KR950005007B1 - Dipper stick and dipper stick manufacturing method - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 디퍼스틱이 장착된 일반적인 굴삭기의 측면도.1 is a side view of a typical excavator equipped with a deflector.
제2a도 및 2b도는 각각 본 발명에 의한 복합 재료 디퍼스틱의 사시도 및 요부 확대 사시도.2A and 2B are respectively a perspective view and an enlarged perspective view of a composite material differential according to the present invention;
제3도는 본 발명에 의한 복합 재료 디퍼스틱의 RTM 성형전의 분해 사시도.3 is an exploded perspective view before RTM molding of a composite differential according to the present invention.
제4a도 및 4b도는 제2도의 A-A선을 따른 단면 사시도로써 우레탄폼과 보강섬유로 된 내부충진재의 각기 다른 실시예의 단면형상을 설명하는 도면.4A and 4B are cross-sectional perspective views taken along the line A-A of FIG. 2 to illustrate cross-sectional shapes of different embodiments of an internal filler made of urethane foam and reinforcing fibers.
제5도는 제3도의 부싱홀더를 성형하기 위해 부싱홀더 파이프상에 필라멘트로 와인딩한 상태를 도시하는 개략설명도.5 is a schematic illustration showing a state in which the filament is wound on the bushing holder pipe to form the bushing holder of FIG.
제6도는 본 발명에 의한 복합수지 재료 디퍼스틱의 최종 성형법인 RTM 성형법의 개략 설명도.Figure 6 is a schematic illustration of the RTM molding method which is the final molding method of the composite resin material differential according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 굴삭기 2 : 붐1: excavator 2: boom
3 : 버켓 4 : 디퍼 실린더3: bucket 4: dipper cylinder
5 : 버켓 실린더 5´ : 보조 연결구(LINK)5: Bucket cylinder 5´: Auxiliary connector (LINK)
10 : 디퍼스틱 10´ : 러그플랜지10: Differential 10´: Lug Flange
11 : 외면부 12 : 보강섬유11: outer surface part 12: reinforcing fiber
13,14,15,16 : 부싱홀더 17,18,19,20 : 삽입구멍13,14,15,16: Bushing holder 17,18,19,20: Insertion hole
21 : 내부충진재 21´ : 우레탄폼21: Internal filler 21´: Urethane foam
22 : 부싱홀더 파이프 23 : 섬유필라멘트22 bushing holder pipe 23 fiber filament
24,25 : 수지탱크 26,27 : 이송제어부24,25: Resin tank 26,27: Transfer control part
28 : 몰드 28´ : 공동28: mold 28´: cavity
29 : 온도제어부29: temperature control unit
본 발명은 굴삭기 작업장치의 한부분인 디퍼스틱에 관한 것으로, 섬유강화 플라스틱, 즉 FRP(Fiber Reinforced Plastic)로 성형 제조하여 종래의 구조용 강철로 제조되었던 디퍼스틱에 비해 간단한 공정으로 제조되면서도 강도가 향상되고, 자중이 감소되어 굴삭력을 배가시킬수 있는 고분자계 복합재료(Polymeric Composite Materials, 이하 "복합재료"라 함)로 된 디퍼스틱과 이 디퍼스틱의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dipstick which is a part of an excavator working device, and manufactured by forming a fiber reinforced plastic, ie, fiber reinforced plastic (FRP), in a simple process compared to the dipstick, which was made of a conventional structural steel, but improved in strength. The present invention relates to a dipstick made of a polymer composite material (hereinafter referred to as a "composite material") capable of reducing its own weight and doubling the digging force, and a method for producing the dipstick.
디퍼스틱(10)은 제1도에 도시되어 있는 것처럼, 건설용 중장비인 굴삭기(1)의 굴삭하중을 지지하는 붐(Boom, 2)과 직접 굴삭을 담당하는 굴삭용 버켓(Excavating bucket, 3)을 연결지탱하는 부품으로서, 여기에는 또한 굴삭기(1)에 구비되는 유압제어부(도시생략)로 부터의 유압제어에 의해 신축작용을 함으로써 상기 버켓(3)에 직접 굴삭력을 제공하는 작동실린더, 즉 디퍼실린더(Dipper Cylinder, 4)와 버켓 실린더(Bucket Cylinder, 5)가 연결 장착되어 있다. 따라서, 이 디퍼스틱(10)은 굴삭작업중 상기 실린더들(4,5)의 신축운동에 따라 반복적인 상하 선회운동을 하게 되며, 이때문에 굴삭용버켓(3)과 함께 반복적인 운동을 가장 심하게 하는 부품으로 알려져 있으며, 이에 따라 디퍼스틱은 굴삭하중을 지탱할 수 있고, 반복되는 굴삭운동에 의한 마모와 충격에 견딜수 있도록 충분한 강도를 갖는 재료로 설계제작되어야 한다.As shown in FIG. 1, the deflector 10 includes a boom 2 for supporting the excavation load of the excavator 1, which is a construction heavy equipment, and an excavating bucket 3 for direct excavation. And a working cylinder for providing an excavation force directly to the bucket 3 by expanding and contracting by hydraulic control from an oil pressure control unit (not shown) provided in the excavator 1. Dipper cylinder (4) and bucket cylinder (5) are connected and installed. Therefore, the deflector 10 is repeatedly moved up and down in accordance with the expansion and contraction movement of the cylinders 4 and 5 during the excavation operation, and thus the repetitive movement with the excavating bucket 3 is most severely performed. As a result, the dipstick must be designed and made of a material having sufficient strength to withstand the digging load and to withstand the abrasion and impact caused by repeated digging movements.
종래의 디퍼스틱은 상기한 바와같은 조건에 만족할 수 있도록 통상적으로 구조용강(Structural Steel), 예를들면 SS41과 같은 강재료를 사용하여 설계제작되어 왔었다. 그러나, 이와 같이 구조용강으로 제작된 종래의 디퍼스틱은 우선, 표1에서 설명하고 있는 바와 같이 구조용강의 비중이 7.9g/㎤로 상당히 무겁기 때문에 자중이 많이 나가고, 내부가 비어있는 박스형의 용접구조물로 구성 되기 때문에 외부로 부터의 충격에 약하며, 반복굴삭 및 적토작업에 대한 내마모성 및 공기나 습기등의 환경에 대한 내부식성이 비교적 약하다는 문제가 있었다. 더구나, 이러한 종래의 강제 디퍼스틱이 갖는 가장 중요한 문제점은 무거운 자중때문에 이를 지탱하기 위해 자체 및 유압력을 굴삭용량에 비해 크게 하여야 하고, 이에따라 엔진 규격도 커진다는 점이다.Conventional differentials have typically been designed and manufactured using structural materials such as structural steel, for example SS41, so as to satisfy the conditions described above. However, the conventional differential made of structural steel in this way, first, as described in Table 1, the specific gravity of structural steel is 7.9 g / cm 3, which is quite heavy. Because it is constructed, it is vulnerable to the impact from the outside, and has a problem that the wear resistance to repeated excavation and red soil work and the corrosion resistance to the environment such as air or moisture are relatively weak. Moreover, the most important problem with this conventional forced deflector is that due to the heavy weight, it is necessary to increase its own and hydraulic forces relative to the excavating capacity in order to support it, thereby increasing the engine specification.
본 발명자들은 이러한 종래의 구조용강제 디퍼스틱의 문제점을 해소하기 위하여 중량이 감소되면서도 소정의 굴삭력을 지탱할수 있는 충분한 강도를 갖는 디퍼스틱을 개발하기 위해 연구 노력하여 본 발명에 의한 복합 재료의 디퍼스틱을 개발하게 되었다.In order to solve the problems of the conventional structural steel differentials, the present inventors have tried to develop a diffusive having a sufficient strength while supporting a predetermined digging force while reducing the weight. Was developed.
따라서, 본 발명의 목적은 충분한 강도를 가지면서도 중량이 감소되어 굴삭용량에 대한 차체의 규모를 축소시키고 엔진규격도 작은 것을 사용함으로써 결과적으로 굴삭력을 증가시킬 수 있는 이점을 제공할수 있는 복합 재료로 된 굴삭기용 디퍼스틱을 제공하려는 것이다.Therefore, the object of the present invention is to reduce the weight of the car body with sufficient strength and to reduce the size of the vehicle body for the digging capacity, and to use the smaller engine size. It is to provide a differential for the excavator.
본 발명의 또다른 목적은 상기와 같은 특성을 갖는 복합 재료로 된 굴삭기용 디퍼스틱의 제조방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing an excavator defferstick made of a composite material having the above characteristics.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
제2a도 및 2b도는 본 발명에 의한 복합 재료 디퍼스틱의 전체 사시도와 러그플랜지 부분의 요부 확대 사시도이며, 제3도 및 4도는 각각 본 발명에 의한 디퍼스틱의 최종 성형전의 분해사시도와 제2a도에서 A-A선을 따라 본 단면 사시도이다. 이들 도면에 의하면, 본 발명의 디퍼스틱(10)은 통상의 형상을 갖도록 복합 재료로 구성된 외면부(11)을 갖는 박스형 구조물로 되어 있으며, 이 박스형 구조물은 제2도 및 제3도에서 알수있는 바와 같이 FRP와 같은 복합 재료를 사용하여 후술하는 레진트랜스퍼몰딩(RTM)공법에 의해 성형된 상기 외면부(11)와, 상기 외면부(11)의 형상을 지지하고 이 외면부(11)에 가해지는 외부 충격시 이를 흡수할수 있도록 이 외면부(11)의 내부에 위치하고, 우레탄폼으로 미리 발포성형되어 후술하는 소정의 공정을 거친후 상기 RTM공법시 상기 외면부(11)와 일체로 성형되는 우레탄폼과 보강섬유로 된 내부충진재(21)로 구성된다. 아울러, 이 디퍼스틱(10)의 실린더 연결부, 즉 디퍼실린더(4) 및 버켓실린더(5)와 연결되는 부위에는 이 실린더(4,5)들의 일단이 삽입될 수 있도록 U자형의 러그플랜지(lugflange, 10´,10˝)를 형성하면서 홈(30)이 각각 구비되고, 상기 러그플랜지(10´,10˝)에는 연결핀(4´)을 삽입할수 있는 파이프 형상의 부싱홀더(13)가 각각 구비된다. 또한, 이 디퍼스틱(10)에는 붐(2)과의 연결부, 버켓(3)과의 연결부, 그리고 보조 연결구(5´)와의 연결부에도 연결핀을 삽입할 수 있는 역시 파이프 형상의 스틸 튜브 외면에 필라멘트 와인딩 공법으로 탄소섬유 또는 유리섬유로 두께 10㎜까지 보강된 부싱홀더(14,15,16)가 구비된다. 상기 부싱홀더(13,14,15,16)는 모두 후술하는 필라멘트와인딩공법(Filament Winding Method)에 의해 미리 제조된후 RTM공법시 상기 박스형구조물의 외면부(11)와 일체로 구성된다.Figures 2a and 2b is an overall perspective view of the composite material disperstick according to the present invention and the enlarged perspective view of the main portion of the lug flange portion, Figures 3 and 4 are exploded perspective view and Figure 2a before the final molding of the differential according to the present invention Is a cross-sectional perspective view taken along line AA. According to these figures, the diffusive 10 of the present invention has a box-like structure having an outer surface portion 11 composed of a composite material to have a normal shape, which can be seen in FIGS. 2 and 3. As described above, the outer surface 11 and the outer surface 11 formed by the resin transfer molding (RTM) method described below using a composite material such as FRP are supported and applied to the outer surface 11. The urethane is located inside the outer surface 11 so as to absorb it during an external impact, and is urethane foamed in advance with a urethane foam and then molded into the outer surface 11 during the RTM process. It consists of an internal filler 21 made of foam and reinforcing fibers. In addition, a U-shaped lug flange (lugflange) so that one end of the cylinders (4, 5) can be inserted into the cylinder connection portion of the differential (10), that is, the portion connected to the differential cylinder (4) and the bucket cylinder (5). , 10 ', 10' are provided with grooves 30, respectively, and the lug flanges 10 ', 10' have pipe-shaped bushing holders 13 for inserting the connecting pins 4 ', respectively. It is provided. In addition, the deflector 10 has a pipe-shaped steel tube outer surface for inserting a connecting pin into the connection part with the boom 2, the connection part with the bucket 3, and the connection part with the auxiliary connector 5 '. The filament winding method is provided with bushing holders 14, 15, and 16 reinforced with carbon fibers or glass fibers up to 10 mm thick. The bushing holders 13, 14, 15, and 16 are all manufactured in advance by the filament winding method described below, and then integrally formed with the outer surface 11 of the box-shaped structure during the RTM method.
또한, 디퍼스틱(10)의 박스형 구조물이 완성되면, 이 디퍼스틱의 버켓 연결부위에 굴삭시의 반복운동에 대한 내마모성과 내충격성을 높이기 위해 다공성 고무판과 폴리에틸렌 적층판으로 구성된 충격 및 메모방지판을 씌워 체결구로 상기 디퍼스틱(10)에 고정하여 구비할수 있다.In addition, when the box-shaped structure of the deflector 10 is completed, a shock and memo-proof plate composed of a porous rubber plate and a polyethylene laminated plate is covered with a bucket connection portion of the deflector to increase abrasion resistance and impact resistance against repetitive movement during excavation. The fastener can be fixed to the deflector 10.
상기 우레탄폼의 내부충진재(21)는 제4a 및 4b도에 실시예로 도시되어 있는것처럼, +자형상 또는 격자형상으로 글라스섬유, 아라미드 섬유 또는 탄소섬유로된 보강섬유(12)를 우레탄폼의 성형체(21´)에 감아 내부충진재(21)의 강도 및 내충격성을 향상시킨다. 이에 대해서는 뒤에서 자세히 설명될 것이다.The inner filler 21 of the urethane foam is shown in Figures 4a and 4b, as shown in Figure 4a and 4b, + reinforcement fibers 12 made of glass fiber, aramid fiber or carbon fiber in the shape of + or lattice of urethane foam It is wound around the molded body 21 'to improve the strength and impact resistance of the internal filler 21. This will be explained in detail later.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 복합 재료의 디퍼스틱(10)은 다음과 같은 제조공정을 거쳐 제조된다.The differential 10 of the composite material according to the present invention having the above configuration is manufactured through the following manufacturing process.
즉, 복합 재료의 부싱홀더(13,14,15,16)와 우레탄폼의 내부충진재(21)를 먼저 성형제조한다. 상기 부싱홀더(13,14,15,16)는 제5도에 개략적으로 도시하고 있는 것처럼, 파이프 형상의 부싱홀더 파이프(22)상에 수지에 함침된 장섬유(Continuous fiber)을 필라멘트와인딩 공법에 의해 조밀하게 와인딩한 다음 상온 경화시켜 성형제조한다. 이 부싱홀더는 필요에 따라, 맨드릴 역할을 하는 내부의 구조 용강제 부싱홀더파이프(22)와 그 위에 와인딩되어 수지와 함께 경화된 섬유(23)로 하여 구성하든지, 아니면 상형이 끝난후 상기 파이프(22)를 빼내고 복합 재료 섬유필라멘트(23)만으로 구성한다. 이 부싱홀더(13,14,15,16)에 대한 필라멘트 와인딩법의 일 실시예는 다음의 실시예 1과 같다. 이 실시예에서는 내부의 구조용강제 부싱홀더 파이프(22)와 외부의 섬유 필라멘트(23)로 이루어지는 부싱홀더를 제공하게 된다. 그외 또다른 필라멘트 와인딩법으로 임의의 각도로 나선형의 와인딩 방법이 사용될 수도 있다.That is, the bushing holders 13, 14, 15 and 16 of the composite material and the inner filler 21 of the urethane foam are first molded and manufactured. As shown in FIG. 5, the bushing holders 13, 14, 15, and 16 have a continuous fiber impregnated with a resin on a pipe-shaped bushing holder pipe 22 in a filament winding method. Winding densely and then curing at room temperature to manufacture. The bushing holder may be composed of an internal structural steel bushing holder pipe 22 serving as a mandrel and a fiber 23 wound thereon and cured together with a resin as necessary, or after the upper mold is finished. 22) is taken out and consists only of the composite material fiber filament (23). One embodiment of the filament winding method for the bushing holder 13, 14, 15, 16 is the same as the first embodiment. In this embodiment, a bushing holder comprising an internal structural steel bushing holder pipe 22 and an external fiber filament 23 is provided. As another filament winding method, a spiral winding method at any angle may be used.
[실시예 1]Example 1
부싱홀더의 무게를 줄이기 위하여 통상의 부싱홀더 두께의 1/4인 4㎜ 두께의 파이프형 구조용강의 부싱홀더를 맨드릴로 하여 그위에 일본국의 Nippon Carbion Co. 제품인 Z 303 LBO(인장강도 : 400㎏f/㎟, 탄성계수 50msi)필라멘트를 상온경화용 불포화 폴리에스테르수지 또는 비닐에스테르 수지에 함침시켜 한국기계연구소제작품인 필라멘트와인딩기를 사용하여 조밀하게 와인딩한 다음 자연경화시켰다. 이때의 와인딩 조건은 10㎏f의 인장력과 90˚와인딩방식인 후프 와인딩법(Hoop Winding)을 사용하였으며, 경화 조건은 상온(25℃)에서 3시간동안 자연경화 시켰다.In order to reduce the weight of the bushing holder, the Japanese Nippon Carbion Co. Z 303 LBO (tensile strength: 400㎏f / ㎠, modulus of elasticity 50msi) is impregnated with unsaturated polyester resin or vinyl ester resin for room temperature curing, and then densely wound using a filament winding machine manufactured by Korea Institute of Machinery and Materials. Cured. At this time, the winding conditions were 10 kgf tensile force and 90 ° winding hoop winding method (Hoop Winding) was used, the curing conditions were natural curing at room temperature (25 ℃) for 3 hours.
상기 실시예에 의하면 충분한 강도를 갖는 부싱홀더를 제공할수 있었다. 또한 부싱홀더의 길이는 러그플랜지(10´,10˝)에 끼워지는 부싱홀더(13)를 나머지 부싱홀더(14,15,16)에 비해 짧게하여 형성한다.According to the above embodiment, the bushing holder having sufficient strength could be provided. In addition, the length of the bushing holder is formed by making the bushing holder 13 fitted to the lug flanges 10 'and 10' shorter than the other bushing holders 14, 15 and 16.
한편, 상기 우레탄폼의 내부충진재(21)는 먼저 디퍼스틱 완성품의 체적의 70% 내지 80%의 내부체적을 동일형상으로 갖는 우레탄 발포용 몰드내에 우레탄을 채운후 발포성형한다. 발포성형한 후 성형된 우레탄폼을 꺼내어 길이 방향으로 4등분한후 이4등분된 우레탄폼(21´)위에 각각 글래스섬유, 아라미드섬유 또는 탄소섬유로 된 보강섬유(12)로 감는다. 이때, 보강섬유(12)를 감는 방식은 제4a도 및 제4b도에서 도시하고 있는 것처럼 등분된 우레탄폼(21´)의 길이방향에서 전면을 적층하여 감싸거나(4a도), 또는 내부의 두면만을 적층하여 감싼다(4b도). 이렇게 만든 4개의 우레탄폼(21´)에 보강섬유로 적층된 충진재(21)를 다시 원래대로 조합한후 그위에 상기와 같은 글래스섬유, 아라미드섬유 또는 탄소섬유로된 보강섬유(12)로 다시 전체를 감싸서 +자형 또는 격자형의 단면형상을 얻는다. 그후, 제3도에 도시한 바와 같이 상기 내부충진재(21)에 부싱홀더(13,14,15,16)를 삽입하기 위한 구멍(17,18,19,20)과 U자형 러그플랜지(10´,10˝) 형성하기 위한 홈(30)을 펀칭작업에 의해 가공한다. 이에 따라, 제3도의 사시도 구조와 제4도의 단면 구조를 갖는 내부충진제(21)를 얻을수 있었다. 그러나, 부싱홀더용 구멍들과 러그플랜지용 홈을 우레탄폼의 발포성형시에 몰드형상에 의하여 우레탄폼의 발포성형과 동시에 성형할수도 있다.On the other hand, the inner filler 21 of the urethane foam is filled with urethane in a urethane foam mold having an internal volume of 70% to 80% of the volume of the finished product in the same shape and then foamed. After foaming, the molded urethane foam is taken out, divided into four quarters in the longitudinal direction, and then wound on four quartered urethane foams 21 'with reinforcing fibers 12 made of glass fibers, aramid fibers or carbon fibers, respectively. At this time, the method of winding the reinforcing fiber 12 is wrapped in the longitudinal direction of the urethane foam (21 ') equally as shown in Figures 4a and 4b by laminating the front (4a degree), or two sides of the inside The bay is laminated and wrapped (4b degrees). The four fillers (21 ′) made of the reinforcing fibers laminated to the reinforcing fibers 21 are combined again, and then the reinforcing fibers (12) made of glass fiber, aramid fiber or carbon fiber are placed thereon. Wrap to obtain + or cross section of grid. Thereafter, as shown in FIG. 3, holes 17, 18, 19, and 20 for inserting bushing holders 13, 14, 15, and 16 into the inner filler 21, and U-shaped lug flanges 10 '. The groove 30 for forming is processed by the punching operation. As a result, the internal filler 21 having the perspective structure of FIG. 3 and the cross-sectional structure of FIG. 4 was obtained. However, the holes for the bushing holder and the grooves for the lug flange can be molded simultaneously with the foaming of the urethane foam by the mold shape during the foaming of the urethane foam.
상기와 같은 공정을 거쳐 부싱홀더(13,14,15,16)와 우레탄폼의 내부충진재(21)를 각기 완성한다음, 상기 내부충진재(21)의 구멍(17,18,19,20)속에 각각의 부싱홀더를 삽입하여 1차조립품을 만든다.The bushing holders 13, 14, 15, and 16 and the inner filler 21 of the urethane foam are completed through the above-described process, respectively, and then into the holes 17, 18, 19, and 20 of the inner filler 21, respectively. Insert the bushing holder in to make the primary assembly.
그후, 박스형 구조물의 디퍼스틱(10)을 최종완성 시키기 위해 상기 1조립품에 대해 제6도에 도시하고 있는 바와 같은 RTM공법을 실시한다. 이러한 RTM공법의 일 실시예는 다음의 실시예 2와 같다.The RTM process as shown in FIG. 6 is then performed on the one assembly to finalize the deflective 10 of the box-like structure. One embodiment of the RTM method is the same as in Example 2.
[실시예 2]Example 2
RTM장치는 통상적으로 제6도에 도시하고 있는 바와 같이 A수지와 B수지용 탱크(24,25)와 이 탱크(24,25)에 연통되어 수지의 이송을 조절하는 이송조절부(26,27)와 상기 조절부(26,27)에 연통된 상,하몰드로 이루어진 몰드(28)와 이 몰드(28)에 대해 성형 온도를 제어하기 위한 온도제어부(29)로 이루어진다. 상기 몰드(28)의 상,하부 사이에는 디퍼스틱(10)의 실제의 외부형상 및 규격에 부합하는 형상의 공동(28*)이 구비된다. 본 발명의 디퍼스틱을 최종성형 완성하기 위한 RTM공정에 있어서는 먼저, 우레탄폼 충진재(21)에 부싱홀더(13,14,15,16)를 끼워서 이루어진 상기의 1차 조립품을 몰드(28)의 공동(28´)에 배치하고, 상술한 비닐에스테르 또는 불포화에스테르와 같은 액상수지와 통상의 촉매, 촉진제, 조촉매, 겔지연제등의 첨가제를 각각의 탱크(24,25)로 부터 이송조절부(26,27)를 거쳐 몰드(28)로 5분 내지 10분 동안 몰드 내부의 감압상태에서 수지 이송압력 5Bar를 사용하여 이송유입시킨후 이 몰드(28)에 대해 30-40분동안 감압상태로 열을 가하면서 경화시켜 디퍼스틱 완제품(10)를 성형하였다. 이때, 몰드내로 이송유입된 복합 재료는 유레탄충진재(21)에 배치된 부싱홀더(13,14,15,16)와 삽입구멍(17,18,19,20)사이의 틈에 조밀하게 채워지고, 상기 충진재(21)상에 소정의 두께로 입혀져 상기의 외면부(11)를 형성하게 된다. 또한, 복합 재료 디퍼스틱의 RTM 성형부분을 구성하는 각각의 재료는 미국의 다우케미칼사 제품의 비닐에스테르 수지인 DERAKANE 411-45와 미국의 베트로텍스(Vetrotex)사의 제품인 유리섬유 매트(mat)를 사용할 수 있다. 상기 DERAKANE 수지의 점도는 400-500mPa.s, 적당하게는 450mPa.s가 유효하였다. 또한 성형시의 수지 이송 압력은 보통의 경우 5Bar를 사용하여, 몰드 내부에 감압을 이용하기도 한다. 이렇게 감압시키게 되면 몰드(28)로의 수지의 이송 및 몰드(28)내에서의 우레탄폼(21´)에 감겨진 보강섬유(12)로의 복합재료의 함침을 용이하게 하기때문에 매우 유리하였다.As shown in FIG. 6, the RTM apparatus is generally connected to the resins A and B resin tanks 24 and 25 and the feed adjusting units 26 and 27 to control the resin transfer. ) And a mold 28 consisting of upper and lower molds in communication with the control units 26 and 27, and a temperature control unit 29 for controlling the molding temperature of the mold 28. Between the upper and lower portions of the mold 28 is provided a cavity 28 * of a shape conforming to the actual external shape and the specification of the difficut 10. In the RTM process for final molding of the differential of the present invention, first, the primary assembly formed by inserting the bushing holders 13, 14, 15, and 16 into the urethane foam filler 21 is formed in the cavity of the mold 28. And a liquid resin such as the above-mentioned vinyl ester or unsaturated ester and additives such as a conventional catalyst, accelerator, promoter, gel delay agent, etc., from each tank 24, 25. 26, 27), and flowed into the mold 28 using a resin transfer pressure 5Bar at a reduced pressure inside the mold for 5 to 10 minutes, and then heated to the mold 28 under reduced pressure for 30-40 minutes. Curing was added to form the finished finished product 10. At this time, the composite material transferred into the mold is densely filled in the gap between the bushing holders 13, 14, 15, and 16 and the insertion holes 17, 18, 19, and 20 disposed in the urethane filler 21. The outer surface portion 11 is formed on the filler 21 by being coated with a predetermined thickness. In addition, each material constituting the RTM molded part of the composite diffractive material is made of DERAKANE 411-45, a vinyl ester resin manufactured by Dow Chemical, USA, and a glass fiber mat, manufactured by Vetrotex, USA. Can be used. As for the viscosity of the said DERAKANE resin, 400-500 mPa.s, suitably 450 mPa.s was effective. In addition, the resin conveyance pressure at the time of shaping | molding normally uses 5 Bar, and pressure reduction is used inside a mold. This reduced pressure was very advantageous because it facilitated the transfer of the resin into the mold 28 and the impregnation of the composite material with the reinforcing fibers 12 wound on the urethane foam 21 'in the mold 28.
상기 촉매로 네덜란드 악조(AKZO)사의 Butanox LPT와 같은 메틸에틸케톤 퍼옥사이드(MEKP), 촉진제로 디에틸아닐린, 디메틸아닐린 또는 디메틸아세토 아세트 아마이드, 조촉매로 코발트 나프테네이트, 겔지연제로 2,4-펜타에디온이 사용되었다.Methyl ethyl ketone peroxide (MEKP), such as Butanox LPT from AKZO, the catalyst, diethylaniline, dimethylaniline or dimethylacetoacetamide as promoter, cobalt naphthenate as promoter, 2,4 as gel delay Pentaedione was used.
상기의 실시예 2의 결과, 표면이 매우 미려하고, 강도가 뛰어나며 중량이 가벼운 복합 재료의 디퍼스틱을 얻을 수 있었다. 이 복합 재료 디퍼스틱의 강도 및 중량특성은 종래의 구조용강인 SS41로 동일규격을 갖도록 제조된 디퍼스틱의 강도 및 중량과 비교하는 다음의 표 1과 표 2에서 알수있는 것처럼, 디퍼스틱의 강도를 종래의 구조용강에 비해 약 3배 증가시킬수 있고, 중량을 소형 디퍼스틱의 경우 50%까지, 대형 디퍼스틱의 경우 60%까지 감량할수 있으며, 이 중량감소를 굴삭능력의 향상비율로 환산되는 굴삭점토의 무게비로 비교하는 경우에는 1회 굴삭에 대해 소형의 경우에는 적토무게의 6.8%, 대형의 경우에는 13.9%까지 자체중량의 감량을 달성하여 궁극적으로는 감량비율에 비례하는 만큼의 보다 작은 차체규모와 엔진용량으로 동일한 용량의 굴삭력을 제공할 수 있었다. 이것은 다시말해서, 동일 중량의 차체와 동일용량의 엔진을 구비하는 경우 종래의 구조용강으로 제조된 디퍼스틱에 비해 본 발명의 복합 재료 디퍼스틱이 6.8%-13.9%까지의 굴삭능력향상을 가져올수 있다는 것을 의미한다.As a result of Example 2, it was possible to obtain a diffuser of a composite material having a very beautiful surface, excellent strength and light weight. The strength and weight characteristics of this composite diffraction are as follows in Table 1 and Table 2, which are compared with the strength and weight of a diffraction manufactured to the same standard as SS41, which is a conventional structural steel. It can increase about 3 times compared to the structural steel, and can reduce the weight by 50% for the small diffusive and up to 60% for the large deficit. Compared to the weight ratio, it is possible to achieve a weight loss of up to 6.8% of the red soil weight for a single excavation and 13.9% for a large one, and ultimately a smaller body size and proportionate to the weight loss ratio. Engine capacity could provide the same amount of digging force. In other words, when the same weight body and the engine of the same capacity, the composite material differentiator of the present invention can bring up to 6.8% -13.9% of the digging ability compared to the conventional manufacturing of the structural steel Means that.
[표 1]TABLE 1
[표 2]TABLE 2
상기한 바와 같이 본 발명에 의한 복합 재료디퍼스틱은 자중을 50%-60%까지 감량시킬 수 있고, 굴삭적토비로 볼경우는 6.8-13.9%까지의 중량감소를 달성할수 있어 실제적으로 6.8%-13.9%까지의 굴삭능력을 향상시킬수 있는 이점을 제공한다. 아울러, 본 발명의 복합 재료 디퍼스틱은 그의 주 재료인 FRP등의 복합 재료가 내부식성 및 내마모성, 그리고 탄성력이 구조용각에 비해 월등하게 뛰어나기 때문에 이에 따라 디퍼스틱의 내식성, 내충격성 및 내진성이 뛰어나 항만준설등의 작업조건이 열악한 작업현장에서 유용하게 쓰일수 있는 굴삭기를 제공할수 있는 장점을 제공한다.As described above, the composite material differential according to the present invention can reduce its own weight by 50% -60%, and in the case of the excavated toby, it can achieve a weight reduction of 6.8-13.9% by practically 6.8%- It offers the advantage of improving digging capacity up to 13.9%. In addition, since the composite material of the present invention is a composite material such as FRP, which is its main material, has excellent corrosion resistance, abrasion resistance, and elastic force superior to structural angles, accordingly, it is excellent in corrosion resistance, impact resistance, and earthquake resistance of the differential. It provides the advantage of providing an excavator that can be useful in the poor working conditions such as port dredging.
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