KR20040046123A - 스킨패스 밀의 백업롤 교체시 스핀들 고정 및 교정장치 - Google Patents

스킨패스 밀의 백업롤 교체시 스핀들 고정 및 교정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스킨패스 밀의 백업롤 교체시 온라인 상태에서 스핀들과 유니버설 조인트의 형상을 유지시켜 줌으로서 백업롤 교체시간을 단축시킬 수 있는 스킨패스 밀의 백업롤 교체시 스핀들 고정 및 교정장치에 관한 것으로,
백업롤 끝단부와 스핀들의 연결부를 직접 접촉하여 움직이지 못하도록 구속력을 주어서 고정시켜주는 키핑부와; 상기 키핑부를 스핀들의 연결부의 위치에 맞게 조절해 주는 본체부와; 상기 본체부에서 필요한 작동력을 주는 유압과 각 작동력을 제어해 주는 작동부;로 이루어지는 것을 요지로 한다.

Description

스킨패스 밀의 백업롤 교체시 스핀들 고정 및 교정장치{Fixing and reform apparatus of spindle for replace backup roll}
본 발명은 스킨패스 밀의 백업롤 교체시 스핀들 고정 및 교정장치에 관한 것으로 특히 온라인 상태에서의 스핀들과 유니버설 조인트의 형상을 유지시켜 줌으로서 백업롤 교체시간을 단축시킬 수 있는 스킨패스 밀의 백업롤 교체시 스핀들 고정 및 교정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 냉간압연 스트립을 도금공장의 도금라인에서 아연도금후 소정 형상 및 조도(Roughness)를 부여하고 도장성 향상을 위하여 스킨패스 밀(Skin Pass Mill)을 통과하게 된다. 이 스킨패스 밀의 스탠드는 두개의 워크롤(Work Roll)과 두개의 백업롤(Back Up Roll)로 이루어져 있으며, 이 4개의 롤은 워크롤의 상.하부에 각각 백업롤 한 개씩 4단롤 구조로 되어있다.
이와 같이 도금공정 후의 스킨패스 스탠드의 워크롤은 무구동 타입으로 상.하부에 설치된 백업롤의 회전 마찰력에 의해 회전하는 방식이다. 상.하부 백업롤은 모터로부터 발생된 회전력을 롤에 전달하기 위해 스핀들(Spindle)에 결합되게 된다. 특히 상기 워크롤과 백업롤로 이루어진 4단롤은 운전조건에 따라 상하로 이동하므로 그 이동량에 의한 각도변화량 만큼을 보상하기 위해 백업롤과 스핀들 사이, 모터와 스핀들 사이에 유니버설 조인트를 각각 채용하고 있다. 이와 같은 유니버설 조인트는 조립시 각도가 틀린 두 축을 연결하기 위한 부분이 양쪽 끝에 있는데, 한쪽은 모터 축과 연결되고 다른 한쪽 끝은 롤의 끝단부와 연결된다. 모터측의 연결부분은 분리할 경우가 극히 적으나 롤측의 연결부분은 롤 교체등의 필요에 따라 자주 분리하여야 한다.
백업롤(100)의 교체시 분리된 스핀들의 끝단부는 십자 핀(Pin : 일명 크로스 핀)에 의해 운동방향이 여러가지가 되므로 백업롤의 끝단부를 제거하면 곧바로 자중에 의해 여러 방향으로 흔들리게 된다. 이와 같이 백업롤 교체의 경우에 제거한 백업롤 대신에 새로운 백업롤의 끝단부(101)를 스핀들(200)의 끝단 연결부(201)에 끼워 넣고자 할 때 교체되는 백업롤을 빼낼 때의 모양을 그대로 유지하지 못하는 것이 백업롤 교체시간과 효율을 떨어뜨리는 가장 큰 문제점이다. 즉, 교체하고자 하는 백업롤을 빼내고 나서 스핀들의 끝단부 유니버설 조인트부분이 자중에 의해 형상이 변해버림으로서 새로운 백업롤과 연결할 수 없게 된다.
그러므로 스핀들의 끝단부의 유니버설 조인트부분에 있는 결합부는 무게가 무겁기 때문에 그 형상을 유지시키기 위해 체인 블록(Chain Block)등으로 걸어 잡게 하고 있다. 그러나 실질적인 무게 중심과 일치되지 못하게 되어 교체전의 연결부 형상을 그대로 유지할 수 없으므로 연결부의 형상은 변형될 수 밖에 없다.
따라서 연결하고자 하는 새로운 백업롤의 연결부와 스핀들부분의 연결부는 기존의 백업롤과 조립되어 있을 때의 형상에서 1-2mm만큼의 변화만 있어도 조립되지 못하게 된다. 이렇게 정밀한 작업이 요구되기 때문에 체인 블록 등의 줄걸이를 이용하여 스핀들 측의 각도 및 위치조정을 할 경우 6시간 정도의 많은 시간이 쇼요되며, 상부 백업롤을 교체할 경우는 스핀들의 설치개소가 고소이므로 안전상의 위험 부담이 가중된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 스킨패스 밀의 백업 롤 교체시 기존 백업 롤과 조립되어 있던 스핀들 유니버설 조인트 연결부분의 형상 및 각도를 그대로 유지하게 하면서 동시에 세밀한 각도변화를 줄 수 있게 함으로서 백업롤 교체시간을 단축할 수 있는 스핀들 고정 및 교정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 백업롤과 스핀들 조립을 위한 장치의 구성도.
도 2는 본 발명 장치의 키핑부 일부를 절개한 상태를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 키핑부 전체를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명 본체부의 요부를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명 스킨패스 밀의 백업롤 교체시 스핀들 고정 및 교정장치에 대한 전체의 분해도.
도 6은 본 발명의 작동 및 제어부를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 백업롤과 스핀들 연결부를 나타낸 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1. 플레이트 2. 가이드 샤프트 4. 가이드 블록
5. 키퍼(Keeper) 6-1,6-2,6-3. 롤러(Roller)
7. 고정용 브라켓 8. 유압 실린더 9. 근접 센서
10. 엘앰샤프트(LM Shaft) 11. 스크류 샤프트 12. 모터
13. 스크류 잭 14. 플랜지(Flange) 15. 샤프트
16. 서포트 프레임 17. 모터 지지 블록 18. 베이스 프레임
19. 서포트(Support) 100. 백업롤 101. 백업롤 끝단부
200. 스핀들 201. 스핀들 연결부
400. 유압 유니트 500. 컨트롤 판넬
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 백업롤 끝단부와 스핀들의 연결부를 직접 접촉하여 움직이지 못하도록 구속력을 주어서 고정시켜주는 키핑부와; 상기 키핑부를 스핀들의 연결부의 위치에 맞게 조절해 주는 본체부와; 상기 본체부에서 필요한 작동력을 주는 유압과 각 작동력을 제어해 주는 작동부;로 이루어지는 스킨패스 밀의 백업롤 교체시 스핀들 고정 및 교정장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 백업롤과 스핀들 조립을 위한 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명 장치의 키핑부 일부를 절개한 상태를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본발명의 키핑부 전체를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명 본체부의 요부를 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명 스킨패스 밀의 백업롤 교체시 스핀들 고정 및 교정장치에 대한 전체의 분해도이고, 도 6은 본 발명의 작동 및 제어부를 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 백업롤과 스핀들 연결부를 나타낸 개략도이다.
상기 키핑(Keeping)부는 도 1,2,3 및 도 5에 도시된 바와 같이 플레이트(1)의 상부면에 수평으로 평행배열된 한 쌍의 사각봉 형상의 가이드 샤프트(2)가 다수개의 볼트(3)로 고정되고, 상기 가이드 샤프트(2)에 슬라이딩 되도록 각각 2조로 이루어진 가이드 블럭(4)이 장착된다. 상기 가이드 블럭(4)과 결합되는 반월형의 내측면을 가진 키퍼(Keeper,5)가 백업롤(100)의 끝단부(101)와 스핀들(200)의 연결부(201)를 결합 시킬 수 있도록 상기 가이드 샤프트(2) 양단부에 설치된다. 상기 각 키퍼(5)의 내측면에는 상,중,하 3열로 다수개 배열되고 내측면의 바깥쪽으로 돌출된 롤러(6-1,6-2,6-3)가 각각 배설된다. 그리고 상기 키퍼(5)의 외측면에는 실린더를 고정시키기 위한 고정용 브라켓(7)과 상기 키퍼(5)를 스핀들과 백업롤의 연결부 방향으로 밀고 당기는 작동용 유압 실린더(8)가 양측에 설치된다. 또한 키퍼(5)의 스핀들 측에 한쌍의 근접센서(Proximity Sensor,9)를 설치하여 연결부의 위치를 정확하게 인식하도록 구성되어 있다.
상기 본체부는 도 1,4 및 도 5에 도시된 것처럼 4개의 환봉 형상의 엘엠 샤프트(LM Shaft,10), 상기 엘엠 샤프트(10)의 내부에 숫나사로 결합되어지는 스크류 샤프트(11), 상기 스크류 샤프트(11)의 회전력을 주기 위한 모터(12), 상기 모터(12)의 회전방향과 직각방향의 회전력을 발생시키기 위한 스크류 잭(13), 상기스크류 잭(13)과 모터(12)를 연결하는 플랜지(14), 상기 플랜지(14) 좌우측 한쌍의 스크류 샤프트(11)를 동시에 작동시키기 위해 연결하는 샤프트(15), 상기 모터(12)와 스크류 잭(13)를 지지하고 고정하는 서포트 프레임(16) 및 모토 지지 블록(17), 본 발명의 장치를 지지해 주는 맨 하부에 위치한 베이스 프레임(18), 베이스 프레임(18)에 엘엠 샤프트(10)의 하부를 고정하고 연결해 주는 서포트(19)로 구성되어 있다.
상기 작동부는 유압용 펌프, 유압 탱크, 밸브 스탠드(Valve Stand)로 이루어진 유압 유니트(Hydroric Unit,400)와 컨트롤 판넬(500)로 이루어져서 유압과 전기를 공급하며, 상기 키퍼(5)가 전후진할 수 있도록 하는 유압 실린더(8)와 스크류 샤프트(11)에 회전력을 주어서 키핑부를 승하강시키기 위한 모터(12)를 제어한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 관하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 7에 도시한 바와 같이 스킨패스밀의 백업롤(100)은 백업롤 끝단부(101)와 스핀들(200)의 유니버설 조인트 선단부에 있는 연결부(201)와 결합되어 백업롤에 회전력을 주던 스핀들은 백업롤 교체의 시점에서 회전을 멈추고 정지하게 된다. 백업롤 회전이 멈추고 백업롤을 스핀들과 분리하기 전에 워크롤과 워크롤과의 간격이 넓어지면서 백업롤의 교체을 위해 워크롤과 접촉하고 있던 백업롤의 간격도 멀어지게 된다.
이와 같이 백업롤의 위치가 변함으로서 스핀들과 백업롤이 이루는 각도도 변하게 된다. 스핀들의 각도와 위치는 변하지만, 백업롤과 연결된 끝단부는 각도의 변화는 없고 단지 위치의 변화만 있게 된다. 이렇게 스핀들의 백업롤측연결부(201) 위치가 변화된 것을 보상하기 위해서 모터(12)가 회전하고, 이 회전력은 플랜지(14)와 연결된 샤프트(15)를 통해 좌우측 한쌍의 스크류 잭(13)에 전달되어 승하강을 해서 변화된 스핀들 연결부의 높이를 보상하게 되며, 플레이트(1) 상부에 있는 키퍼(5)는 전진하여 스핀들을 향해 좌우측의 키퍼간 간격이 좁아지는 방향으로 작동용 유압 실린더(8)가 작동한다. 상기 유압 실린더(8)가 전진하여 근접센서(9)가 스핀들의 연결부를 인식하게 되면 유압 실린더(8)의 전진은 멈추게 된다. 이것은 키퍼(5)의 내측면에 스핀들의 연결부가 맞물려 접촉되어 각도나 위치의 변경을 억제할 수 있는 강제 구속력을 가하고 있음을 의미한다. 접촉되는 실제 면은 키퍼의 내측면에 설치되어 있는 다수의 롤러(6-1,6-2,6-3)의 외측면에 접촉되어 연결부의 전면을 감싸게 된다. 이렇게 연결부의 움직임을 강제 구속하여 움직일 수 없는 상태에서 백업롤과 연결부의 조립상태를 해체하게 된다. 그러므로 백업롤이 설치되어 있을 때의 연결부의 각도와 위치가 그대로 유지되게 된다.
이 상태에서 백업롤을 취외(때어냄)하고 새로운 백업롤(100)의 끝단부(101)를 스핀들(200)의 연결부(201)에 끼워 맞추게 되는데, 종래에는 백업롤의 끝단부의 형상이 두께가 엷은 직육면체의 모양으로 백업롤의 중심선과 스핀들 연결부의 중심선을 일치하기가 쉽지 않아서 끼워 맞추기가 어렵다. 이를 수정하기 위해 스핀들을 회전시키게 되는데, 이때 다수의 롤러(6-1,6-2,6-3)의 작용으로 연결부의 위치나 각도는 변화되지 않으나 회전은 가능하게 되므로 키퍼(5)에 의해 물려있는 스핀들의 회전은 용이하게 된다. 스핀들을 미세 조정으로 회전시켜 백업롤의 끝단부(101)와 스핀들의 연결부(201)를 끼워 맞추어 연결한다.
이렇게 연결이 끝남으로서 백업롤 교환이 이루어지고 나면 양측의 키퍼(5)가 멀어지는 방향으로 유압 실린더(8)를 작동시켜 강제 구속력을 주고 있던 키퍼(5)를 스핀들의 연결부로부터 분리시키게 된다. 완전 분리가 끝난 다음에는 모터(12)가 작동하여 샤프트(15)를 통해 좌우측 한쌍의 스크류 잭(13)에 전달되어 스크류 샤프트(11)의 길이가 짧아짐으로서 하강하여 원래의 위치로 되돌아 감으로서 작동이 끝나게 된다.
따라서 본 발명에 의하면 도금 공정중 스킨패스밀 스탠드상의 압연과정중 구동 롤인 백업롤의 교환시 종전의 체인 블록등에 의한 스핀들 연결부의 불완전하게 고정하던 것을 본 발명에 의해서 연결부의 위치를 정확하게 인식함과 동시에 연결부의 형상 및 각도를 그대로 유지하게 하면서 동시에 세밀한 각도변화를 줄 수 있게 함으로서 백업롤 교체시간을 단축할 수 있으며, 고소작업에 따른 안전사고 발생위험을 해소할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 스킨패스 밀의 백업롤 교체시 백업롤 끝단부와 스핀들의 연결부를 직접 접촉하여 움직이지 못하도록 구속력을 주어서 고정시켜주는 키핑부와; 상기 키핑부를 스핀들의 연결부의 위치에 맞게 조절해 주는 본체부와; 상기 본체부에서 필요한 작동력을 주는 유압과 각 작동력을 제어해 주는 작동부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스킨패스 밀의 백업롤 교체시 스핀들 고정 및 교정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 키핑(Keeping)부는 플레이트(1)의 상부면에 수평으로 평행 배열된 한 쌍의 사각봉 형상의 가이드 샤프트(2)와, 상기 가이드 샤프트(2)에 슬라이딩 되도록 각각 2조로 이루어진 가이드 블럭(4)이 장착된 반월형의 내측면을 가진 키퍼(5)와, 상기 각 키퍼(5)의 내측면에 상,중,하 3열로 다수개 배열되고 내측면의 바깥쪽으로 돌출되어 배설된 롤러(6-1,6-2,6-3)와, 상기 키퍼(5)의 외측면에 실린더를 고정시키기 위한 고정용 브라켓(7)과 상기 키퍼(5)를 전후진시키는 유압 실린더(8), 상기 키퍼(5)의 스핀들 측에 한쌍의 근접센서(9)를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스킨패스 밀의 백업롤 교체시 스핀들 고정 및 교정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부는 4개의 환봉 형상의 엘엠 샤프트(10)와, 상기 엘엠 샤프트(10)의 내부에 숫나사로 결합되어지는 스크류 샤프트(11)와, 상기 스크류 샤프트(11)의 회전력을 주기 위한 모터(12)와, 상기 모터(12)의 회전방향과 직각방향의 회전력을 발생시키기 위한 스크류 잭(13)과, 상기 스크류 잭(13)과 모터(12)를 연결하는 플랜지(14) 및 상기 플랜지(14) 좌우측 한쌍의 스크류 샤프트(11)를 동시에 작동시키기 위해 연결하는 샤프트(15)와, 상기 모터(12)와 스크류 잭(13)를 지지하고 고정하는 서포트 프레임(16) 및 모토 지지 블록(17)와, 상기 장치를 지지해 주는 베이스 프레임(18) 및 베이스 프레임(18)에 엘엠 샤프트(10)의 하부를 고정하고 연결해 주는 서포트(19)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스킨패스 밀의 백업롤 교체시 스핀들 고정 및 교정장치.
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