KR200443098Y1 - 금속재의 고속절단용 원형톱날용 댐퍼윤활장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 규격화된 철판 생산을 고속으로 가능하게 하는 고속절단기용으로 이용되는 원형톱날을 지지하기 위한 장치에 관한 것이다.

각종 기계부품을 생산함에 있어 일정한 규격을 갖는 규격화된 절단된 철물을 1차적으로 대량으로 생산하기 위하여 여러가지 방식이 이용되고 있다. 가장 흔한 방식으로 띠톱기계 혹은 산소절단 방식이 있다. 산소절단 방식은 비교적 고속 절단이 가능하지만 절단면에 각종 산화반응과 탄소강의 경우 경화가 이루어져 절단면에 대한 별도의 가공이 필요하다. 띠톱기계방식의 경우에는 연속적인 띠톱의 회전에 의하여 가공이 이루어 지지만 이역시 절단면이 가공경화가 발생하고 소비자가 요구하는 만큼의 속도가 이루어지지 못한다.

이런 단점을 개선하고자 특허10-0431752호에서는 고속회전하는 원형톱날블레이들 이용하여 철판을 절단하면서 발생하는 진동을 슬라이딩서포트와 바이어싱수단으로 흡수하여 고속절단이 가능하도록 하였다.

위 특허의 경우 고속절단이 이루어지는 장점이 있으나 원형톱날과 슬라이딩서포트가 접하는 면에 윤활작용을 주기 위하여 윤활용 관통공을 설치하여야 하며, 이 슬라이딩서포트를 원형톱날에 밀착하기 위한 바이어싱수단이 공압혹은 유압으로 혹은 스프링에의하여 지지되어야 한다. 그결과 가공이 슬라이딩서포트의 가공이 어렵고, 설치후에도 이 복잡한 배관을 통한 윤활유의 공급을 위한 수단이 복잡하여 생산원가의 상승이 되며, 운영유지에도 많은 어려움이 있다. 특히 슬라이딩 서포트 에 복잡한 관통공을 형성하여야 하므로 사용가능한 재질이 관통공 형성이 손쉬운 강재질외에는 선택이 어려운 단점이 있다.

본 고안은 원형톱날을 지지하기 위한 수단으로 열변성이 적고 표면마찰이 대단히 적은 세라믹 재질을 이용한 댐퍼에 의하여 원형톱날의 진동을 흡수토록하며, 이 댐퍼와 원형톱날간의 마찰을 없애기 위하여 원형톱날의 회전축에서 직접 필요한 윤활제가 사방으로 방사토록 하였다. 이러한 구조적 특징에 따라 제작이 극히 용이하며, 절단효율이 높은 원형톱날 지지장치를 개발하게 되었다.

고속절단, 원형톱, 댐퍼

Description

금속재의 고속절단용 원형톱날용 댐퍼윤활장치{Damper lubrication unit for the high speed cutting machine system of steel material}

본 고안은 각종 기계부품을 생산함에 있어 일정한 규격을 갖는 규격화된 절단된 철물을 고속으로 생산하기 위한 원형톱날을 설치한 금속재 절단 장치에 관한 것이다.

본 고안은 특히 고속 회전하면서 금속재를 절단하는 원형톱날이 피절단물을 절단하면서 발생하는 진동을 흡수제거하기 위한 댐퍼장치에 관한 것이다.

각종 기계부품을 생산함에 있어 일정한 규격을 갖는 규격화된 절단된 철물을 1차적으로 대량으로 생산하기 위하여 여러가지 방식이 이용되고 있다. 가장 흔한 방식으로 띠톱기계 혹은 산소절단 방식이 있다. 산소절단 방식은 비교적 고속 절단이 가능하지만 절단면에 각종 산화반응과 탄소강의 경우 경화가 이루어져 절단면에 대한 별도의 가공이 필요하다. 띠톱기계방식의 경우에는 연속적인 띠톱의 회전에 의하여 가공이 이루어 지지만 이 역시 절단면이 가공경화가 발생하며, 절단속도가 원하는 만큼 신속하지 못하다.

이런 단점을 개선하고자 고속으로 회전하는 텅스텐 카아바이드 팁으로 구성 한 원형톱날에 의하여 철강재를 90 ∼ 150 ㎜/분 의 속도로 절단하고 있다. 이러한 고속 원형톱날에 의한 절단작업은 신속한 절단작업의 장점이 있는 대신에 고속회전하는 톱날과 강재사이에 심한 마찰과 진동이 발생하여 원형톱날이 쉽게 마모파손되어버리는 단점이 있다.

이러한 단점을 개선하고자 도1과 같이 특허10-0431752호에서는 고속회전하는 원형톱날블레이드(200)를 이용하여 철판을 절단하면서 발생하는 진동을 슬라이딩서포트(130)와 바이어싱수단으로 흡수하며, 슬라이딩서포트는 원형톱날과 접하는 면에 윤활제가 나오는 윤활관통공(131)이 설치되어져 있어, 윤활유공급도관(50a)를 통하여 윤활제가 공급되어 고속절단이 가능하도록 하였다.

위 특허의 경우 고속절단이 이루어지는 장점이 있으나 원형톱날과 슬라이딩서포트가 접하는 면에 윤활작용을 주기 위하여 윤활용 관통공을 설치하여야 하며, 이 슬라이딩서포트를 원형톱날에 밀착하기 위한 바이어싱수단이 공압혹은 유압으로 혹은 스프링에의하여 지지되어야 한다. 그 결과 가공이 슬라이딩서포트의 가공이 어렵고, 설치후에도 이 복잡한 배관을 통한 윤활유의 공급을 위한 수단이 복잡하여 생산원가의 상승이 되며, 운영유지에도 많은 어려움이 있다. 특히 슬라이딩 서포트에 복잡한 관통공을 형성하여야 하므로 사용가능한 재질이 관통공 형성이 손쉬운 강재질외에는 선택이 어려운 단점이 있다.

본 고안은 고속으로 회전하는 원형톱날의 진동과 마찰을 흡수하면서 톱날을 지지하기 위하여 강재(鋼材)가 아닌 세라믹재질을 이용하였으며, 세라믹재질중에서도 마찰이 가장 적으면서도 고온에 의한 열변성이 없도록 한 댐퍼를 이용한 원형톱날 지지장치를 제공하고자 한다.

본 고안은 고속으로 회전하는 원형톱날의 회전축에서 직접 원심력에 의하여 윤활제가 방사토록 하여 댐퍼와 원형톱날간의 마찰을 극소화하도록 하였다.

본 고안은 금속재를 원형톱날에 의하여 고속절단시 발생하는 진동을 원형톱날의 양면에 직접 댐퍼유니트들이 접하여 진동을 흡수하도록 하였다.

본 고안은 댐퍼유니트들을 통하여 직접 원형톱날과 접하는 면에 윤활제를 도포하도록 공급하지 않고, 원형톱날을 회전하도록 하는 회전축과 이 회전축 선단에 설치된 원형톱날을 잡아주는 커플러를 통하여 윤활제를 능동적으로 공급하도록 하여 원활한 윤활작용과 댐퍼유니트 가공문제를 해결하였다.

본 고안은 댐퍼 유니트에 대한 직접적인 윤활제 공급로 형성이 불필요하므로 댐퍼유니트로 다이아몬드, 지르코늄, 니오브(Nb), 세라믹 등 다양한 재질을 사용할 수 있어 윤활작용이 효과적으로 진행되며, 댐퍼유니트의 사용성, 가공성, 마찰저감효과 등이 극대화 되도록 하였다.

이상 본 고안의 고속절단용 원형톱날 댐퍼윤활장치는 고속회전하는 원형톱날의 환봉, 각봉 등의 강재절단 작동시 필연적으로 발생하는 진동을 댐퍼에 의하여 흡수하도록 한다. 그리고 이 댐퍼와 원형톱날간의 마찰에 의한 발열을 감소시키기위한 윤할작동은 원형톱날의 회전시 발생하는 원심력을 이용하여, 축윤활로를 통하여 공급된 윤활유가 원심력에 의하여 운활공급로(111)을 통하여 사방으로 확산한다. 따라서 윤활유를 공급하기 위하여 별도의 윤활공급로를 고강도의 댐퍼에 설치하는 복잡한 생산 공정이 불필요하게 되었다. 즉, 종래 원형톱날과의 직접적인 접촉시 발생하는 고온과 심한 마찰력을 견디기 위하여 주로 고강도 강재를 사용하여야 하는 재질적 한계가 필요없게 되었다. 즉, 마찰내구성이 뛰어나면서도 마찰계수가 낮은 각종 재질을 얼마든지 선택사용가능하게 한 것이다.

또한 공급된 윤활유는 고속회전하는 원형톱날 표면에서 원심력으로 360도 방향으로 흩어지게 되어 원형톱날의 전체면적에 균일하게 확산하게 되어 적은 양의 윤활유공급으로 최대의 마찰 저감효과를 얻을 수 있게 되었다.

본 고안은 고속 회전하는 강재 절단용 원형톱날의 절단 동작시 발생하는 진동을 흡수하는 저마찰 저변형성의 댐퍼윤활장치를 제공하고자 한다.

본 고안은 고속회전하는 원형톱날에 댐퍼를 이용하여 지지하도록 하되, 댐퍼와 원형톱날간의 밀착성을 일정하게 유지하기 위한 압박을 가하는 수단이 필요없다.

본 고안은 댐퍼유니트가 재질특성상 혹은 가공특성상 원형톱날간의 밀착성을 일정하게 유지할 필요가 있는 경우에는 댐퍼유니트 고정구와 댐퍼 유니트 간에 간단한 탄성체의 설치로 접촉성도 임의로 조절 가능하게 한다.

본 고안은 댐퍼와 원형톱날의 표면간에 마찰을 감소하기 위하여 윤활제를 도포함에 있어 고속회전하는 회전축의 원심력을 이용하여 윤활제가 톱날의 표면에 능동적으로 방사가능하게 한 윤활제 공급장치를 제공하고자 한다.

이하 본 고안의 대표적인 구성을 첨부한 도면에 의하여 구체적으로 설명한다.

도 2 는 본 고안의 본 고안의 조립상태사시도,

도 3 은 본 고안의 톱날과 커버체를 제거한 상태의 사시도,

도 4 는 본 고안의 분해 상태 사시도이고,

도 5 는 본 고안의 댐퍼유니트와 커플러 부분만을 도시한 사시도이다.

본 고안은 테이블상에 왕복운동가능하게 배치한 고정대와 이 고정대에 배치된 피절단물에 수직으로 하강하면서 절단하는 고속원형톱날이 배치된 강재절단장치에 있어서,

고속으로 회전하는 원형톱날(100)을 원형톱날의 일부만 하측으로 노출하도록 감싸는 한쌍의 커버체(105),

상기한 커버체의 내측에 고정되어 회전톱날의 블레이드면(100a)에 접하도록 하는 댐퍼유니트들(102),

상기한 원형톱날의 중앙에서 회전축(101)의 선단이 한 쌍의 커플러(104)에 의하여 고정되는 동시에 이 커플러에는 윤활유도공(110)이 도3에 도시하듯이 십자 형태로 형성되어져 있어 외부와 연결된 윤활공급로(111)에 의하여 윤활유가 공급가능하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 금속재의 고속절단용 원형톱날용 댐퍼윤활장치에 관한 것이다.

본 고안에서 회전축(101)과 원형톱날을 체결하기 위한 커플러는 원형톱날(100)을 고정하는 단순한 커플링기능은 물론이고, 커플러의 내측 즉, 원형톱날과 접하는 면에 윤활유도공(110)이 형성되어진다. 이 윤활유도공은 쌍으로 구성된 커플러의 양측에 모두 형성되어져 있고, 이 윤활유도공은 회전축에 형성된 축윤활로(112)와 연통되어져 이곳을 통하여 윤활유가 이동이 자유롭도록 하였다.

본 고안에서 회전톱날의 블레이드면(100a)에 접하도록 하는 댐퍼유니트들(102)는 유니트고정구(102a)에 의하여 커버체의 내측에 고정되며, 이 유니트 고정구와 댐퍼유니트 사이에는 필요에 따라 탄성체(102b)가 설치되어져 원형톱날과 탄성적으로 접하도록 한다.

댐퍼유니트는 고온고압에서 견디면서 마찰을 적게 하는 지르코니아, 세라믹, 엔지니어링플라스틱 중의 어느 하나 혹은 세라믹 재질로 구성한다. 댐퍼유니트는 톱날이 회전할 때 그 회전중 절삭되어지는 강재와 접하면서 발생하는 진동을 흡수 제거하는 기능을 갖는 것으로, 마찰이 적으면서 내마모성이 강한 것은 어떠한 것도 채택이 가능하다.

도 1 은 종래 원형톱날 댐퍼윤활장치가 설치된 절단기의 사시도,

도 2 는 본 고안의 조립상태사시도,

도 3 은 본 고안의 톱날과 커버체를 제거한 상태의 사시도,

도 4 는 본 고안의 분해 상태 사시도,

도 5 는 본 고안의 커플러와 댐퍼유니트부분만을 도시한 사시도임.

Claims (4)

1. 테이블상에 왕복운동가능하게 배치한 고정대와 이 고정대에 배치된 피절단물에 수직으로 하강하면서 절단하는 고속원형톱날(100)을 원형톱날의 일부만 하측으로 노출하도록 감싸는 한쌍의 커버체(105), 상기한 커버체의 내측에 고정되어 회전톱날의 블레이드면(100a)에 접하도록 하는 댐퍼유니트들(102), 상기한 원형톱날을 회전력을 부여하는 회전축(101)의 선단에 한 쌍의 커플러(104)를 설치하고, 이 커플러쌍에 의하여 원형톱날을 고정하되 이 커플러의 내측면에는 윤활유가 공급가능하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 금속재의 고속절단용 원형톱날용 댐퍼윤활장치에 있어서,

   회전축(101)에 형성된 축윤활로(112)와 커플러에 십자형태로 형성된 윤활유도공(110)이 서로 연통되어지도록 설치하며,

   회전톱날의 블레이드면(100a)에 접하는 댐퍼유니트들(102)이 세라믹재질로 구성하는 것을 특징으로 하는 금속재의 고속절단용 원형톱날 댐퍼윤활장치.
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