KR200464573Y1 - 셀프 센터링 타입 호올 절삭가공장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 호올 절삭 가공장치에 관한 것으로, 특히 원자력 발전소에서 원자로 냉각재의 압력조절을 위하여 설치되는 가압기의 압력상승 조정용 전열기를 절삭가공하기 위하여 사용되는 셀프 센터링 타입 호올 절삭가공장치에 관한 것이다.
본 고안은 공구의 센터링을 위해 가공날 상부에 가이드 역할을 할 수 있도록 장착된 베어링과, 절삭 부위에서 가공 시 발생되는 열을 냉각하기 위하여 가공날 상부까지 중심에 가공 형성한 절삭냉각유 공급홀과, 그리고 고착 전열기 가공길이가 긴 경우 공구를 연결하여 사용할 수 있도록 마련된 별도의 연결부를 포함하여 이루어지는 셀프센터링 타입 호올 절삭 가공장치를 제공한다.

Description

셀프 센터링 타입 호올 절삭가공장치{Self centering type hole cutting tool}

본 고안은 호올 절삭 가공장치에 관한 것으로, 특히 원자력 발전소에서 원자로 냉각재의 압력조절을 위하여 설치되는 가압기의 압력상승 조정용 전열기를 절삭가공하기 위하여 사용되는 셀프 센터링 타입 호올 절삭가공장치에 관한 것이다.

종래의 경우 공구의 직진도 및 진원도 불량과 슬리브에만 장비를 고정하는 형태로 되어 있어 작업시 떨림 현상에 의해 내면의 정밀가공이 어렵고, 고착 전열기 제거공구 사용시 절삭 바이트를 이용하여 전열기 내경을 가공하는 형태로 바이트를 수동으로 조작하여 작업을 수행하므로 전열기와 슬리브가 함께 가공될 우려가 있고 공구의 정밀도 및 장비의 떨림 현상으로 가공이 어려운 실정이다.

즉, 가압기 전열기는 가압기 본체에 용접된 슬리브내에 삽입되고 슬리브 끝단과 전열기를 씰 웰딩(Seal Welding)하는 방법으로 설치되어 있고, 슬리브와 전열기는 직경기준 0.5mm(반경기준 0.25mm) 정도의 틈새가 있으므로 가압기 내부 측에서는 이물질의 유입이 가능하고 전열기가 손상되는 과정에서 전열기 외피의 터짐이나 전열기 휨(벤딩)의 발생 등으로 고착 가능성이 상존하며, 슬리브는 가압기 내측에서 용접 및 클래딩 되어 있으며 원자로 냉각재의 압력 경계를 구성하는 중요한 요소로 어떠한 경우에도 손상되어서는 안되며, 손상 시 교체는 현실적으로 매우 어렵고 심각한 경제적 손실을 수반하게 된다.

또한, 고착된 가압기 전열기의 교체작업은 슬리브내의 전열기를 절삭 가공하여 제거한 후 신품을 설치하여야 하나 다음과 같은 문제점이 발생하고 있다.

첫째, 절삭 가공해야할 깊이가 400mm 정도로 깊은데 비하여 전열기 외경이 31.8mm 정도여서 가공 시 가공 공구(드릴)의 떨림과 런 아웃 발생으로 정밀가공이 어려운 점과,

둘째, 전열기와 슬리브와의 틈새가 직경기준 0.5mm(반경기준 0.25mm) 정도이나 실제는 직접 접촉된 부위가 많다는 점,

셋째, 가압기 및 슬리브의 직립도가 정확하지 않고 슬리브의 경우 가압기에 설치하는 과정에서의 용접변형이나 설치 오차 등으로 모든 슬리브가 동일한 직립도를 가지고 있지 못하며 슬리브내에 설치된 전열기 또한 슬리브 내경과 동일한 틈새를 가지고 정확하게 설치되어 있지 않은 점,

넷째, 가공방향이 상향이고 가공 공간이 좁은 고 방사선 쪼임 구역이라는 취약점이 있다.

또한, 기존 고착 전열기 제거장비 사용에 있어서 고착 전열기 제거 관련 제작사의 제거장비의 경우, 목업을 대상으로 작업을 수행한 결과 절삭 공구의 가이드역할을 충분히 할 수 있도록 전열기 내면의 산화마그네슘 및 열선 제거 후 내면가공을 하였으나 공구의 직진도 및 진원도 불량과 슬리브에만 장비를 고정하는 형태로 되어 있어 작업시 떨림 현상에 의해 내면의 정밀가공이 어려운 상태이고, 고착 전열기 제거공구 사용시 절삭 바이트를 이용하여 전열기 내경을 가공하는 형태로 바이트를 수동으로 조작하여 작업을 수행하므로 전열기와 슬리브가 가공될 우려가 있고 공구의 정밀도 및 장비의 떨림 현상으로 가공이 어려운 상태로서, 이러한 이유로 제작사 제거장비는 사용이 불가능한 단점이 있다.

또한, 고착 전열기 제거장비에 있어서는, 절삭 드릴의 떨림과 드릴 끝단의 런-아웃이 커서 목업을 대상으로 시험 가공한 결과 슬리브 내면에 심각한 손상을 유발시키게 되고, 장비만 확보하고 작업 단계별로 소요되는 특수공구 및 작업방법에 대한 기술개발이 안 돼 전열기와 장비 센터링이 불가능하고, 즉, 드릴과 전열기가 일직선 상태를 유지하면서 가공할 수 없어 슬리브 손상을 유발시키는 문제점이 발생되고 있다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 연구 개발이 이루어졌다.

본 고안의 목적은 가압기 슬리브 내면에 손상을 주지 않고 고착된 전열기만을 가공하고, 가공 부위의 과열 방지 및 절삭 능력을 향상시키며, 작업 수행 중에 발생하는 가공날의 마모를 손쉽게 재생하여 사용하고자 함에 있다.

본 고안은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 공구의 센터링을 위해 가공날 상부에 가이드 역할을 할 수 있도록 장착된 베어링과, 절삭 부위에서 가공 시 발생되는 열을 냉각하기 위하여 가공날 상부까지 중심에 가공 형성한 절삭냉각유 공급홀과, 그리고 고착 전열기 가공길이가 긴 경우 공구를 연결하여 사용할 수 있도록 마련된 별도의 연결부를 포함하여 이루어지는 셀프센터링 타입 호올 절삭 가공장치를 제공한다.

그리하여 본 고안에 의하면, 가압기 전열기 교체작업의 신뢰성 및 품질을 확보하고, 사용불능 상태의 가압기 전열기를 정상화함으로서 원전의 안전성을 제고하며, 전열기 고착시 슬리브의 손상 없이 인출을 할 수 있도록 하여 가압기의 건전성 확보에 따라 경제적으로 유용하게 활용할 수 있게 된다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일례로서 조립상태 외관 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 도 1의 일부 생략 요부 확대 종단면도,
도 4는 도 3의 베어링 부분에 대한 확대 종단면도,
도 5는 도 1의 연결부재에 대한 확대 종단면도,
도 6은 본 고안의 다른 일례로서 일부 절결 외관도,
도 7은 본 고안의 사용 상태도,
도 8은 도 7의 "A" 부분 확대도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 예를 중심으로 보다 상세하고도 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 고안의 바람직한 예에 의하면, 봉 형태로 길게 형성된 본체(1)와, 상기 본체(1)의 중간에 고정 설치되는 가공날(2)과, 상기 본체(1)의 상부 위치로서 상기 가공날(2)이 설치된 부위의 상부 위치에 마련되고 상기 본체(1)의 센터링과 가이드 역할을 할 수 있도록 장착된 베어링(3,3)과, 그리고 상기 가공날(2)의 절삭 부위에서 가공 시 발생되는 열을 냉각하기 위하여 본체(1)의 중심 전체에 걸쳐 관통되게 가공 형성한 절삭냉각유 공급호올(4)을 포함하여 이루어지게 된다.

그리고, 절삭가공을 행하고자 하는 고착 전열기의 내부 가공길이가 적정길이 이상으로 길게 형성된 경우, 상기 본체(1)의 하부에 연결하여 사용할 수 있도록 마련된 별도의 연결부재(5)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

이때, 상기 본체(1)의 중간에 고정 설치되는 가공날(2)은 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이 절삭공구인 브로치 형태로 그 구성이 이루어지거나 아니면 도 6에 도시한 바와 같이 다른 절삭공구 형태인 드릴 형태로 구성이 이루어질 수 있다.

또한, 상기 베어링(3,3)은, 상기 본체(1)의 외측에 형성한 상,하부 장착홈(10,10)과, 상기 상,하부 장착홈(10,10)에 결합되는 복수개의 롤러베어링(30,30)과, 그리고 이들 롤러베어링(30,30)을 외부에서 감싸고 각각 베어링홈(32,32)이 형성된 베어링 하우징(34,34)이 서로 결합되어 이루어져 상기 본체(1)의 센터링과 가이드 역할을 할 수 있도록 이루어지게 된다.

그리고, 절삭가공을 행하고자 하는 고착 전열기의 내부 가공길이가 적정길이 이상으로 길게 형성된 경우, 상기 본체(1)의 하부에 연결하여 사용할 수 있도록 마련된 별도의 연결부재(5)는 연장바아(50)의 일측에 일체로 구성되고 내측 중심에 결합홈(51)이 마련된 결합부(54)를 갖추어 상기 본체(1)가 상기 결합홈(51)에 끼워 결합될 수 있게 이루어지되, 상기 결합홈(51)은 상부결합홈(52)과 하부결합홈(53)이 서로 단차를 이루어 연통되게 구성되어 하부결합홈(53)엔 테프론링(55)이 끼워 결합되고 상부결합홈(52)엔 본체(1)의 하부가 끼워 결합되며, 상기 결합부(54)엔 상부핀공(56) 및 하부핀공(57)이 상부결합홈(52)의 일측과 서로 연통되게 관통 형성되고 상기 본체(1)엔 상기 상,하부 핀공(56,57)과 서로 대응되는 위치에 상하부핀홈(12,14)을 각각 형성하여 결합시 상기 본체(1)를 상기 상부결합홈(52)에 결합하고 상기 상,하부핀공(12,14)에 각각 상,하부핀(58,59)을 끼워 결합하여 상기 본체(1)의 상하부핀홈(12,14)에도 동시에 끼워 맞춤이 이루어져 상호 고정 결합이 가능하게 이루어진다.

이때, 상기 연결부재(5)의 중심 내측에는 전술한 본체(1)의 절삭냉각유 공급호올(4)과 서로 연통되는 절삭냉각유 공급공(60)이 마련되어 본체(1)와 연결부재(5)의 상호 결합시에 이들 절삭냉각유 공급호올(4)과 절삭냉각유 공급공(60)이 서로 연통될 수 있게 구성된다.

이와 같이 이루어지는 본 고안은 다음과 같이 작동이 이루어지게 된다.

본 고안인 셀프 센터링 타입 호올 절삭가공장치를 이용하여 절삭작업을 수행하고자 하는 경우 도 7 및 도 8에 예시한 바와 같이, 내부에 구동기(6)를 갖춘 구동기본체(7)의 일측에 장착하여 가압기(8)에 있어서 여러 전열기가 설치된 것 중 절삭작업을 요하는 어느 하나의 전열기(9)를 선택하여 그 해당부위로 이동 거치하고 절삭작업을 수행하게 된다.

이때, 전열기(9)의 절삭작업이 요하는 내부의 전체 길이가 긴 경우에는 본체(1)와 연결부재(5)를 서로 결합한 상태에서 활용하고 그렇지 아니한 경우에는 연결부재(5) 없이 본체(1)만을 장착하여 활용하게 된다.

본체(1)의 가공날(2) 상부에 위치하게 되는 베어링(3,3)을 포함한 선단부를 절삭가공을 하고자 하는 전열기(9)의 끝단 내측으로 정위시키고 나서 구동기(6)를 작동시키게 되면 본체(1)를 서서히 상승시키면서 가공날(2)이 전열기(9)의 내부를 절삭가공하게 되며, 이때 베어링(3,3)은 전열기(9)의 내벽과 맞닿아 스스로 중심을 맞추면서 위와 같은 절삭가공이 가능하게 된다.

이때, 가공날(2)의 절삭가공부위에서 과열되는 것을 방지하기 위하여 절삭냉각유 공급공(60) 및 절삭냉각유 공급호올(4)을 이용하여 하부로부터 절삭냉각유를 공급하게 되면 절삭냉각유가 내부로 공급되어 냉각작동이 이루어질 수 있다.

또한, 본체(1)와 연결부재(5)를 서로 결합하는 경우 연결부재(5)의 결합홈 중 하부결합홈(53)에 테프론링(55)이 끼워 결합되어 있어 전술한 절삭냉각유의 내부 공급시 외부로 누출되지 않고 안전하게 공급이 이루어질 수 있게 된다.

그리하여 본 고안에 의하면, 가압기(8)의 전열기(9) 교체작업의 신뢰성 및 품질을 확보하고, 사용불능 상태의 가압기(8)의 전열기(9)를 정상화함으로서 원전의 안전성을 제고하며, 전열기(9) 고착시 슬리브의 손상 없이 인출할 수 있도록 하여 가압기(8)의 건전성 확보에 따라 경제적으로 유용하게 활용할 수 있게 된다.

1: 본체, 2: 가공날,
3: 베어링, 4: 절삭냉각유 공급호올,
5: 연결부재, 6: 구동기,
7: 구동기본체, 8: 가압기,
9: 전열기, 10: 장착홈,
12,14: 핀홈, 30: 롤러베어링,
32: 베어링홈, 34: 베어링하우징,
50: 연장바아, 51: 결합홈,
52: 상부결합홈, 53: 하부결합홈,
54: 결합부, 55: 테프론링,
56: 상부핀공, 57: 하부핀공,
58: 상부핀, 59: 하부핀

Claims (7)

1. 봉 형태로 길게 형성된 본체(1)와, 상기 본체(1)의 중간에 고정 설치되는 가공날(2)과, 상기 본체(1)의 상부 위치로서 상기 가공날(2)이 설치된 부위의 상부 위치에 마련되고 상기 본체(1)의 센터링과 가이드 역할을 할 수 있도록 장착된 베어링(3,3)과, 그리고 상기 가공날(2)의 절삭 부위에서 가공 시 발생되는 열을 냉각하기 위하여 본체(1)의 중심 전체에 걸쳐 관통되게 가공 형성한 절삭냉각유 공급호올(4)을 포함하여 이루어지되,
   상기 본체(1)의 하부에 연결하여 사용할 수 있도록 별도의 연결부재(5)를 더 포함하고, 상기 연결부재(5)는 연장바아(50)의 일측에 일체로 구성되고 내측 중심에 결합홈(51)이 마련된 결합부(54)를 갖추어 상기 본체(1)가 상기 결합홈(51)에 끼워 결합될 수 있게 이루어지되, 상기 결합홈(51)은 상부결합홈(52)과 하부결합홈(53)이 서로 단차를 이루어 연통되게 구성되어 하부결합홈(53)엔 테프론링(55)이 끼워 결합되고 상부결합홈(52)엔 본체(1)의 하부가 끼워 결합되며, 상기 결합부(54)엔 상부핀공(56) 및 하부핀공(57)이 상부결합홈(52)의 일측과 서로 연통되게 관통 형성되고 상기 본체(1)엔 상기 상,하부 핀공(56,57)과 서로 대응되는 위치에 상하부핀홈(12,14)을 각각 형성하여 결합시 상기 본체(1)를 상기 상부결합홈(52)에 결합하고 상기 상,하부핀공(12,14)에 각각 상,하부핀(58,59)을 끼워 결합하여 상기 본체(1)의 상하부핀홈(12,14)에도 동시에 끼워 맞춤이 이루어져 상호 고정 결합이 가능하게 이루어지고,
   상기 연결부재(5)의 중심 내측에는 상기 본체(1)의 절삭냉각유 공급호올(4)과 서로 연통되는 절삭냉각유 공급공(60)이 마련되어 본체(1)와 연결부재(5)의 상호 결합시에 이들 절삭냉각유 공급호올(4)과 절삭냉각유 공급공(60)이 서로 연통될 수 있게 구성되며,
   상기 베어링(3,3)은, 상기 본체(1)의 외측에 형성한 상,하부 장착홈(10,10)과, 상기 상,하부 장착홈(10,10)에 결합되는 복수개의 롤러베어링(30,30)과, 그리고 이들 롤러베어링(30,30)을 외부에서 감싸고 각각 베어링홈(32,32)이 형성된 베어링 하우징(34,34)이 서로 결합되어 이루어져 상기 본체(1)의 센터링과 가이드 역할을 할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀프 센터링 타입 호올 절삭가공장치.
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