KR20150033296A - 철도차량 베어링 내륜 인발기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도차량의 차량정비에 있어서 차축에 압입된 베어링 내륜을 인발하는 인발기에 있어서 가열부를 구비하여 베어링 내륜을 고르게 가열할 수 있으며, 인발된 베어링을 인발부 내부에 수납하여 안전히 이동시킬 수 있고, 인발기를 지지하는 지지대의 상하, 좌우방향 이동을 위한 이동장치를 구비하는 철도차량 베어링 내륜 인발기이다.

Description

철도차량 베어링 내륜 인발기 {Pull-out device for rail load car bearing for innerring}

일반적으로 철도차량용 베어링 내륜(D축용)은 회전하고 있는 차축을 받쳐 축에 작용하는 하중을 받는 역할을 담당하는 기계요소로, 현재 화물차량(Freight Car)과 고속철도차량(KTX)에 사용되는 베어링은 NFL(NO Field Lubrication)형 저널 테이퍼 롤러 베어링(D축용)으로 자축 저널에 베어링 내륜 압입시 50톤 정도의 안착압력으로 강제 압입되게 된다. 이러한 베어링 내륜을 사용하는 기관차, 전동차, 객차, 화차 등의 철도차량은 정비를 위해서 철도차량의 모든 부분을 완전 해체시켜 정비한 후 다시 조립하는 중수선 작업을 하고 있다. 따라서 철도차량 정비를 위해서는 차축에 압입되어 있는 베어링 내륜을 인발하여 정비해야 했다. 이때에 베어링 내륜의 인발을 위해 치공구나, 스크류식 인발구등을 이용하였으나, 인발을 위하여 일시에 강한 힘과 또는 비틀림을 갖는 힘을 가함으로서 베어링 내륜 및 차축을 손상시키는 문제점을 가지고 있었다. 따라서 철도차량의 사용 내구연한을 높이기 위한 정비가 오히려 차축 및 베어링 내륜의 교체 원인이 되는 경우가 발생하기도 하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 인발기가 한국공개특허 10-2012-0083592호로 개시된 바 있다. 이와 같은 종래의 기술은 제철소의 압연작업에 사용되는 롤의 축을 지지하는 대형 베어링의 분해 조립에 사용되는 베어링 인발기에 관한 것으로, 유압실린더를 이용하여 베어링을 고정하여 인발하는 장치였다.

이때 종래의 기술은 베어링을 유압지그를 이용하여 고정하고 유압실린더를 이용하여 베어링을 인발하는 방식을 사용하고 있었다. 이러한 방식은 기존의 방식에 비해 축 및 베어링에 적은 부담을 주기 때문에 파손되는 경우가 줄어드는 장점을 가지고 있으나, 여전히 베어링과 축이 밀착되어 있는 상태에서 강제 인발하는 장치이기 때문에 축과 베어링의 파손의 위험이 존재하고 있었다. 따라서 축과 베어링의 파손 위험을 줄이기 위하여 토치 등의 기구를 이용하여 베어링을 가열한 후 인발하는 방법을 사용하였다. 하지만 이러한 방법은 베어링을 균일하게 가열하지 못하며, 과도한 가열로 인한 축과 베어링의 협착 또는 가열된 베어링으로 인한 작업자의 화상 등의 문제점을 갖고 있었다. 또한, 인발된 베어링이 별도의 고정부분이 없어 인발용 지그에만 고정되어 있게 되어 낙하로 인한 베어링의 파손 또는 작업자의 안전사고가 발생할 수 있는 단점을 가지고 있었다. 이와 더불어, 인발기가 상하방향의 이동이 가능한 지지대에 위치하고 있으나 전후 방향 또는 좌우방향으로의 이동은 작업자가 직접 인력으로 이동시켜야 하기 때문에 이동이 어려웠으며, 작업자의 근골격계 질환을 발생시키는 원인이 되어 왔다.

한국공개특허 10-2012-0083592호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 철도차량의 차량정비에 있어서 차축에 압입된 베어링 내륜을 인발하는 인발기에 있어서 가열부를 구비하여 베어링 내륜을 고르게 가열할 수 있으며, 인발된 베어링을 인발부 내부에 수납하여 안전히 이동시킬 수 있고, 인발기를 지지하는 지지대의 상하, 좌우방향 이동을 위한 이동장치를 구비하는 철도차량 베어링 내륜 인발기를 제공하는 것에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 철도차량 베어링 내륜 인발기는 차축에 구비되는 베어링 내륜(1000)을 인발하는 인발부(110); 상기 인발부의 내주면에 형성되어 상기 베어링 내륜(1000)을 가열하는 가열부(120); 상기 인발부에 연결되어 상기 인발부를 지지하는 지지부(130); 및 상기 지지부(130)의 일측에 구비되어 상기 인발부(110)와 상기 지지부(130)에 동력을 제공하는 동력부(140);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인발부(110)는, 적어도 하나 이상 형성되는 베어링 내륜 고정구(111), 상기 베어링 내륜 고정구(111)를 상기 베어링 내륜(1000)의 축방향으로 이동시켜 상기 베어링 내륜(1000)과 접할 수 있도록 하는 베어링 내륜 고정장치(112)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인발부(110)는, 상기 베어링 내륜(1000)의 축방향과 수평으로 이동하는 베어링 내륜 인발장치(113)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지부(130)는, 상기 인발부를 상하방향으로 이동시키는 제1이동장치(131), 상기 인발부를 좌우방향으로 이동시키는 제2이동장치(132)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 철도차량 베어링 내륜 인발기(100)는, 상기 지지부(130)의 하단에 위치하여 철도차량 베어링 내륜 인발기를 이동시키는 지지부 이동수단(150)을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 철도 차량의 베어링 내륜을 인발하는 인발기에 있어서, 가열부를 두어 베어링 내륜을 고르게 가열하고, 가열에 따른 베어링 내륜의 이완을 이용하여 더욱 쉽게 인발 할 수 있도록 한다. 이때에 베어링 내륜을 균일하게 가열 할 수 있게 되어 기존에 용접기를 통한 수작업에서 발생되어 질 수 있는 베어링 내륜과 차축의 협착을 방지할 수 있으며, 베어링 내륜 전체가 균일하게 이완되어 변형의 위험이 없다는 장점을 갖는다. 또한, 가열된 베어링 내륜이 외부와 격리된 인발기 내부에서 인발되므로 가열된 베어링 내륜에 의하여 발생될 수 있는 작업자의 안전사고를 방지할 수 있으며, 인발기 내부에 차축에서 분리된 베어링 내륜을 수납할 수 있게 되어 베어링 내륜의 낙하로 인하여 발생될 수 있는 안전사고 또는 베어링 내륜의 파손을 방지할 수 있는 장점을 갖는다. 이와 더불어, 인발기를 지지하는 지지대가 상하, 좌우방향으로 유압을 통하여 이동이 가능하여 작업자의 작업편의를 향상시키며 작업자의 근골격계 질환을 유발을 줄일 수 있다는 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명 실시예에 따른 베어링 내륜 인발기의 사시도.
도 2는 본 발명 실시예에 따른 인발부 사시도.
도 3은 본 발명 다른 실시예에 따른 인발부 사시도.
도 4는 본 발명 지지부 사시도.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 철도차량 베어링 내륜 인발기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 아래 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명 실시예에 따른 베어링 내륜 인발기의 사시도이고, 도 2는 본 발명 실시예에 따른 인발부 사시도이며, 도 3은 본 발명 다른 실시예에 따른 인발부 사시도, 그리고 도 4는 본 발명 지지부 사시도이다.

본 발명의 철도차량 베어링 내륜 인발기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 차축에 구비되는 베어링 내륜(1000)을 인발하는 인발부(110)와 상기 인발부에 연결되어 상기 인발부를 지지하는 지지부(130), 그리고 상기 지지부(130)의 일측에 구비되어 상기 인발부(110)와 상기 지지부(130)에 동력을 제공하는 동력부(140)를 포함하여 형성되어질 수 있다.

이때에 상기 인발부(110)의 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 내주면에 상기 베어링 내륜(1000)을 가열하는 가열부(120)가 형성되어질 수 있다. 이때 상기 가열부(120)는 전기를 이용하는 가열장치를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 상기 베어링 내륜(1000)을 가열할 때에 전체적으로 균일하게 가열되어야 하며, 화력이 집중되는 부분이 형성될 경우 상기 베어링 내륜(1000)과 차축이 협착 되는 문제점이 발생될 수 있기 때문에, 전기를 이용하여 상기 가열부(120) 전체를 고르게 가열할 수 있는 가열장치를 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 가열부(120)는 상기 베어링 내륜(1000)과 일정거리 이격되어 형성될 수 있으며, 직접 접촉할 수도 있다. 이는 상기 베어링 내륜(1000)을 가열하여 이완 시킬 때 발생하는 지름의 변화에 대응하기 위한 것으로써 일정거리 이격되어 형성될 때에는 상기 가열부(120)에서 발생되는 열이 상기 베어링 내륜(1000)으로 적절히 공급될 수 있는 거리로 이격되어 형성된다. 이렇게 일정거리 이격되어 형성된 형태는 가열부(120)에 별도의 구성이 필요 없는 간단한 구성을 갖게 되므로 유지보수에 이점을 갖게 된다. 또한 상기 가열부(120)가 상기 베어링 내륜(1000)과 직접 접촉할 경우에는 상기 가열부(120)에서 발생되는 열이 상기 베어링 내륜(1000)으로 공급되기 때문에 열 공급 효율이 높다는 장점을 갖는다. 이때, 상기 가열부(120)는 상기 베어링 내륜(1000)과 접촉과 일정거리 이격을 위한 별도의 추가 구성을 포함하여 형성될 수 있다. 이러한 추가 구성을 통하여 상기 가열부(120)는 다양한 지름의 상기 베어링 내륜(1000)에 대응할 수 있게 되는 장점을 갖는다.

또한, 상기 인발부(110)는 베어링 내륜 고정구(111)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 베어링 내륜 고정구(111)는 상기 인발부(110)의 인발 작업이 진행될 때에 상기 베어링 내륜(1000)을 고정하여 주는 역할을 하게 된다. 이때, 상기 베어링 내륜 고정구(111)는 도 2 내지 도3에 도시한 바와 같이, 베어링 내륜 고정장치(112)를 이용하여 상기 베어링 내륜(1000)을 고정 또는 고정해제를 한다. 이러한 상기 베어링 내륜 고정구(111)와 상기 베어링 내륜 고정장치(112)는 아래와 같은 실시예로 구성되어질 수 있다.

먼저, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 인발부(110)의 입구에 상기 베어링내륜(1000)을 고정하는 지그형태의 상기 베어링 내륜 고정구(111)가 형성되고 상기 베어링 내륜 고정장치(112)를 이용하여 철도차량의 철륜과 상기 베어링 내륜(1000) 사이의 공간에 지그형태의 상기 베어링 내륜 고정구(111)를 삽입, 고정하고 철도차량의 차축을 밀어내는 방식을 사용될 수 있다. 이러한 방식은 두 개의 지그를 이용하게 되어 비교적 간단한 구조를 가지며, 구동계가 외부로 돌출되어 있어 정비가 편리하여, 관리함에 있어 작업자의 편의를 증대 시킬 수 있다. 다음으로 도 3에 도시된 바와 같이 철도차량의 철륜과 상기 베어링 내륜(1000) 사이의 공간에 단부가 원형으로 형성되는 상기 베어링 내륜 고정구(111)가 삽입되어 상기 베어링 내륜을 고정한다. 이때에 상기 베어링 내륜 고정구(111)는 차축과 일정거리 이격되어 차축을 밀어내는 인발과정에서 발생될 수 있는 차축의 손상을 미연에 방지할 수 있다. 따라서 정기적인 정비를 하는 철도차량에 있어 차축의 내구도에 영향이 없이 정비를 수행할 수 있어, 철도차량 유지보수의 경제성을 확보할 수 있다. 더불어 상기 베어링 내륜(1000)이 인발되어 상기 인발부(110)내부에 위치하였을 때, 상기 베어링 내륜(1000)의 움직임을 효과적으로 통제할 수 있어서, 상기 베어링 내륜(1000)의 불안정한 움직임으로 발생될 수 있는 안전사고 또는 상기 베어링 내륜(1000)의 파손을 미연에 방지할 수 있다.

더불어 도 2내지 도 3에 도시한 바와 같이, 차축을 이동시키기 위하여 차축의 축 방향과 수평으로 이동을 하는 베어링 내륜 인발장치(113)가 포함되어 구성될 수 있다. 이러한 상기 베어링 내륜 인발장치(113)는 아래와 같은 실시예로 구성되어질 수 있다.

먼저 도 2에 도시한 바와 같이 상기 베어링 내륜 고정장치(112)와 연결되지 않고 고정되어 있는 구성이다. 이러한 구성은 상기 베어링 내륜 고정장치(112)는 상기 베어링 내륜(1000)을 고정만 하고 별도의 이동을 하지 않으며, 상기 베어링 내륜 인발장치(113)가 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 베어링 내륜(1000)이 고정된 상태에서 상기 인발장치가 상기 베어링 내륜(1000)의 축을 외측으로 밀어내어 상기 베어링 내륜(1000)과 상기 베어링 내륜(1000)의 축을 분리시킨다. 이러한 구성은, 구성요소가 최소화 되어 있어 유지보수가 쉬우며, 유지보수에 들어가는 비용이 싸다는 장점을 갖는다.

또한 도3에 도시한 바와 같이 상기 베어링 내륜 고정장치(112)와 상기 베어링 내륜 인발장치(113)가 상기 베어링 내륜(1000)의 축과 수평방향으로 이동할 수 있도록 구성된다. 따라서 상기 베어링 내륜 고정장치(112)가 상기 베어링 내륜(1000)을 고정하고 내측으로 밀고, 상기 베어링 내륜 인발장치(113)가 상기 베어링 내륜(1000)의 축을 외측으로 밀어내어 상기 베어링 내륜(1000)과 상기 베어링 내륜(1000)의 축을 분리시킨다. 이러한 구성은, 상기 베어링 내륜 고정장치(112)와 상기 베어링 내륜 인발장치(113)가 동시 움직이게 되므로, 보다 효율적인 인발작업이 가능하다는 장점을 갖는다.

또한 도 4 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 지지부(130)는 상기 인발부(110)를 지지하는 역할을 한다. 이때에 상기 인발부(110)의 무게가 일반적으로 작업자의 힘을 통하여 위치를 정렬하기에는 무겁기 때문에 상기 지지부(130)는 도 4에 도시한 바와 같이 상기 인발부(110)를 이동시키는 제1이동장치(131) 및 제2이동장치(132)를 구비한다. 이때 제1이동장치(131)는 상기 인발부(110)를 상하방향으로 이동시키며, 상기 제2이동장치(132)는 상기 인발부(110)를 좌우방향으로 이동시키는 역할을 한다. 이때 상기 제1이동장치(131) 및 제2이동장치(132)는 유압을 이용하는 실린더를 사용할 수 있다. 따라서 상기 인발장치(111)의 이동이 상기 제1이동장치(131) 및 제2이동장치(132)를 통하여 이루어지게 되어 작업시의 작업피로도를 최소화 시켜 작업자의 근골격계의 질환을 최소화 할 수 있으며, 작업효율 또한 향상시킬 수 있다. 이와 더불어 상기 지지부(130)는 하단에 상기 지지부(130)의 이동을 위한 지지부 이동수단(150)이 구비된다. 상기 지지부 이동수단(150)은 일반적인 바퀴가 사용될 수 있다. 이러한 지지부 이동수단(150)을 통하여 필요시 상기 철도차량 베어링 내륜 인발기(100)를 손쉽게 이동시킬 수 있게 되어, 필요에 따라 작업위치를 변경할 수 있는 장점을 갖는다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 철도차량 베어링 내륜 인발기
110: 인발부
111: 베어링 내륜 고정구 112: 베어링 내륜 고정장치
113: 베어링 내륜 인발장치
120: 가열부
130: 지지부
131: 제1이동장치 132: 제2이동장치
140: 동력부
150: 지지부 이동수단
1000: 베어링 내륜

Claims (5)

1. 차축에 구비되는 베어링 내륜(1000)을 인발하는 인발부(110);
   상기 인발부의 내주면에 형성되어 상기 베어링 내륜(1000)을 가열하는 가열부(120);
   상기 인발부에 연결되어 상기 인발부를 지지하는 지지부(130); 및
   상기 지지부(130)의 일측에 구비되어 상기 인발부(110)와 상기 지지부(130)에 동력을 제공하는 동력부(140);
   를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량 베어링 내륜 인발기.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 인발부(110)는,
   적어도 하나 이상 형성되는 베어링 내륜 고정구(111), 상기 베어링 내륜 고정구(111)를 상기 베어링 내륜(1000)의 축방향으로 이동시켜 상기 베어링 내륜(1000)과 접할 수 있도록 하는 베어링 내륜 고정장치(112)를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 베어링 내륜 인발기.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 인발부(110)는,
   상기 베어링 내륜(1000)의 축방향과 수평으로 이동하는 베어링 내륜 인발장치(113)를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 베어링 내륜 인발기.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 지지부(130)는,
   상기 인발부를 상하방향으로 이동시키는 제1이동장치(131), 상기 인발부를 좌우방향으로 이동시키는 제2이동장치(132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 베어링 내륜 인발기.
   
5. 제 1항에 있어서, 철도차량 베어링 내륜 인발기(100)는,
   상기 지지부(130)의 하단에 위치하여 철도차량 베어링 내륜 인발기를 이동시키는 지지부 이동수단(150)을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량 베어링 내륜 인발기.
   

Images