KR20140057713A - 트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 트랙 핀 및 부시의 열처리 시 냉각장치로의 이동을 로더에 의해 자동으로 분배되도록 함과 아울러 물분사 노즐에 의해 균일한 냉각이 이루어지도록 하는 트랙 핀 및 부시 열처리용 냉각장치에 관한 것으로, 트랙의 핀 및 부시를 열처리하기 위해 히터에서 가열된 소재를 받으면서 소재의 방향을 변환해주는 로더; 로더를 수평왕복운동시켜 원하는 위치로 이동시켜주는 흡착플레이트; 소재가 로딩되어 한쌍의 하부롤러 및 상부롤러에 의해 3점 지지되면서 회전되며 다수의 분사노즐에 의해 냉각수가 분사되어 소재를 냉각시키는 적어도 하나 이상의 냉각기; 및 로더가 지정된 냉각기 앞에 위치했을때에 소재를 냉각기속으로 밀어주거나 냉각이 완료된 소재를 냉각기 출구로 밀어주는 푸셔;를 포함하여 구성된다.

Description

트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치{QUENCHING APPARATUS FOR PIN AND BUSH}
본 발명은 트랙을 구성하는 핀 및 부시를 열처리하기 위한 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소재를 낙하시키지 않고 로더에 의해 자동 배분되도록 하여 소재 낙하로 인한 찍힘이나 장비 파손을 방지할 수 있고, 분사노즐에 의한 냉각방법을 채택하여 소재가 균일하게 냉각되도록 할 수 있는 트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치에 관한 것이다.
무한궤도 차량은 건설 중장비, 탱크, 또는 트랙터와 같은 중장비를 일컫는다. 무한궤도 차량의 주행장치인 무한궤도식 트랙체인은 여러 개의 드랙 슈(Track shoe)들이 서로 연속적으로 연결 설치되어 장비 전체를 지탱하면서 주행하도록 되어 있다.
트랙 슈들은 트랙 링크(Track link)에 상호 연결되는데, 트랙 링크는 좌측과 우측의 트랙 슈에 각각 장착되어 트랙 슈를 상호 연결한다. 좌측 트랙 링크와 우측 트랙 링크는 연결핀에 의해 상호 연결된다.
이때, 연결핀의 마모를 방지하기 위하여 연결핀은 트랙 부시(Track bush)에 의해 감싸여지는데, 이를 위해 트랙 부시는 그 내부에 연결핀이 삽입될 수 있도록 중공 원통형상으로 이루어진다. 즉 트랙 링크 사이에는 중공 원통형상의 트랙 부시가 배치되고, 연결핀은 좌측 및 우측의 트랙링크에 형성된 홀과 트랙 부시의 내부를 관통하여 장착된다.
이와 같은 무한궤도 차량에 조립되는 트랙 부시는 주행 환경에 따른 각종 피로, 충격, 인장 및 마모하중 등에 충분히 견딜 수 있도록 내마모성, 내충격성, 인성 등이 요구되는데, 이러한 요구에 충족할 수 있도록 트랙 부시는 중탄소 저합금강, 예를 들면 중탄소 크롬 보론강을 절삭 가공하여 원형의 파이프 형태로 제작한 부시용 소재를 담금질하고 풀림한 후, 다시 부시용 소재의 외경과 내경에 고주파 열처리하는 방법으로 제조된다.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제 2011-0007759 호 (공개일자: 2011. 01. 25, 명칭:"트랙 부시용 고주파 유도 열처리 장치")가 있다.
본 발명은 트랙 핀 및 부시의 열처리 시 냉각장치로의 이동을 로더에 의해 자동으로 분배되도록 함과 아울러 물분사 노즐에 의해 균일한 냉각이 이루어지도록 하는 트랙 핀 및 부시 열처리용 냉각장치를 제공하려는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 트랙 핀 및 부시 열처리용 냉각장치는 트랙의 핀 및 부시를 열처리하기 위해 히터에서 가열된 소재를 받으면서 소재의 방향을 변환해주는 로더; 로더를 수평왕복운동시켜 원하는 위치로 이동시켜주는 흡착플레이트; 소재가 로딩되어 한쌍의 하부롤러 및 상부롤러에 의해 3점 지지되면서 회전되며 다수의 분사노즐에 의해 냉각수가 분사되어 소재를 냉각시키는 적어도 하나 이상의 냉각기; 및 로더가 지정된 냉각기 앞에 위치했을때에 소재를 냉각기속으로 밀어주거나 냉각이 완료된 소재를 냉각기 출구로 밀어주는 푸셔;를 포함할 수 있다.
구체적으로, 로더는 그 단면이 "V"자 또는 "U"자 형상으로 되어 소재가 올려지는 받침부와, 받침부의 하부에 결합되어 소재의 방향을 바꾸도록 돌려주는 로터리부와, 받침부 또는 로터리부에 형성되어 로더의 높낮이를 조절할 수 있는 높이조절부로 구성될 수 있다.
더 구체적으로, 하부롤러는 냉각기의 상부에 설치된 구동모터에 연결되어 소재를 회전시키며, 그 외주면상에는 소재와의 접촉을 억제하여 냉각효율을 높이기 위해 다수의 골이 형성될 수 있다.
또한, 상부롤러는 냉각기의 상부에 설치된 승하강실린더에 결합되어 소재가 투입된 후에 선택적으로 하강하여 소재가 회전될 수 있도록 소재와 하부롤러의 마찰력을 부여할 수 있다.
그리고 냉각기의 출구에는 로딩되는 소재를 정위치에 멈추도록 선택적으로 승하강되는 스토퍼가 설치될 수 있다.
이때, 냉각기의 입구와 출구에는 상하로 슬라이딩되는 개폐문이 설치되고, 스토퍼의 중앙부에는 절개부가 형성되며, 출구쪽 개폐문에는 절개부에 삽입되는 돌기부가 형성되어 냉각수가 튀는 것을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 트랙 핀 및 부시 열처리용 냉각장치는 빌렛히터에서 추출된 핀 및 부시가 로더에 의해 자동으로 이송 분배됨으로써, 소재의 낙하로 인한 찍힘이나 설비 파손을 방지할 수 있으면서 위치 결정이 용이한 잇점이 있다.
또한, 소재를 냉각시킬때에 물분사 노즐에 의해 전구간 균일하게 냉각시킴으로써, 열처리에 의한 품질을 높일 수 있는 잇점도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치를 나타낸 정면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치를 나타낸 평면도이고,
도 3은 도 1에 도시된 로더를 확대하여 상세히 보인 도면이며, 그리고
도 4는 냉각기의 출구쪽을 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
무한궤도 트랙의 핀 및 부시는 피로, 충격, 인장 및 마모하중 등에 충분히 견딜 수 있도록 내마모성, 내충격성, 인성 등을 부여하기 위해 열처리를 하게 된다. 기존의 열처리 방법은 소재를 히팅시킨 후, 미끄럼을 타고 내려와 별도의 집게 등을 이용해 냉각을 시키게 된다. 이와 같은 방법을 사용하게 되면, 소재가 배출되면서 설비들에 부딪혀 장비는 물론 소재에도 충격이 가해져 파손의 우려가 있게 되며, 소재의 냉각이 어느 한쪽부터 침지되므로 급속 냉각에 따른 소재의 불균형 문제도 있게 된다.
본 발명은 이와 같은 문제를 극복하기 위해 안출된 것으로, 소재 히팅 후, 로더에 의해 다수의 냉각기로 자동 분배되도록 하며, 냉각기내에서는 소재를 3점 지지하면서 수십개의 물분사 노즐에 의해 소재의 전구간을 동시에 냉각시킬 수 있도록 하는 냉각장치이다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 냉각장치를 나타낸 정면도 및 평면도로서, 도면에서 보는 것과 같이, 트랙의 핀 및 부시 소재를 가열하는 히터(10)와 추출기(12)가 냉각장치(100)의 이전 공정에 설치되고, 이 추출기(12)의 선단에 로더(110)가 설치되며, 로더(110)가 수평왕복운동하는 동선상에 적어도 하나 이상의 냉각기(120)가 설치된다.
먼저, 로더(110)는 도 3에서 보는 것과 같이 최상부에 받침부(112)가 형성되고, 이 받침부(112)의 하부에 로터리부(114)가 형성된다. 본 발명에서 사용되는 소재들이 길다란 바아 형태이므로 받침부(112)는 그 단면이 "V"자 또는 "U"자 형상을 갖도록 되며, 이러한 받침부(112)를 로터리부(114)가 하부에서 지지한다. 로터리부(114)는 받침부(112)에 올려진 소재를 90ㅀ로 돌려주는 것으로, 히터에서 배출되는 소재는 그 길이방향으로 나오게 되는데, 냉각기(120)가 로더(110) 움직임의 측면상에 위치해 있으므로, 이 냉각기(120)에 소재를 로딩시키기 위해서는 소재를 돌려줄 필요성이 있기 때문이다. 바람직하게는 로터리부(114)는 회전실린더이다.
이와 같이 형성된 로더(110)는 그 하부에 설치된 흡착플레이트(118)에 의해 움직인다. 구체적으로 흡착플레이트(118)은 리니어모터로 구성될 수 있다. 이러한 흡착플레이트(118)은 그 위에 로더(110)를 결합시킨후, 추출기(12)의 반대쪽 방향으로 수평운동하거나 다시 추출기(12) 방향으로 되돌아오도록 수평운동을 하게 된다. 이러한 흡착플레이트(118)은 정확한 위치결정이 가능하게 되며, 대기상태 위치, 제1냉각기 위치, 제2냉각기 위치 등이 기 설정되어 순차적으로 또는, 프로그램에 의해 작동된다.
그리고 로더(110)는 소재의 종류 또는 굵기에 따라 상, 하 높이를 조절할 수 있는 수단도 필요하게 된다. 즉, 받침부(112)가 항상 동일한 높이로만 설정되어 있으면 굵기가 가늘거나 굵은 소재들이 사용될때에는 받침부(112)의 위치와 냉각기(120)의 입구 위치가 상이할 수 있어 로딩이 불가할 수 있게 된다. 이러한 오류를 수정하기 위해 로터리부(110)의 하부에 높낮이를 조절하는 실린더 종류의 높이조절부(116)를 형성할 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 냉각기(120)는 로더(110)가 움직이는 동선상의 옆쪽에 적어도 하나 이상으로 설치된다. 본 발명의 바람직한 도면에서는 냉각기(120)를 다섯 대 두었으며, 추출기(12)에서 가장 먼곳부터 순차적으로 소재를 로딩시키게 된다.
냉각기(120)를 설명하기에 앞서, 냉각기(120)의 입구(121)와 마주보는 반대편상에는 냉각기(120)의 개수에 맞추어 푸셔(170)가 설치된다. 푸셔(170)는 로더(110)가 지정된 냉각기(120)앞에 정지하면 로더(110)의 받침부(112)위에 올려진 소재를 냉각기(120)안으로 밀어주는 역할을 한다. 이러한 푸셔(170)는 하나의 소재에 대해 2번의 푸싱작용을 한다. 즉, 첫 번째는 로더(110)위에 있는 소재를 냉각기(120)안으로 밀어주는 제1푸싱이고, 두 번째는 냉각기(120)안에서 냉각이 완료된 소재를 냉각기(120)로부터 배출시키는 제2푸싱이다.
냉각기(120)는 함체 형상을 갖는 것으로, 도 4에서 보는 것과 같이 푸셔(170)측과 그 반대편측으로 입구(121) 및 출구(122)가 형성되어 있고, 냉각기(120)의 출구(122)쪽에는 배출되는 소재를 원하는 장소로 이송시키기 위한 컨베이어(180)가 설치된다. 이러한 냉각기(120)의 내부에는 로딩된 소재를 3점 지지하기 위해 하부에서 받치는 한쌍의 하부롤러(130)와, 하부롤러(130)위에 올려진 소재의 상부를 눌러주는 상부롤러(140)와, 로딩된 소재의 양측으로 냉각수를 분사하는 다수의 분사노즐(150)이 내장된다.
하부롤러(130)는 입구(121)와 출구(122)측으로 길게 연장되는 것으로, 소재의 전구간을 균일하게 냉각시키기 위해 소재를 돌려주도록 회전력이 부여된다. 따라서 하부롤러(130)를 회전시키기 위해 냉각기(120)의 상부면상에 구동모터(132)가 설치되고, 이 구동모터(132)와 하부롤러(130)가 체인이나 밸트 또는 기어 결합 등의 동력전달수단에 의해 연결된다. 그리고 하부롤러(130)는 소재와의 접촉면적을 줄여 냉각효율을 높이기 위해 외주면상에 골이 형성되어 있다.
상부롤러(140)는 소재가 하부롤러(130)위에 올려지는 정도만으로는 소재가 회전되는데 마찰력을 받지 못하게 되므로, 소재가 로딩된 후에 소재를 위에서 눌러주는 역할을 한다. 따라서 상부롤러(140)는 대기상태일때에는 위에 올라가 있다가 소재가 투입된 후에 하강하여 소재를 눌러주는 작용을 한다. 이를 위해 냉각기(120)의 상부면상에는 승하강실린더(142)가 설치되며, 이 승하강실린더(142)가 상부롤러(140)와 연결되어 상부롤러(140)를 선택적으로 작동시킨다.
분사노즐(150)은 하부롤러(130)와 상부롤러(140)의 사이 양쪽에서 소재의 길이방향을 따라 다수개가 연속해서 설치된다. 이때, 분사노즐(150)은 압력을 이용해 냉각수를 분사하기 때문에 냉각기(120)내부의 냉각수가 입구(121) 및 출구(122)를 통해 외부로 튕겨질 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 입구(121)와 출구(122)에는 입구개폐문(도시되지 않음) 및 출구개폐문(123)이 설치된다. 따라서 개폐문(123)들은 입구(121)와 출구(122)에 상, 하로 슬라이딩되는 구조를 가지며, 냉각기(120) 본체에 이 개폐문(123)을 작동시키는 개폐실린더(126)가 설치된다. 도면에서는 개폐실린더(126)의 로드와 개폐문(123)의 결합이 보이지 않으나, 아래쪽으로 연결바아 등에 의해 결합되어 있다.
한편, 냉각기(120)의 출구(122)에는 로딩되는 소재를 냉각기(120)내부의 일정위치에 멈추게 하는 스토퍼(160)가 설치된다. 스토퍼(160)는 냉각기(120)의 출구(122)쪽 본체에 설치되는데, 로딩된 소재가 냉각이 완료된 후 배출되는데 장애가 없도록 선택적으로 승하강 되면서 작동됨이 바람직할 것이다. 따라서 스토퍼(160)는 그 위쪽에 스톱실린더(도시되지 않음)가 설치되어 이에 의해 작동된다.
또한, 스토퍼(160)가 뭉치 형태로 출구(122)에 위치하게 되면, 출구개폐문(123)과 간섭되어 냉각수가 외부로 튕겨질 수 있게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 스토퍼(160)의 폭을 출구(122)의 폭보다는 작게 하면서 스토퍼(160)의 중앙부에 절개부(164)를 형성하며, 출구개폐문(123)의 양쪽과 중앙부에 스토퍼(160)의 속으로 삽입되도록 돌출부(124)를 형성하였다. 따라서 출구개폐문(123)이 승강하면 돌출부(124)가 스토퍼(160)를 감싸고 올라가 냉각기(120)내부를 밀폐시켜 냉각수가 튕기는 것을 방지할 수 있게 된다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 본 발명 냉각장치(100)의 작동을 간략하게 설명한다.
핀이나 부시가 히터(10)에서 가열되어 추출기(12)를 통해 배출되면, 가열된 소재가 로더(110)의 받침부(112)에 안착된다. 로더(110)에 소재가 올려지면, 로더(110)는 수평운동을하여 냉각기(120)의 입구 앞에 정지한다. 이때, 작업의 간섭을 회피하기 위해 가장 먼 냉각기(120)부터 가장 가까운 냉각기의 순으로 로딩시킴이 좋을 것이다.
로더(110)가 냉각가 앞에 정지하면, 로더(110)의 로터리부(114)가 90ㅀ 회전을 하여 소재를 푸시(170)와 냉각기(120) 방향으로 돌려준다.
소재가 돌려지면, 푸셔(170)가 작동되어 받침부(112)위에 있던 소재를 냉각기(120)의 입구(121)를 통해 내부로 로딩시킨다. 이때, 로딩시키기전에 냉각기(120)의 출구(122)쪽에 설치된 스토퍼(160)가 먼저 하강하여 소재가 로딩되는 깊이를 제어하게 된다.
냉각기(120)에 소재가 로딩되면, 입구(121)쪽 개폐문(도시되지 않음)과 출구(122)쪽 개폐문(123)이 위로 올라가면서 닫히는데, 출구(122)쪽에는 스토퍼(160)가 간섭되게 있으나 스토퍼(160)에 형성된 절개부(164) 및 개폐문(123)에 형성된 돌기부(124)가 서로 어긋나게 되면서 간섭되지 않게 냉각기 내부를 밀폐시킨다.
개폐문(123)이 닫히면 상부롤러(140)가 하강하여 소재의 상부를 눌러주고, 하부롤러(130)의 회전과 동시에 분사노즐(150)에서 냉각수가 분사되어 소재의 일측에서부터 타측까지 그리고 원주면을 동시에 냉각시키게 된다.
여기에서, 상부롤러(140)의 하강은 냉각기(120)의 상부면상에 설치된 승하강실린더(142)가 작동되어 하강시키며, 하부롤러(130)의 회전은 냉각기(120)의 상부면상에 설치된 구동모터(132)가 작동되어 회전시킨다. 그리고 하부롤러(130)에는 골이 형성되어 있어 소재와의 접촉면을 최소화하며, 그 골의 사이로 냉각수가 빠지도록 한다.
냉각이 완료되면, 개폐문(123)이 열리면서 스토퍼(140)도 올라가며, 푸셔(170)가 재차 작동되어 냉각기(120)내의 소재를 출구(122)쪽으로 밀어준다. 출구(122)로 배출된 소재는 출구(122)의 외부에 설치되어 있는 컨베이어(180)를 타고 다음 공정으로 이송된다.
한편, 첫 번째 냉각기로 소재를 공급한 로더(110)는 다시 두 번째 냉각기로 소재를 이송시키며 반복된 작업으로 진행된다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 트랙 핀 및 부시 열처리용 냉각장치는 빌렛히터에서 추출된 핀 및 부시가 로더에 의해 자동으로 이송 분배됨으로써, 소재의 낙하로 인한 찍힘이나 설비 파손을 방지할 수 있으면서 위치 결정이 용이한 잇점이 있다. 또한, 소재를 냉각시킬때에 물분사 노즐에 의해 전구간 균일하게 냉각시킴으로써, 열처리에 의한 품질을 높일 수 있는 잇점도 있다.
상기와 같은 트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치는 위에서 설명된 실시 예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시 예들은 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
10 : 히터 12 : 추출기
100 : 냉각장치 110 : 로더
112 : 받침부 114 : 로터리부
116 : 높이조절부 118 : 흡착플레이트
120 : 냉각기 121 : 입구
122 : 출구 123 : 개폐문
124 : 돌기부 126 : 개폐실린더
130 : 하부롤러 132 : 구동모터
140 : 상부롤러 142 : 승하강실린더
150 : 분사노즐 160 : 스토퍼
164 : 절개부 170 : 푸셔
180 : 컨베이어

Claims (7)

  1. 트랙의 핀 및 부시를 열처리하기 위해 히터에서 가열된 소재를 받으면서 상기 소재의 방향을 변환해주는 로더;
    상기 로더를 수평왕복운동시켜 원하는 위치로 이동시켜주는 흡착플레이트;
    상기 소재가 로딩되어 한쌍의 하부롤러 및 상부롤러에 의해 3점 지지되면서 회전되며 다수의 분사노즐에 의해 냉각수가 분사되어 상기 소재를 냉각시키는 적어도 하나 이상의 냉각기; 및
    상기 로더가 지정된 냉각기 앞에 위치했을때에 상기 소재를 냉각기속으로 밀어주거나 냉각이 완료된 소재를 냉각기 출구로 밀어주는 푸셔;를 포함하는 트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로더는 그 단면이 "V"자 또는 "U"자 형상을 갖는 받침부와, 상기 받침부의 하부에 결합되는 로터리부와, 상기 받침부 또는 로터리부에 형성되어 로더의 높낮이를 조절할 수 있는 높이조절부로 구성되는 트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부롤러는 냉각기의 상부에 설치된 구동모터에 연결되어 상기 소재를 회전시키며, 그 외주면상에는 다수의 골이 형성되는 트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 상부롤러는 냉각기의 상부에 설치된 승하강실린더에 결합되어 상기 소재가 투입된 후에 선택적으로 하강하는 트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각기의 출구에는 로딩되는 소재를 멈추어주도록 선택적으로 승하강 되는 스토퍼가 설치되는 트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 냉각기의 입구와 출구에는 상하로 슬라이딩되는 개폐문이 설치되는 트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 스토퍼의 중앙부에는 절개부가 형성되며, 출구쪽 개폐문에는 상기 절개부에 삽입되는 돌기부가 형성되는 트랙의 핀 및 부시 열처리용 냉각장치.
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