KR0173587B1 - 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치에 관한 것으로, 부움, 아암, 버킷등으로 구성된 작업장치와, 이 작업장치를 구동하기 위한 각각의 유압실린더를 구비하는 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치에 있어서, 상기 작업장치에 연결되며 구동시 상기 작업 장치와 동일한 링크운동을 하여 실제 작업할때 발생되는 부하조건을 작업장치의 부움에 가하는 벤치용 부움 및 아암과, 일단이 상기 벤치용 부움에 힌지고정되고 타단이 상기 벤치용 아암 소정위치에 힌지고정되며, 상기 작업장치의 아암실린더와 연동되게 설치되는 제1 유압 실린더와, 일단이 상기 벤치용 아암에 힌지고정되며 타단이 상기 작업장치의 아암에 장착되며, 구동시 작업장치의 부움에 실제 작업할때의 부하조건을 전달하는 제2 유압실린더를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치를 제공한다.

Description

건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치

제1도는 본 발명에 의한 작업장치의 내구성 시험장치의 장착상태도.

제2도는 본 발명에 의한 작업장치의 내구성 시험장치에 적용되는 유압회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,11 : 프레임 2,12 : 부움

3,13 : 레버 4,14 : 아암실린더

14A : 제1 유압실린더 6,16 : 아암

7 : 버킷실린더 8 : 링크

9 : 버킷 이미테이터(imitator) 20 : 제2 유압실린더

01-04 : 제1 - 제4 힌지부

본 발명은 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설중장비중 굴삭기 부움의 마모 및 피로시험시 굴삭기의 작업장치와 기구적인 링크운동이 연동되게 설치되는 시험장치에 의해 작업중 실제로 부움에 가해지는 정적, 동적모멘트 및 축하중이 시험편인 부움에 동일하게 작동토록하여 시험결과에 대해 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로, 굴삭기같은 작업장치의 구조물에 대한 마모 및 피로시험은 시험편에 정적, 동적 벤딩모우멘트 및 축하중을 가하는 형태로 이루어지며, 이러한 시험은 시험시간을 줄이기 위한 가속시험과 제한된 시간내에 효율적으로 실제운전상태를 재현하는 시험으로 크게 구별된다.

굴삭기 부움의 피로 및 마모시험방법은 작업장치의 다운스토로크(down stroke), 버킷에 의한 로드 그립(load grip), 하중부과시 아암, 버킷으로부터의 로드 덤핑(dumping)과 비하중시 작업장치의 다운스트로크와 같은 작동 싸이클에 대한 굴삭기 부움의 로딩에서 결정된다.

이때, 버킷 등의 작업장치를 구성하는 힌지조인트, 브쉬핀 등의 각 부품이 가지는 모든 응력(stress)시험을 하게되며, 이로 인해 부품의 균열발생에 대한 시험으로 해당 부품의 내구성을 알수 있었으나, 시험시간이 장시간 소요되는 문제점을 갖게된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 굴삭기 부움의 마모 및 피로시험시 작업 장치의 작동중 부움에 가해지는 부하와 동일한 부하조건이 시험편인 부움에 가해지도록 하여 부움의 내구성 시험결과에 대한 신뢰도를 높일 수 있도록 한 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치를 제공하는데 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 실제상황과 동일한 제어조건 및 환경변수를 임의로 부여할수 있게 되어 시험의 재현성과 가속적인 시험이 가능토록 한 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 부움, 아암, 버킷등으로 구성된 작업장치와, 이 작업장치를 구동하기 위한 각각의 유압실린더를 구비하는 건설 중장비용 작업장치의 내구성 시험장치에 있어서, 상기 작업장치에 연결되며 구동시 상기 작업장치와 동일한 링크운동을 하여 실제 작업할 때 발생되는 부하조건을 작업장치의 부움에 가하는 벤치용 부움 및 아암과, 일단이 상기 벤치용 부움에 힌지고정되고 타단이 상기 벤치용 아암 소정위치에 힌지고정되며, 상기 작업장치의 아암실린더와 연동되게 설치되는 제1 유압실린더와, 일단이 상기 벤치용 아암에 힌지고정되며 타단이 상기 작업장치의 아암에 장착되며, 구동시 작업장치의 부움에 실제 작업할 때의 부하조건을 전달하는 제2 유압실린더를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험 장치를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징은, 상기 제2 유압실린더는, 상기 작업장치의 아암과 부움이 힌지고정되는 제1 힌지부와, 상기 벤치용 아암과 부움이 힌지고정되는 제2 힌지부와, 상기 제2 유압실린더의 헤드부와 상기 벤치용 아암이 힌지고정되는 제3 힌지부와, 상기 제2 유압실린더의 로드부와 상기 작업장치의 버킷에 하중이 부여시 무게중심점에 상기 작업장치의 아암이 힌지고정되는 제4 힌지부를 각각 연결하여 평행사변형을 형성하게 됨을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 다른 특징은, 상기 작업장치의 내구성 시험장치는, 상기 작업장치의 아암실린더와 버킷실린더 및 제2 유압실린더 각각의 로드부에 대해 설치되어 이들의 이동량을 감지하는 각각의 변위 검출기와, 상기 제1 및 제2 유압실린더의 로드부에 장착되어 상기 작업장치와 벤치용 작업장치의 유압실린더에 가해지는 하중을 검출하는 로드셀과, 상기 로드셀과 변위검출기로부터의 유압실린더에 가해지는 하중 및 이동량을 산출하며, 상기 작업장치와 벤치용 작업장치의 유압실린더를 제어하는 제어신호에 따른 주파수를 제공하는 컴퓨터와, 상기 컴퓨터의 출력신호에 따라 위치절환되어 상기 작업장치와 벤치용 작업장치의 유압실린더에 공급되는 작동유를 제어하는 서어보밸브를 더 구비한다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징은, 상기 작업장치의 아암실린더와 상기 제1 유압실린더의 작동유의 유로는 폐회로를 구성하여 연결됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치의 장착상태도이며, 제2도는 본 발명의 시험장치에 적용되는 유압회로도이다.

도면에 도시된 바와같이, 프레임(1)과, 프레임(1)에 일단이 피벗고정되며 아암실린더(4)가 장착되는 부움(2)의 소정위치에 일단이 피벗고정되어 부움(2)을 지지하는 레버(3)의 타단이 프레임(1)에 피벗고정되며, 부움(2) 일단에 아암실린더(4) 구동으로 회동가능하게 피벗고정되는 아암(6)에 버킷 이미테이터(9)를 구동시키는 버킷실린더(7)가 수개의 링크(8)를 통해 장착되어 굴삭기의 작업장치를 구성한다.

전술한 작업장치에 연결되어 구동시 작업할 때 실제로 부움(2)에 발생되는 정적, 동적 벤딩모우멘트와 축하중을 가하는 벤치(BENCH)용 작업장치를 구성하되, 이는 프레임(11)에 일단이 피벗고정되며 프레임(11)에 피벗고정되는 레버(13)에 의해 지지되는 벤치용 부움(12)에 작업장치의 아암실린더(4) 보다 작은 피스톤 유효영역을 갖는 벤치용 아암실린더(14)가 장착되며, 작업장치의 아암실린더(4)와 동일한 피스톤 유효영역을 가지며 작업장치의 아암실린더(4)와 연동되는 제1 유압실린더(14A)가 벤치용 부움(12)과 아암(16)에 장착되며, 일단부가 벤치용 작업장치의 아암(16)에 힌지고정되고 타단부는 작업장치의 아암(6)에 장착되며 작업장치에 하중이 부여될때의 버킷 이미테이터(9)의 무게중심점에 제2 유압실린더(20)는 힌지고정되어 벤치용 작업장치를 구성한다.

전술한 제2 유압실린더(20)는 작업장치의 아암(6)과 부음(2)이 힌지고정되는 제1 힌지부(01)와, 벤치용 작업장치의 아암(16)과 부움(12)이 힌지고정되는 제2 힌지부(02)와, 벤치용 아암(16)과 제2 유압실린더(20)가 힌지고정되는 제3 힌지부(03)와, 제2 유압실린더(20)와 작업장치에 하중이 부여될때의 버킷 이미테이터(9)의 무게중심점이 힌지고정되는 제4 힌지부(04)를 각각 연결하는 평행사변형을 형성하게 된다.

전술한 작업장치의 아암실린더(4)와 벤치용 제1 유압실린더(14A)는 폐회로를 구성하여 연결되며, 즉 미도시된 유압펌프로부터 토출되는 유로에 설치되어 컴퓨터(21)의 출력신호에 의해 위치절환되는 서어보밸브(22)의 위치이동에 따라 연동되어 구동방향이 결정된다. 서어보밸브(22)의 제어신호는 제1 유압실린더(14A)의 로드 소정위치에 장착되어 벤치용 작업장치 구동시 제1 유압실린더(14A)에 가해지는 하중을 검출하여 증폭기(25)를 통해 컴퓨터(21)에 보내는 로드셀(23)과, 작업장치의 아암실린더(4)의 로드부에 대해 설치되어 작업장치의 아암실린더(4)의 이동량을 감지하여 증폭기(26)를 통해 컴퓨터(21)에 보내는 변위검출기(24)(displacement transducer)에 의해 입력되는 신호에 해당되는 수치를 산출하는 컴퓨터(21)로부터 출력된다.

그리고, 벤치용 아암실린더(14)는 유압펌프의 작동유 유로에 설치되어 컴퓨터(21)의 출력신호에 의해 위치절환되는 서어보밸브(24)의 위치이동에 따라 그 구동방향이 결정된다. 이때, 전술한 제1 유압실린더(14A)의 로드셀(23)과 연결된 증폭기(25)와 컴퓨터(21)사이, 작업장치의 아암실린더(4)의 변위검출기(24)에 연결된 증폭기(26)와 컴퓨터(21) 사이에는 각각 A/D 컨버터(35)(36)가 설치된다.

한편, 작업장치의 버킷실린더(7)와 제2 유압실린더(20)는 유압펌프의 작동유 유로에 설치되어 컴퓨터(21)의 출력신호에 의해 위치절환되는 각각의 서어보밸브(27)(28)의 위치이동에 따라 연동되어 구동방향이 결정된다. 서어보밸브(27)(28)의 제어신호는 제2 유압실린더(20)의 로드 소정위치에 장착되어 구동시 제2 유압실린더(20)에 가해지는 하중을 검출하여 증폭기(29)를 통해 컴퓨터(21)로 보내는 로드셀(30)과, 제2 유압실린더(20)의 로드부와 작업장치의 버킷실린더(7)의 로드부에 대해 소정위치에 설치되어 제2 유압실린더(20)와 작업장치의 버킷실린더(7)의 이동량을 감지하여 각각의 증폭기(31)(32)를 통해 컴퓨터(21)로 보내는 변위검출기(33)(34)에 의해 입력되는 신호에 해당되는 수치를 산출하는 컴퓨터(21)로부터 출력된다.

이때, 버킷실린더(7)의 로드셀(34)에 연결된 증폭기(32)와 컴퓨터(21) 사이, 제2 유압실린더(20)의 변위검출기(33)와 로드셀(30)에 각각 연결되는 증폭기(31)(29)와 컴퓨터(21) 사이에는 각각 A/D 컨버터(37)(38)가 설치된다.

이와같이 구성되는 본 발명에 의한 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치의 작동을 설명하면, 미도시된 유압펌프에서 토출되는 작동유는 공급측 유로(L1)를 통해 작업장치의 아암실린더(4)와 벤치용 제1 유압실린더(14A)에 유입되는데, 이때 컴퓨터(21)에서 출력되어 조절장치(A)에서 인가되는 전기적인 신호에 따라 서어보밸브(22)가 제2도의 도면상에서 상측방향으로 위치절환되는 경우, 공급측 유로(L1)의 작동유는 제1 유압실린더(14A)의 라지챔버에 유입되어 이를 신장시키게되며, 이로인해 제1 유압실린더(14A)의 스몰챔버로부터 유출되는 작동유는 작업장치의 아암실린더(4)의 스몰챔버에 유입된다. 따라서 작업장치의 아암실린더(4)는 수축되어 작업장치의 아암(6)은 작업장치의 아암(6)과 부움(2)의 제1 힌지부(01)를 힌지축으로 하여 시계방향으로 회동하게 된다.

이때, 제1 유압실린더(14A)의 로드부 소정위치에 장착되는 로드셀(23)에 의해 제1 유압실린더(14A)에 가해지는 하중과, 작업장치의 아암실린더(4)의 로드부에 대해 설치되는 변위검출기(24)에 의해 작업장치의 아암실린더(4)의 이동량을 검출하게 되며, 검출된 신호는 각각 증폭기(25)(26)를 통한 다음 A/D컨버터(35)(36)를 통해 컴퓨터(21)에 전달된다.

따라서, 컴퓨터(21)에서는 작업장치의 아암실린더(4)와 벤치용 제1 유압실린더(14A)에 가해지는 하중, 변위, 응력 등을 산출하며, 이에 따른 신호를 조절장치(A)를 통해 서어보밸브(22)에 인가시키는 것이다.

한편, 유압펌프에서 토출되는 작동유는 공급측 유로(L1)를 통해 컴퓨터(21)에서 출력되어 조절장치(B)에서 인가되는 전기적인 신호에 따라 서어보밸브(28)가 도면상에서 하측방향으로 위치절환되는 경우, 벤치용 제2 유압실린더(20)의 라지챔버에 유입되어 이를 신장시키게 되며, 이로인해, 벤치용 제2 유압실린더(20)의 스몰챔버에서 유출되는 작동유는 작업장치의 버킷실린더(7)의 스몰챔버에 유입되어 이를 수축시키게 되므로, 작업장치의 아암(6)은 작업장치의 부움(2)과 아암(6)의 제1 힌지부(01)를 힌지축으로 하여 시계방향으로 회동이 가능한 것이다.

이때, 벤치용 아암(16)과 작업장치의 아암(6)에 대해 힌지고정되는 제2 유압실린더(20)의 양단부와, 작업장치의 아암(6)과 부움(2)이 힌지고정되는 제1 힌지부(01), 벤치용 부움(12)과 아암(16)이 힌지고정되는 제2 힌지부(02)를 각각 연결할 때 형성되는 평행사변형은 그 형태를 그대로 유지하게 된다.

이는, 전술한 제1 힌지부(01)와 제2 힌지부(02)에서의 토오크(Torque)는 동일하며, 작업장치의 아암실린더(4)와 벤치용 제1 유압실린더(14A)의 피스톤 유효영역이 동일하기 때문이다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면, 실제 작업상황을 모의화한 벤치시험을 빠른 시간내에 안전하게 무인으로 실시할 수 있다. 또한, 작업장치의 제어조건 및 환경변수를 임의로 부여할 수 있기 때문에 시험에 있어서의 재현성과 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

또한, 시험 중 위험상황이 발생하거나 기타 시험을 일시적으로 중단할 필요가 있을 때에는, 언제라도 운전자에 의한 인위적 조작에 따라 컴퓨터에 의한 자동제어가 중단될 수 있기 때문에 안전사고 및 오동작의 발생을 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 부움, 아암, 버킷등으로 구성된 작업장치와, 이 작업장치를 구동하기 위한 각각의 유압실린더를 구비하는 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치에 있어서, 상기 작업장치에 연결되며 구동시 상기 작업장치와 동일한 링크운동을 하여 실제 작업할 때 발생되는 부하조건을 작업장치의 부움에 가하는 벤치용 부움 및 아암과, 일단이 상기 벤치용 부움에 힌지고정되고 타단이 상기 벤치용 아암 소정위치에 힌지고정되며, 상기 작업장치의 아암실린더와 연동되게 설치되는 제1 유압실린더와, 일단이 상기 벤치용 아암에 힌지고정되며 타단이 상기 작업장치의 아암에 장착되며, 구동시 작업장치의 부움에 실제 작업할때의 부하조건을 전달하는 제2 유압실린더를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 유압실린더는, 상기 작업장치의 아암과 부움이 힌지고정되는 제1 힌지부와, 상기 벤치용 아암과 부움이 힌지고정되는 제2 힌지부와, 상기 제2 유압실린더의 헤드부와 상기 벤치용 아암이 힌지고정되는 제3 힌지부와, 상기 제2 유압실린더의 로드부와 상기 작업장치의 버킷에 하중이 부여시 무게중심점에 상기 작업장치의 아암이 힌지고정되는 제4 힌지부를 각각 연결하여 평형사변형을 형성하게 됨을 특징으로 하는 건설 중장비용 작업장치의 내구성 시험장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 작업장치의 내구성 시험장치는, 상기 작업장치의 아암실린더와 버킷실린더 및 제2 유압실린더 각각의 로드부에 대해 설치되어 이들의 이동량을 감지하는 각각의 변위 검출기와, 상기 제1 및 제2 유압실린더의 로드부에 장착되어 상기 작업장치와 벤치용 작업장치의 유압실린더에 가해지는 하중을 검출하는 로드셀과, 상기 로드셀과 변위검출기로부터의 유압실린더에 가해지는 하중 및 이동량을 산출하며, 상기 작업장치와 벤치용 작업장치의 유압실린더를 제어하는 제어신호에 따른 주파수를 제공하는 컴퓨터와, 상기 컴퓨터의 출력신호에 따라 위치절환되어 상기 작업장치와 벤치용 작업장치의 유압실린더에 공급되는 작동유를 제어하는 서어보밸브를 더 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 작업장치의 아암실린더와 상기 제1 유압실린더의 작동유의 유로는 폐회로를 구성하여 연결됨을 특징으로 하는 건설중장비용 작업장치의 내구성 시험장치.