KR20110016977A - 축 손상을 예방하고 베어링 교체가 용이한 벨트 컨베이어용 롤러 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 분진환경에서 사용되는 벨트컨베이어의 베어링이 손상될 경우 신속하게 베어링을 교체하여 재 사용하는 방법과 상기 벨트컨베이어의 베어링이 손상되는 과정에서 동시에 롤러 축을 손상시키는 것을 막아 상기 벨트컨베이어의 수명을 연장하는 방법과 분진환경에서 사용되지만 분진이 베어링으로 들어가는 것을 원천적으로 막는 기술을 개발하고자 하였다.
이를 구현하기 위하여 분진환경에서 사용되는 벨트컨베이어의 베어링이 손상될 경우 신속하게 베어링을 교체하여 재 사용하고자 베어링의 장착을 용이하게 하기 위하여 쐐기형 보조재(쐐기 내륜과 쐐기 외륜)를 사용하고, 상기 벨트컨베이어의 베어링이 손상되는 과정에서 동시에 롤러 축을 손상시키는 것을 막아 상기 벨트컨베이어의 수명을 연장하고자 원래의 축 외부에 슬리브(베어링 좌면 및 쐐기 내륜과 쐐기 외륜)를 하나 더 사용하는 방법과 분진환경에서 사용되지만 분진이 베어링으로 들어가는 것을 원천적으로 막기 위하여 와류팬을 사용하여 개발하였다.

Description

축 손상을 예방하고 베어링 교체가 용이한 벨트 컨베이어용 롤러{Life Extended Roller for Belt Conveyor}

본 발명은 벨트컨베이어용 롤러에 관한 기술이다. 특히 본 발명은 벨트컨베이어용 롤러가 분진환경에서 사용될 때 필연적으로 수반되는 베어링의 손상을 예방하기 위하여 베어링의 외경을 감싸는 끝판 몸체에 와류팬을 설치하고, 베어링 좌면에 조립되는 상하 분리형 쐐기내륜과 쐐기외륜을 두어 베어링의 손상이 진행될 경우 상기 쐐기내륜과 쐐기외륜이 롤러 축의 손상이전에 손상되게 함으로서 롤러 축의 건전성을 유지하도록 하고, 베어링을 쉽게 교체되도록 하는 벨트 컨베이어용 롤러의 수명을 연장하고 베어링의 교체를 쉽게하는 분야의 기술이다.

본 발명의 배경은 석탄화력 발전소나 제철소, 시멘트 공장과 같이 분진환경하에서 사용되는 벨트컨베이어용 롤러의 운전기술과 이의 설치, 정비 기술 및 유체유동, 수명연장 분야의 기술이다.

본 발명에서는 분진환경에서 사용되는 벨트컨베이어의 베어링이 손상될 경우 신속하게 베어링을 교체하여 재 사용하는 방법과 상기 벨트컨베이어의 베어링이 손상되는 과정에서 동시에 롤러 축을 손상시키는 것을 막아 상기 벨트컨베이어의 수명을 연장하는 방법과 분진환경에서 사용되지만 분진이 베어링으로 들어가는 것을 원천적으로 막는 기술을 개발하고자 하였다.

본 발명에서는 분진환경에서 사용되는 벨트컨베이어의 베어링이 손상될 경우 신속하게 베어링을 교체하여 재 사용하고자 베어링의 장착을 용이하게 하기 위하여 쐐기형 보조재(쐐기 내륜과 쐐기 외륜)를 사용하고, 상기 벨트컨베이어의 베어링이 손상되는 과정에서 동시에 롤러 축을 손상시키는 것을 막아 상기 벨트컨베이어의 수명을 연장하고자 원래의 축 외부에 슬리브(베어링 좌면 및 쐐기 내륜과 쐐기 외륜)를 하나 더 사용하는 방법과 분진환경에서 사용되지만 분진이 베어링으로 들어가는 것을 원천적으로 막기 위하여 와류팬을 사용하여 해결하였다.

본 발명의 결과 분진환경에서 사용되는 벨트컨베이어의 베어링이 손상될 경우 신속하게 베어링을 교체하여 재 사용하게 됨으로서 사용자는 벨트 컨베이어용 롤러의 신규구입 필요성이 감소되었고 상기 벨트컨베이어의 베어링이 손상되는 과정에서 동시에 롤러 축을 손상시키는 것을 막아 상기 벨트컨베이어의 수명을 연장하게 됨으로서 당해 설비의 정비비용을 절감하고 분진환경에서 사용되지만 분진이 베어링으로 들어가는 것을 원천적으로 막는 기술을 개발함으로서 설비 수명이 연장되었다.

도 1은 본 발명에 의한 벨트 컨베이어용 롤러의 일 실시예
도 2는 본 발명에 의한 롤러축의 일 실시예
도 3은 본 발명에 의한 신속 교체형 베어링의 일 실시예
도 4는 본 발명에 의한 벨트 컨베이어용 롤러의 양 단부의 일 실시예
도 5는 본 발명에 의한 분할형 쐐기 내륜 및 쐐기 외륜의 일 실시예
도 6은 본 발명에 의한 롤러 축의 조립 순서의 일 실시예
도 7은 본 발명에 의한 베어링의 교체에 관한 일 실시예
도 8은 본 발명에 의한 비 회전체 부위와 회전체 부위의 구분도

시멘트 공장이나 석탄 화력발전소의 벨트컨베이어등과 같이 분진이 많은 상태에서 운전되는 벨트 켄베이어용 롤러는 롤러 안의 베어링으로 분진이 들어가지 못하도록 통상적으로 베어링에 이중 밀봉(씰링, Sealing)이 되어있지만, 설비의 운전 시간이 경과함에 따라 회전부(끝판)와 고정부(롤러 축)간에 필수적으로 발생될 수 밖에 없는 간극의 벌어짐 현상은 작은 간극에도 분진입자의 베어링으로의 진입을 허용하여 베어링 수명이 짧아지고, 손상된 베어링은 롤러축을 갉아먹어 결국 롤러 한 셋트의 폐기를 불러오게 된다.

이에 본 발명에서는 벨트 컨베이어용 롤러가 장기 운전에 의하여 베어링이 손상되더라도 축과 롤러 파이프등의 주요 부재의 손상을 불러오는 손상 전이현상을 차단하고, 손상된 베어링등은 쉽게 교체하여 재 사용할 수 있도록 하면서, 운전중에는 회전부(끝판)와 고정부(롤러 축)간에 존재하는 간극 주변에 분진이 체류하지 못하도록 공기유동을 일으키는 팬을 장착하여 베어링부위로 분진의 유입을 차단하도록 하는 기술을 제공한다.

종래의 벨트 컨베이어용 롤러는 단면이 일정한 환봉이나 파이프를 이용하여 롤러축을 만들고 이 롤러축의 양단에 베어링과 베어링 고정수단, 완충재, 상기 베어링으로 이물질의 진입을 최소화하는 밀봉수단, 끝판과 롤러파이프로 구성되어 있다.

본 발명에서는 단면이 일정한 롤러 베어링부에서 단면이 변화하는 롤러 축(10)과 이 롤러축의 양단에 롤러 베어링을 쉽게 조립하고 분해할 수 있는 베어링 좌면(41), 완충재, 상기 베어링 좌면(41)에 베어링을 고정할 수 있는 롤러 베어링의 롤러 축 축방향 위치 고정 수단인 베어링 기초(40), 상기 롤러 베어링으로 이물질의 진입을 최소화하는 밀봉수단, 상기 끝판과 롤러 축간의 간극 부위에 분진의 잔류를 막는 와류팬(70) 그리고 롤러파이프로 구성되어 있다.

본 발명은

베어링 좌면(41), 베어링 멈춤자(S), 축나사산(T)이 양단에 구비된 롤러 축(10)과

상기 베어링 좌면(41)에 조립되는 상하 분리형 쐐기내륜(42)과 쐐기외륜(43), 롤러베어링(30), 외측밀봉판(44)에 고정너트(60)만을 돌려 베어링 조립을 신속히 하면서 상기 롤러 베어링(30)에 손상이 진행될 경우 상기 쐐기내륜(42)과 쐐기외륜(43)이 롤러 축의 손상이전에 손상되게 함으로서 롤러 축의 건전성을 유지하도록 하는 비 회전체부위와

상기 롤러 베어링(30)의 외경을 감싸는 끝판 몸체(51)와 상기 끝판 몸체에 부착된 와류팬(70)이 롤러 파이프(20)의 회전과 함께 회전하면서 상기 끝판과 상기 외측밀봉판(44)간의 간극 부위에 분진의 잔류를 막는 유체흐름을 구성하고, 파이프체결자(RP)를 통하여 상기 롤러파이프의 양단과 상기 끝판이 신속히 체결되는 회전체 부위가 신속히 조립되는 구조를 특징으로 하여

베어링이 손상되었을 경우 롤러 전체를 폐기하지 않고 베어링만을 간단하고 쉬우면서 빠르게 교체하고, 베어링 손상이 발생하더라도 롤러 축의 손상을 방지하는 벨트켄베이어용 롤러에 관한 것이다.

단면이 일정한 롤러 베어링부에서 단면이 변화하는 롤러 축(10)은 통상의 롤러축이 롤러축 길이 전체에 걸쳐 단면변화가 거의 없는 반면 볼 발명에서는 [도 2]에 도시된 바와 같이 베어링을 끼우고 뺄 수 있는 위치에서 단면이 변화하는 하기 베어링 좌면(41)과 축나사산(T)을 구비한다.

롤러축의 양단에 베어링을 쉽게 조립하고 분해할 수 있는 베어링 좌면(41)은 롤러축의 양단에 가까운 위치에 [도 2]에 예시된 바와 같이 롤러축(10)보다 직경이 크게 만들어서 롤러축에 일체화한 쐐기 기초선(B)에서 롤러축 중심방향으로의 몸체와 베어링이 롤러축 길이방향의 중심방향으로 더 이상 이동을 불가능하게 하게하기 위하여 상기 쐐기기초선(B)의 직경보다 더 큰 직경으로 만든 베어링 멈춤자(S)와 상기 베어링 좌면(41)의 끝에서 롤러 축의 끝방향으로 롤러축에 나사산을 낸 축나사산(T)으로 구성되어 베어링의 조립과 해체 작업이 이루어질 때 베어링의 위치를 제어할 수 있는 롤러축 축방향 위치제어 수단을 구비하게 된다.

베어링 좌면(41)에 베어링을 쉽게 조립하고 분해할 수 있는 베어링 기초(40)는 상기 쐐기기초선 위에 단면을 쐐기형상으로 하여 삼각형의 끝이 축의 끝을 향하게 올려놓은 쐐기 내륜(42)과 상기 쐐기 내륜의 삼각형 경사부에 대응하는 역삼각형 단면이 되도록 올려놓은 쐐기 외륜(43)과 상기 쐐기 외륜을 롤러 축 끝방향에서 안으로 밀어 넣을 수 있도록 상기 축나사산(T)에 대응하는 나사산을 가진 일반너트인 고정너트(60)와 상기 쐐기외륜과 상기 고정너트 사이에 둔 외측밀봉판(44)이 있어, 상기 고정너트를 상기 롤러축의 끝에서 중심으로 향하도록 고정너트를 돌리면 상기 고정너트의 일단이 상기 외측밀봉판을 밀고 상기 외측밀봉판은 상기 쐐기외륜을 밀게된다. 이 경우 쐐기내륜의 삼각형 경사면을 타고 상기 쐐기외륜이 올라가면서 상기 롤러 베어링(30)의 내면을 밀어올리게 되어 상기 베어링과 상기 베어링 좌면이 빈틈없이 꽉차고, 동시에 강한 압축력을 받게되어 베어링내면과 축이 상호 공회전할 수 없게된다. 여기서 조립의 원활을 위하여 베어링 좌면(41)의 외주선인 쐐기기초선(B) 직경은 상기 축나사산(T)의 외경보다 커야 상기 쐐기내륜이나 상기 쐐기외륜, 또 롤러 베어링등을 쉽게 조립할 수 있으며, 이를 수치적으로 나타내면 나사산 높이간극(Gp)>0이어야 한다. 상기 쐐기 내륜과 꽤기 외륜은 통상적으로 단면이 삼각형인 링(Ring) 형태로 제작하지만, 조립시간을 단축하기 위해서는 [도 5]에 실시예가 나와 있는 바와 같이 두 개의 링으로 나뉘어 상하분리형으로 되어있고, 베어링 좌면(41)에 돌기(D)를 두어 링이 회전하지 못하도록 하면 효과적이다. 이때 두 돌기 외부면 간의 거리가 상기 롤러 베어링의 내경을 초과하여서는 조립이 불가능하므로 유의하여야 한다. 본 발명에서는 쐐기 내륜과 쐐기 외륜을 링형태의 것은 추천하지 않는다.

쐐기 내륜은 상기 베어링좌면의 가공시 베어링 좌면과 일체화하여 제작하여도 된다. 그러나, 이 경우 롤러 베어링의 손상이 진행될 때 롤러축과 일체화되어 있는 베어링 좌면(41)이 손상될 수 있어 바람직하지 않다. 쐐기 내륜과 쐐기 외륜은 조립시의 편리점, 신속성의 장점이 있지만, 롤러 베어링의 손상시 롤러축의 손상이전에 이것들이 손상되어 교체부품이 되므로 롤러축의 보호막이 기능을 겸하고 있다.

상기 롤러 베어링으로 이물질의 진입을 최소화하는 밀봉수단은 종래의 밀봉수단이 롤러 축 외경을 따라 고정되되, 상기 종래의 밀봉수단의 내경부위가 롤러 축의 외경 부위를 압착하여 롤러축과 함께 회전하지만, 본 발명에서는 본 밀봉장치가 고정너트(60)와 쐐기외륜(43) 사이에서 베어링 멈춤자(S)를 일단 고정점으로 하여 압착되어 롤러축과 일체화 됨으로서 기능상으로는 종래의 밀봉장치와 동일한 효과를 발생시킨다. 그러나, 교체할 때는 고정너트만 간단히 돌림으로서 쉽게 베어링이 빠져 나올 수 있는 쐐기구조여서 분해/교체/조립의 구조에는 매우 효율적으로 사용할 수 있다.

고정너트와 축나사산의 나선 방향은 본 발명에 의한 벨트컨베이어 롤러의 회전 방향과 반대이어야 장시간 운전시 풀리지 않고 신뢰성을 유지하여야 한다.

상기 끝판과 롤러 축간의 간극 부위에 분진의 잔류를 막는 와류팬(70)은 상기 끝판의 내경부위에 가까우면서도 상기 외측밀봉판(44)과는 접촉되지 않도록 팬(Fan)의 날개와 같은 형상을 한 와류팬(70)을 그리고 롤러파이프로 구성되어 있다.

상기 끝판(50)은 종래의 끝판처럼 외측 밀봉판(44)과 동일 평면에서 만나면서 상기 외측밀봉판을 감싸안는 구조로서 상기 외측 밀봉판이 롤러 축(10)과 일체화되어 있고, 캐리어 롤러대와 조립되어 회전이 되지 않는 구조체인 반면 상기 끝판(50)은 상기 롤러파이프(20)의 양단 원주 내면과 접합되어 컨베이어 벨트의 이동에 따라 회전하는 구조인 만큼, 상기 외측밀봉판의 외주(Outer Circle)와 상기 끝판의 내주(Inner Circle)가 미세한 간극을 두고 상대운동을 하게되어 있다. 또, 상기 끝판은 롤러 베어링의 외주와 일체화되어 있어 롤러베어링 교체시 반드시 함께 분해/조립되어야 하는 부품이므로 상기 롤러 파이프와 손쉽게 체결될 수 있어야 한다. 이를 위하여 롤러 파이프의 내주를 따라 일정 간격으로 파이프 체결자(RP)가 구비된다. 상기 파이프 체결자(RP)는 롤러 파이프(20)측에는 암나사를 가공하고, 끝판에는 상기 암나사 부위에 대응하는 위치에 구멍을 뚫은 뒤 상기 구멍과 상기 암나사의 중심선이 일치하도록 볼트를 체결하는 등 통상의 체결기구를 이용하여 끝판과 롤러 파이프를 일체화 시킬 수 있다. 이때 상기 롤러 파이프의 양단과 상기 끝판의 외주 사이에는 오링등을 삽입하고 조립하여야 본 발명에 의한 벨트컨베이어용 롤러가 운전될 경우 주변에 있는 분진이 롤러 파이프 내부로 스며들어 롤러 베어링을 손상시키는 것을 막을 수 있다. 오링의 삽입은 기계 기술자라면 누구나 알 수 있는 것이므로 본 발명에서 더 이상 상세히 설명하지는 않지만 본 발명의 범주에 속하는 것은 자명한 일이다.

이상과 같은 본 발명의 취지를 롤러 베어링의 교체를 관점으로 롤러 베어링을 조립하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

1. [도 6]에 (1)에 예시된 바와 같이 베어링 좌면(41), 베어링 멈춤자(S), 축나사산(T)이 양단에 구비된 롤러 축(10)이 구비된다.

2. 베어링 좌면(41)에 쐐기 내륜(42)을 [도 6]의 (2)에 예시된 바와 같이 조립한다.

3. 롤러 베어링(30)을 [도 7]의 (1)과 같이 상기 쐐기 내륜(42)의 외주에 맞게 끼운다.

4. 쐐기 외륜(43)을 [도 7]의 (2)와 같이 상기 쐐기 내륜(42)과 상기 롤러 베어링(30)의 내경 사이에 밀어 넣는다.

5. 외측밀봉판(44)이 상기 쐐기외륜(43)을 밀어 넣도록 외측밀봉판(44)을 조립한다.

6. 외측 밀봉판을 고정할 수 있도록 고정너트(60)를 조립한다. 이렇게 되면 [도 8]의 (1)과 같이 롤러 축(10)을 중심으로 하는 벨트컨베이어용 롤러의 비 회전체부위가 조립된다. [도 8]의 (2)는 본 발명에 의한 벨트컨베이어용 롤러의 회전체 부위에 대한 설명이다.

10 : 롤러 축
20 : 롤러 파이프
30 : 롤러 베어링
40 : 베어링 기초
41 : 베어링 좌면
42 : 쐐기 내륜
43 : 쐐기 외륜
44 : 외측밀봉판
RP : 파이프 체결자
50 : 끝판
60 : 고정너트
70 : 와류팬

Claims (1)

1. 베어링 좌면(41), 베어링 멈춤자(S), 축나사산(T)이 양단에 구비된 롤러 축(10)과
   
   상기 베어링 좌면(41)에 조립되는 상하 분리형 쐐기내륜(42)과 쐐기외륜(43), 롤러베어링(30), 외측밀봉판(44)에 고정너트(60)만을 돌려 베어링 조립을 신속히 하면서 상기 롤러 베어링(30)에 손상이 진행될 경우 상기 쐐기내륜(42)과 쐐기외륜(43)이 롤러 축의 손상이전에 손상되게 함으로서 롤러 축의 건전성을 유지하도록 하는 비 회전체부위와
   
   상기 롤러 베어링(30)의 외경을 감싸는 끝판 몸체(51)와 상기 끝판 몸체에 부착된 와류팬(70)이 롤러 파이프(20)의 회전과 함께 회전하면서 상기 끝판과 상기 외측밀봉판(44)간의 간극 부위에 분진의 잔류를 막는 유체흐름을 구성하고, 파이프체결자(RP)를 통하여 상기 롤러파이프의 양단과 상기 끝판이 신속히 체결되는 회전체 부위가 신속히 조립되는 구조를 특징으로 하여
   
   베어링이 손상되었을 경우 롤러 전체를 폐기하지 않고 베어링만을 간단하고 쉬우면서 빠르게 교체하고, 베어링 손상이 발생하더라도 롤러 축의 손상을 방지하는 벨트켄베이어용 롤러

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