KR0161095B1 - Method and system of mechanical stress relexing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각종 시설물이나 설비, 장치 등의 제작 과정에서 형성된 기계 응력을 완화시켜 줌으로써 설비, 장치 등의 수명을 연장시키고 보수 비용을 절감할 수 있도록 하는 기계 응력 완화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mechanical stress relief device that can reduce the mechanical stress formed in the manufacturing process of various facilities, equipment, apparatuses, etc. to extend the life of the equipment, apparatuses, etc., and reduce maintenance costs.
일반적으로 기존 금속의 가공공정 중에는 불균일한 소성변형의 결과 금속이나 비금속 재질이 부분적으로 잔류 응력이 발생되는 것으로 인해 정밀도의 상실과 조기 균열, 부식을 일으키는 등의 문제점이 있는 것이다.In general, during the machining process of the existing metal, due to the non-uniform plastic deformation, the residual stress is generated in the metal or non-metallic material partially causes problems such as loss of precision, premature cracking, corrosion.
이에 본 발명은 처리 공정을 검색구간과 주진동구간으로 나누어 검색구간에서는 진동기에 의하여 진동을 발생시키고 센서와 기록계의 출력으로 금속공작물의 진동상태를 검출하여 동조 진동수를 찾아 내고 주진동 구간에서는 이러한 동조 진동수에 의하여 자동으로 설정시간동안 진동을 주도록 함으로써 금속공작물의 정밀도와 항변형 능력에는 전혀 지장을 주지 않으면서 잔류응력만을 제거할 수 있도록 하는 기계 응력 완화 방법과 그 장치를 제공하는 것을 특징으로 하는 기계응력 완화장치이다.Therefore, the present invention divides the processing process into a search section and a main vibration section, and generates vibration by a vibrator in the search section, detects the vibration state of the metal workpiece by the output of the sensor and the recorder, and finds the tuning frequency. Mechanical stress relaxation method and apparatus for automatically relieving residual stress without any disruption to the precision and anti-deformation capability of metal workpieces by automatically giving vibration for a set time. Device.
Description
제1도는 본 발명에 의한 기계 응력 완화 방법을 보인 흐름도.1 is a flow chart showing a mechanical stress relaxation method according to the present invention.
제2도는 본 발명에 의한 기계 응력 완화 장치를 보인 설명도.2 is an explanatory diagram showing a mechanical stress relief device according to the present invention.
제3도는 본 발명에 사용되는 모우터를 보인 사시도.3 is a perspective view showing a motor used in the present invention.
제4도는 본 발명에 사용되는 진동기를 보인 사시도.4 is a perspective view showing a vibrator used in the present invention.
제5도는 본 발명에 사용되는 진동기의 구조를 보인 사시도.5 is a perspective view showing the structure of a vibrator used in the present invention.
제6도는 본 발명에 의한 진동기의 검색구간 작동 도표.6 is an operation diagram of the search section of the vibrator according to the present invention.
제7도는 본 발명에 의한 진동기의 주진동구간 곡선도표.7 is a curve diagram of the main vibration section of the vibrator according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 방진고무판 2 : 모우터1: dustproof rubber plate 2: motor
3 : 진동기 4 : 센서3: vibrator 4: sensor
5 : 콘트롤러 6 : 키보드5: controller 6: keyboard
7 : 기대 8 : 지침7: expectation 8: instructions
9 : 인덱스 10 : 회전익9: index 10: rotor blade
11 : 편심익 12 : 고정스크류11: eccentric wing 12: fixed screw
13 : 표시기13: indicator
본 발명은 금속 또는 비금속제품의 기계 응력을 완화시켜 부식이나 균열을 방지하기 위한 기계 응력 완화 장치에 관한 것으로, 더 상세히는 각종 시설물이나 설비, 장치 등의 제작 과정에서 형성된 기계 응력을 완화시켜 줌으로써 주요 시설물이나 설비, 장치 등의 수명을 연장시키고 보수 비용을 절감할 수 있도록 하는 기계 응력 완화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mechanical stress relief device for preventing corrosion or cracking by relieving mechanical stress of metal or non-metallic products, and more particularly, by relieving mechanical stress formed during the manufacturing process of various facilities, equipment, devices, etc. It relates to a mechanical stress relief device that can extend the life of the facility, equipment, equipment, etc. and reduce the maintenance cost.
일반적으로 절삭, 압연, 단조, 가열, 냉각, 열처리, 용접, 도금 등에 의한 급격한 변화로 생긴 불균일한 소성변형(塑性變形)의 결과 금속이나 비금속 재질의 가공을 실시후 부분적으로 잔류 응력이 발생되는 것이다.In general, as a result of non-uniform plastic deformation caused by abrupt changes caused by cutting, rolling, forging, heating, cooling, heat treatment, welding, plating, etc., residual stress is generated after processing of metal or nonmetallic material. .
이러한 잔류 응력은 예를 들면 금속 표면의 피로 강도를 높일 수 있는 경우도 있으나, 대부분의 금속 표면에서는 잔류응력이 재질의 피로도를 증가시켜 가공된 정밀도의 상실과 조기 균열, 부식을 일으키는 등의 문제점이 있는 것이다.Such residual stress may increase the fatigue strength of the metal surface, for example, but in most metal surfaces, the residual stress increases the fatigue of the material, causing problems such as loss of processed precision, premature cracking, and corrosion. It is.
이러한 잔류 응력의 제거를 위하여 과거부터 진동 또는 계속적인 충격을 주어 집중되어 있는 잔류 응력을 제거할 수 있도록 하는 방법(이하 진동 처리 방법이라 함)이 있으며 실제로 국내외의 많은 연구를 통하여 양호한 결과를 얻을 수 있게 되었던 것이다.In order to remove these residual stresses, there is a method to remove concentrated residual stresses by giving a vibration or continuous impact from the past (hereinafter referred to as vibration treatment method). In fact, a good result can be obtained through many studies at home and abroad. It was.
그러나 이러한 진동 처리 방법에 의한 잔류 응력의 제거는 과학적인 방법으로 인정을 받지는 못하고 있으며 그 이유는 진동처리과정중에 가소성 변형이 발생하는지 여부를 증명할 방법이 없고, 진동 처리과정중에 진행되는 내재적인 미시적 본질의 변화를 규명하는 근거가 부족하기 때문이다.However, the removal of residual stress by the vibration treatment method has not been recognized as a scientific method because there is no way to prove whether plastic deformation occurs during the vibration treatment process, and the inherent microscopic process during the vibration treatment process. This is because there is a lack of evidence for identifying changes in the nature.
이러함에도 불구하고 진동 처리 방법에 의한 잔류 응력 제거 방법은 그 결과가 경험에 의하여 확신되는 것이어서 계속 활용되고 있는 것이다.In spite of this, the residual stress removal method by the vibration treatment method is used continuously because the result is confirmed by experience.
아울러 진동 처리 방법에 의한 잔류 응력 제거 방법과 병행하여 열처리 방법에 의하여 잔류 응력 완화 방법이 실시되고 있다.In addition, the residual stress relaxation method is performed by the heat treatment method in parallel with the residual stress removal method by the vibration treatment method.
이러한 열처리 방법에 의하면 잔류 응력의 완화 효과가 확실히 입증되는 강점은 있으나 이러한 열처리 방법은 고열에 의하여 여타 부위의 변형을 초래할 수도 있으므로 반드시 분리하여 처리하여야 하고 도장 전에 실시하여야 하며 열처리공정을 실시한 후에 수반되는 정밀도의 저하와 항변형 능력 저하로 인한 금속 공작물의 안정성 저하가 문제점으로 지적되는 것이며, 열처리공정에서 많은 에너지 손실이 야기되어 비용부담과 환경오염의 문제가 발생되는 것이다.Although the heat treatment method has the strength that the relieving effect of residual stress is reliably proved, this heat treatment method may cause deformation of other parts by high temperature, so it must be separated and processed before coating, and after the heat treatment process is performed. Degradation of stability of metal workpieces due to deterioration of precision and deterioration of anti-deformation ability is pointed out as a problem, and a lot of energy loss occurs in the heat treatment process, causing problems of cost and environmental pollution.
그러므로 잔류응력과 금속공작물의 항변형 능력 평형을 이루면서 정밀도 저하를 방지할 수 있는 진동 처리 방법의 장점이 부각되는 것이며 본 발명은 이러한 진동 처리 방법을 합리적이고 체계적으로 실시할 수 있도록 함으로써 진동처리효과를 증진시킴을 목적으로 하는 것이다.Therefore, the advantages of the vibration processing method which can prevent the deterioration of precision while achieving the balance between the residual stress and the anti-strain capacity of the metal workpiece are highlighted, and the present invention provides a vibration processing effect by allowing the vibration processing method to be performed reasonably and systematically. The purpose is to promote.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 처리 공정을 검색구간과 주진동구간으로 나누어 검색구간에서는 진동기에 의하여 진동을 발생시키고 센서와 기록계에 의하여 금속공작물의 진동상태를 검출하여 동조 진동수를 찾아 내고 주진동 구간에서는 이러한 동조 진동수에 의하여 자동으로 설정시간동안 진동을 주도록 함으로써 금속공작물의 정밀도와 항변형 능력에는 전혀 지장을 주지 않으면서 잔류응력만을 제거할 수 있도록 하는 기계 응력 완화 방법과 그 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention divides the processing process into a search section and a main vibration section, generates a vibration by a vibrator in the search section, detects a vibration state of a metal workpiece by a sensor and a recorder, and finds a tuning frequency and a main vibration section. The present invention provides a mechanical stress mitigation method and apparatus for automatically removing the residual stress without affecting the precision and anti-deformation capability of metal workpieces by automatically vibrating for a set time by the tuning frequency.
이러한 구성에 의하여 본 발명은 처리공정에 의하여 잔류응력의 해소에 적합한 최적의 발진 진동수를 검출하여 가장 적절하게 선정된 시간동안 해당진동수로 주진동을 가하여 줌으로써 잔류 응력이 완화되어 금속공작물의 내구성이 장구하게 유지되고 내식성을 갖게 되는 것이다.By this configuration, the present invention detects the optimum oscillation frequency suitable for the elimination of the residual stress by the treatment process and applies the main vibration to the corresponding frequency for the most appropriately selected time to alleviate the residual stress so that the durability of the metal workpiece is long. It will be maintained and corrosion resistant.
따라서 이러한 본 발명에 의하여 항공기의 부품이나 내구성을 요하는 건물의 구조물, 교량의 구조물에 존재하는 잔류응력을 제거하여 줌으로써 정밀도를 유지하면서 내구성과 신뢰성 등을 증진시킬 수 있게 되는 것이다.Therefore, by the present invention it is possible to improve the durability and reliability while maintaining the precision by removing the residual stress existing in the structure of the building, the structure of the bridge, the structure of the building that requires durability.
특히 본 발명에서는 부품이나 구조물등이 조립, 도장되거나 설치된 상태에서도 잔류응력의 제거가 가능하므로 더욱 유용하게 활용될 수 있는 것이다.Particularly, in the present invention, the residual stress can be removed even in a state in which parts or structures are assembled, painted, or installed.
아울러 본 발명에 의하면 용접작업시에 주진동을 가하여 줌으로써 용접작업시 흐름성이 개선되어 양호한 용접상태를 얻을 수 있게 되는 것이며 용접 부위의 응력 집중을 방지하여 용접 품질을 개선할 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention it is possible to obtain a good welding state by improving the flowability during welding work by applying the main vibration during the welding work, and there is an effect that it is possible to improve the welding quality by preventing the stress concentration of the welding site.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제2도에 본 발명에 의한 기계 응력 완화 장치를 보였으며 편의상 이를 먼저 설명하기로 한다.Figure 2 shows the mechanical stress relief device according to the present invention will be described first for convenience.
이에서는 하방에 방진고무판(1)을 부착하고 그 일측에 모우터(2) 및 진동기(3)를 설치하여서 된 기대(7)와, 기대(7)의 일측에 설치되어 진폭을 측정하기 위한 센서(4)와, 전술한 모우터(2)의 진동수를 제어하기 위한 콘트롤러(5)와, 콘트롤러(5)의 출력을 제어하기 위한 키보드(6)로 구성된 것이다.In this case, the anti-vibration rubber plate 1 is attached to the lower side, and the motor 7 and the vibrator 3 are installed on one side thereof, and the sensor 7 is installed on one side of the base 7 to measure amplitude. (4), the controller 5 for controlling the frequency of the motor 2 mentioned above, and the keyboard 6 for controlling the output of the controller 5 are comprised.
이에 의하여 본 발명에 의한 기계 응력 완화 방법을 설명하기로 한다.Accordingly, the mechanical stress relaxation method according to the present invention will be described.
먼저 본 발명에서는 기대(7)위에 금속제품을 재치하고 크램프에 의하여 고정시켜야 한다. 이를 위하여 일반적인 형태의 여러 가지 구조로 된 것을 활용할 수 있다.First, in the present invention, the metal product is placed on the base 7 and fixed by a clamp. To this end, it is possible to use a variety of structures of the general form.
그리고 이러한 본 발명에서 사용될 수 있는 모우터의 외관을 제3도로 보였으며 이에서는 모우터 아마츄어에 전원을 공급하기 위한 소켓과 함께 모우터 속도의 궤환신호를 출력시키기 위한 소켓이 구비되어 있는 것이어서 콘트롤러(5)에 의하여 출력된 신호에 의하여 모우터(2)가 실제 작동하는 회전수를 검출할 수 있도록 되어 있어 더욱 정교한 제어가 가능하도록 하였다.And the appearance of the motor that can be used in the present invention is shown in the third degree, in which the socket for outputting the feedback signal of the motor speed together with the socket for supplying power to the motor amateur controller ( The motor 2 can detect the actual number of revolutions by the signal output by 5), enabling more precise control.
또한 본 발명에서는 제4도로 도시된 바와 같이 진동기(3)의 전면에 편집(imbalance) 정도를 제어하기 위하여 지침(8)과 인덱스(9)가 구비되어 있으며 이러한 지침(8)은 그 내부의 편심추 위치를 조절할 수 있도록 되어 있고 그 상세 구조를 제5도로 도시하였다.In addition, in the present invention, as shown in FIG. 4, a guide 8 and an index 9 are provided on the front of the vibrator 3 to control the degree of imbalance, and the guide 8 has an eccentricity therein. The weight position is adjustable and the detailed structure is shown in FIG.
이에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 진동기(3)는 그 내부에 회전익(10)과 편심익(11)을 설치하여 상측의 고정스크류(12)에 의하여 조정된 편심상태가 고정될 수 있도록 하여서 된 것이다.As can be seen from the vibrator (3) is to install the rotary blade 10 and the eccentric blades 11 therein so that the eccentric state adjusted by the upper fixing screw 12 can be fixed. .
그러므로 지침(8)을 이동시켜 편심도를 조정한 후 진동기(3)의 상방에 설치된 스크류를 조작하여 조절한 편심추의 위치를 고정시키게 되는 것이다.Therefore, after adjusting the eccentricity by moving the guide (8) is to fix the position of the eccentric weight adjusted by operating the screw installed above the vibrator (3).
이어서 고정된 금속제품에는 점차 진동수가 증가하는 소정의 진동이 가하여 지게 되는데 이러한 진동과정에서 최적의 진동수를 파악하기 위하여 공작물의 고유진동수 이상의 진동이 실시되는 것이다.Subsequently, a predetermined vibration is applied to the fixed metal product gradually increasing in frequency. In this vibration process, in order to determine an optimal frequency, vibrations of the workpiece or more are performed.
그러므로 제6도로 보인 바와 같이 시간이 경과함에 따라 모우터(2)에 흐르는 전류를 제어하여 그 회전수를 증가시켜 주게 되고 이에 따라 진동기(3)의 진동수가 증가되면서 기판을 진동시키므로 공작물 역시 동조진동수에 이르게 된다.Therefore, as shown in FIG. 6, as the time passes, the current flowing through the motor 2 is controlled to increase the number of revolutions. As a result, the workpiece is also vibrated because the frequency of the vibrator 3 is increased. Leads to
이와같이 동조 진동수에 도달하면 갑자기 진폭이 커지는 현상이 발생하며 이러한 진폭은 센서(4)에 의하여 감지되어 콘트롤러(5)에 인가되는 것이다.As such, when the tuning frequency is reached, a sudden increase in amplitude occurs, and the amplitude is detected by the sensor 4 and applied to the controller 5.
이때 콘트롤러(5)에 내장된 기록계는 이러한 상태를 기록지에 기록함과 아울러 콘트롤러(5)에 연결된 모우터(2)에 의한 진동가속력값, 진동수, 전류의값, 검색시간, 차후 진동작업시간, 진동모우터의 회전수 등을 기록하는 것이다.At this time, the recorder built in the controller 5 records this state on the recording paper, and the vibration acceleration value, the frequency, the value of the current, the search time, the subsequent vibration work time and the vibration by the motor 2 connected to the controller 5. The rotation speed of the motor is recorded.
이러한 기록값등은 콘트롤러(5)의 메모리에 저장되어 작업자가 키보드(6)를 조작함에 따라 표시기(13)로 항시 확인 가능하게 되는 것이다.These recorded values and the like are stored in the memory of the controller 5 so that the indicator 13 can always be checked as the operator operates the keyboard 6.
아울러 이러한 기대의 진동에 의하여 진동이 발생하며 이러한 진동은 주위의 여러기기의 작동에 지장을 주거나 작업자들에게 불쾌감을 유발시킬 수 있으므로 기대(7)의 저면에 진동흡수 성능이 양호한 방진고무를 부착하게 된다.In addition, the vibration is generated by the vibration of the base, and this vibration may interfere with the operation of various devices or cause discomfort to the workers, so that the vibration absorbing rubber having good vibration absorption performance may be attached to the bottom of the base (7). do.
그리고 본 발명에서 제6도로 보인 바와 같이 진동수를 증가시켜가다 보면 동조 진동수가 다소 증가되는 부위가 있으나, 그 이후에 진동 응답이 매우 큰 첨두 상태가 발생하는 것이며 이것이 동조 진동수이고 이와 같이하여 얻은 동조 진동수는 후술되는 주진동 공정에서 활용되는 것이다.And as shown in FIG. 6 in the present invention, there is a portion where the tuning frequency is slightly increased as the frequency increases, but after that, a peak state with a very large vibration response occurs, and this is the tuning frequency, and the tuning frequency thus obtained. Is used in the main vibration process to be described later.
즉, 검색구간에서 검출한 동조 진동수는 콘트롤러(5)의 메모리에 저장되는 것이고 키보드(6)를 조작하면 콘트롤러(5)는 적정 주파수의 출력을 발생시켜 모우터(2)를 회전시키게 되고 이에 연동되는 진동기(3)는 기대(7)위의 공작물과 동조 진동을 일으키도록 하는 것이다.That is, the tuning frequency detected in the search section is stored in the memory of the controller 5, and when the keyboard 6 is operated, the controller 5 generates an output of an appropriate frequency to rotate the motor 2, which is interlocked. The vibrator 3 is to cause a synchronous vibration with the workpiece on the base 7.
그러므로 이러한 진동으로 인하여 공작물의 잔류 응력이 분산되어 완화되는 것이며 이러한 결과는 제7도로 보인 바와 같이 주진동 곡선을 그렸을 경우 최고치가 진동후 높아지거나 최고치가 진동전보다 좌측에 위치하는 경우 그리고 진폭이 진동후 좁아졌을 경우 진동효과가 충분한 것으로 분석된다.Therefore, due to this vibration, the residual stress of the workpiece is dissipated and alleviated. This result shows that when the main oscillation curve is drawn as shown in Fig. 7, the peak value is higher after vibration, or the peak value is located on the left side than before vibration, and the amplitude is narrow after vibration. If it is, the vibration effect is analyzed to be sufficient.
이러한 본 발명의 진동의 결과에 대한 잔류응력 수치평가는 엑스레이 측정기를 이용하여 측정하거나 스트레인 케이지를 이용하여 측정할 수 있다.The numerical evaluation of residual stress on the result of the vibration of the present invention can be measured using an X-ray measuring instrument or a strain cage.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950030616A KR0161095B1 (en) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Method and system of mechanical stress relexing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950030616A KR0161095B1 (en) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Method and system of mechanical stress relexing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR970014849A KR970014849A (en) | 1997-04-28 |
| KR0161095B1 true KR0161095B1 (en) | 1998-12-15 |
Family
ID=19427162
Family Applications (1)
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| KR1019950030616A KR0161095B1 (en) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Method and system of mechanical stress relexing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR0161095B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102267239B1 (en) | 2020-11-30 | 2021-06-18 | 전상율 | Excitation Device for Stress Relief |
| KR102306015B1 (en) | 2020-12-31 | 2021-09-28 | 전상율 | Method of Removing Stress by Excitation |
-
1995
- 1995-09-19 KR KR1019950030616A patent/KR0161095B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102267239B1 (en) | 2020-11-30 | 2021-06-18 | 전상율 | Excitation Device for Stress Relief |
| KR20220076274A (en) | 2020-11-30 | 2022-06-08 | 전상율 | Excitation Device for Stress Relief |
| KR102306015B1 (en) | 2020-12-31 | 2021-09-28 | 전상율 | Method of Removing Stress by Excitation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970014849A (en) | 1997-04-28 |
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