KR200351907Y1 - 파이프 용접비드 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 파이프 용접비드 제거장치에 관한 것으로서, 강판을 파이프로 제관 시 용접 후 파이프 내·외면에 발생되는 용접비드를 맨드릴과 이에 상응하며 작동되는 롤러를 사용하여 제거함으로써 파이프 내·외면의 용접비드를 매끈하고 정밀하게 제거할 수 있는 파이프 용접비드 제거장치를 제공코자 하는 것이다.

즉, 본 고안은 강판을 이용하여 파이프(P)를 제관(製管)하는 작업 시 용접장치(W)에 의해 용접 후에 파이프(P) 내·외면에 생성되는 용접비드(B)를 맨드릴 구동장치(5)와 연결된 와이어(6)의 타단에 연결 구성된 맨드릴(2)과 맨드릴(2)이 위치하는 파이프(P) 외측으로 설치된 용접비드 가압장치(7)의 상하부의 가압·지지롤러(3)(4)에 의해 제거되도록 한 파이프 용접비드 제거장치(1)에 있어서,

상기 맨드릴 구동장치(5)는 상부에 실린더(9)를 고정하고, 실린더(9)의 하측에 실린더로드(10)가 승강되도록 구성하며, 상기 실린더로드(10)의 단부에 연결부재(11)를 사용하여 장공(13)이 형성된 구동축(12)과 연결하며, 상기 구동축(12)에는 와이어(6)를 연결하고, 구동축(12)의 장공(13)에 연결핀(14)으로 웜휠(15)을 연결하며, 상기 웜휠(15)은 원동축(17) 단부에 웜(18)이 형성된 모터(16)에 의해 회전하면서 구동축(12)을 회전되도록 한다. 이때 상기 맨드릴 구동장치(5)의 브라켓(8) 하부에는 상하로 슬라이딩 조절 가능케 한 안내롤러(19)를 연결한다.

상기 용접비드 가압장치(7)는 기대(7a) 상측 좌우로 고정된 가이드바(20) 상에서 슬라이딩 되는 베이스플레이트(21)를 구비하여 실린더(22)를 고정하고, 실린더(22)의 내측으로 양단이 기대(7a) 상에 고정된 안내로드(23)를 내입 설치하여 안내로드(23) 상에서 실린더(22)가 슬라이딩 되게 구성하며, 상기 베이스플레이트(21)의 상부로는 승강가이드바(24)를 설치하여 단부에 상부브라켓(25)을 고정하고, 상부브라켓(25) 상측에 실린더(26)를 고정하여 실린더(26) 상에서 승강되는 실린더로드(27) 단부를 승강브라켓(28)에 결합한다. 승강브라켓(28)의 하측에 고정브라켓(29)으로 가압롤러(3)를 자유 회전토록 축 설치하고, 상기 가압롤러(3)의 하부 베이스플레이트(21) 상에는 지지롤러(4)를 연결 구성한 것을 특징으로 하는 바, 용접 후 파이프 내·외면에 생성된 용접비드(B)를 바이트나 연삭롤러를 구비하지 않은 원기둥형상의 맨드릴(2)과 가압·지지롤러(3)(4)에 의해 파이프(P)에 바로 가압함으로써, 별도의 칩, 연삭부산물을 제거하는 작업공정이 필요치 않으므로 파이프제조 전체 작업공정과 작업시간을 줄일 수 있고, 지지롤러(4)를 가압롤러(3)와 맨드릴(2)이 용접비드(B)를 가압하는 지점에 항상 위치시켜 가압롤러(3)와 맨드릴(2)의 가압력에 의한 파이프(P) 처짐 현상이나 내·외면의 변형을 방지하여 불량률을 감소시키며, 파이프(P) 내·외면을 매끈하고 정밀하게 가공할 수 있어 제품의 차별화를 꾀할 수 있는 등 다수의 효과를 기대할 수 있는 것이다.

Description

파이프 용접비드 제거장치{Removing device for welding bead of pipe}

본 고안은 파이프 용접비드 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 파이프의 소재가 되는 강판을 이용하여 제관 시 강판을 원형관 형태로 성형한 후 전기저항용접을 하여 파이프를 완성하게 되는 바, 상기 용접 후 파이프 내·외면에 연속적으로 길게 발생되는 용접비드(welding bead)를 내면에서는 맨드릴(mandrel)을 사용하여 제거하고, 외면에서는 상기 맨드릴과 상응하며 작동되는 가압롤러를 사용하여 제거함으로써 파이프 내·외면의 용접비드를 매끈하고 정밀하게 제거할 수 있는 파이프 용접비드 제거장치를 제공코자 하는 것이다.

통상적으로 파이프의 제관 시 롤(roll) 상으로 감긴 강판을 연속적으로 인출시키면서 수개의 롤링장치에 의하여 양단부가 상부에서 접하도록 원형관 형태로 성형한 후 접합부를 전기저항용접으로 용접하여 파이프를 완성하고, 사용자의 요구 내지 필요에 따라 일정한 길이로 절단해서 사용되어 왔다.

상기 용접작업 후 파이프의 용접접합부에 길이방향의 내·외면으로 용접비드가 생성되어 일일이 작업자가 수작업으로 제거하거나 각종 형상의 바이트(bite)를 사용하여 절삭하는 방법 그리고 연삭기로 연삭하는 방법 등으로 파이프를 제작하였으나, 상기한 바와 같이 수작업을 행할 시 파이프의 절단 길이가 길면 작업자가 용접비드를 제거하기가 곤란하고, 바이트를 사용하여 비드를 제거할 시 상부의 용접비드는 제거가 이루어지나 용접 시에 용융되어 파이프 내측 하부에 떨어지는 구슬모양의 낙하비드는 제거가 불가능하였으며, 절삭바이트는 비드제거 중에 점점 마모되어 절삭이 나빠지게 되며 이에 따라 비드의 절삭량이 감소되어 빈번하게 조정작업을 행하여야 함으로 작업시간이 길어지는 문제점이 있었으며, 바이트에 의해 절삭된 비드 칩(chip)은 작고 날카롭기 때문에 작업자가 수작업으로 제거 시 안전사고를 유발할 수 있는 등의 단점을 가지고 있었다.

또 연삭기를 사용하여 용접비드를 연삭할 시 연삭 부산물이 발생하여 최종적으로 파이프를 완성한 후 일일이 파이프 내부에 잔재해 있는 부산물을 제거해 주어야하는 추가 공정을 필요로 하여 작업공정과 작업시간이 늘어나는 문제점 등이 있어 상기 문제점을 일소할 수 있는 장치의 개발을 필요로 하였던 것이다.

이에 본 고안에서는 상기한 바와 같이 수작업으로 인한 용접비드 제거의 곤란성과 바이트와 연삭기를 사용함으로써 유발되는 여러 문제점을 일소할 수 있는 파이프 용접비드 제거장치를 제공코자 하는 것으로서,

즉, 종래 파이프 용접비드 제거장치는 용접비드를 수작업, 바이트 및 연삭기에 의해서 커팅 내지 연삭하므로 칩이나 연삭부산물이 생기는데 반하여 본 고안은 파이프 제관장치의 전체 시스템 중 강판이 원형관 형태로 성형되기 전 단계에서 파이프 내측으로 공급되는 와이어의 단부에 바이트나 연삭롤러를 구비하지 않는 원기둥형상의 맨드릴을 결합하여 용접장치의 직 후방에 위치시키고, 맨드릴이 위치한 파이프 외측 상하부에 롤러를 설치하여 상기 맨드릴과 상하 롤러에 의해 용접 후 파이프 내·외면에 생성된 용접비드를 가압하여 제거함으로써, 용접비드 제거 시 칩이나 연삭부산물이 생성되지 않아 별도의 칩, 연삭부산물을 제거하는 작업공정이 필요치 않으므로 파이프제조 전체 작업공정과 작업시간을 대폭 줄일 수 있도록 한 파이프 용접비드 제거장치를 제공함에 고안의 기술적 과제를 두고 본 고안을 완성한 것이다.

도 1은 본 고안의 일실시예를 보인 사시도

도 2는 본 고안 중 맨드릴 구동 장치를 보인 확대 사시도

도 3은 본 고안 중 가압롤러와 지지롤러의 구동장치를 보인 단면 구성도

도 4a 내지 4d는 본 고안의 작용을 보인 단면 구성도

도 5는 본 고안의 작용을 보인 측 단면 구성도 및 요부 확대 단면도

도 6은 본 고안 중 맨드릴 구동와이어의 장력조절장치를 보인 측 단면도

◀ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ▶

P:파이프 W:용접장치

B:용접비드(welding bead)

1:파이프 용접비드 제거장치 2:맨드릴(mandrel)

3:가압롤러 4:지지롤러

5:맨드릴 구동장치 6:와이어

7:용접비드 가압장치 7a:기대

8:브라켓 9:실린더

10:실린더로드 11:연결부재

12:구동축 13:장공

14:연결핀 15:웜휠

16:모터 17:원동축

18:웜 19:안내롤러

20:가이드바 21:베이스플레이트

22:실린더 23:안내로드

24:승강가이드바 25:상부브라켓

26:실린더 27:실린더로드

28:승강브라켓 29:고정브라켓

도 1은 본 고안의 일실시예를 보인 사시도이고, 도 2는 맨드릴 구동 장치를보인 확대 사시도이며, 도 3은 가압롤러와 지지롤러의 구동장치를 보인 단면 구성도이며, 도 4a 내지 4d는 본 고안의 작용을 보인 단면 구성도로서 이를 통하여 본 고안을 이하에 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 강판을 이용하여 파이프(P)를 제관(製管)하는 작업공정 상에서 강판을 수개의 롤러에 의해 원형관 형태로 성형한 후 용접장치(W)에 의해 상부에서 접하는 부분을 용접하게 되는데 상기 용접 후에 파이프(P) 내·외면에 생성되는 용접비드(B)를 맨드릴(2)과 가압·지지롤러(3)(4)에 의해 제거되도록 한 파이프 용접비드 제거장치(1)에 있어서, 상기 강판이 완전한 원형관 형태로 성형되기 전에 맨드릴 구동장치(5)를 설치하여 맨드릴(2)이 단부에 결합되는 와이어(6)의 타단을 연결구성하고, 상기 맨드릴(2)은 용접장치(W)의 직 후방에 위치되도록 하여 맨드릴(2)이 위치하는 파이프(P) 외측으로 상부에 가압롤러(3)가 설치되며 하부에 지지롤러(4)가 설치된 용접비드 가압장치(7)를 설치한다.

상기 맨드릴 구동장치(5)는 와이어에 연결되는 맨드릴(2)의 회전운동과 직선왕복운동을 제어하기 위한 것으로서, 상부에 실린더(9)를 브라켓(8) 상에 고정하고, 실린더(9)의 하측에 실린더로드(10)가 승강되도록 구성하며, 상기 실린더로드(10)의 단부에 연결부재(11)를 사용하여 길이방향으로 장공(13)이 형성된 구동축(12)과 연결 구성한다.

상기 구동축(12)의 단부에는 와이어(6)를 연결하고, 구동축(12)의 장공(13)에 연결핀(14)으로 웜휠(15)을 연결하며, 상기 웜휠(15)을 구동하기 위한 모터(16)를 브라켓(8)의 일 측에 고정하여 모터(16)의 구동 시 원동축(17) 단부에 형성된웜(18)에 의해 웜휠(15)이 회전하면서 구동축(12)을 회전시켜 회전력을 와이어(6)를 통해 맨드릴(2)로 전달되도록 구성한다.

이때 맨드릴 구동장치(5)의 브라켓(8) 하부 상에서 슬라이딩되어 와이어(6)의 장력을 조절 가능케 한 안내롤러(19)를 자유 회전하도록 연결한다.

또 상기 맨드릴(2)이 위치하는 파이프(P) 외측으로 설치된 용접비드 가압장치(7)는 기대(7a) 상측 좌우로 가이드바(20)를 2개 고정시킨 후 가이드바(20) 상에서 파이프(P) 진행방향으로 슬라이딩되는 베이스플레이트(21)를 구비하되, 베이스플레이트(21) 상부에 실린더(22)를 고정하고, 상기 실린더(22)의 내측으로 양단이 기대(7a) 상에 고정된 안내로드(23)를 내입 설치하여 안내로드(23) 상에서 실린더(22)가 슬라이딩 되도록 구성한다.

상기 베이스플레이트(21)의 상부로는 승강가이드바(24)를 설치하여 단부에 상부브라켓(25)을 고정하고, 상부브라켓(25) 상측에 실린더(26)를 고정하여 실린더(26) 상에서 승강되는 실린더로드(27) 단부를 상기 승강가이드바(24)에서 슬라이딩되도록 한 승강브라켓(28)에 결합 구성한다.

상기 승강브라켓(28)의 하측에 고정브라켓(29)을 고정한 후, 고정 브라켓(29) 내측으로 가압롤러(3)를 자유 회전토록 축 설치하고, 이에 대응되는 베이스플레이트(21) 상에는 파이프(P)의 외주에 연접하는 지지롤러(4)를 연결 구성한다.

도면 중 미 설명부호 30은 맨드릴 구동장치(5)의 서포터를 도시한 것이고, 31은 각각의 실린더(9)(22)(26)에 유압을 공급하기 위한 유압호스를 도시한 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 파이프 용접비드 제거장치(1)는 강판을 수개의 롤러에 의해 원형관 형태로 성형(공지된 기술로서 도시치 아니함.)하는 단계에서 맨드릴 구동장치(5)를 설치하여 와이어(6)를 파이프(P) 내측으로 공급하기 위해 안내롤러(19)를 원형관으로 성형되기 전에 내입시켜 와이어(6)를 공급토록 하고, 원형관 형태로 성형한 후 용접장치(W)에서 파이프(P)를 용접하면 파이프(P) 내·외면에 용접비드(B)가 생성되는데 이때 용접장치(W)의 직 후방에 설치된 용접비드 가압장치(7) 상에서 용접비드(B)를 가압시켜 제거되게 한 것이다.

상기 맨드릴 구동장치(5) 상부의 실린더(9)에 유압을 공급해 실린더로드(10)가 상하로 승강되게 하여 맨드릴(2)이 파이프(P) 내에서 진행방향으로 전·후진되게 하고, 실린더로드(10)의 단부에 장공(13)이 형성된 구동축(12)을 연결부재(11)에 의해 연결시킨 후 브라켓(8) 상에 설치된 모터(16)를 가동시키면 원동축(17) 단부의 웜(18)이 회전하여 이와 연결된 웜휠(15)이 회전하면서 연결핀(14)으로 연결된 구동축(12)을 회전시키므로 와이어(6)에 연결된 맨드릴(2)이 회전되게 한 것으로서, 실린더(9)와 모터(16)에 의해 맨드릴(2)이 전·후진 및 회전되는 것이다.

상기 용접비드 가압장치(7)는 맨드릴 구동장치(5)에 의해 작동하는 맨드릴(2)이 위치한 파이프(P)의 외측에 설치되어 상부의 실린더(26)에 의해 상부 가압롤러(3)가 승강되고, 기대(7a) 상에 고정된 가이드바(20) 상에서 지지롤러(4)가 설치된 베이스플레이트(21)가 실린더(22)와 안내로드(23)에 의해 전·후진되는것으로서, 지지롤러(4)와 가압롤러(3)는 전·후진되면서 상부 가압롤러(3)는 별도로 승강되는 것이다.

즉, 용접된 파이프(P) 내·외면의 용접비드(B)는 내면에서 맨드릴(2)에 의해 가압되고, 외면에서는 가압롤러(3)에 의해 가압되는 것으로 그 작용을 보다 상세히 순서대로 설명하면,

도 4a에서와 같이 맨드릴(2)과 가압롤러(3) 및 지지롤러(4)가 파이프(P)의 진행방향을 따라 전진한 상태에서 맨드릴 구동장치(5)의 실린더(9) 상에서 실린더로드(10)를 상승시키면 맨드릴(2)이 후진하게 되고, 맨드릴(2)과 동일하게 상하부의 가압롤러(3)와 지지롤러(4)를 실린더(22)에 의해 후진되도록 베이스플레이트(21)를 이송시키면 파이프(P) 내·외면의 용접비드(B)를 가압하게 되고, 이후 도 4b에서와 같이 후진한 상태에서 가압롤러(3)를 상승시키면서 모터(16)를 가동하면 맨드릴(2)은 회전하게 되며, 도 4c에서와 같이 후진한 상태의 가압롤러(3)와 맨드릴(2) 및 지지롤러(4)는 파이프(P)의 진행속도와 동일하게 전진하게 되며, 도 4d에서 보는바와 같이 전진상태에서 가압롤러(3)는 파이프(P)에 접하도록 하강되는 것으로서 도 4a에서 도 4d까지의 작동을 계속적으로 반복시키면 파이프(P)의 내·외면 용접비드(B)가 지속적으로 제거되는 것이다.

이때 상기 가압롤러(3)의 승강은 정지상태에서 독립적으로 일어나는 것이 아니라 가압·지지롤러(3)(4) 및 맨드릴(2)의 전·후진 작동과 동시에 발생되는 것으로서, 파이프(P)의 진행은 계속적으로 이루어지는 것이다.

한편 도 5에서와 같이 가압롤러(3)의 만곡부는 파이프(P) 외경보다 직경을크게 형성하여 파이프(P) 외면 상측의 용접비드(B)가 국소적으로 가압되고, 지지롤러(4)의 만곡부는 파이프(P) 외경과 동일하게 형성하여 파이프(P)의 처짐방지와 파이프(P) 형상의 변형이 방지되며, 도 6에서 보는 바와 같이 맨드릴 구동장치(5)의 하부 안내롤러(19)는 열에 의해 와이어(6)나 파이프(P)의 길이 변화 시 맨드릴(2)의 위치를 정확하게 조절하기 위해 브라켓(8) 상에서 상하로 슬라이딩 조절되는 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 고안의 파이프 용접비드 제거장치(1)는 용접비드(B)를 통상 수작업, 바이트 및 연삭기에 의해서 커팅 내지 연삭하므로 칩이나 연삭부산물이 생기는데 반하여 파이프(P) 내측으로 공급되는 와이어(6)의 단부에 바이트나 연삭롤러를 구비하지 않은 원기둥형상의 맨드릴(2)을 결합하여 용접장치(W)의 직 후방에 위치시키고, 맨드릴(2)이 위치한 파이프(P) 외측 상하부에 가압롤러(3)와 지지롤러(4)를 설치하여 용접 후 파이프 내·외면에 생성된 용접비드(B)를 상기 맨드릴(2)과 가압·지지롤러(3)(4)에 의해 파이프(P)에 바로 가압함으로써, 용접비드(B) 제거 시 칩이나 연삭부산물이 생성되지 않아 별도의 칩, 연삭부산물을 제거하는 작업공정이 필요치 않으므로 파이프제조 전체 작업공정과 작업시간을 대폭 줄일 수 있는 것이다.

또한 지지롤러(4)를 가압롤러(3)와 맨드릴(2)이 용접비드(B)를 가압하는 지점에 항상 위치시켜 가압롤러(3)와 맨드릴(2)의 가압력에 의한 파이프(P) 처짐현상이나 내·외면의 변형을 방지하여 불량률을 감소시키고, 파이프(P) 내·외면을 매끈하고 정밀하게 가공할 수 있어 제품의 차별화를 꾀할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 고안이다.

Claims (1)

1. 강판을 이용하여 파이프(P)를 제관(製管)하는 작업 시 용접장치(W)에 의해 용접 후에 파이프(P) 내·외면에 생성되는 용접비드(B)를 맨드릴 구동장치(5)와 연결된 와이어(6)의 타단에 연결 구성된 맨드릴(2)과, 맨드릴(2)이 위치하는 파이프(P) 외측으로 설치된 용접비드 가압장치(7)의 상하부의 가압·지지롤러(3)(4)에 의해 제거되도록 한 파이프 용접비드 제거장치(1)를 형성함에 있어서;

   상기 맨드릴 구동장치(5)는 상부에 실린더(9)를 브라켓(8) 상에 고정하고, 실린더(9)의 하측에 실린더로드(10)가 승강되도록 구성하며, 상기 실린더로드(10)의 단부에 연결부재(11)를 사용하여 길이방향으로 장공(13)이 형성된 구동축(12)과 연결 구성하며,

   상기 구동축(12)의 단부에는 와이어(6)를 연결하고, 구동축(12)의 장공(13)에 연결핀(14)으로 웜휠(15)을 연결하며, 상기 웜휠(15)을 구동하기 위한 모터(16)를 브라켓(8)의 일 측에 고정하여 모터(16)의 구동 시 원동축(17) 단부에 형성된 웜(18)에 의해 웜휠(15)이 회전하면서 구동축(12)을 회전시켜 회전력을 와이어(6)를 통해 맨드릴(2)로 전달되도록 구성하며,

   상기 맨드릴 구동장치(5)의 브라켓(8) 하부에는 슬라이딩되어 와이어(6)의 장력을 조절 가능케 한 안내롤러(19)를 자유 회전되도록 연결하며,

   상기 용접비드 가압장치(7)는 기대(7a) 상측 좌우로 가이드바(20)를 2개 고정시킨 후 가이드바(20) 상에서 파이프(P) 진행방향으로 슬라이딩되는 베이스플레이트(21)를 구비하여 실린더(22)를 고정하고, 상기 실린더(22)의 내측으로 양단이 기대(7a) 상에 고정된 안내로드(23)를 내입 설치하여 안내로드(23) 상에서 실린더(22)가 슬라이딩 되도록 구성하며,

   상기 베이스플레이트(21)의 상부로는 승강가이드바(24)를 설치하여 단부에 상부브라켓(25)을 고정하고, 상부브라켓(25) 상측에 실린더(26)를 고정하여 실린더(26) 상에서 승강되는 실린더로드(27) 단부를 상기 승강가이드바(24) 상에서 슬라이딩되도록 형성한 승강브라켓(28)에 결합하며,

   상기 승강브라켓(28)의 하측에 고정브라켓(29)을 고정한 후, 고정브라켓(29) 내측으로 가압롤러(3)를 자유 회전토록 축 설치하고, 상기 가압롤러(3)에 대응되는 베이스플레이트(21) 상에는 파이프(P)의 외주에 연접하는 지지롤러(4)를 연결 구성한 것을 특징으로 하는 파이프 용접비드 제거장치.