이 구조는 보조 정렬장치로부터 밀려 내려오는 강성롯드를 자동으로 너트 조임을 실행 하여 관입장치로 밀어주는 기능과 인출시에 관입장치로부터 밀려 올라오는 강성롯드를 관 입 후 압력에 의해 강하게 조여진 너트를 무리없이 해체하여 압착하여 회전 분리가 가능 하도록 하고 보조정렬장치로 밀어 올릴 수 있도록 디자인 하였다.
콘 결속해제부는 100mm 강성롯드를 적용함에 있어서 무리없는 자동 조임과 분리를 위 해 콘결속시에 필요로 하는 힘과 해체시 필요로 하는 힘, 그리고 관입, 인출 속도에 따른 너트의 필요 회전수 등을 고려하여 설계 하였다.
먼저 콘결속시에 필요로 하는 힘은 약 20~30bar가 요구되며 관입후 해체시에는 900bar 이상의 힘이 요구된다. 따라서 안전성을 고려하여 요구되는 외형 규격 내에서 1000bar 이 상의 출력을 가질 수 있도록 해야 한다.
또한 회전수는 표준 관입속도가 25mm/sec 이므로 나사산의 피치가 10회 / inch 임에 따라 인치당 10회전 즉, 최소 600RPM의 회전수를 요구하며 상하강시 예기치 않은 순간적 인 미끌림 발생시의 안전을 고려하여 1000RPM 이상의 회전수를 요구되는 외형규격 내에 서 최대의 회전수를 가질 수 있도록 설계해야 된다.
따라서 바디자체를 회전하도록 하는 구조에서 기어비를 이용하여 감속시켜 소형 외형규 격의 모터에서 최대의 힘이 출력 될 수 있도록 하고 최대의 속도를 출력할 수 있는 모터 를 기준으로 디자인 하였다.
모터는 4750RPM / 400bar 규격의 유압모터를 적용하고 모터축기어치수를 12개로 디자 인하고 바디 회전기어치수를 42개로 디자인하여 3.5:1로 감속 시켜 1350RPM / 1400bar 의 결과가 롯드에 가해지도록 설계 적용 하였다.
바디 회전 기어로부터 전달된 회전 동력을 강성롯드에 직접적으로 전달하고 상승하강에 구조적 장점을 가지는 휠 구조의 압착 휠을 설정하고 바디의 회전시 유압동력 전달이 불 가 하므로 무동력 압착이 가능한 고정 스프링을 이용하여 압착휠을 일정하게 압착 할 수 있도록 하였으며, 동력 전달시 강성롯드와 압착휠의 미끌림을 원천적으로 제거하기 해 빗 살무늬의 결을 적용하고 잠금시에 필요 이상의 힘이 전달되지 않게 하기 위해 자연스러운 슬립현상을 발생하도록 디자인 하였다.
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그림 3.2.6 콘 결속․해제부
콘압착휠 스프링 콘압착 휠
모터축기어
바디회전기어 결속해제모터
그림 3.2.7 콘 결속․해제부의 구성
그림 3.2.8 결속해제모터의 규격
그림 3.2.9 결속해제모터
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그림 3.2.10 결속해제모터 작동 원리
그림 3.2.11 결속해제모터 도면
그림 3.2.12 결속해제모터 세부도면-1
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그림 3.2.12 결속해제모터 세부 도면-2
그림 3.2.13 바디 회전 기어
그림 3.2.14 모터축기어
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그림 3.2.15 콘 압착 휠 ( 재질 S 410 열처리 )
콘 압착휠용 스프링은 하강 압력시의 미는 힘에 비추어 동일 할 필요는 없으나 해체시 의 밀착요구강도를 고려하여 스프링의 개당 기본 인장력을 500kg 으로 설계하고 4개씩 2ton의 압력을 설정하고 이를 양쪽에 균등하게 세팅 하여 휠 마다 균등한 압착력을 갖도 록 디자인 하였다.
그림 3.2.16 콘 압착 휠 스프링 ( 규격 : KS D 3702, 재질 STS304 )
또한 보조 정렬부로부터 하강되는 강성롯드를 압착 휠로 전달하기까지의 수직뒤틀림을 막기위한 보조 수직유지 휠을 설정하고 바디의 수평회전동력에 따른 동일한 동력이 수직 회전동력으로 전달될 수 있도록 하는 구조를 디자인 하여 적용하여 회전판위에 설정된 피 니언 기어와 크라운기어에 의해 동일한 동력으로 수직 유지 휠을 정 역방향으로 동력을 전달 할 수 있도록 하였다.
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크라운기어 피니언기어
그림 3.2.17 결속전 상하강 수직유지구조
그림 3.2.17 결속전 상하강 수직유지구조(계속)
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결속 해제부에서는 회전수와 해체의 충분한 동력을 출력할 수 있도록 3마력 펌프를 적 용하고 전원공급원의 제한적요소를 제거하기 위하여 단상으로 적용하였다.
그림 3.2.18 결속해제부의 유압장치의 도면