KR20090109399A - 플랜지 제조방법 및 플랜지용 평철면 가공장치 - Google Patents

Abstract

평판 플랜지 또는 엔드 파이프가 부착된 플랜지의 제조방법 및 플랜지용 평철면 가공장치에 대해서 개시한다. 본 발명의 가장 큰 특징은, 평판 플랜지에 직접 사용되거나, 엔드 파이프에 사용되는 평철의 면을 미리 매끄럽게 가공한 후에 플랜지를 제조함으로써 플랜지의 기밀성을 높일 수 있다는 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 플랜지에 사용되는 평철을 수평 이동시키면서 그 면을 가공하는 장치에 대해서도 개시하고 있다.

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Description

플랜지 제조방법 및 플랜지용 평철면 가공장치 {Method for fabricating flange and apparatus for finishing the surface of steel flat bar for use in flange}

본 발명은 일반적으로 플랜지 분야의 기술에 관한 것으로, 특히 플랜지 제조방법 및 플랜지용 평철면 가공장치에 관한 것이다.

통상적으로 플랜지는 그 형태에 따라 여러 가지 방법으로 만들어진다.

도 1은 종래기술에 따른 평판형 플랜지를 제조하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 두께 10㎜, 폭 50 내지 100㎜인 평철(100)을 얇은 두께의 측부가 내경면이 되도록 화살표 A, A' 방향으로 벤딩(bending)하여 단면들(C, C')을 맞대기 용접하고, 용접 부위를 절삭하거나 연마하여 평탄하게 가공함으로써 평판형 플랜지(104)의 기본 구조를 제작할 수 있음을 알 수 있다. 평판형 플랜지(104)의 기본 구조를 만든 이후에는 평판형 플랜지(104)의 플랜지면(106)을 평탄도가 높게 정밀가공하는 절차를 거치는데, 그 이유는 플랜지 제품의 최종 수요 자(end user)들이, 높은 면가공 정밀도를 가지면서 체결시에 플랜지면에서의 기밀 유지가 탁월한 플랜지 제품을 선호하고 있기 때문이다. 즉, 플랜지가 체결되어 맞닿는 면이 낮은 면가공 정밀도를 가져서 표면 거칠기가 심하면 기밀을 유지하기에 부적합하기 때문이다.

그런데, 이와 같은 평판형 플랜지(104)의 플랜지면(106)을 정밀 가공함에 있어서, 평판형 플랜지(104)의 기본 구조를 완성한 후에 가공을 행하게 된다면, 평판형 플랜지(104)의 외경(R)이 큰 경우에 이를 용이하게 가공할 적당한 장치가 없다는 문제가 있다. 따라서, 이를 핸드 그라인더 등으로 연마하여 해결하는 경우가 많은데, 이 경우에는 가공정밀도가 낮은 뿐 아니라, 제품 제작단가도 상승한다는 문제가 있다.

한편, 평판 플랜지의 기본 구조에 엔드 파이프를 용접함으로써 완성되는 단면

형태의 플랜지를 제조하는 경우에는, 평판 플랜지 기본 구조와 엔드 파이프가 직각을 이루어야 하나 용접 시의 열 변형으로 인하여 직각이 되지 않아 플랜지면의 접합 기밀성이 떨어지는 경우가 많다.

또한 플랜지(flange)의 엔드 파이프(end pipe)는 플랜지 못지않게 정밀한 가공이 요구될 때가 많음에도 불구하고, 파이프의 내측면을 가공하기가 매우 어려우며, 또한 파이프의 구경이 커서 플랜지가 대구경일 때에는 엔드 파이프의 외측면을 선반 가공하기도 매우 어려워서 엔드 파이프의 표면 평활도를 좋게 하기가 어렵다.

도 2는 단면

형태의 플랜지의 일반적인 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 평판 플랜지 기본 구조(10)에 용접되는 엔드 파이프(20)는 평철 의 넓은 면이 내경이 되도록 벤딩시킨 후 그 끝은 B와 같이 서로 맞대기 용접함으로써 만들어지는 것이 일반적이다. 따라서 엔드 파이프(20)가 파이프 형태를 이루기 전에 그 양쪽 면을 정밀 가공하는 것이 바람직하다. 또한, 엔드 파이프(20)와 평판 플랜지 기본 구조(10)의 용접 결합 시에 이들이 수직하게 결합되지 못하고 열 변형에 의하여 휘어짐이 발생할 수 있다. 이 경우 플랜지 결합 부위의 기밀성이 떨어지게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 플랜지와 엔드 파이프의 용접 시에 휨이 발생하는 것을 방지하고 나아가 이를 교정하는 플랜지 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 대형 평판 플랜지에 쓰이거나 단면

형태의 플랜지의 엔드 파이프에 쓰이는 평철의 면 가공장치를 제공하는 데 있다.

상기한 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 플랜지 제조방법은:

평철의 표면을 절삭 또는 연마 가공하는 단계;

두께가 얇은 쪽이 내경이 되게 상기 평철을 벤딩하고, 상기 평철의 길이방향에 대해 대략 수직인 단면들끼리 맞대게 하는 단계;

상기 맞댄 단면들 사이를 용접 결합하는 단계;

를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 플랜지 제조방법은 단면

형의 플랜지 제조방법에 관한 것으로서,

평철의 표면을 절삭 또는 연마 가공하는 단계;

상기 평철의 넓은 면이 내경이 되도록 벤딩시켜 엔드 파이프를 형성하는 단계; 및

상기 엔드 파이프와 평판 플랜지의 기본 구조와 용접 결합하는 단계;

를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 용접 결합하는 단계 이후에 곧바로 용접 결합된 부위를 40℃ 내지 100℃ 사이의 뜨거운 물에 담그는 단계를 더 거치는 것이 바람직하다.

또한, 상기 평판 플랜지의 기본 구조와 엔드 파이프가 결합된 결과물에 대해, 플랜지면과 엔드 파이프가 직각을 이루도록 플랜지면을 가공하는 단계를 더 거치는 것이 더욱 바람직하다.

상기한 기술적 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 평철면 가공장치는 단면

형 플랜지의 엔드 파이프 또는 평판 플랜지용으로 사용될 평철을 수평 이동시키면서 표면 가공하는 것으로서,

상기 평철의 수평이송수단;

상기 평철의 표면에 접근 가능하도록 설치되는 표면 접근수단; 및

상기 표면 접근수단이 상기 평철에 접근할 때에 상기 평철의 표면에 직접 접촉되어 상기 평철의 표면을 절삭 또는 연마하도록 상기 표면 접근수단에 연결 설치되는 표면 가공수단;

을 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 수평이송수단이 상기 평철의 양면에 밀착되어 회전하는 하측 이송롤러와 상측 이송롤로를 포함하여 이루어지며, 상기 표면 접근수단은 상기 평철의 상면 쪽에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 표면 가공수단의 옆에 위치하도록 상기 표면 접근수단에 탄성수단이 설치되며, 상기 탄성수단의 끝에는 상기 탄성수단에 직렬적으로 롤러 하우징이 설치되며, 상기 롤러 하우징에는 상기 표면 가공수단보다 더 가까이 상기 평철에 위치하여 상기 표면 가공수단보다 먼저 상기 평철의 표면에 접촉되도록 접촉롤러가 설치되며, 상기 접촉롤러는 상기 평철의 이동방향으로 회전하도록 설치되는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 평철이 똑바로 수평이동되도록 상기 평철의 양측 단에 서로 평행한 가이더가 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 플랜지면과 엔드 파이프가 수직을 이룰 수 있기 때문에 플랜지면의 접합 기밀성이 향상되고, 또한 평철이 평판 플랜지 또는 엔드 파이프 형상을 이루기 전에 그 양면을 미리 가공하므로 가공이 용이하고 신속하게 이루어질 수 있어서 플랜지의 기밀성을 높이는 데 도움이 된다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.

[평판 플랜지의 제조방법]

본 발명의 실시예에 따른 평판 플랜지의 제조방법은 종래의 평판 플랜지 제조방법과 유사하나, 평판 플랜지에 사용되는 평철의 넓은 면(도 1에서 참조번호 106)을 미리 절삭 또는 연마에 의해 정밀도 높게 가공한다는 점이 특히 다르다. 평철면을 가공하는 것은 어떠한 방법을 사용하여도 되나 후술할 본 발명의 플랜지용 평철면 가공장치를 사용하여도 좋고, 일반적인 표면 가공장치를 사용하여도 좋다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 평판형 플랜지 제조방법에서는, 평철의 표면을 절삭 또는 연마 가공하는 단계를 먼저 거치고, 두께가 얇은 쪽이 내경이 되게 상기 평철을 벤딩하고, 상기 평철의 길이방향에 대해 대략 수직인 단면들끼리 맞대게 한다. 그 다음 상기 맞댄 단면들 사이를 용접 결합하고, 이 용접 결합된 부분이 매끈하게 되도록 후가공을 한다.

[단면

형의 플랜지 제조방법]

도 3은 도 2에 도시된 형태의 플랜지를 제조하는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 먼저 그라인더, 날개 페이퍼, 일반 페이퍼, 또는 페이스 커터 등을 이용하여 엔드 파이프가 될 평철의 양쪽 표면을 미리 가공하여 단면

형의 플랜지가 완성되더라도 엔드 파이프의 표면 평활도가 미리 확보되게 한다(S1). 평철의 양쪽 표면을 미리 가공하는 S1 단계에서는, 어떠한 방법을 사용하여도 되나 후술할 도 4의 플랜지용 평철면 가공장치를 사용할 수도 있다. 다음에 평철을 벤딩시켜 엔드 파이프를 형성한다(S2). 그리고 엔드 파이프와 플랜지를 수직하게 용접한다(S3). 이 때 용접 시의 열 변형으로 인하여 이들 사이에 휨이 발생할 수 있기 때문에 플렌지를 용접하면서 바로 물에 담그어 덜 휘게 한다(S4). 이 때, 용접 부위가 담겨지는 물의 온도가 낮을 경우 크랙(crack)이 발생할 위험이 있으므로 물의 온도는 상온보다 높은 40℃ 내지 100℃ 사이가 되도록 하여 크랙을 방지한다.

그리고, 플랜지의 표면을 페이스 커터(face cutter), 그라인더 돌, 또는 페이퍼로 가공하거나 선반가공하여 엔드 파이프와 플랜지면이 직각이 되도록 한다(S5). 플랜지 표면을 가공하는 S5 단계는 어떠한 장치를 사용하여 행해도 무방하지만, 본 출원인이 이미 고안하여 한국특허출원 제2008-31001호에 개시한 대형 플랜지의 표면가공 장치를 이용하여 행할 수도 있다. 이렇게 가공된 플랜지면에 두꺼운 플랜지를 용접하여 조립한다(S6).

도 4는 본 발명에 따른 플랜지용 평철면 가공장치를 설명하기 위한 측면도이 다. 도 4를 참조하면, 평철(100)은 상측 이송롤러(110a)와 하측 이송롤러(110b) 사이에 끼워져서 이송롤러(110a, 110b)의 회전에 의하여 수평 이송된다. 평철(100)의 위쪽에는 평철(100)의 일면을 정밀 가공하기 위한 표면 가공수단(200)이 설치된다.

표면 가공수단(200)은 표면 접근수단으로서의 핸들 스크류(201), 표면 가공수단으로서의 페이스 커터(204), 및 진동저감수단(205)으로서의 스프링(202)과 접촉롤러(203)를 포함한다. 페이스 커터(204)는 상하이동이 가능하도록 설치되는 핸들 스크류(201)에 고정되며 핸들 스크류(201)가 평철(100) 쪽으로 접근할 때 평철(100)의 표면에 직접 접촉하여 평철(100)의 표면을 매끄럽게 연마한다.

페이스 커터는 회전축에 고정되어 회전하면서 평철의 표면을 연마하는데, 이러한 표면 가공수단으로서 그라인더 돌, 날개 페이퍼, 일반 페이퍼 등을 대신 사용할 수도 있다.

페이스 커터(204)를 사이에 두고 그 양쪽에는 스프링(202) 및 접촉롤러(203)로 구성되는 진동 저감수단(205)이 설치된다. 스프링(202)과 접촉롤러(203)는 핸들 스크류(201)에 순차적으로 직렬적으로 연결되며 핸들 스크류(201)가 평철(100) 쪽으로 접근할 때 접촉롤러(203)가 평철(100)의 표면에 탄성 접촉된다. 접촉롤러(203)는 이송롤러(110a, 110b)와 같은 방향으로 회전하며, 탄성수단에 해당되는 스프링(202)은 탄성을 부여할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않고 대체가능하다. 또한, 핸들 스크류(201) 대신에 유압 피스톤을 사용하여도 무방하다.

평상시에는 페이스 커터(204)보다 접촉롤러(203)가 더 평철(100)에 가깝게 위치한다. 따라서 표면 가공 시에는 평철(100)의 표면에 접촉롤러(203)가 먼저 닿 고 그 다음에 페이스 커터(204)가 닿게 되며, 그로 인해 페이스 커터(204)에 의한 표면 가공 중에는 스프링(202)에 의한 탄성이 평철(100)을 향하여 아래쪽으로 작용하게 된다. 결국, 표면 가공 중에는 평철(100)이 상방향으로 튀는 경우가 있어도 평철(100)의 표면에 접촉된 상태로 회전하는 접촉롤러(203)에 의해 평철(100)의 상하방향으로의 큰 위치변동이 방지된다.

한편, 평철(100)의 상부에 위치하는 표면 가공수단(200)의 페이스 커터(204) 또는 접촉롤러(203)가 평철(100)을 누를 경우, 그 힘에 의해 평철(100)이 아래로 휠 가능성이 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해 평철(100)의 하부에 평철(100)과 약간 이격된 위치에 휨 방지 지지대(101)가 설치된다. 즉, 휨 방지 지지대(101)는 평철(100)이 하부로 지나치게 휘어질 경우 평철(100)의 저면과 접촉하여 더 이상의 휘어짐을 막게 된다.

이와 같은 장치에 의해 평철(100)의 일면을 정밀 가공한 후에는, 이 평철(100)을 뒤집어서 다시 평철(100)의 타면을 정밀 가공하면 평철(100)의 양면을 프랜지 제작에 앞서 미리 가공하게 되는 것이므로, 가공이 용이할 뿐 아니라 신속하게 공정을 진행할 수 있다는 장점을 갖는다.

도 5는 진동 저감수단(205)을 설명하기 위한 도면으로서, 도 4의 평철 진행방향에서 바라본 것이다. 탄성수단인 스프링(202)의 끝단에는 롤러 하우징(206)이 연결 설치되며 롤러 하우징(206)에는 접촉롤러(203)와 롤러 축(207)이 설치된다. 이송롤러(110a, 110b)는 외부동력에 의해 강제 회전되어 평철(100)을 이송시키지만, 접촉롤러(203)는 외부동력에 의해 회전되는 것이 아니라 단지 평철(100)에 접 촉 시 접촉력에 의해 평철(100)의 이동방향으로 같이 회전할 뿐이다.

도 6은 평철 가이드 수단을 설명하기 위한 평면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 평철(100)이 똑바로 이송되도록 평철(100)의 양측 단에 평행한 두 개의 가이더(300a, 300b)가 설치된다. 도시의 명확화를 위해, 도 3에서는 가이더를 생략하고 도시하였다. 가이더(300a, 300b)는 평철(100)의 이송방향에 대해 수직하게 설치되는 가이더 고정대(301)에 이동가능하게 고정, 설치된다. 따라서, 폭(d)이 넓거나 좁은 평철(100)을 가공할 경우에는 가이더(300a, 300b) 사이의 간격을 조정하여 평철(100)이 똑바로 이송될 수 있게 해준다.

도 1은 종래기술에 따른 평판형 플랜지를 제조하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면;

도 2는 단면

형태의 플랜지의 구성을 설명하기 위한 도면;

도 3은 도 2에 도시된 형태의 플랜지를 제조하는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 설명하기 위한 흐름도;

도 4는 본 발명에 따른 플랜지의 평철면 가공장치를 설명하기 위한 측면도;

도 5는 진동 저감수단을 설명하기 위한 도면; 및

도 6은 평철 가이드 수단을 설명하기 위한 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>

10: 플랜지 20: 엔드 파이프

100: 평철 110a, 110b: 이송롤러

200: 표면 가공수단 201: 핸들 스크류

202: 스프링 203: 접촉롤러

204: 페이스 커터 205: 진동저감수단

206: 롤러 하우징 207: 롤러 축

300a, 300b: 가이더 301: 가이더 고정대

Claims (8)

1. 평철의 표면을 절삭 또는 연마 가공하는 단계;

   두께가 얇은 쪽이 내경이 되게 상기 평철을 벤딩하고, 상기 평철의 길이방향에 대해 대략 수직인 단면들끼리 맞대게 하는 단계;

   상기 맞댄 단면들 사이를 용접 결합하는 단계;

   를 구비하는 플랜지 제조방법.
2. 평철의 표면을 절삭 또는 연마 가공하는 단계;

   상기 평철의 넓은 면이 내경이 되도록 벤딩시켜 엔드 파이프를 형성하는 단계; 및

   상기 엔드 파이프와 평판 플랜지의 기본 구조와 용접 결합하는 단계;

   를 구비하는 단면

   

   형의 플랜지 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 용접 결합하는 단계 이후에 곧바로 용접 결합된 부위를 40℃ 내지 100℃ 사이의 뜨거운 물에 담그는 단계를 더 거치는 것을 특징으로 하는 플랜지 제조방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 평판 플랜지의 기본 구조와 엔드 파이프가 결합된 결과물에 대해, 플랜지면과 엔드 파이프가 직각을 이루도록 플랜지면을 가 공하는 단계를 더 거치는 것을 특징으로 하는 플랜지 제조방법.
5. 단면

   

   형 플랜지의 엔드 파이프 또는 평판 플랜지용으로 사용될 평철을 수평 이동시키면서 표면 가공하는 평철면 가공장치에 있어서,

   상기 평철의 수평이송수단;

   상기 평철의 표면에 접근 가능하도록 설치되는 표면 접근수단; 및

   상기 표면 접근수단이 상기 평철에 접근할 때에 상기 평철의 표면에 직접 접촉되어 상기 평철의 표면을 절삭 또는 연마하도록 상기 표면 접근수단에 연결 설치되는 표면 가공수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지용 평철면 가공장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 수평이송수단이 상기 평철의 양면에 밀착되어 회전하는 하측 이송롤러와 상측 이송롤로를 포함하여 이루어지며, 상기 표면 접근수단은 상기 평철의 상면 쪽에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 플랜지용 평철면 가공장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 표면 가공수단의 옆에 위치하도록 상기 표면 접근수단에 탄성수단이 설치되며, 상기 탄성수단의 끝에는 상기 탄성수단에 직렬적으로 롤러 하우징이 설치되며, 상기 롤러 하우징에는 상기 표면 가공수단보다 더 가까이 상기 평철에 위치하여 상기 표면 가공수단보다 먼저 상기 평철의 표면에 접촉되도록 접촉롤러가 설치되며, 상기 접촉롤러는 상기 평철의 이동방향으로 회전하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 플랜지용 평철면 가공장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 평철이 똑바로 수평이동되도록 상기 평철의 양측 단에 서로 평행한 가이더가 설치되는 것을 특징으로 하는 플랜지용 평철면 가공장치.

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