KR20050093152A - 주물사 파쇄장치 - Google Patents

Abstract

주물사 파쇄장치가 개시된다. 개시된 주물사 파쇄장치는, 주물사로 주형을 만들어 용탕을 주입해 주물용 제품을 생산하는 공정에서 상기 제품을 취출하기 위하여 상기 주물사를 제거하는 주물사 파쇄장치에 있어서, 베이스와; 상기 베이스에 수직으로 설치된 원통형의 슬라이딩부재와; 상기 슬라이딩부재에 승강 가능하게 설치되어 프레임과; 상기 베이스의 상부에 배치된 지지부재에 설치되어 상기 프레임의 상부에서 상기 프레임을 승강시키는 실린더장치와; 상기 프레임의 적어도 하나가 회동 가능하게 설치되어 상기 베이스의 하부에 있는 주형의 주물사를 파쇄하는 파쇄기와; 상기 파쇄기와 연결되어 상기 프레임에 설치되어 상기 파쇄기를 작동시키는 파쇄실린더;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 파쇄 효과의 극대화로 주물사의 회수율을 증대시킬 수 있고, 파쇄툴이 낱개의 조립식으로 구성되어 파쇄툴의 교체가 용이하여 교체 편의성을 증대시킬 수 있는 동시에, 교체되는 파쇄툴이 경량(low weight)이어서 작업자의 안전성을 향상시킬 수 있으며, 작업이 편리하다는 이점이 있다.

Description

주물사 파쇄장치{APPARATUS FOR CRUSHING GREEN SAND}

본 발명은 주물사 파쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파쇄 효과의 극대화로 주물사의 회수율을 증대시키고, 작업자의 안전성을 향상시키기 위한 주물사 파쇄장치에 관한 것이다.

주물사로 주형을 만들어 용탕을 주입해 주물품을 생산하는 공정에서 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 주형(flask)(10)의 제품(11)을 취출하기 위하여 주물사 파쇄장치(20)의 회전식 커터(cutter)(21)를 이용하여 상형의 주물사(12)를 제거한다. 그리고 주형(10)을 덤핑(dumping)하여 상형 주물사(12)를 제거한 후, 제품(11)을 취출한다.

상기 회전식 커터(21)는 모터(22) 및 실린더(23)에 의해 작동된다.

상기한 바와 같이 상형 주물사(12)를 제거하는 목적은, 주물사 처리 공정을 거쳐 재활용이 가능하기 때문이다. 반면, 코어샌드(core sand)의 경우에는 시도는 하고 있으나 재활용이 거의 불가능하고, 재활용 비용이 높으며, 재활용 모래 사용시 불량 발생이 많다. 따라서 고가의 주물사를 재활용하기 위해서는 코어샌드와 혼류되지 않은 상태의 주물사를 회수하는 것이 필요하다.

이를 위해 상형의 주물사(12)는 파쇄한 후, 덤핑 공정에서 회수를 하고, 하형의 주물사(13)는 제품(11)과 함께 코어샌드를 취출한 후 아웃 펀치(out-punch)를 통해 전량 회수한다.

그런데, 상기와 같은 종래의 기술은, 주물사 회수율이 낮다. 즉, 주물 불량 방지용 가스 핀(gas pin) 및 오버플로 핀(over flow pin)(14) 등의 간섭에 의해 극히 일부의 주물사만 파쇄해 처리하므로 주물사 회수율이 극히 저조하다.

도 2에서 참조부호 A는 주물사를 파쇄하여도 잔류된 주물사를 나타내 보인 것이다.

상기한 핀(14) 부위에 커터(21)의 접촉시, 이 커터(21)의 파손 및 길이 방향 측면 접근에 의한 부하 과다로 과부하 정지가 다수 발생된다. 따라서 제품(11) 취출시 함께 분리되는 다량의 주물사는 재활용이 불가능한 코어샌드와 혼합되어 역시 재활용이 불가하게 된다.

그리고 상기와 같이 주물사의 회수율 저하에 따른 재활용율이 낮아 신사(新砂)가 많이 투입되어야 하므로 원가가 상승된다.

또한 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 후공정 제품 취출 공정에서 다량의 잔류된 주물사(31)의 간섭으로 제품(11)의 추락이 발생하고, 제품(11)의 잔류 주물사(A)의 과다에 의한 클램핑장치(30)의 클램핑(clamping) 불량으로 잦은 제품(11) 낙하에 의해 가동률이 저하되고, 폐기 주물사 처리비용의 증가 및 환경오염의 요인이 된다.

그리고 상기한 회전식 커터(21)의 중량 과다로 교체작업시 안전사고가 증가되고, 상기한 커터(21)가 회전식이어서 빠른 속도로 모래에 접촉되면서 마모 역시 급격히 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 포크레인의 포크 형상을 응용한 파쇄기를 적용하여 가스 핀 및 오버플로 핀 등을 함께 파쇄함으로써 주물사의 회수율을 높이도록 한 주물사 파쇄장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주물사 파쇄장치는, 주물사로 주형을 만들어 용탕을 주입해 주물용 제품을 생산하는 공정에서 상기 제품을 취출하기 위하여 상기 주물사를 제거하는 주물사 파쇄장치에 있어서, 베이스와; 상기 베이스에 수직으로 설치된 원통형의 슬라이딩부재와; 상기 슬라이딩부재에 승강 가능하게 설치되어 프레임과; 상기 베이스의 상부에 배치된 지지부재에 설치되어 상기 프레임의 상부에서 상기 프레임을 승강시키는 실린더장치와; 상기 프레임의 적어도 하나가 회동 가능하게 설치되어 상기 베이스의 하부에 있는 주형의 주물사를 파쇄하는 파쇄기와; 상기 파쇄기와 연결되어 상기 프레임에 설치되어 상기 파쇄기를 작동시키는 파쇄실린더;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4에는 본 발명에 따른 주물사 파쇄장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 일부 상세도가 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 주물사 파쇄장치는, 주물사로 주형(40)을 만들어 이에 용탕을 주입해 주물용 제품을 생산하는 공정에서 제품을 취출하기 위하여 주물사를 제거하는 것으로, 베이스(51)와, 이 베이스(51)에 수직으로 설치된 원통형의 슬라이딩부재(52)와, 이 슬라이딩부재(52)에 승강 가능하게 설치되어 프레임(53)과, 상기 베이스(51)의 상부에 배치된 지지부재(54)에 설치되어 프레임(53)의 상부에서 이 프레임(53)을 승강시키는 실린더장치(55)와, 상기 프레임(53)에 적어도 하나가 회동 가능하게 설치되어 베이스의 하부에 있는 주형(40)의 주물사를 파쇄하는 파쇄기(60)와, 이 파쇄기(60)를 작동시키도록 상기 프레임(53)에 설치된 파쇄실린더(56)를 포함하여 구성된다.

상기 파쇄기(60) 및 파쇄실린더(56)는 효과적으로 주물사를 파쇄하기 위해 프레임(53)의 좌우측에 각각 설치된다.

그리고 상기 파쇄기(60)는 포크레인의 포크 형상으로 이루어진 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 파쇄프레임(61)과, 이 파쇄프레임(61)의 하부에서 이 파쇄프레임(61)에 수평되게 설치된 샤프트(62)와, 이 샤프트(62)에 일정 간격을 두고 다수개가 설치되어 주물사를 파쇄하는 파쇄툴(tool)(63)을 포함하여 구성된다.

특히, 상기 파쇄기(60)와 파쇄실린더(56)는 힌지파트(hinge part)(64)에 의해 서로 연결된다. 상기 힌지파트(64)는 분진 및 마모에 견딜 수 있도록 하기 위해 분진방지용 실(seal)이 부착된 구면 베어링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기와 같이 구성된 상기 파쇄기(60)를 보다 상세하게 도시한 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 파쇄기(60)에는 이 파쇄기(60)의 샤프트(62)의 상부 일측으로 파쇄프레임(61)에 샤프트(62)와 나란하게 설치되어 파쇄기(60) 작동시 이의 유동을 방지하는 유동방지용 스톱퍼(stopper)(65)가 구비된다.

또한 상기 각각의 파쇄툴(63) 사이에는 이 파쇄툴(63)이 일정한 간격을 유지할 수 있도록 샤프트(62)에 다수개가 설치된 스페이서(spacer)(66)가 구비된다.

그리고 상기 파쇄프레임(61)의 적어도 일 측면에는 샤프트(62)의 회전을 방지하기 위해 일단은 파쇄프레임(61)에 장착되고, 타단은 샤프트(62)의 단부에 끼워져 설치된 회전방지용 스톱퍼(67)가 구비된다.

또한 상기 파쇄프레임(61)은 고열에 견딜 수 있는 내열강으로 이루어져 고열에도 항상 강도를 유지할 수 있도록 하며, 제작 후 반드시 소둔 처리를 실시한다. 그리고 상기 파쇄툴(63)은 주물사와 버어(burr)와 가장 많은 접촉이 예상되므로 내열, 내마모, 내충격의 강성을 유지하기 위해 SKD-11종으로 이루어진다.

그리고 상기 파쇄툴(63)은 고온의 공기(hot air)에 대비하여 내열용 소재로 구비되고, 적정 압력으로 제어할 수 있도록 회로 및 동조기구를 적용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 파쇄툴(63)을 지지하는 샤프트(62)는 파쇄툴(63)의 마모에 대비하여 빠른 교체가 가능하고 고열의 주물사 및 각종 분진에 견딜 수 있도록 구비된다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 여러 개의 상기 파쇄툴(63) 중에 문제가 발생하게 되면 회전방지용 스톱퍼(67)를 해제한 후, 샤프트(62)를 돌림으로써 문제가 발생된 파쇄툴(63)을 쉽게 빼내어 교체할 수 있다. 그리고 새로운 파쇄툴(63)을 상기한 바의 역순으로 삽입한 후, 샤프트(62)를 회전시켜 고정하고, 상기 회전방지용 스톱퍼(67)로 고정한다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 주물사 파쇄장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 9a 내지 9e에는 본 발명에 따른 주물사 파쇄장치의 공정 흐름도가 각각 순차적으로 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 우선, 제품이 주입된 주형(40)이 본 발명에 따른 주물사 파쇄장치에 도착되면, 도 9a에 도시된 바와 같이 파쇄장치의 작동은 아직 하지 않고 있는 원위치 자세를 취하고 있다.

그런 후, 도 9b에 도시된 바와 같이 실린더장치가 작동되어 주물사를 파쇄하는 파쇄기(60)가 하강된다.

이어서, 도 9c에 도시된 바와 같이 파쇄실린더(56)가 전진을 하여 주형(40)상의 주물사를 파쇄한다.

그리고 주물사 파쇄가 완료되면, 도 9d에 도시된 바와 같이 파쇄실린더(56)가 후진을 하고, 도 9e에 도시된 바와 같이 실린더장치(55)에 의해 파쇄기(60)가 상승하게 된다.

이와 같이 포크레인의 포크 형상을 응용한 파쇄기(60)가 채용된 본 발명에 따른 주물사 파쇄장치를 적용함으로써, 주형(40)상의 가스핀 및 오버플로 핀 등을 함께 파쇄함으로써 주물사 회수율을 높인다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 주물사 파쇄장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

파쇄 효과의 극대화로 주물사의 회수율을 증대시킬 수 있고, 파쇄툴이 낱개의 조립식으로 구성되어 파쇄툴의 교체가 용이하여 교체 편의성을 증대시킬 수 있는 동시에, 교체되는 파쇄툴이 경량(low weight)이어서 작업자의 안전성을 향상시킬 수 있고, 작업이 편리하다.

또한 파쇄툴이 주물사에 거의 직각으로 접촉되므로 회전 접촉시보다 마모율이 낮아 이의 교체 주기가 길어지고, 마모된 파쇄툴만 쉽게 교체가 가능하여 원가절감 및 작업성을 향상시킬 수 있다.

그리고 회수된 폐 주물사의 재활용율 증대로 환경오염을 감소시킬 수 있다.

또한 제품 취출시 잔류 주물사 감소로 클래핑이 용이하여 제품의 낙하를 방지할 수 있어 결국 가동률을 향상시킬 수 있다.

기존의 장치는 모터와 실린더에 의해 구동되었던 것을 실린더에 의해서만 구동시킬 수 있어 장치가 전반적으로 단순화되고, 제작비용이 절감된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 일반적인 주형의 구조를 나타내 보인 도면.

도 2는 종래의 기술에 따른 주물사 파쇄장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 3a 및 도 3b는 주형을 클램핑 작동하는 상태를 나타내 보인 도면.

도 4는 본 발명에 따른 주물사 파쇄장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 5는 도 4의 일부 구성을 나타내 보다 상세하게 나타내 보인 도면.

도 6은 도 4의 파쇄기의 구성을 보다 상세하게 나타내 보인 조립도.

도 7은 도 6의 분해도.

도 8은 파쇄기의 파쇄툴을 교체하는 순서를 나타내 보인 도면.

도 9는 본 발명에 따른 주물사 파쇄장치의 작동순서를 순차적으로 나타내 보인 개략적인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

51. 베이스 52. 슬라이딩부재

53. 프레임 54. 지지부재

55. 실린더장치 56. 파쇄실린더

60. 파쇄기 61. 파쇄프레임

62. 샤프트 63. 파쇄툴

64. 힌지파트 65. 유동방지용 스톱퍼

66. 스페이서 67. 회전방지용 스톱퍼

Claims (10)

1. 주물사로 주형을 만들어 용탕을 주입해 주물용 제품을 생산하는 공정에서 상기 제품을 취출하기 위하여 상기 주물사를 제거하는 주물사 파쇄장치에 있어서,

   베이스와;

   상기 베이스에 수직으로 설치된 원통형의 슬라이딩부재와;

   상기 슬라이딩부재에 승강 가능하게 설치되어 프레임과;

   상기 베이스의 상부에 배치된 지지부재에 설치되어 상기 프레임의 상부에서 상기 프레임을 승강시키는 실린더장치와;

   상기 프레임의 적어도 하나가 회동 가능하게 설치되어 상기 베이스의 하부에 있는 주형의 주물사를 파쇄하는 파쇄기와;

   상기 파쇄기와 연결되어 상기 프레임에 설치되어 상기 파쇄기를 작동시키는 파쇄실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주물사 파쇄장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 파쇄기 및 상기 파쇄실린더는 상기 프레임의 좌우측에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 주물사 파쇄장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 파쇄기는 포크레인의 포크 형상으로 이루어진 것으로,

   파쇄프레임과;

   상기 파쇄프레임의 하부에서 상기 파쇄프레임에 수평되게 설치된 샤프트와;

   상기 샤프트에 일정 간격을 두고 다수개가 설치되어 상기 주물사를 파쇄하는 파쇄툴;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 주물사 파쇄장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 샤프트의 상부 일측으로 상기 파쇄프레임에 상기 샤프트와 나란하게 설치되어 상기 파쇄기 작동시 이의 유동을 방지하는 유동방지용 스톱퍼를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 주물사 파쇄장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 각각의 파쇄툴 사이에는 상기 파쇄툴이 일정한 간격을 유지할 수 있도록 상기 샤프트에 다수개가 설치된 스페이서를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 주물사 파쇄장치.
6. 제3항에 있어서,

   상기 파쇄프레임의 적어도 일 측면에는 상기 샤프트의 회전을 방지하기 위해 일단은 상기 파쇄프레임에 장착되고, 타단은 상기 샤프트의 단부에 끼워져 설치된 회전방지용 스톱퍼를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 주물사 파쇄장치.
7. 제3항에 있어서,

   상기 파쇄프레임은 고열에 견딜 수 있는 내열강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 주물사 파쇄장치.
8. 제3항에 있어서,

   상기 파쇄툴은 내열, 내마모, 내충격의 강성을 유지하기 위해 SKD-11종으로 이루어진 것을 특징으로 하는 주물사 파쇄장치.
9. 제3항에 있어서,

   상기 파쇄기와 상기 파쇄실린더는 힌지파트에 의해 서로 연결된 것을 특징으로 하는 주물사 파쇄장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 힌지파트는 분진 및 마모에 견딜 수 있도록 분진방지용 실(seal)이 부착된 구면 베어링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 주물사 파쇄장치.