KR20040072873A - 압축기용 배인의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기(Compressor)의 실린더 내에 설치되어 유체 압축시 압을 상승시키는 역할을 하는 배인(Vane)의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고가의 단조봉을 소재로 하여 복잡한 작업공정을 통해 배인을 제조하던 종래의 방법을 탈피하여 일정폭의 철판을 말아 놓은 코일이나 환봉을 소재로 하여 간단한 작업공정을 통해 배인을 제조하여 원가절감은 물론 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 압축기용 배인의 제조방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 일정 폭을 갖는 코일이나 철판을 길이방향의 적정 폭으로 재단하는 재단공정과, 상기 재단된 철판의 양 끝면에 만곡부 또는 직각면을 성형하는 롤포밍 또는 인발공정과, 상기 롤포밍 또는 인발공정을 거친 철판을 코일형태로 말아주거나 일정한 길이의 원소재로 커팅하는 리코일링공정 또는 원소재 커팅공정과, 상기 리코일링공정 또는 커팅공정을 거친 원소재를 배인의 길이에 맞게 절단 및 홈을 성형하는 프레스공정과, 상기 프레스공정을 거친 제품의 외장 전부위 또는 홈부위를 정밀하게 가공하는 선삭공정과, 상기 선삭공정을 거친 제품을 순차적으로 열처리 및 연마하는 작업공정으로 이루어진다.

Description

압축기용 배인의 제조방법{Making method of vane for compressor}

본 발명은 압축기(Compressor)의 실린더 내에 설치되어 유체 압축시 압을 상승시키는 역할을 하는 배인(Vane)의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고가의 단조봉을 소재로 하여 복잡한 작업공정을 통해 배인을 제조하던 종래의 방법을 탈피하여 일정폭의 철판을 말아 놓은 코일이나 환봉을 소재로 하여 간단한 작업공정을 통해 배인을 제조하여 원가절감은 물론 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 압축기용 배인의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 배인이나 로터의 회전운동 또는 피스톤의 왕복운동에 의해 기체를 압축하여 압축 후의 압력이 압축 이전보다 2배이상 또는 압축 후의 토출력이 1kg/㎠ 이상되게 하는 기계장치이다.

이러한 압축기(1)는 도 1과 같이 실린더실(2) 내부에 편심로터(3)와 함께 회전하는 다수의 배인(4)이 구비되는 것으로, 상기 편심로터(3)의 회전력과 스프링의 복원력으로 다수의 배인(4)을 실린더실(2)의 내주면 방향으로 밀어 실린더실(2)과 배인(4)과의 기밀을 유지하게 된다.

즉 상기 배인(4)은 탄성력을 보유한 스프링의 복원력 및 고속회전시 유발되는 회전각속도에 의한 작용력에 의해 편심로터(3)의 축심(5)으로부터 실린더실(2)의 내주면 방향으로 밀리게 되므로써 유체의 흡입 및 압축에 필요한 기밀성을 유지하게 되는 것이었다.

이러한 배인(4)은 도 2과 같이 실린더실(2)의 내주면에 밀착이 용이함은 물론 회전이 용이하며 회전시 마찰력을 줄여주기 위해 접촉면에 만곡부(6)를 형성하고, 상기 만곡부(6)의 타측은 수직면(7)을 형성하되 수직면(7)의 중앙부위에는 스프링이 지지될 수 있도록 홈(8)을 형성하게 된다.

종래에는 이러한 배인(4)을 제조하기 위한 소재로서 단조봉이 사용되는 것으로, 3단계로 구성된 노(爐)에 고철을 녹여서 봉으로 만드는 공정과, 상기 봉을 4단계로 구성된 노(爐)에 녹여서 고속도 공구강으로 만드는 공정과, 상기 고속도 공구강을 단조봉으로 만드는 공정을 거쳐 최종적으로 배인(4)을 제조하기 위한 소재인 단조봉을 생성하게 된다.

이러한 단조봉은 전량 수입소재로서 매우 고가임에도 불구하고 배인(4)을 제조하기 위한 소재로 전량 채택되고 있는 실정이다.

종래에는 상기 고가의 단조봉을 소재로 하여 도 3의 제조공정도와 같이 단조봉을 사각봉의 형태로 만드는 1차 압연공정과, 상기 사각봉을 2차 압연하는 열간 압연공정과, 상기 열간 압연공정을 거친 사각봉을 판상의 원소재로 커팅하는 원소재 커팅공정과, 원소재 커팅공정을 거친 판상의 원소재를 선삭하는 선삭공정과, 상기 선삭공정을 거친 원소재를 단품의 형태로 절단함과 동시에 일측에 만곡부를 형성하는 단품 절단공정과, 상기 단품 절단공정을 거친 단품에 스프링이 지지되는 홈을 드릴링가공하는 홈 가공공정과, 상기 홈가공을 거친 단품을 열처리하는 열처리공정과, 상기 열처리를 거친 단품형태의 배인을 최종용도에 알맞도록 연마하는 연마공정의 복잡한 다공정을 거치면서 배인을 제조하는 것이었다.

따라서 종래 일반화된 배인의 제조방법은 고가의 수입소재를 이용한 다수의 작업공정으로 인해 제조원가가 높아지고, 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 야기되고 있는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 배인 제조방법이 갖는 제반 문제점을 극복하기 위하여, 일정한 폭을 갖는 철판상태로 말아 놓은 코일(Coil)이나 철판 또는 환봉, 선재(Round Bar)를 소재로 하여 간단한 작업공정을 통해 배인을 제조하여 원가절감은 물론 제작시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 배인의 제조방법을제공하고자 함을 발명의 주된 목적으로 하는 것이다.

소기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일정 폭을 갖는 코일이나 철판을 길이방향의 적정 폭으로 재단하는 재단공정과, 상기 재단된 철판의 양 끝면에 만곡부 또는 직각면을 성형하는 롤포밍 또는 인발공정과, 상기 롤포밍 또는 인발공정을 거친 철판을 코일형태로 말아주거나 일정한 길이의 원소재로 커팅하는 리코일링공정 또는 원소재 커팅공정과, 상기 리코일링공정 또는 커팅공정을 거친 원소재를 배인의 길이에 맞게 절단 및 홈을 성형하는 프레스공정과, 상기 프레스공정을 거친 제품의 외장 전부위 또는 홈부위를 정밀하게 가공하는 선삭공정과, 상기 선삭공정을 거친 제품을 순차적으로 열처리 및 연마하는 작업공정을 포함하는 기술적인 제조방법을 강구한다.

또한 소기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 방법은 환봉이나 선재(환봉을 코일형태로 말아 놓은 자재)를 소재로 하여 적정한 폭, 두께, 양 끝면에 만곡부 또는 직각면을 성형하는 압연공정과, 상기 압연공정을 거친 철판의 두께 치수를 더욱 정밀하게 성형하는 롤포밍 또는 인발공정과, 상기 롤포밍 또는 인발공정을 철판을 코일형태로 말아주거나 일정한 길이의 원소재로 커팅하는 리코일링공정 또는 원소재 커팅공정과, 상기 리코일링공정 또는 커팅공정을 거친 원소재를 배인의 길이에 맞게 절단 및 홈을 성형하는 프레스공정과, 상기 프레스공정을 거친 제품의 외장 전부위 또는 홈부위를 정밀하게 가공하는 선삭공정과, 상기 선삭공정을 거친 제품을 순차적으로 열처리 및 연마하는 작업공정을 포함하는 또 다른 기술적인 제조방법을 강구한다.

도 1 은 종래 압축기 실린더실의 횡단면도

도 2 는 종래 일반적인 배인의 사시도

도 3 은 종래 압축기용 배인의 제조공정도

도 4 는 본 발명이 적용된 배인의 제조공정도

도 5 내지 도 6 은 본 발명의 다른 실시예 배인의 제조공정도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 압축기 3: 실린더실 4: 배인

6: 만곡부 8: 홈

이하, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.

우선적으로 본 발명은 고가의 수입소재인 단조봉을 이용한 배인의 제조방법에 따른 문제점을 적극적으로 해결하기 위해, 일반적인 철판이나 일정한 폭을 갖는 철판 상태로 말아 놓은 코일(Coil)을 이용하거나 일반적인 환봉이나 선재를 소재로 채택하며, 상기 철판 및 코일(Coil), 환봉, 선재를 소재로 하여 간단한 작업공정을 통해 소망하는 배인을 빠른시간 내에 제조하여 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있게 함을 특징적인 요지로 한다.

이러한 본 발명에 의한 압축기용 배인의 제조방법에서 우선적으로 철판이나 코일(Coil)을 소재로 하는 제조방법에 대해 공정별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

(1) 재단(Slitting)공정

일반적인 철판이나 일정한 폭을 갖는 광폭 철판 상태의 코일(Coil)을 재단기를 이용하여 길이 방향의 소폭으로 제품의 규격에 따라 다수의 폭으로 재단을 한다.

(2) 롤포밍(Roll Forming) 또는 인발공정

길이 방향으로 재단된 철판을 단계별 롤(Roll)에 통과시키거나 또는 인발을 통해 두께 치수를 정밀하게 하고, 실린더실의 내주면에 밀착이 용이하도록 일측 끝면에 만곡부를 형성하며 상기 만곡부의 타측에는 직각면을 형성한다.

(3) 리코일링(Recoiling) 또는 원소재 커팅(Cutting)공정

롤포밍공정을 통해 양 끝면에 만곡부 및 직각면이 성형된 철판을 취급이 용이하도록 코일의 형태로 재차 말아주거나 또는 인발공정을 통해 양 끝면에 만곡부 및 직각면이 성형된 철판을 완제품의 규격보다 약간 큰 정도의 규격(일예: 6m, 4m)을 갖는 원소재로 커팅한다.

(4) 프레스공정

리코일링공정을 거쳐 코일형태로 말아진 원소재를 풀어주면서 완제품의 폭, 길이에 맞춰 절단함과 동시에 홈을 성형하거나 또는 원소재 커팅공정을 거쳐 일정한 규격으로 커팅된 철판을 완제품의 길이에 맞추어 절단함과 동시에 홈을 성형한다.

(5) 선삭공정

프레스공정을 통해 프레싱 되어진 제품의 외장 전부위를 절삭공구를 사용하여 선삭 가공한다.

(6) 열처리공정

선삭공정을 거친 제품의 기계적성질을 개선하기 위해 최종적으로 열처리를 실시한다.

이러한 열처리 과정에서 배인의 강도 및 내마모성을 향상시키게 된다.

(7) 연마공정

열처리과정을 통해 기계적 성질이 개선된 제품을 치수 정밀도를 높이는 동시에 최종 용도에 알맞도록 연마작업을 실시한다.

상기와 같이 철판이나 코일(Coil)을 이용한 본 발명의 제조방법은 재단공정을 통해 길이방향으로 재단된 철판을 롤포밍공정 및 리코일링공정을 순차적으로 거치게 한 후 프레스공정으로 연계할 수 있는 한편 길이방향으로 재단된 철판을 인발공정 및 원소재공정을 순차적으로 거치게 한 후 프레스공정으로 연계하는 것과 같이 작업여건을 고려하여 다양한 방법으로 실시할 수 있게 된다.

즉 철판이나 코일(Coil)을 이용한 본 발명의 제조방법은 『재단공정 →롤포밍공정 →리코일링공정 →프레스공정 →선삭공정 →열처리공정 →연마공정』으로 이루어지는 한편, 상기 롤포밍공정과 리코일링공정을 대신하여 인발공정과 원소재 커팅공정이 적용될 수 있는 것으로, 『재단공정 →인발공정 →원소재 커팅공정 →프레스공정 →선삭공정 →열처리공정 →연마공정』으로 이루어진다.

다음으로 도 5의 제조공정도와 같이 환봉이나 선재(Round Bar)를 소재로 하는 제조방법에 대해 공정별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

(1) 압연공정

제품의 규격에 합당한 환봉이나 상기 환봉을 코일의 형태로 말아 놓은 선재(Round Bar)를 폭두께, 만곡부 또는 직각면을 성형하는 열간 압연을 실시한 후 상기 열간압연을 거친 제품을 상온에서 더욱 정밀하게 적정한 두께로 냉간압연을 실시한다.

여기에서 압연공정은 열,냉간을 복합적으로 실시하였지만 이에 한정되지 않고 열,냉간압연 중 어느 하나를 선택적으로 실시하여도 무방하다.

(2) 롤포밍(Roll Forming) 또는 인발공정

압연공정을 통해 성형된 제품(철판)을 단계별 롤(Roll)에 통과시키거나 또는 인발을 통해 두께 치수를 정밀하게 하고, 실린더실의 내주면에 밀착이 용이하도록 일측 끝면에 만곡부를 형성하며 상기 만곡부의 타측에는 직각면을 형성한다.

(3) 리코일링(Recoiling) 또는 원소재 커팅(Cutting)공정

롤포밍공정을 통해 양 끝면에 만곡부 및 직각면이 성형된 철판을 취급이 용이하도록 코일의 형태로 재차 말아주거나 또는 인발공정을 통해 양 끝면에 만곡부 및 직각면이 성형된 철판을 완제품의 규격보다 약간 큰 정도의 규격(일예: 6m, 4m)을 갖는 원소재로 커팅한다.

(4) 프레스공정

리코일링공정을 거쳐 코일형태로 말아진 원소재를 풀어주면서 완제품의 폭, 길이에 맞춰 절단함과 동시에 홈을 성형하거나 또는 원소재 커팅공정을 거쳐 일정한 규격으로 커팅된 철판을 완제품의 길이에 맞추어 절단함과 동시에 홈을 성형한다.

(5) 선삭공정

프레스공정을 통해 프레싱 되어진 제품의 외장 전부위를 절삭공구를 사용하여 선삭 가공한다.

(6) 열처리공정

선삭공정을 거친 제품의 기계적성질을 개선하기 위해 최종적으로 열처리를 실시한다.

이러한 열처리 과정에서 배인의 강도 및 내마모성을 향상시키게 된다.

(7) 연마공정

열처리과정을 통해 기계적 성질이 개선된 제품을 치수 정밀도를 높이는 동시에 최종 용도에 알맞도록 연마작업을 실시한다.

상기와 같이 환봉이나 선재를 이용한 본 발명의 제조방법은 『압연공정 →롤포밍공정 →리코일링공정 →프레스공정 →선삭공정 →열처리공정 →연마공정』으로 이루어지는 제조공정과, 상기 롤포밍공정과 리코일링공정을 대신하여 인발공정과 원소재 커팅공정을 적용시킨『압연공정 →인발공정 →원소재 커팅공정 →프레스공정 →선삭공정 →열처리공정 →연마공정』으로 이루어지는 제조공정을 통해 소망하는 배인을 제조할 수 있는 한편 도 6과 같은 제조공정을 통해서도 소망하는 배인을 제조할 수 있게 된다.

즉 도 6과 같은 제조공정도에 의하면 압연공정에서 적정한 폭 및 두께, 만곡부,직각면을 더욱 정밀하게 성형하므로써 별도의 롤포밍공정 또는 인발공정을 생략할 수 있으며, 압연공정을 거친 후 리코일링공정, 프레스공정, 선삭공정, 열처리공정, 연마공정을 순차적으로 거치게 하므로써 소망하고자 하는 배인을 제조할 수도 있게 된다.

한편 철판이나 코일(Coil)은 물론 환봉이나 선재(Round Bar)를 소재로 하는 본 발명의 제조공정은 프레스공정시 더욱 정밀하게 프레싱가공 하므로써 다음 공정인 선삭공정을 생략한 채 곧 바로 열처리공정으로 연계될 수 있게 된다.

본 발명은 고가의 수입소재인 단조봉을 배제한 채 일반적인 철판이나 일정한 폭의 철판상태로 말아 놓은 코일(Coil) 또는 환봉, 선재(Round Bar)를 소재로 하여 간단한 작업공정을 통해 배인을 제조할 수 있어 원가절감은 물론 제작시간을 단축하여 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 효과가 제공된다.

Claims (5)

1. 일반적인 철판이나 일정폭의 철판 상태로 말아놓은 코일을 길이방향의 적정한 폭으로 재단하는 재단공정과;

   상기 재단공정을 거친 철판을 단계별 롤에 통과시키거나 인발을 통해 양 끝면에 만곡부 또는 직각면을 성형하는 롤포밍 또는 인발공정과;

   상기 롤포밍공정을 거친 철판을 코일형태로 말아주거나 인발공정을 거친 철판을 일정한 길이의 원소재로 커팅하는 리코일링공정 또는 원소재 커팅공정과;

   상기 리코일링공정 또는 원소재 커팅공정을 거친 원소재를 완제품의 길이에 맞도록 절단 및 홈을 성형하는 프레스공정과;

   상기 프레스공정을 거친 제품의 외장 전부위를 선삭 가공하는 선삭공정과;

   상기 선삭공정을 거친 완제품을 열처리 하여 강도 및 내마모성을 개선하는 열처리공정과;

   상기 열처리공정을 거친 완제품을 최종 용도에 알맞도록 연마하는 연마공정을 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 압축기용 배인의 제조방법.
2. 환봉이나 선재에 고온의 열을 가한 다음 적정한 폭 또는 두께로 가공하는 동시에 양 끝면에 만곡부 또는 직각면을 성형하는 열간 압연을 실시한 후 상기 열간압연을 거친 제품을 상온에서 더욱 정밀하게 적정한 두께로 냉간압연하는 압연공정과;

   상기 압연공정을 통해 성형된 제품(철판)을 단계별 롤에 통과시키거나 인발을 통해 양 끝면에 만곡부 또는 직각면을 성형하는 롤포밍 또는 인발공정과;

   상기 롤포밍공정을 거친 철판을 코일형태로 말아주거나 인발공정을 거친 철판을 일정한 길이의 원소재로 커팅하는 리코일링공정 또는 원소재 커팅공정과;

   상기 리코일링공정 또는 원소재 커팅공정을 거친 원소재를 완제품의 길이에 맞도록 절단 및 홈을 성형하는 프레스공정과;

   상기 프레스공정을 거친 제품의 외장 전부위를 선삭 가공하는 선삭공정과;

   상기 선삭공정을 거친 완제품을 열처리 하여 강도 및 내마모성을 개선하는 열처리공정과;

   상기 열처리공정을 거친 완제품을 최종 용도에 알맞도록 연마하는 연마공정을 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 압축기용 배인의 제조방법.
3. 청구항 3 에 있어서,

   압연공정은 열간압연과 냉간압연 중 어느 하나를 선택적으로 실시할 수 있는 것을 특징으로 하는 압축기용 배인의 제조방법.
4. 환봉이나 선재에 고온의 열을 가한 다음 적정한 폭 또는 두께로 가공하는 동시에 양 끝면에 만곡부 또는 직각면을 성형하는 열간 압연을 실시한 후 상기 열간압연을 거친 제품을 상온에서 더욱 정밀하게 적정한 두께로 냉간압연하는 압연공정과;

   상기 압연공정을 통해 성형된 제품(철판)을 코일형태로 말아주는 리코일링공정과;

   상기 리코일링공정을 거친 원소재를 완제품의 길이에 맞도록 절단 및 홈을 성형하는 프레스공정과;

   상기 프레스공정을 거친 제품의 외장 전부위를 선삭 가공하는 선삭공정과;

   상기 선삭공정을 거친 완제품을 열처리 하여 강도 및 내마모성을 개선하는 열처리공정과;

   상기 열처리공정을 거친 완제품을 최종 용도에 알맞도록 연마하는 연마공정을 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 압축기용 배인의 제조방법.
5. 청구항 1 또는 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,

   프레스공정시 더욱 정밀한 프레싱가공을 통해 다음 공정인 선삭공정을 생략한 채 곧 바로 열처리공정으로 연계될 수 있는 것을 특징으로 하는 압축기용 배인의 제조방법.