KR100229674B1 - Fatigue test method of conneting rod - Google Patents
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Abstract
본 발명은 커넥팅 로드의 피로특성을 시험하는 방법에 관한 것으로서, 커넥팅 로드의 피로 시험에 문제가 발생하는 주요인이 상대적으로 약한 경도의 대단부 메탈 베어링이 변형되는 것에서 기인하므로 커넥팅 로드 대단부 안쪽에 장착되는 메탈 베어링을 제거하고, 그 대신에 메탈 베어링의 두께만큼 보강한 크기를 갖는 대단부 장착 지그를 이용하여 시험을 함으로써, 자기공명을 일으킬 수 있는 완전밀착 조임상태가 항상 유지되는 조건하에서 안정적인 피로특성 시험을 할 수 있게 한 커넥팅 로드의 피로시험을 제공하고자 한 것이다.The present invention relates to a method for testing the fatigue characteristics of the connecting rod, and the main cause of problems in the connecting rod fatigue test is due to the deformation of the large-hard metal bearings of relatively weak hardness, which is mounted inside the connecting rod large ends. By removing the metal bearings and testing them with a large mounting jig having a size reinforced by the thickness of the metal bearings instead, stable fatigue characteristics under the condition that the tight contact tightness that can cause magnetic resonance is always maintained. It is intended to provide a fatigue test of the connecting rod that allows the test.
Description
본 발명은 커네팅 로드의 피로특성을 시험하는 방법에 관한 것으로서, 특히 피로시의 제 형상 유지가 어려워 시험의 효율성을 저해하는 커넥팅 로드 대단부의 메탈 베어링을 제거한 상태에서 시험을 할 수 있게 하여 안정적인 시험을 가능하게 한 커넥팅 로드의 피로시험방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for testing the fatigue characteristics of the connecting rod, and in particular, it is difficult to maintain the shape of the fatigue during fatigue, it is possible to perform the test in the state of removing the metal bearing of the connecting rod end which impairs the efficiency of the test To a fatigue test method for connecting rods.
일반적으로 자동차에 적용되는 재질에 관한 연구는 그 재질의 실제적 적용에 앞서 기본적으로 많은 종류의 기계적 특성평가가 이루어진다.In general, studies on materials applied to automobiles are carried out by many kinds of mechanical properties evaluation before the actual application of the material.
특히, 엔진의 트랜스 미션 등과 같은 구동계 부품의 피로특성 평가는 자동차의 안전과 직결되는 것이기 때문에 많은 시간과 시험편들을 투입하여 정확한 시험결과를 얻어내려 애쓰고 있다.In particular, the fatigue characteristics of the drive system components, such as the transmission of the engine is directly connected to the safety of the vehicle, so a lot of time and test pieces are put into effort to obtain accurate test results.
이러한 피로특성의 여러가지 평가방법들 중에서 자기동명 피로시험은 높은 주파수에서 시험이 이루어지므로 빠른 시간내에 데이타를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 시험 및 개발기간을 단축시킬 수 있으며, 실제 제품상태로 단품 피로시험이 이루지므로 시험결과의 신뢰성 및 적용성이 높아 피로특성 평가에 가장 많이 이용되고 있다.Among the various evaluation methods of these fatigue characteristics, the magnetic resonance fatigue test is performed at a high frequency, so that not only can the data be obtained in a short time, but also the test and development time can be shortened. As a result, the reliability and applicability of the test results are high, which is most often used for the evaluation of fatigue characteristics.
예를 들면, 첨부도면 제 1 도에 도시한 바와 같이, 커넥팅 로드(10)의 소단부와 대단부를 각각의 지그(11), (12)를 이용하여 시험기 본체(13)에 고정시키고, 자기공명(Magnetic resonance)을 발생시켜 120~130Hz의 주파수로 인장-압축응력을 반복적으로 시험편에 가하여 피로시험을 진행한다.For example, as shown in FIG. 1 of the accompanying drawings, the small end and the large end of the connecting rod 10 are fixed to the tester main body 13 using the respective jigs 11 and 12, and magnetic resonance (Magnetic resonance) is generated and the tensile test is applied to the specimen repeatedly at a frequency of 120 to 130 Hz.
여기서, 미설명부호 14는 하중을 부가하는 수단을 나타내는 로드 셀(Load cell)이며, 15는 소단부 및 대단부 지그를 잡아주는 고정 지그이다.Here, reference numeral 14 denotes a load cell indicating a means for applying a load, and 15 denotes a fixed jig for holding the small end and the large end jig.
이러한 시험에서는 공명을 이용하는 피로시험의 특성상 소단부와 대단부는 완전밀착 조임상태를 유지해야만 자기적인 공명이 일어나 시험이 가능한 제약이 따른다.In these tests, due to the nature of the fatigue test using resonance, the small end and the large end must be kept in tight contact with each other so that magnetic resonance occurs and the test is possible.
그러나, 이와 같은 시험방법에서 문제가 되는 것은 피로시험 상태를 실제 엔진상의 커넥팅 로드 구동과 같은 조건으로 유지하기 위해 대단부에 메탈 베어링을 끼운 상태에서 시험이 이루어진다는 것인데, 낮은 경도의 알루미늄 합금층으로 구성된 메탈 베어링을 강이 둘러싼 형태로 이루어져 있어 상대적으로 주위의 강부품들에 비해 경도가 떨어지게 되고, 이로 인해 자기공명 시험기로부터 만들어진 반복적인 인장-압축 응력이 몇 차례만 커넥팅 로드를 통해 메탈 베어링에 전해져도 제형상을 유지하지 못하고 찌그러지면서 지그와의 사이에 광간을 만들게 되므로서, 자기공명을 일으키기 위한 완전밀착 조임상태를 구성하지 못함에 따라 결과적으로 시험이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.The problem with this test method, however, is that the test is carried out with a metal bearing fitted at the end to keep the fatigue test at the same conditions as the actual connecting rod drive on the engine. The steel bearing is composed of steel, which makes it relatively harder than the surrounding steel parts. As a result, the repeated tensile-compression stresses produced by the magnetic resonance tester are transmitted to the metal bearing through the connecting rod only a few times. In addition, since it does not maintain the formulation and crushes and makes a wide gap between the jig, there is a problem that the test is not possible as a result of not forming a fully tight tightening state to cause magnetic resonance.
따라서 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 상기와 같은 문제가 발생하는 주요인이 상대적으로 약한 경도의 메탈 베어링에서 기인하므로 커넥팅 로드 대단부의 안쪽에 장착되는 메탈 베어링을 제거하고, 그 대신에 메탈 베어링의 두께만큼 보강한 크기를 갖는 대단부 지그를 이용하여 시험을 할 수 있게 함으로써, 자기공명을 일으킬 수 있는 완전밀착 조임상태가 항상 유지되는 조건하에서 안정적으로 피로특성 시험을 할 수 있게 한 커넥팅 로드의 피로시험방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.Therefore, the present invention has been made in view of such a point, and since the main cause of the above problems is due to the relatively weak hardness of the metal bearing, the metal bearing mounted inside the connecting rod end is removed, and instead This test enables the test to be carried out by using a large end jig having the size reinforced by the thickness of the metal bearing, so that the fatigue characteristic test can be stably performed under the condition that the tight tightness state that can cause magnetic resonance is always maintained. The purpose is to provide a method for fatigue testing of rods.
제1도는 본 발명에 따른 커넥팅 로드의 피로시험방법을 나타내기 위한 개략도.1 is a schematic view showing a fatigue test method of a connecting rod according to the present invention.
제2도는 본 발명에 따른 커넥팅 로드의 피로시험방법을 나타내기 위한 블럭도.2 is a block diagram showing a fatigue test method of a connecting rod according to the present invention.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
10 : 커넥팅 로드 11 : 소단부 지그10: connecting rod 11: small end jig
12 : 대단부 지그 13 : 시험기 본체12: large end jig 13: tester body
14 : 로드 셀(Load cell) 15 : 고정지그14: Load cell 15: Fixing jig
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 상부의 로드 셀(14)과 공명발생수단을 포함하는 하부의 시험기 본체(13)에 서로 마주보는 2개의 고정지그(15)를 각각 설치하고, 상하 2개의 고정지그(15) 사이에 걸쳐지도록 커넥팅 로드(10)를 연결하되, 커넥팅 로드(10)의 소단부에는 소단부 지그(15)를 관통결합하여 상부의 고정 지그(15)에 연결하는 동시에 대단부에는 메탈 베어링을 제거한 상태에서 대단부 지그(12)를 관통결합하여 하부의 고정 지그(15)에 연결한 다음, 상기 로드 셀(14)을 이용하여 가해진 부가하중 20~50KN의 하중조건과 상기 고명발생수단을 이용한 120~ 130Hz의 진동조건으로 인장-압축응력을 커넥팅 로드(10)에 반복해서 가하여 피로특성값을 측정하는 방법으로 이루어진 것을 특징으로 한다.According to the present invention, two fixing jigs 15 facing each other are installed on the lower tester body 13 including the load cell 14 and the resonance generating means on the upper side, and between the two fixing jigs 15 on the upper and lower sides. The connecting rod 10 is connected so as to span, but the small end of the connecting rod 10 is coupled to the small end jig 15 to connect to the fixing jig 15 of the upper portion while the metal bearing is removed at the large end thereof. Through the large end jig 12 through the connection to the lower fixed jig (15), load conditions of 20 ~ 50KN of additional load applied using the load cell 14 and 120 ~ 130Hz using the high frequency generating means It is characterized by consisting of a method of measuring the fatigue characteristic value by repeatedly applying the tensile-compression stress to the connecting rod 10 in the vibration condition of.
특히, 상기 커넥팅 로드(10)의 대단부에 관통결합되는 대단부 지그(12)의 직경을 메탈 베어링을 제거한 상태에서 대단부가 갖는 직경과 동일한 크기로 성형하여 지그가 대단부 내에 완전밀착되도록 결합되게 하는 것을 특징으로 한다.In particular, the diameter of the large end jig 12, which is penetrated to the large end of the connecting rod 10, is formed to have the same size as the diameter of the large end in a state where the metal bearing is removed, so that the jig is fully adhered in the large end. Characterized in that.
이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.
첨부도면 제 1 도는 본 발명에 따른 커넥팅 로드의 피로시험방법을 설명하기 위해 도시한 개략도이며, 이것을 참조하여 커넥팅 로드의 피로특성을 시험하는 방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.1 is a schematic diagram illustrating a fatigue test method of a connecting rod according to the present invention. Referring to this, a method of testing a fatigue characteristic of a connecting rod is as follows.
먼저, 시험조건에 따라 가변하중을 부여해 줄 수 있는 하중부가수단인 로드셀(14)을 상부에 배치하는 동시에 자기공명을 발생시킬 수 있는 수단을 갖춘 시험기 본체(13)를 하부에 배치하고, 계속해서 2개의 고정 지그(15)를 로드 셀(14)의 밑면에 시험기 본체(13)의 윗면에 각각 1개씩 설치한다.First, the load cell 14, which is a load-adding means capable of giving a variable load, is arranged on the upper part, and the tester main body 13 having a means for generating magnetic resonance is disposed on the lower part. Two fixing jigs 15 are provided at the bottom of the load cell 14, one at the top of the tester main body 13, respectively.
좀 더 상세하게는, 상기 시험기 본체(13)에는 공지의 장치로서 통상의 자기공명을 발생시키는 장치가 내설되고, 이때 시험기 본체(13)의 윗면에 설치된 고정지그(15)의 하단은 내부로 삽입되어 상기 자기 공명을 발생하는 장치의 공명단에 일체가 되도록 장착되어진다.More specifically, the tester main body 13 includes a device for generating a normal magnetic resonance as a known device, wherein the lower end of the fixing jig 15 installed on the upper surface of the tester main body 13 is inserted into the tester main body 13. It is mounted so as to be integral to the resonance end of the device for generating the magnetic resonance.
따라서, 상기 자기공명장치에서 발생된 자기공명이 공명단을 타고 시험기본체(13)의 고정지그(15)에 전달되어진다.Therefore, the magnetic resonance generated by the magnetic resonance scanner is transferred to the fixing jig 15 of the test base 13 by the resonance stage.
이때, 각각의 고정 지그(15)는 동일 수직선상에서 서로 마주보도록 하는 동시에 일정간격을 갖게 하여 그 사이에 시험편 즉, 커넥팅 로드(10)를 연결할 수 있는 공간을 확보한다.At this time, each of the fixing jig 15 to face each other on the same vertical line at the same time to ensure a space to connect the test piece, that is, connecting rod 10 between them.
이렇게 시험편을 장착하기 위한 장비의 설치를 완료한 다음, 상기 상부의 하부의 각 고정 지그(15) 사이에 가로 걸쳐 지도록 세워진 상태로 커넥팅 로드(10)를 장착한다.After completing the installation of the equipment for mounting the test piece in this way, mounting the connecting rod 10 in a standing state to cross between each of the fixing jig 15 of the lower portion of the upper portion.
즉, 로드의 소단부가 상부 고정 지그(15)내에 위치되고 로드의 대단부는 하부 고정 지그(15)내에 위치되도록 하고, 소단부 및 대단부와 각 고정 지그(15) 사이를 동시에 관통시킬 수 있는 소단부 지그(11) 및 대단부 지그(12)를 이용하여 커넥팅 로드(10)의 소단부와 대단부를 견고하게 고정시킨다.That is, the small end of the rod is located in the upper fixing jig 15 and the large end of the rod is located in the lower fixing jig 15, and the small end and the large end and the fixing jig 15 can be penetrated simultaneously. The small end and the large end of the connecting rod 10 are firmly fixed using the small end jig 11 and the large end jig 12.
이때, 상기 대단부에는 메탈 베어링이 제거된 상태에서 대단부 지그(12)가 끼워지게 되는데, 이를 위하여 대단부 지그(12)의 끼움부위는 메탈 베어링을 제거한 상태에서 대단부가 갖는 직경과 동일한 크기로 된 직경을 갖게 되고, 이로 인해 대단부의 지그(12)는 로드 대단부의 내면 전둘레를 걸쳐 완전밀착되면서 끼워질 수 있게 된다.At this time, the large end jig 12 is fitted in the state where the metal bearing is removed. For this purpose, the fitting portion of the large end jig 12 has the same size as the diameter of the large end in the state where the metal bearing is removed. This makes it possible to have a diameter, so that the jig 12 of the large end can be fitted while being fully adhered over the entire inner surface of the rod large end.
즉, 소단부 및 대단부 지그(11), (12)와 커넥팅 로드(10)간의 자기공병을 발생시키기 위한 시험조건 다시 말해, 모든 부품들의 체결상태가 마치 한 부품인 것과 같은 일체형 구조로 이루어져 있어야 하는 시험조건을 갖출 수 있게 된다.In other words, the test conditions for generating magnetic erosion between the small end and the large end jig 11, 12 and the connecting rod 10, that is, the fastening state of all the parts should be made of an integral structure as if it is one part. Test conditions can be achieved.
이와 같이, 상기 소단부 지그(11)와 대단부 지그(12)를 이용하여 각각의 고정지그(15)에 커넥팅 로드(10)를 장착하면, 시험을 하기 위한 모든 준비작업을 완료하게 되고, 이때부터 커넥팅 로드(10)에 대한 피로시험을 할 수 있게 된다.As such, when the connecting rod 10 is attached to each of the fixed jig 15 by using the small end jig 11 and the large end jig 12, all preparation work for the test is completed. From the fatigue test of the connecting rod (10) can be.
예를 들면, 상기 로드 셀(14)을 이용하여 시험편에 20~30KN의 하중을 선택적으로 가한 상태에서 시험기 본체(13)상의 자기공명발생장치를 이용하여 120~130Hz의 진동조건으로 인장-압축응력을 반복적으로 가하면 각 하중조건에 따른 시험편의 피로특성값을 측정할 수 있게 된다.For example, in the state in which 20-30 KN load is selectively applied to the test piece by using the load cell 14, the tensile-compression stress under a vibration condition of 120 to 130 Hz using a magnetic resonance generator on the tester main body 13. By repeatedly adding, it is possible to measure the fatigue characteristics of the specimen under each loading condition.
따라서, 본 발명의 피로시험방법에서는 시험편과 지그 간의 완전밀착상태를 갖출 수 있게 되어 자기공명을 지속적으로 발생시키기 위한 조건을 만족시켜 줄 수 있게 되므로서, 자기공명의 발생중단 또는 주파수 저감 등의 원인으로 효과적인 피로시험이 불가능했던 점을 완전히 배제할 수 있게 한다.Accordingly, in the fatigue test method of the present invention, it is possible to have a perfect contact state between the test piece and the jig to satisfy the conditions for continuously generating the magnetic resonance, thereby causing the occurrence of interruption or reduction of the frequency of the magnetic resonance. This makes it possible to completely exclude the fact that an effective fatigue test was not possible.
이상에서와 같이 본 발명은 시험편과 지그 간의 완전밀착조건을 만족시켜 줄수 있는 수단을 제공함으로써, 시험편에 대한 피로특성시험을 안정적으로 할 수 있는 장점이 있는 것이다.As described above, the present invention provides a means for satisfying the complete adhesion condition between the test piece and the jig, and thus has an advantage of enabling stable fatigue test for the test piece.
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