KR0130527B1 - 조립식 강관전주와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결합부분의 수구가 확관을 이루는 조립식 강관전주와 그 제조방법에 관한 것으로서, 기준강도 이상의 휨응력을 가지고 경제성 및 작업성을 확보할 수 있도록 수구가 확관형태를 취하고 다단식으로 조립될 수 있는 강관전주와 그 제조방법을 제공하기 위하여, 소경의 전주단체 일단이 대경의 전주단체 삽입구에 결합가능하게 확관을 이루는 수구로 구성하고, 상기 전주단체는 강관의 확관부를 200℃로 가열하고 1차로 비교적 소경의 다이스에 50℃ 기준 동점도 90이상의 인발유를 도포하여 상기 확관부내로 전진시킨 후 어프로치 외곽의 상기 강관표면에 300∼450℃ 로 가열하여 상기 소경의 다이스를 후퇴시키고, 2차로 비교적 대경의 다이스를 이용해 상기와 동일과정을 거쳐 상온에서 냉각시키도록 한 것이다.

Description

조립식 강관전주와 그 제조방법

제1도 내지 제5도는 본 발명의 일 실시예로서,

제1도는 조립된 전주의 설치상태도.

제2도 및 제5도는 제조공정도.

제3도는 다이스의 부분절결 측면도.

제4도는 다이스의 어프로치부분 확대도.

제6도 본 발명의 다른 실시예로서 전주의 삽입구와 수구의 부분 분리 사시도.

제7도는 그 결합 횡단면도.

제8도는 종래의 인발방식 다이스 설명도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a, 1b, 1c, 1d : 전주단체 3 : 삽입구

5 : 확관부 6 : 수구

7 : 고정볼트 61 : 안내돌기

62 : 결합돌기 301 : 삽입구

본 발명은 결합부분의 수구가 확관을 이루는 조립식 강관전주의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 조립식 강관전주는 외경이 서로 다른 여러개(약 3∼4개)의 전주단체(電柱團體)양단에 플랜지를 용접시키고 그 각각의 플랜지부분을 볼트와 너트로 체결하여 하나의 조립된 강관전주를 형성하고 있다. 이러한 종래의 강관전주는 첨단쪽으로 갈수록 외경이 작아지는 것으로서 산악지대나 차량의 진입이 어려운 취약지구 등에서 약 3m의 단체를 3∼4개 또는 기타의 소요갯수로 조립하는 것인 바, 이와 같은 조립 이전단계에서 각각의 단체에는 발판이 되는 일명 피스와 애자가설대 등이 별도로 용접되고 또 도금처리된다. 이 강관전주는 연결부분에 500㎏/㎠의 하중을 가했을 때 변형을 수반하지 않는 조건을 충족시켜야 한다.

그러나 상기 강관전주는 제조비용이 고가일 뿐 아니라 현장에서 조립시 삼각기중기(gin)를 이용하여 위로 하나씩 올려 공중에서 수작업으로 볼트와 너트를 일일이 체결하여야 하기 때문에 작업의 어려움이 많고, 플랜지이음이 갖는 강도의 취약으로 말미암아 전주로서의 기능을 상실할 위험이 있는 것이다. 다시 말해 설치 후 풍압 등의 외력 등이 설계치 이상으로 부여될 때에는 볼팅되는 플랜지이음이 파괴되는 현상이 발생할 수 있는 것이다.

본 발명자는 상기한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 결합부분의 수구(受口)가 축관(縮管)을 이루는 형식을 시도한 바 있으나, 강도와 경제성이 낮고 제조방법에 있어 큰 난맥상을 보여 결국 채택하지 못하였으며, 그 이유는 다음과 같다.

우선 기존의 강관을 어느 일정부분 축관할 경우 통상적으로 외경이 100㎜ 이상일 경우에는 압출가공이나 인발가공의 형식을 사용하고 외경이 100㎜ 이하의 강관의 경우에는 스웨징기(swaging machine)를 사용할 수 있다.

그러나 조립식 전주를 형성하기 위해서는 적어도 외경이 190.7㎜(t:5∼6.4) 이상의 강관을 사용해야 하고 결합부분에 주어지는 강도가 커야 하며 그 부분의 테이퍼각이 커야 그 전주단체의 수구에 결합되는 다른 전주단체의 삽입구가 외관상이나 강도상 밀접되게 끼워질 수 있게 되는 바, 이러한 조건을 구비하고 유격이 없는 상태로 조립될 수 있는 전주단체를 얻기 위해서는 적어도 강관의 외경을 점차로 줄여갈 수 있는 4개정도의 다이스가 필요하고 다이스를 정밀하게 제어하여야 하기 때문에 기존의 압출기나 인발기 또는 스웨징기를 사용하지 못하고 대형의 소성가공기를 별도로 제작하여야 하는 것이다.

그래야 비로소 축관을 이루는 수구에 균열이나 물어뜯김, 또는 외경의 치수변화없이 주어진 강도(약 500㎏/㎠)로 전주단체를 제조할 수 있게 되므로 이 경우에는 금형비나 설치비, 제작비 등이 엄청나게 들고 소요공정이 복잡해지는 문제가 있게 되는 것이다. 본 발명의 목적은 기준강도 이상을 가지며 경제성 및 작업성을 확보할 수 있도록 수구가 확관형태를 취하고 다단식으로 조립될 수 있는 강관전주의 제조방법을 제공하는데 있는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 소경의 전주단체 일단에 대경의 전주단체 삽입구에 결합가능한 확관을 이루는 수구로 구성하고, 상기 전주단체의 확관부를 200℃ 내외로 가열한 후 1차 성형 다이스에 50℃ 기준 동점도 90이상의 인발유를 도포하여 상기 확관부내로 전진시켜 1차 확관하며, 상기 확관부를 300∼450℃ 로 재가열하여 2차 성형 다이스를 이용하여 2차 확관하고 상온에서 냉각한 것이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 설명한다.

제1도는 외경이 다른 4개의 전주단체(1a, 1b, 1c, 1d)와 지하에 매설되는 기초단체(2)가 결합되어 하나의 조립된 전주를 형성한 상태를 도시하고 있다. 상기 각각의 전주단체(1a, 1b, 1c, 1d)는 위로 갈수록 외경이 작아지는 구조로서 그 각각의 길이는 약 3m이고 최소외경은 약 190.7㎜, 최대외경은 267.4㎜이다. 상기 전주단체(1a, 1b, 1c, 1d)는 실제에 있어 3∼4개 혹은 그 이상의 개수로 1조를 이룬다. 또 각각의 전주단체(1a, 1b, 1c, 1d)는 확관된 수구와 삽입구를 양단에 형성하게 된다. 그 예로서 중간에 결합되는 2개의 전주단체(1b, 1c)를 기준으로 그 결합부분을 설명하면, 소경의 전주단체(1c) 일단이 대경의 전주단체(1b) 삽입구(3)에 결합가능하게 테이퍼부(4)를 가진 확관부(5)로 이루어진 수구(6)를 형성하고 있다.

이 수구(6)의 확관부(5)일측에는 고정볼트(7)가 체결될 수 있는 너트(8)가 용접되어 대경의 전주단체(1b)의 삽입구(3)에 소경의 전주단체(1c)의 수구(6)를 끼운 후 고정볼트(7)를 조여 결합완료 시키도록 한 것이다.

제6도 및 제7도는 상기와 같이 삽입부(3)와 수구(6)의 결합시에 고정볼트(7)에 의하여 회전을 방지하는 형식을 탈피한 다른 실시예를 보여주고 있다.

이 경우 대경의 전주단체(101b)의 삽입구(301)에는 길이방향으로 안내돌기(61)를 형성시키고 소경의 전주단체(101c)의 수구(601)에는 상기 삽입구(301)의 안내돌기(61)와 결합가능한 결합돌기(62)를 형성시킨 것으로, 상기 안내돌기(61)에 결합돌기(62)를 일치시켜 소경의 전주단체(101c)의 수구(601)를 대경의 전주단체(101b)의 삽입구(301)에 끼우면 상기 안내돌기(61)와 결합돌기(62)에 의하여 전주단체(101b, 101c)간의 결합방향 회전은 일어나지 않게 되는 것이다.

제2도 내지 제5도는 본 발명의 제조방법을 설명하기 위해 도시된 것이다. 이를 설명한다. 제2도는 강관(21)을 확관시키기 위한 설비와 그 첫 공정의 단계를 나타낸 것으로서, 강관(21)은 정반(22)상에 설치된 지그(23)에 고정되고 확관부(A)를 확관시키기 위한 유압펌프(24)와 약 200톤의 힘을 갖는 유압실린더(25) 및 이 유압실린더(25)의 램(26)에 나사결합될 수 있고 외경이 서로 다른 2개의 다이스(27)로 구성된 시스템에 의하여 확관될 수 있는 것이다.

상기 다이스(27)는 제3도에 도시하는 바와 같이 확관부(A)내로 들어가는 어프로치(28)와 베어링(29) 및 릴리이프(30)가 일정한 각도를 유지하고 외면에 형성되며, 내부에는 유압실린더(25)의 램(26)선단과 나사결합될 수 있는 나사부(31)가 형성된 것이다.

상기한 어프로치(28)의 각 θ1은 릴리이프(30) θ2보다 크고, 특히 베어링(29) 부분은 확관부(A)로의 전진방향에 반대되는 지점에 확관부(A)의 최대내경을 이루는 극점(B)이 형성된다. 이것은 제8도에 도시하는 종래의 인발방식의 다이스(81)에서 주어지는 베어링(82)의 극점이 어프로치(83)쪽에 형성되는데 반해 그 반대방향에 형성된다. 이것은 후술하는 인발유와 관련하여 확관부(A)의 파열이나 스크래치를 가져오지 않게 하기 위한 중요수단인 것이다.

따라서 상기와 같은 다이스(27)는 외경, 특히 베어링(29)의 극점(B)이 서로 다른 2개의 것 중에서 소경의 것을 먼저 제2도와 같이 램(26)에 체결하고 확관부(A)를 가열 수단으로 200℃ 내외로 가열하여 연성을 부여한다.

다음으로 다이스(27)표면에 인발유를 바른다. 이 인발유는 점도가 50℃ 기준 90 cSt(동점도)이상의 합성유(극흡착 작용제와 극압첨가제의 혼합)로 특수주문생산된 코리아 루브(주)의 상품명 D-300S를 사용한 것이다. 이것은 기존의 동점도 50℃ 기준 90cSt 이하의 인발유(코리아 루브(주)의 상품명D-3000)로는 다이 표면과 강관내면에 스크래치와 국부파열현상이 나타났기 때문에 실험결과 가장 적합한 상태로서 상기한 점도치를 얻어낸 것이다.

상기와 같이 다이스(27)에 인발유가 도포되면 제5도와 같이 유압실린더(25)를 가동시켜 다이스(27)를 확관부(A)내로 300∼350㎜전진시키고 후퇴시키는 1차 확관작업을 수행하고 1차 확관작업이 끝난 후 1차 성형 다이스 보다 직경이 큰 2차 성형 다이스로(그 외경은 확관 후 냉각될 때 수축율을 고려하여 정한다) 재확관을 실시하는 바, 제5도에 예시하는 바와 같이 확관부(A)의 표면을 자동산소용접기 등의 가열수단에 의하여 300∼450℃로 가열(표면온도)한 다음 다이스(27)를 전진시켜 베어링(29)에 의하여 수구(6)를 확관시키며 다이스(27)를 후퇴시켜서 상온에서 냉각시키면 그 내경이 서서히 수축되면서 삽입구(3)의 외경과 동일하게 되는 것이다.

상기와 같이 확관부(A)를 재결정온도 이하로 가열하고 다이스에 인발유를 도포하고 2차에 걸쳐 확관하면 확관부(A)에 연성이 부여되므로서 확관작업이 신속하고 불량의 발생이 없을 뿐 아니라 강관의 조직의 변화가 없으므로 강관(소재)가 가지고 있는 강성을 유지할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 완성된 전주단체는 굽힘강도시험기에 의하여 실험한 결과, 전주의 최대강도는 1.016㎏/㎠로 나타나 종래의 플랜지이음식의 강관전주의 강도(500㎏/㎠)보다 훨씬 향상되어 양호한 강성을 갖고 있고, 경제성에 있어서도, 축관의 형식을 취하기 위해 소요되는 비용과 공정상의 어려움을 쉽게 극복할 수 있으며, 비교적 간단한 설비와 공정으로 이루어져 경제성 뿐만 아니라 작업성 및 외관상의 품질이 향상된 결과를 얻게 되었던 것이다.

Claims (2)

1. 강관의 확관부를 200℃ 내외로 가열한 후 1차성형 다이스에 50℃ 기준 동점도 90이상의 인발유를 도포하여 상기 확관부내로 전진시켜 1차 확관하며, 상기 1차 확관된 확관부를 300∼450℃ 로 가열한 후 상기와 같은 인발유가 도포되고 상기 1차 성형 다이스 보다 직경이 큰 2차 성형 다이스를 이용하여 재확관을 실시하는 조립식 강관전주의 제조방법.
2. 제3항에 있어서, 1차 성형 다이스와 2차 성형 다이스의 베어링에는 확관부의 전진방향에 반대되는 지점에 확관부의 최대내경을 이루는 극점이 형성되게 한 조립식 강관전주의 제조방법.