KR20030048266A

KR20030048266A - 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스

Info

Publication number: KR20030048266A
Application number: KR1020010078205A
Authority: KR
Inventors: 김형종; 김재근
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2003-06-19
Also published as: KR100758459B1

Abstract

본 발명은 제철소내 도금강판공정에서 도금액욕조 내에서 강판(7)을 안내하는 롤러들의 축부에 조립되는 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 도금액욕조(5) 내의 롤러들(1) 축부(1a)에 조립되는 미끄럼베어링(50) 대신 롤러축(1a)과의 마모가 적은 구름베어링(11)을 사용하고, 도금액(5a)의 내부침투가 방지되어 내구성이 향상되도록 구성된 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스(10)에 관한 것이다.

Description

도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스{A SEALED ROLLING BEARING BOX ON THE SHAFT OF ROLLERS IN A PLANTING SOLUTION POT}

본 발명은 제철소내 도금강판공정에서 도금액욕조 내에서 강판을 안내하는 롤러들의 축부에 조립되는 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 도금액욕조내의 롤러들 축부에 조립되는 미끄럼베어링 대신 롤러축과의 마모가 적은 구름베어링을 사용하고, 도금액의 내부침투가 방지되어 내구성이 향상되도록 구성된 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스에 관한 것이다.

도 1은 종래의 도금액욕조내 롤러설비(70)에 대한 측면개략도이고, 도 2는 종래의 도금액욕조내 롤러설비(70)에 대한 정면도이며, 도 3은 종래의 도금액욕조내 롤러설비(70)의 미끄럼베어링(50)에 대한 단면도이고, 도 4는 종래의 도금액욕조내 롤러설비(70)의 마모된 롤러축(1a)의 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 종래의 아연도금액욕조(5) 내 롤러설비(70)를 이용하여 강판(7)의 표면에 도금피막을 입히는 도금공정은 일반적으로 가열로(6) 출구를 지나 욕조(5)를 거쳐 나오는 강판(7) 표면에 공기분사장치(4)로 강판(7)의양면에 균일한 두께의 도금피막층을 입히는 공정으로서, 상기 롤러설비(70)는 그러한 도금기능을 갖는 장치 중에서 상기 욕조(5) 속에서 강판(7)의 방향을 전환하는 싱크롤러(1)와 상기 싱크롤러(2) 상부에서 발생되는 강판(7)의 반곡이나 비틀림변형을 평평하게 교정하도록 회전되게 안내롤러들(8)(9)을 포함한다.

상기 롤러들은 상기 아연도금액욕조(5) 내 대략 450℃의 고온의 아연도금액 (5a) 속에서 회전되기 때문에 대부분 내열, 내식 및 내마모성이 우수한 금속재료로 제작한 미끄럼방식의 메탈베어링, 즉 미끄럼베어링(50)이 사용되고 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 종래의 미끄럼베어링(50)은 상기 각 롤러의 축수부에 조립된 것으로서, 모두 동일한 구조를 갖는다. 상기 미끄럼베어링(50)은 축수부에 슬리이브(54)가 설치되고, 그 주위로 부시(53)와 프레임하우징(52)이 설치되며, 축방향으로 상기 롤러가 밀리지 않도록 하기 위한 스토퍼(51)가 설치된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 미끄럼베어링(50)은 미끄럼방식으로서 상기 강판(7)과 롤러(1)에 대략 4 ~7 Ton/㎟로 높은 장력을 받고 있으므로, 이를 극복하기 위해서 상기 미끄럼베어링(50)의 부품인 슬리이브(54)와 부시(53)는 스텔라이트 (STELLITE)계열과 같이 내식, 내열, 내마모성이 우수한 재질을 사용하고 있다.

그러나 상기와 같이 내식, 내열 및 내마모성이 우수한 재질을 사용하고 있음에도 불구하고 상기 욕조(5)의 롤러들은 회전하면서 받게 되는 높은 하중으로 인해 상기 롤러축수부의 슬리이브(54)와 부시(53)가 서로 미끄럼방식으로 회전하면서 상기 롤러축(1a)에 마모가 발생되고, 상기 롤러들이 계속 회전되면 될수록 그 마모량은 커진다.

상기와 같이 롤러들의 축수부에 마모가 형성되면, 상기 욕조(5) 상부에서 도금부착량을 결정하는 압축공기분사장치(4)에서 분사되는 공기에 떨림이 발생되어 상기 강판(7) 자체에 떨림이 발생되어 도금작업이 불량해진다.

또한, 상기 욕조(5) 내에 롤러를 초기 투입시에는 떨림의 정도가 미세한 진동정도였으나, 시간이 경과하면서 마모량이 증가되면, 상기 미끄럼베어링(50)의 축수부에 형성된 마모부에 의해 진동이 커지게 되고, 이에 따라 상기 롤러의 축부분과 미끄럼베어링(50) 내면이 부딪히는 충격이 심화되어 상기 롤러의 축부가 절손되는 사고가 발생되어 상기 미끄럼베어링(50)을 자주 교체해주어야 하고, 떨림정도가 심한 경우에는 상기 욕조(5) 또는 주변설비 전체가 흔들리는 현상으로 전개되어 설비가동 자체를 중지시켜야 하는 문제점이 발생되었다.

또한, 상기 롤러들이 떨리게 되면, 상기 욕조(5) 내의 도금액이 흔들리면서 탕면에 떠 다니는 불순물인 재나 찌꺼기(7a)가 상기 강판(7) 표면의 도금피막층에 쉽게 부착되어 상기 강판(7)의 도금성이 나빠지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 강판의 도금공정을 위해 도금액욕조 내에 설치되는 다수의 롤러들의 축부에 미끄럼베어링 대신 구름베어링을 설치하여 상기 롤러들과의 점접촉을 유도하여 상기 롤러들의 수명을 연장시키고, 상기 도금액욕조 내에서도 밀봉이 확실하도록 하여 도금액의 틈새침입을 방지하도록 구성된 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 도금액욕조내 롤러설비에 대한 측면개략도;

도 2는 종래의 도금액욕조내 롤러설비에 대한 정면도;

도 3은 종래의 도금액욕조내 롤러설비의 미끄럼베어링에 대한 단면도;

도 4는 종래의 도금액욕조내 롤러설비의 마모된 롤러축의 단면도;

도 5는 본 발명에 따른 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스의 단면도;

도 6은 본 발명에 따른 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스 내 로터의 사시도; 및

도 7은 본 발명에 따른 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스의 분해사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 .... 롤러 4 .... 공기분사장치

5 .... 도금액욕조 6 .... 가열로

7 .... 강판 8, 9 .... 롤러

10 .... 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스

11 .... 구름베어링12 .... 로터

13 .... 벨로우즈14 .... 카본링

15 .... 링스프링16 .... 고정자

17 .... 하우스19 .... 덮개

21 .... 링스프링50 .... 미끄럼베어링

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써 본 발명은, 강판도금공정중에 도금액욕조 내에서 강판을 안내하는 롤러축부에 조립되는 베어링에 있어서, 상기 롤러축과 회전되게 결합되어 롤러 회전에 따른 회전력으로 도금액을 외측으로 내보내는 로터; 상기 로터와 밀착되게 축과 결합되어 도금액유입을 방지하는 고정자; 상기 고정자 측방에서 상기 고정자를 탄력지지하여 틈새가 형성되지 않도록 상기 축외주부에 배치된 스프링부재; 상기 스프링부재 측방에서 상기 축과 결합되고 측방에 덮개가 조립되는 구름베어링; 및 상기 로터, 고정자, 스프링부재 및 구름베어링을 둘러싸는 하우징을 포함하여, 상기 롤러축과의 점접촉을 유도하고 도금액 침투를 방지하여 롤러축의 마모를 방지하는 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스(10)(이하 구름베어링박스(10)라 함)의 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 구름베어링박스(10) 내 로터(12)의 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 구름베어링박스(10)의 분해사시도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 구름베어링박스(10)는 크게 강판도금공정중에 도금액욕조 내에 설치된 롤러들의 축과 회전되게 결합된 로터(12), 상기 로터(12)에 밀착되게 상기 롤러들 축과 결합되어 도금액 유입을 방지하는 고정자(16), 상기 고정자(16) 측방에서 상기 고정자를 탄력지지하는 스프링부재(13), 상기 스프링부재(13) 측방에서 상기 축과 결합되고 측방에 덮개(19)가 조립되는 구름베어링(11) 및 상기 로터(12), 고정자(16), 스프링부재(13) 및 구름베어링(11)을 둘러싸는 하우징(17)을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 구름베어링박스(10)는 상기 도금액욕조(5) 내에 설치된 롤러들(1)(8)(9)의 축부(8a)(9a)에 모두 같은 구성으로 설치되고, 여기서는 설명의 편의를 위해 롤러(1)의 축에 장착된 구름베어링박스(10)을 기준으로 구성을 보다 자세히 기술하기로 한다.

도면을 참조하여 본 발명에 따른 구름베어링박스(10)를 보다 상세히 살펴보면, 상기 로터(12)는 상기 롤러(1)의 축(1a)과 키결합되어 회전된다. 상기 롤러(1)는 상기 강판(7)에 맞닿아 배치되어 상기 강판(7) 진행에 의해 회전되므로 상기 로터(12)는 상기 강판(7) 진행에 따른 롤러(1)의 회전에 의해 회전된다.

상기 로터(12)는 회전시 발생되는 회전력으로 상기 도금액욕조(5) 내의 도금액(5a)을 외부로 밀어내고, 이에 따라 상기 도금액(5a)은 본 발명에 따른 구름베어링박스(10) 내로의 진입이 1차적으로 저지된다.

한편, 상기 로터(12) 측방에는 상기 로터(12)에 밀착되게 상기 롤러축(1a)에 결합되어 상기 도금액(5a)의 유입을 방지하는 고정자(16)가 설치되고, 상기 고정자 (16)의 측방에는 상기 축(1a) 주위에 연설되면서, 상기 고정자(16)를 탄력적으로 밀어내어 상기 고정자(16)의 내경부에 틈새가 발생되지 않도록 스프링부재(13)가 설치된다.

상기 스프링부재(13)는 높은 탄성값을 갖는 것을 사용하여 상기 고정자(16)에 대한 압축력을 증가시키고, 본 발명에서는 상기 스프링부재(13)로서 탄성값이 높은 벨로우즈를 사용하였다.

또한, 상기 스프링부재(13)의 측방에는 상기 롤러축(1a)과 결합되고 측방에 덮개(19)가 조립되는 구름베어링(11)이 설치되고, 상기 로터(12), 고정자(16), 스프링부재(13) 및 구름베어링(11)은 이들을 둘러싸는 하우징(17)에 의해 상기 도금액(5a)과 분리된다. 상기 덮개(19)는 상기 하우징(17)에 나사조립되거나 용접에 의해 상기 구름베어링(11)의 측방을 밀봉한다. 또한, 상기 덮개(19)의 내측에는 로크너트(18)가 상기 롤러축(1a)단의 수나사부(1b)와 결합되어 롤러축(1a)을 지지한다.

한편, 상기 고정자(17)와 스프링부재(13) 사이에는 도금액(5a)의 침투를 방지하도록 상기 롤러축(1a)에 결합배치되는 카본링(14)과 상기 카본링(14)을 측방에서 탄력지지하는 링스프링(15)이 추가설치된다.

또한, 상기 카본링(14)은 3등분으로 분리되고, 분리된 카본링들(14a)(14b) (14c)을 상기 롤러축(1a)에 탄력적으로 지지하도록 상기 카본링들(14a)(14b)(14c)의 외주부에 형성된 홈(14d)에는 링스프링(21)이 설치된다.

이하 본 발명에 따른 구름베어링박스(10)의 작용을 도면을 참조하여 설명한다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 구름베어링박스(10) 내 로터(12)는 상기 롤러축(1a)과 일체로 키결합되므로, 앞서 기술한 바와 같이 상기 강판(7)의 전진에따라 롤러들이 회전되어 상기 롤러축(1a)이 회전되면 따라서 회전된다.

상기 로터(12)가 회전되면, 상기 구름베어링박스(10) 측으로 진입하려던 아연도금액(5a)은 상기 로터(12)의 회전력에 밀려져 1차적으로 아연도금액(5a)의 침투가 방지된다.

또한, 상기 고정자(16)는 상기 로터(12)의 측방에 밀착되게 상기 롤러축(1a)과 결합되므로 아연도금액(5a)은 본 발명에 따른 구름베어링박스(10) 내로 쉽게 유입되지 못한다.

한편, 스프링부재로서 고탄성을 갖는 벨로우즈(13)는 상기 고정자(16)를 탄력적으로 외측으로 밀어내면서 지지하고 있으므로, 아연도금액(5a)은 한층더 본 발명에 따른 구름베어링박스(10) 내로 진입하지 못한다.

또한, 상기 고정자(16)와 상기 벨로우즈(13) 사이에 배치된 카본링(14)은 상기 고정자(16)와 상기 벨로우즈(13) 사이를 밀봉함으로써, 2차적으로 아연도금액 (5a)의 침투를 방지한다. 한편, 상기 카본링(14)은 3등분으로 분리되고, 그 외주부에서 탄력지지하는 링스프링(21)에 의해 상기 롤러축(1a)에 직각방향으로 밀착됨으로써 아연도금액(5a)의 침투를 방지한다. 아울러 상기 롤러축(1a)과 상기 카본링(14)이 마찰되어 상기 카본링(14)의 내측부가 마모되더라도 상기 카본링(14)은 상기 링스프링(21)의 축방향 압축력에 의해 항상 상기 롤러축(1a)에 밀착지지되어 밀봉효과를 높인다.

한편, 상기 구름베어링(11)은 상기 롤러축(1a)과 점접촉을 이루면서 상기 롤러축(1a)이 원활히 회전될 수 있도록 지지하므로, 종래의 미끄럼베어링(50)을 사용하였을 경우보다 상기 롤러축(1a)의 마모량이 현저히 줄어들게 되고, 이에 따라 도금작업 중에 종래와 같은 떨림 및 진동현상이 현격히 줄어든다.

상기와 같이 본 발명에 따른 구름베어링박스(10)의 작용에 의해 아연도금액 (1a)의 밀봉이 확실하게 유지되면서도 상기 롤러(1)를 오래 사용할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스에 의하면, 종래의 미끄럼베어링을 사용하였을 경우보다 상기 롤러축의 마모량이 현저히 감소되어 상기 롤러축의 손상이 적어지고, 이에 따라 상기 롤러의 사용연수가 종래보다 늘어나게 되어 보수비 및 교체비가 절감되는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스에 의하면, 종래의 미끄럼베어링을 사용하였을 경우보다 도금작용시 진동 및 떨림이 거의 발생되지 않으므로 도금효과가 향상되는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스에 의하면, 밀봉이 확실히 유지되어 아연도금액에 따른 마모 및 손상이 방지되어 오래 사용될 수 있는 유용한 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

강판도금공정중에 도금액욕조 내에서 강판을 안내하는 롤러축부에 조립되는 베어링에 있어서,

상기 롤러축과 회전되게 결합되어 롤러 회전에 따른 회전력으로 도금액을 외측으로 내보내는 로터(12);

상기 로터와 밀착되게 축과 결합되어 도금액유입을 방지하는 고정자(16);

상기 고정자(16) 측방에서 상기 고정자를 탄력지지하여 틈새가 형성되지 않도록 상기 축외주부에 배치된 스프링부재(13);

상기 스프링부재(13) 측방에서 상기 축과 결합되고 측방에 덮개(19)가 조립되는 구름베어링(11); 및

상기 로터, 고정자, 스프링부재 및 구름베어링을 둘러싸는 하우징(17)을 포함하여, 상기 롤러축과의 점접촉을 유도하고 도금액 침투를 방지하여 롤러축의 마모를 방지하는 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스.
제 1항에 있어서,

상기 스프링부재(13)는 벨로우즈임을 특징으로 하는 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스.
제 1항에 있어서, 나아가

상기 고정자(17)와 상기 스프링부재(13) 사이에는 2차적으로 도금액의 침투를 방지하도록 상기 축에 결합배치되는 카본링(14)과 상기 카본링을 탄력지지하는 링스프링(15)이 추가포함됨을 특징으로 하는 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스.
제 3항에 있어서,

상기 카본링(14)은 3등분되고, 상기 3등분된 카본링(14a)(14b)(14c)을 상기 축에 탄력지지하도록 링스프링(21)이 그 외주면에 형성된 홈(14d)에 삽입설치되어, 상기 카본링(14)은 롤러축(1a)과의 마찰로 내부면이 마모되더라도 상기 롤러축(1a)에 밀착지지됨을 특징으로 하는 도금액욕조 내 롤러축의 밀봉된 구름베어링박스.