KR20030004201A

KR20030004201A - 냉각장치를 갖춘 임펠러방식의 쇼트피닝설비

Info

Publication number: KR20030004201A
Application number: KR1020020073827A
Authority: KR
Inventors: 임성혁
Original assignee: 임성혁
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2003-01-14
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: KR100465509B1; AU2003231384A1; WO2004048039A1

Abstract

본 발명은 피가공물의 외면을 타격하여 피가공물의 물성을 강화하는 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 관한 것으로, 고압의 압축공기를 형성하는 공기압축기(1210)와, 공기압축기(1210)로부터 공급되는 공기압을 조절하는 압력조절기구(1220), 압력조절기구(1220)로부터의 에어공급을 선택적으로 차단하는 에어공급제어밸브(1230) 및, 에어공급제어밸브(1230)로부터의 고압의 에어를 피가공물(20)의 표면으로 분사하는 에어노즐(N1 ; N2)로 이루어진, 강구(S)에 의한 타격에 의해 온도상승되는 피가공물(20)의 표면부를 냉각시켜주는 냉각장치(1200)가 보강 설치되어진 구조를 이루어서, 피가공물의 쇼트피닝처리시 공냉식 냉각장치에 의해서 피가공물 표면부의 온도상승이 방지되므로, 피가공물 표면부의 온도상승으로 인한 압축잔류응력의 감소가 방지되어, 피가공물의 물성이 향상된다.

Description

냉각장치를 갖춘 임펠러방식의 쇼트피닝설비{Impeller type of shot peening equipment having air conditioner}

본 발명은 피가공물의 외면을 타격하여 피가공물의 물성을 강화하는 쇼트피닝설비에 관한 것으로, 특히 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 있어서 쇼트피닝작업시의 피가공물의 표면부 온도상승이 방지되도록 이를 냉각하는 냉각장치를 갖춘 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 쇼트피닝설비는 강구를 매개로 피가공물의 외면을 타격하여 피가공물의 외면에 압축응력이 잔류되도록 하는 것으로, 이와 같이 압축응력이 잔류되면 피가공물의 강도가 높아지고, 외부 하중에 의한 신율이 증대되며, 피로 균열이 가능한 한 억제된다.

상기 쇼트피닝설비는 어떠한 장치를 매개로 강구를 발사하는가에 따라서, 임펠러방식과 에어노즐방식으로 크게 구분된다.

종래 임펠러방식의 쇼트피닝설비의 작동상태를 도 1a 및 도 1b를 참고하여 설명해 보면 다음과 같다.

우선, 캐비넷(400)의 도어(420)가 도어개폐기구(430)에 의해 열려진 상태에서, 피가공물(20)들이 끼워진 지그(10)가 이송장치(1100)에 의해 캐비넷(400)의 회전대(410)에 안착되면, 도어개폐기구(430)에 의해 도어(420)가 닫히게 된다. 여기서, 상기 이송장치(1100)로는 통상 지그(10)나 피가공물(20)을 잡고 들어서 옮길수 있는 로봇아암이 이용되는데, 이하에서는 지그(10)를 이송하는 것으로 통일하여 작동 설명하기로 한다. 이후, 피가공물 고정장치(900)의 구동기구(910)가 작동되어 지그(10)에 끼워져 고정되어진 피가공물(20)들을 가압부재(920)가 하방향으로 누르게 되고, 회전대 구동기구(500)가 작동되어 회전대(410)와 이에 얹혀져 고정된 지그(10) 및 피가공물(20)들이 회전대 구동기구(500)에 의해 회전된다. 여기서, 상기 구동기구(910)는 가압부재(920)를 상하방향으로 왕복이동시킬 수 있는 공지의 모든 것들이 적용가능하지만 통상 에어실린더가 주로 이용되고 있으며, 상기 가압부재(920)는 구동기구(910)의 구동축에 회전가능하게 연결된다. 이러한 상태에서, 강구투입밸브(210)가 열리게 되면 강구저장챔버(110)에 임시보관되어진 강구(S)들이 강구투입라인(L2)을 통해서 임펠러장치(310)의 임펠러(312)의 중심으로 연속적으로 투입된다. 상기 임펠러(312)는 구동모터(311)의 구동축(311a)에 연결되어서 회전되고 있으므로, 임펠러(312)로 중심으로 투입된 강구(S)는 임펠러(312)의 회전날개에 얹혀진 상태로 외측으로 이동되다가 임의의 위치에서 피가공물(20)을 향해서 발사된다. 강구(S)의 발사 위치는 임펠러(312)의 회전속도와 임펠러(312)의 중심으로 투입되는 강구(S)의 투입위치 및 투입각도에 따라서 변화된다. 여기서, 미설명부호 "1000"은 강구투입라인 위치변경장치로서, 강구(S)의 투입위치 및 투입각도를 변화시키는 장치를 나타낸다. 상기 임펠러(312)로부터 발사되어진 강구(S)는 이후 캐비넷(400)의 내부공간을 가로질러서 회전되고 있는 피가공물(20)의 외면에 부딪힌 후에 자유낙하되어 강구회수장치(600)로 투입된다. 상기 강구회수장치(600)는 자유낙하되어 캐비넷(400)으로부터 배출되는 강구(S)들을 리턴라인(L1)으로 이송할 수 있는 공지의 모든 것들이 적용가능하지만, 본 실시예의 경우에는 스크류컨베이어(610)와 버킷엘리베이터(620)로 구성되어진 것을 이용하였다. 이와 같이 강구회수장치(600)로 투입되어진 강구(S)는 강구회수장치(600)에 의해서 리턴라인(L1)으로 이송되고, 리턴라인(L1)으로 이송되어진 강구(S)는 이후 이물질제거유닛(700)을 거쳐서 강구저장챔버(110)로 회수되어, 상기 경로를 통해서 재순환하게 된다. 상기 이물질제거유닛(700)은 회수되는 강구(S)들에 포함되어진 이물질들을 제거하는 것으로서, 드럼식과 걸름망식 등의 이물질제거장치가 이용되며, 걸러진 이물질들은 이물질방출라인(L3)을 통해서 외부로 방출된다. 이후, 피가공물(20)의 쇼트피닝작업이 완료되면, 강구투입밸브(210)가 닫히게 되어 임펠러(312)로의 강구(S)공급이 차단되고, 회전대 구동기구(500)가 작동 정지되어 회전대(410)의 회전이 정지되며, 이후 피가공물 고정장치(900)의 구동기구(910)가 작동되어 가압부재(920)가 초기 위치로 복귀된다. 이때, 캐비넷(400) 내부로 발사되어진 강구(S)들은 강구회수장치(600)에 의해서 리턴라인(L1)으로 이송된 후에 이물질제거유닛(700)을 거쳐서 강구저장챔버(110)로 회수되어 임시 저장된다. 상기 회전대(410)의 회전이 정지되면, 도어개폐기구(430)에 의해서 캐비넷(400)의 도어(420)가 열려지게 되고, 쇼트피닝처리된 피가공물(20)들이 고정되어진 지그(10)가 이송장치(1100)에 의해서 캐비넷(400)으로부터 끄집어내어진다. 이후, 상기 작동을 순차적으로 반복하여 연속적인 쇼트피닝처리가 수행되는데, 이들 각 장치들은 별도의 제어장치(도시되지 않음)에 의해서 작동 제어된다. 한편, 상기 캐비넷(400)에는 집진장치(800)가 구비되어 있어서, 캐비넷(400) 내부의 분진들이 집진장치(800)에 포집된다.

이러한 임펠러방식의 쇼트피닝설비는 임펠러장치(310)를 강구발사수단으로 이용하고 있어서 임펠러(312)로부터 발사되어진 강구가 상하 좌우로 퍼져나가게 되므로, 여러개의 피가공물(20)들을 한번에 처리할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 이러한 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 따르면, 임펠러(312)로부터 발사되어진 강구(S)들 중에서 피가공물(20)을 타격하지 못하는 손실 강구가 발생될 수 밖에 없어서 쇼트피닝 작업효율이 저하되고, 임펠러(312)로부터 발사되어진 강구(S)들이 상하 좌우로 불균일하게 퍼져나가게 되므로 쇼트피닝처리된 피가공물(20)들의 물성이 균일하지 못하게 된다.

더욱이, 상기 종래 임펠러방식의 쇼트피닝설비는, 쇼트피닝작업시 온도상승되는 피가공물(20)의 표면부를 냉각할 수 있는 방안이 강구되지 못하여, 피가공물(20) 표면부의 물성강화가 만족스럽게 획득되지 못하게 되는 문제가 발생되었다.

이에 대해 도 3a 및 도 3b를 참조하여 보다 상세히 설명해 보면, 우선 도 3a에 도시된 바와 같이, 쇼트피닝작업시에는 강구(S)들이 피가공물(20)의 표면을 타격하게 되므로, 타격에 의해서 피가공물(20)의 표면부의 온도가 상승하게 되어, 피가공물(20)의 내부와 표면부 사이에 온도차가 발생된다. 이와 같이 온도차가 발생되면, 상대적으로 온도가 높은 표면부는 팽창되므로, 표면부에 접하고 있는 내부에는 상대적으로 인장응력이 발생되고, 표면부에는 이에 반하는 압축응력이 발생된다. 이러한 상태에서 연속적으로 강구(S)들이 피가공물(20)의 표면을 타격하게 되면, 피가공물(20)의 표면부가 압축되면서 표면부에 압축응력이 잔류되지만, 피가공물(20)의 표면부는 온도차에 의한 압축응력이 발생되어진 상태이므로, 피가공물(20)의 표면부에 수용되는 강구(S)의 타격에 의한 압축응력 잔류량이 감소된다. 따라서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 쇼트피닝처리 완료후에 온도상승된 피가공물(20)의 표면부가 냉각되면, 피가공물(20)의 표면부가 수축하게 되므로, 피가공물(20) 표면부의 전체적인 압축응력은 감소하게 되고, 피가공물(20)의 표면부에 잔류되어진 압축응력에 상응하는 인장응력이 이 표면부에 접하고 있는 피가공물(20)의 내부에 잔류하게 된다. 도 4를 참조해 보면, 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 의해 가공처리되어진 피가공물(20)의 경우에는, 상기 강구(S)의 타격에 의한 피가공물(20)의 표면부의 온도상승으로 인해서, 극표면부에서의 압축잔류응력의 감소이 크게 발생된다는 것을 알 수 있다. 한편, 도 5는 쇼트피닝처리되지 않은 물품과, 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 의해 쇼트피닝처리되어진 피가공물 및, 에어노즐방식의 쇼트피닝설비에 의해 쇼트피닝처리되어진 피가공물의 물성을 상호 비교한 것으로, 이를 참조해 보면 압축잔류응력이 클 수록 신율이 증가됨을 알 수 있는데, 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 의해 쇼트피닝처리되어진 피가공물은 에어노즐방식의 쇼트피닝설비에 의해 쇼트피닝처리되어진 피가공물 보다 유효인장응력이 작다는 것을 알 수 있다.

한편, 종래 에어노즐방식의 쇼트피닝설비는, 도 2에 도시된 바와 같이, 강구발사수단로 에어노즐장치(320)를 이용하고 있는데, 이에 대한 작동을 설명해 보면 다음과 같다.

우선, 피가공물(20)이 끼워진 지그(10)가 회전대(410)에 안착되고, 피가공물(S)이 가압부재(920)에 의해 하방향으로 눌려진 후, 회전대 구동기구(500)에 의해 회전대(410)가 회전되는 상태에서, 에어공급제어밸브(323)와 강구투입밸브(210)가 열리게 되면, 강구저장챔버(110)에 임시보관되어진 강구(S)들이 강구투입라인(L2)을 통해서 에어분사라인(L5)으로 유입된 후, 고압의 에어에 의해 에어분사라인(L5)을 따라 빠르게 이동되어, 에어노즐(N1)을 통해서 피가공물(20)을 향해 발사된다. 이때, 고압의 에어가 강구투입라인(L2)을 통해서 리턴라인(L1)으로 유입될 수 있으므로, 강구투입밸브(210)의 열림과 동시에 압력차단밸브(250)는 차단된다. 상기 임펠러(312)로부터 발사되어진 강구(S)는 피가공물(20)의 외면에 부딪힌 후에 자유낙하되어 강구회수장치(600)로 투입되는데, 이와 같이 강구회수장치(600)로 투입되어진 강구(S)는 피가공물(20)의 교체시강구회수장치(600)에 의해서 리턴라인(L1)으로 이송된 후, 이물질제거유닛(700)을 거쳐서 강구저장챔버(110)로 회수된다. 이후, 피가공물(20)의 쇼트피닝작업이 완료되면, 강구투입밸브(210)와 에어공급제어밸브(323)가 닫히게 되어, 에어노즐(N1)로부터의 강구(S) 발사가 정지되고, 쇼트피닝처리된 피가공물(지그 포함)과 쇼트피닝처리할 피가공물(지그 포함)의 교체가 수행된다. 이후, 상기 작동을 순차적으로 반복하여 연속적인 쇼트피닝처리가 수행되는데, 이들 각 장치들은 별도의 제어장치(도시되지 않음)에 의해서 작동 제어된다.

이러한 에어노즐방식의 쇼트피닝설비는, 에어노즐장치(320)를 강구발사수단으로 이용하고 있어서 에어노즐(N1)로부터 발사되어진 강구(S)가 피가공물(20)의 표면을 타격하면서, 에어노즐(N1)로부터 분사되어진 고압의 에어에 의해 피가공물(20)의 표면부가 냉각되므로, 강구(S)의 타격에 의한 표면부의 온도상승이 방지되므로, 이로 인한 피가공물(20) 표면부의 압축잔류응력 감소가 방지되는 잇점이 있다. 도 4를 참고해 보면, 에어노즐방식의 쇼트피닝설비에 의해 쇼트피닝처리되어진 피가공물의 경우에는, 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 의해 쇼트피닝처리되어진 피가공물에 비해서 극표면부에서의 압축잔류응력의 감소가 작게 발생된다는 것을 알 수 있는데, 이는 에어노즐(N1)로부터 분사되는 고압의 에어에 의해 피가공물(20) 표면부의 온도상승이 방지된다는 점에 기인한다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 에어노즐방식의 쇼트피닝설비에 의해 쇼트피닝처리되어진 피가공물이 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 의해 쇼트피닝처리되어진 피가공물 보다 유효인장응력이 크게 된다.

그러나, 이러한 에어노즐방식의 쇼트피닝설비의 경우에는, 에어노즐(N1)을 통해서 발사되어진 강구(S)가 거의 일직선 상으로 발사되는데, 강구(S) 발사를 위한 압력을 형성하기 위해서는 에어노즐(N1)의 크기가 한정될 수 밖에 없으므로, 1회 공정당 적은 수의 피가공물(20)만을 가공처리할 수 밖에 없어서, 다량의 피가공물(20)을 처리하기 위해서는 많은 작업시간이 소요되는 단점으로 인해 이의 사용이 상당히 제한될 수 밖에 없다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 쇼트피닝처리시 피가공물 표면부의 온도상승을 방지하면서 다량의 피가공물을 동시에 쇼트피닝처리할 수 있는 냉각장치를 갖춘 임펠러방식의 쇼트피닝설비를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1a는 종래 기술에 따른 임펠러방식의 쇼트피닝설비를 도시한 구성도,

도 1b는 도 1a의 요부를 확대 도시한 평면배치도,

도 2는 종래 기술에 따른 에어노즐방식의 쇼트피닝설비를 도시한 구성도,

도 3a 및 도 3b는 종래 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 의한 피가공물의 내부 응력변화를 설명하기 위한 도면,

도 4는 종래 임펠러방식의 쇼트피닝설비와 에어노즐방식의 쇼트피닝설비에 의해 처리되어진 피가공물의 내부응력을 비교 도시한 그래프,

도 5는 미처리된 피가공물과 종래 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 의해 처리되어진 피가공물 및 에어노즐방식의 쇼트피닝설비에 의해 처리되어진 피가공물의 물성을 상호 비교 도시한 그래프,

도 6a는 본 발명에 따른 임펠러방식의 쇼트피닝설비를 도시한 구성도,

도 6b는 도 6a의 요부를 확대 도시한 평면배치도,

도 7a는 본 발명의 다른 일예를 도시한 도면,

도 7b는 도 7a에 도시된 쇼트피닝설비의 변형예를 도시한 도면,

도 8a는 본 발명의 또 다른 일예를 도시한 도면,

도 8b는 도 8a의 요부를 확대 도시한 평면배치도이다.

- 첨부도면의 주요 부분에 대한 용어 설명 -

10,10' ; 지그,20,20' ; 피가공물,

110,120 ; 강구저장챔버,210,220 ; 강구투입밸브,

250 ; 압력차단밸브,310 ; 임펠러장치,

311 ; 구동모터,311a ; 구동축,

312 ; 임펠러,320 ; 에어노즐장치,

321 ; 공기압축기,322 ; 압력조절기구,

323 ; 에어공급제어밸브,400 ; 캐비넷,

410 ; 회전대,420 ; 도어,

430 ; 도어개폐기구,500 ; 회전대 구동기구,

510 ; 구동모터,521,522 ; 동력전달부재,

600 ; 강구회수장치,610 ; 스크류컨베이어,

620 ; 버킷엘리베이터,700 ; 이물질제거유닛,

800 ; 집진장치,900 ; 피가공물 고정장치,

910 ; 구동기구,920 ; 가압부재,

1000 ; 강구투입라인 위치변경장치,1100 ; 이송장치,

1200 ; 냉각장치,1210 ; 공기압축기,

1220 ; 압력조절기구,1230 ; 에어공급제어밸브,

1300 ; 예열챔버,1310 ; 도어,

1320 ; 도어개폐기구,1400 ; 가열장치,

L1 ; 리턴라인,L2,L7 ; 강구투입라인,

L3 ; 이물질방출라인,L4 ; 에어배출라인,

L5,L6 ; 에어분사라인,N1,N2 ; 에어노즐,

S ; 강구.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고속으로 회전되는 임펠러로부터 발사되어진 강구가 회전되는 피가공물의 표면을 타격하여, 피가공물의 표면부에 압축응력이 잔류되도록 하는 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 있어서, 상기 강구의 타격에 의해 온도상승되는 피가공물의 표면부를 냉각시켜주는 냉각장치가 구비되되, 이 냉각장치는, 고압의 압축공기를 형성하는 공기압축기와, 공기압축기로부터 공급되는 공기압을 조절하는 압력조절기구, 압력조절기구로부터의 에어공급을 선택적으로 차단하는 에어공급제어밸브 및, 에어공급제어밸브로부터의 고압의 에어를 피가공물의 표면으로 분사하는 에어노즐로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 임펠러방식의 쇼트피닝장치를 도시하고 있는 바, 종래 기술에 따른 도 1a 및 도 1b와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 강구(S)에 의한 타격에 의해 온도상승되는 피가공물(20)의 표면부를 냉각시켜주는 공냉식 냉각장치(1200)가 구비되어서, 쇼트피닝처리시 피가공물(20) 표면부의 온도상승이 방지되도록 하고 있다.

상기 냉각장치(1200)는, 고압의 압축공기를 형성하는 공기압축기(1210)와, 공기압축기(1210)로부터 공급되는 공기압을 조절하는 압력조절기구(1220), 압력조절기구(1220)로부터의 에어공급을 선택적으로 차단하는 에어공급제어밸브(1230) 및, 에어공급제어밸브(1230)로부터의 고압의 에어를 피가공물(20)의 표면으로 분사하는 에어노즐(N1 ; N2)로 이루어진다.

본 발명에 따른 쇼트피닝장치의 작동상태를 설명해 보면 다음과 같다.

피가공물(20)이 끼워진 지그(10)가 회전대(410)에 안착되고, 피가공물(S)이 가압부재(920)에 의해 하방향으로 눌려진 후, 회전대 구동기구(500)에 의해회전대(410)가 회전되는 상태에서, 강구투입밸브(210)가 열리게 되면 고속으로 회전되는 임펠러(312)에 의해서 강구투입라인(L2)을 통해 투입되는 강구(S)들이 피가공물(20)을 향해서 발사되는데, 이와 동시에 에어공급제어밸브(1230)가 열려져서 공기압축기(1210)로부터의 고압의 에어가 에어분사라인(L6)을 따라 유도된 후에 에어노즐(N2)을 통해서 피가공물(20)을 향해 분사된다. 상기 에어노즐(N2)은 다양한 형태의 것들이 이용될 수 있지만, 도 6a에 도시된 바와 같이, 피가공물(20)들의 배치상태를 고려하여 상하방향으로 길이확대된 노즐을 이용하는 것이 바람직하다. 이후, 피가공물(20)의 쇼트피닝작업이 완료되면, 강구투입밸브(210)가 닫히게 되어 임펠러(312)로의 강구(S)공급이 차단되고, 에어공급제어밸브(1230)가 닫히게 되어 피가공물(20)로의 고압의 에어분사가 차단된다. 본 발명에 따른 쇼트피닝장치의 작동은 별도의 제어장치(도시되지 않음)에 의해 작동 제어된다.

본 발명에 따르면, 공압식 냉각장치(1200)에 의해서 피가공물(20) 표면부의 온도상승이 방지되므로, 피가공물 표면부의 온도상승으로 인한 압축잔류응력의 저하가 방지된다.

한편, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 에어노즐(N1 ; N2)이 임펠러(312)를 중심으로 양측에 각각 설치되어, 에어노즐(N1 ; N2)을 통해 분사되어진 고압의 에어가 피가공물(20)을 향해서 분사되도록 하면, 임펠러(312)로부터 분사되어진 강구(S)들이 피가공물(20)을 향해서 분사되는 에어에 의해서 좌우방향으로 퍼져나가지 않게 되므로, 임펠러(312)로부터 분사되어진 모든 강구(S)들이 피가공물(20)로 유도되어 이를 타격하게 되므로, 쇼트피닝 작업효율이 향상되는 잇점이 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있는데, 이에 도시된 바와 같이, 에어노즐(N1 ; N2)과 에어공급제어밸브(1230)를 연결하는 에어분사라인(L6)에 강구투입라인(L7)을 연통시키고, 이물질제거유닛(700)으로부터 회수되는 강구(S)를 임시보관하는 강구저장챔버(120)와, 강구저장챔버(120)로부터 강구투입라인(L7)으로의 강구(S) 투입을 선택적으로 차단하는 강구투입밸브(220) 및, 강구투입라인(L7)으로의 고압의 에어 유입을 차단하는 압력차단밸브(250)를 강구투입라인(L7)에 설치하면, 냉각장치(1200)를 에어노즐방식의 쇼트피닝설비에 있어서의 에어노즐장치(320 ; 도 2 참조)로 이용할 수 있게 되는 장점이 있다.

이의 작동상태를 설명해 보면 다음과 같다.

통상의 경우에는, 도 7a에 도시된 바와 같이, 에어분사라인(L6)으로의 강구투입밸브(220)는 닫히고, 임펠러(312)로의 강구투입밸브(210)는 열려져서, 강구(S)가 임펠러(312)에 의해 발사되면서, 에어노즐(N2)로부터 분사되는 고압의 에어에 의해 피가공물(20)이 냉각되도록 한다.

반면, 냉각장치(1200)를 에어노즐방식의 쇼트피닝설비에 있어서의 에어노즐장치로 이용하는 경우에는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 임펠러(312)로의 강구투입밸브(210)는 닫히고, 에어분사라인(L6)으로의 강구투입밸브(220)는 열려져서, 강구(S)가 에어분사라인(L6)으로 투입된 후에 에어노즐(N1)을 통해서 발사되도록 한다. 이러한 경우, 상하방향으로의 길이가 확대된 에어노즐(N2)을 이용하게 되면 강구(S)의 발사속도가 크게 저하되므로, 일반적인 에어노즐(N1 ; 직경축소된)을 교체하여 사용한다. 한편, 강구투입밸브(220)가 열려지면 강구투입라인(L7)으로 고압의 에어가 유입되므로, 이를 차단하기 위해서 압력차단밸브(250)는 닫히게 된다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하고 있는 바, 이에 도시된 바와 같이, 가열장치(1400)를 갖춘 예열챔버(1300) 내에서 피가공물(20')을 예열한 후에, 냉각장치(1200)를 매개로 피가공물(20)의 표면부를 냉각하면서 쇼트피닝처리하면 피가공물(20)의 표면부에 보다 큰 압축응력이 잔류되어, 소트피닝처리된 피가공물(20)의 물성이 크게 향상되는데, 이는 피가공물(20)을 상온보다 높은 적정 온도로 예열처리한 후에. 피가공물(20)의 표면부를 냉각하면서 쇼트피닝처리를 수행하면, 도 3a 및 도 3b의 반대되는 현상이 발생되어, 피가공물(20)의 표면부에 상당히 큰 압축응력이 잔류된다는 점에 기인한다. 여기서, 미설명부호 "1310"은 예열챔버(1300)의 도어를, "1320"는 예열챔버의 도어(1310)를 개폐하는 도어개폐기구를 나타낸다.

본 발명은 상기한 바와 같은 실시예에 한정되지 않고 이하의 청구범위를 벗어나지 않는 한도내에서 보다 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다.

이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 피가공물의 쇼트피닝처리시 공냉식 냉각장치에 의해서 피가공물 표면부의 온도상승이 방지되므로, 피가공물 표면부의 온도상승으로 인한 압축잔류응력의 감소가 방지되어, 피가공물의 물성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 상기 냉각장치의 에어노즐이 임펠러를 중심으로 양측에 각각 설치되어, 에어노즐을 통해 분사되어진 고압의 에어가 피가공물을 향해서 분사되도록 하면, 임펠러로부터 발사되어진 강구들이 좌우방향으로 퍼져나가지 않고 모두 피가공물을 타격하게 되므로, 쇼트피닝 작업효율이 향상되는 잇점이 있다.

또한, 피가공물을 예열하는 가열장치를 갖춘 예열챔버를 설치하여, 쇼트피닝처리 이전에 피가공물을 상온보다 높은 적정온도로 예열하게 되면, 피가공물의 물성이 더욱 향상되는 잇점이 있다.

Claims

고속으로 회전되는 임펠러(312)로부터 발사되어진 강구(S)가 회전되는 피가공물(20)의 표면을 타격하여, 피가공물(20)의 표면부에 압축응력이 잔류되도록 하는 임펠러방식의 쇼트피닝설비에 있어서,

상기 강구(S)에 의한 타격에 의해 온도상승되는 피가공물(20)의 표면부를 냉각시켜주는 냉각장치(1200)가 구비되되, 이 냉각장치(1200)는, 고압의 압축공기를 형성하는 공기압축기(1210)와, 공기압축기(1210)로부터 공급되는 공기압을 조절하는 압력조절기구(1220), 압력조절기구(1220)로부터의 에어공급을 선택적으로 차단하는 에어공급제어밸브(1230) 및, 에어공급제어밸브(1230)로부터의 고압의 에어를 피가공물(20)의 표면으로 분사하는 에어노즐(N1 ; N2)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임펠러방식의 쇼트피닝설비.
제 1항에 있어서, 상기 에어노즐(N1 ; N2)과 에어공급제어밸브(1230)를 연결하는 에어분사라인(L6)에 강구투입라인(L7)이 연통되고, 이 강구투입라인(L7)에, 이물질제거유닛(700)으로부터 회수되는 강구(S)를 임시보관하는 강구저장챔버(120)와, 강구저장챔버(120)로부터 강구투입라인(L7)으로의 강구(S) 투입을 선택적으로 차단하는 강구투입밸브(220) 및, 강구투입라인(L7)으로의 고압의 에어 유입을 차단하는 압력차단밸브(250)가 설치되어진 것을 특징으로 하는 임펠러방식의 쇼트피닝설비.
제 1항에 있어서, 상기 에어노즐(N1 ; N2)이 임펠러(312)를 중심으로 양측에 각각 설치되어, 에어노즐(N1 ; N2)을 통해 분사되어진 고압의 에어가 피가공물(20)을 향해서 분사되는 것을 특징으로 하는 임펠러방식의 쇼트피닝설비.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피가공물(20)을 예열하는 가열장치(1400)를 갖춘 예열챔버(1300)가 구비되어진 것을 특징으로 하는 임펠러방식의 쇼트피닝설비.