등토크로 인한 비틀림이 감소되어 기기에 무리를 주지 않으며 다양한 지층에서 굴착이 가능하고 또한 해머비트로부터 발생되는 돌가루가 외부케이싱을 통해 원활히 배출되도록 하여 해머비트의 파손이 방지되도록한 굴착장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안 굴착장치의 전체 개략도

도 2는 본 고안 굴착장치의 구동부를 나타낸 단면도

도 3은 도 2의 A - A선 단면도

도 4는 본 고안 굴착장치의 굴착부를 나타낸 단면도

도 5a,b,c는 본 고안 굴착장치의 굴착과정을 나타낸 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1 : 궤도차량

2 : 레일

3 : 구동부

4 : 배출구

5 : 내부회전축

5a : 회전축구멍

6 : 해머비트

6a : 비트구멍

7 : 외부케이싱

10 : 모터

11 : 제1기어박스

12 : 모터축

13 : 제2기어박스

14 : 구동기어

15 : 종동기어

16 : 제3기어박스

17 : 외접기어

18 : 아이들기어

18a : 아이들기어축

19 : 내접기어

20 : 커플링

21 : 해머케이싱

22 : 해머

22a : 해머구멍

23 : 밸브

24 : 밸브구멍

25 : 밸브슬리브

26 : 슬리브통로

27 : 구멍

28 : 해머통로

29 : 비트바닥홈

30 : 비트수직구멍

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 한쌍의 모터가 구비되고 각 모터의 회전력을 증가시키는 한쌍의 제1기어박스가 구비되며, 각각의 제1기어박스로부터 인출되는 모터축의 구동기어 사이로 치합되는 종동기어를 갖는 내부회전축이 구비되고, 내부회전축의 외주면에 형성된 외접기어와 아이들기어를 통하여 연결되는 내접기어가 구비되고 내접기어와 연결되어 내부회전축의 외주연을 감싼 상태로 회전되는 외부케이싱이 구비되며, 내부회전축의 하단에 해머케이싱을 통하여 연결되어 암반을 굴착하는 해머비트가 구비되고 해머케이싱의 내부에는 내부회전축의 내부로 송풍되는 고압공기에 의해 승강되면서 해머비트를 타격하는 해머가 내장되어 해머비트가 정방향으로 회전되고 외부케이싱이 역방향으로 회전되면서 암반이 굴착되도록 구성되어 있다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안 굴착장치의 전체 개략도 이고, 도 2는 본 고안 굴착장치의 구동부를 나타낸 단면도 이다. 본 고안의 굴착장치는 운전석을 포함하는 궤도차량(1)의 전방으로 레일(2)이 구비되고 레일(2)의 상단에는 레일을 따라 승강되는 구동부(3)가 구비된다. 그리고 레일의 하단에는 땅을 굴착하기 위한 해머비트(6)가 구비되며 해머비트와 구동부는 케이싱으로 연결된다.

구동부(3)는 한쌍의 모터(10)가 구비되고 각 모터(10)에는 제1기어박스(11)가 구비된다. 이 제1기어박스에는 모터의 회전력을 증가시키는 유성기어장치가 내장되어 있으며 이 유성기어장치에 의해 각 모터의 회전력이 증가된다. 그리고 각 모터의 모터축(12)은 제2기어박스(13) 쪽으로 연장된다. 제2기어박스(13)는 각 모터의 하부에 단일몸체로 구비되며 이 기어박스의 양측으로 각각의 모터축(12)이 위치된다. 그리고 제2기어박스(13)의 중앙에는 해머비트(6)와 연결되는 내부회전축(5)의 상단이 끼워진다.

내부회전축의 상단과 각 모터축의 하단은 외접기어를 통하여 연결되도록 각 모터축(12)에는 구동기어(14)가 구비되고 이들 구동기어(14)와 동시에 치합되는 종동기어(15)가 내부회전축(5)의 상단에 구비된다. 또한 제2기어박스(13)의 하부에 조립식으로 체결되는 제3기어박스(16)가 구비된다. 제3기어박스(16)를 관통하는 내부회전축(5)의 외주면에는 외접기어(17)가 형성되고 외접기어(17)를 감싸는 형태로 내접기어(19)가 구비된다. 내접기어(19)는 제3기어박스(16)의 내주면에 형성된 베어링을 통하여 지지되며 이들 내,외접기어(19)(17)의 사이에 다수개의 아이들기어(18)가 구비된다. 이들 아이들기어(18)는 아이들기어축(18a)을 통하여 제3기어박스(16)의 내부에 지지되며, 내접기어(19)의 하단에는 내부회전축(5)을 감싸는 원통형의 외부케이싱(7)이 커플링(20)을 통하여 연결된다. 그리고 제3기어박스의 하부에는 굴착과정에서 발생되는 돌가루와 흙을 외부로 배출시키는 배출구(4)가 구비된다.

도 4는 본 고안 굴착장치의 굴착부를 나타낸 단면도 이고, 도 5는 본 고안 굴착부의 해머비트를 나타낸 단면도 이다. 굴착부는 내부회전축(5)의 하단으로 연결되는 해머케이싱(21)이 구비되고 해머케이싱(21)의 상단에는 내부회전축(5)의 중앙을 관통하는 회전축구멍(5a) 개폐용 밸브(23)가 구비되며 밸브의 하부에는 해머케이싱(7) 쪽으로 고압공기를 보내는 밸브구멍(24)이 형성된다. 그리고 밸브구멍(24)과 연통되는 원통형의 밸브슬리브(25)가 해머케이싱(21)의 내주면에 구비되고 밸브슬리브(25)의 슬리브통로(26)와 구멍(27) 및 해머통로(28)를 따라 연통되는 해머(22)가 해머케이싱(21)의 내부에 승강 되도록 구비된다.

또한 해머케이싱(21)의 하단에는 해머케이싱과 함께 회전되는 해머비트(6)가 구비된다. 해머비트(6)는 저면에 다수개의 돌기들이 형성되어 있으며 이들 돌기들에 의해 암반이 깍이면서 굴착된다. 그리고 해머비트(6)의 내부에는 해머(22)에 형성된 해머구멍(22a)과 연통되는 비트구멍(6a)이 형성되며 해머비트(6)의 저면에는 비트구멍(6a)과 연통되는 비트바닥홈(29)이 방사상으로 다수개 형성된다. 또한 해머비트(6)의 외주연에는 각 비트바닥홈(29)과 연통되도록 비트수직구멍(30)이 형성된다. 이 비트수직구멍(30)으로 돌가루 등이 안내되어 직 상부의 외부케이싱(7) 쪽으로 안내된다. 미설명부호 7a는 외부케이싱(7)의 하단에 형성되어 암반을 굴착하는 슈(shoe)를 나타낸다.

이처럼 구성된 본 고안은 도 5에 도시된 바와 같이 내부회전축(5)과 해머케이싱(21)을 통하여 회전되는 해머비트(6)의 외측으로 외부케이싱(7)이 구비되고 이 외부케이싱이 해머비트와 반대방향으로 회전되면서 암반을 굴착하기 때문에 혼전석층, 일반지층, 히빙층에서의 굴착이 가능하며 특히 상호반등토크가 감소됨으로 해머비트와 외부케이싱에 무리를 주지 않는다.

본 고안의 굴착과정을 설명하면 다음과 같다. 궤도차량(1)의 레일(2) 상단으로 구비된 구동부의 각 모터(10)를 작동시키면 이의 회전력이 제1기어박스(11)를 거치면서 증가된다. 제1기어박스는 유성기어장치들의 조합으로 이루어져 있으며 감속기의 역할을 한다. 제1기어박스를 거치면서 모터와 연결된 모터축(12)의 회전력이 증가되고 이 모터축의 구동기어(14)와 치합된 종동기어(15)를 통하여 내부회전축(5)이 정방향으로 회전된다.

내부회전축(5)이 회전되면 이의 외주면에 형성된 외접기어(17)와 아이들기어(18)를 통하여 치합된 내접기어(19)가 제3기어박스(16)의 내부에서 역방향으로 회전된다. 내접기어(19)는 외부케이싱(7)과 연결됨으로 결과적으로 외부케이싱(7)은 역방향으로 회전되고 내부회전축(5)은 정방향으로 회전된다. 내부회전축(5)은 해머케이싱(21)을 통하여 해머비트(6)와 연결됨으로 해머비트(6)가 정방향으로 회전되고 이와 동시에 외부케이싱(7)이 역방향으로 회전되면서 암반이 굴착된다.

도 5는 해머비트(6)와 외부케이싱(7)의 관계를 나타낸 것으로 암반의 종류에 따라 해머비트와 외부케이싱의 슈(7a)의 위치를 서로 달리하면 암반을 효과적으로 굴착할 수 있다. 또한 암반의 굴착시 고압공기가 내부회전축(5)의 회전축구멍(5a)과 해머(22)의 해머구멍(22a) 및 해머비트(6)의 비트구멍(6a)을 통해 굴착되는 암반 쪽으로 분사된다. 고압공기가 분사되면 암반의 굴착시 발생되는 돌가루 또는 흙 등이 비트바닥홈(29)과 비트수직구멍(30)을 통해 외부케이싱(7)의 내부로 압송된다. 외부케이싱(7)으로 압송된 돌가루 등은 구동부 쪽으로 상승된 뒤 배출구(4)를 통해 외부로 배출되면서 굴착이 진행된다.

또한 해머비트(6)의 외주연으로 형성된 비트수직구멍(30)을 따라 돌가루가 외부케이싱(7) 쪽으로 안내됨으로 돌가루가 굴착중인 암반 쪽으로 흩어지지 않으며 이들 돌가루로 인하여 해머비트가 파손되지 않는다.

이상에서와 같이 본 고안에 따르면 내부회전축과 연결된 해머비트가 정방향으로 회전되고 해머비트를 감싸는 외부케이싱이 역방향으로 회전되면서 암반을 굴착하기 때문에 혼전석층, 일반지층, 히빙층에서의 굴착이 가능하며 특히 상호반등토크가 감소됨으로 해머비트와 외부케이싱에 무리를 주지 않는다. 그리고 해머비트의 외주연에 돌가루를 외부케이싱의 내부로 안내하는 구멍이 형성되어 있음으로 돌가루의 배출이 원활하게 이루어져 해머비트의 파손이 방지되는 등의 효과가 있다.

Claims

한쌍의 모터(10)가 구비되고 각 모터의 회전력을 증가시키는 한쌍의 제1기어박스(11)가 구비되며, 각각의 제1기어박스(11)로부터 인출되는 모터축(12)의 구동기어(14) 사이로 치합되는 종동기어(15)를 갖는 내부회전축(5)이 구비되고,

내부회전축(5)의 외주면에 형성된 외접기어(17)와 아이들기어(18)를 통하여 연결되는 내접기어(19)가 구비되고 내접기어(19)와 연결되어 내부회전축(5)의 외주연을 감싼 상태로 회전되는 외부케이싱(7)이 구비되며,

내부회전축(5)의 하단에 해머케이싱(21)을 통하여 연결되어 암반을 굴착하는 해머비트(6)가 구비되고 해머케이싱(21)의 내부에는 내부회전축(5)의 내부로 송풍되는 고압공기에 의해 승강되면서 해머비트(6)를 타격하는 해머(22)가 내장되어 해머비트(6)가 정방향으로 회전되고 외부케이싱(7)이 역방향으로 회전되면서 암반을 굴착하는 것을 특징으로하는 굴착장치.
제 1 항에 있어서, 해머비트(6)의 바닥면에는 내부회전축(5)으로부터 송풍되는 고압공기를 해머비트의 바깥쪽으로 압송하는 비트바닥홈(29)이 방사상으로 다수개 형성되고 해머비트(6)의 외주연에는 해당 비트바닥홈(29)과 연결되어 굴착시 발생되는 돌가루를 외부케이싱(7) 내부로 수직안내하는 비트수직구멍(30)이 각각 형성된 것을 특징으로하는 굴착장치.