KR100283157B1 - 와이어 로프 부하자전 시험기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이어 로프에 인장하중이 가해졌을 때 나타나는 부하자전의 성향을 측정하기 위한 부하자전 시험기에 관한 것이다.

본 발명의 와이어 로프 부하자전 시험기는, 통상의 인장시험기 구조에서 고정 지지홀더(14)측에 지지되는 시험 대상 와이어 로프(R)의 일단부에 결합된 아연 소켓(19)에 밀착결합되어 와이어 로프(R)와 함께 회전하며 그 외측 주면에는 요철곡면(17a)이 구비된 자유회전 축받이(17)와, 상기 자유회전 축받이(17)의 외측에 설치되어 고정 지지홀더(14)에 고정되는 축받이 하우징(20)과, 자유회전 축받이(17)와 축받이 하우징(20) 사이에 개재되어 자유회전 축받이(17)의 상대적인 회동이 이루어지도록 하는 두 개의 베어링(21)(22)과, 상기 축받이 하우징(20)에 설치되어 자유회전 축받이(17)의 회전각을 감지해 내는 회전각 감지센서(18) 및 회전각 감지센서(18)의 출력값으로 와이어 로프의 인장하중별 부하자전량을 표시하는 디스플레이부(15)가 부가적으로 결합되어 이루어진 구조에 기술적 특징이 있다.

본 발명은 기존의 인장시험기에서 고정 지지홀더측에 시험대상 와이어 로프와 함께 회전하는 자유회전 축받이를 설치하고, 그 축받이의 회전각을 감지하여 디스플레이상에서 적용된 인장하중값과 함께 부하자전량을 표시하여 줌으로써 간편하게 와이어 로프의 부하자전 성향을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

와이어 로프 부하자전 시험기

본 발명은 와이어 로프의 부하자전 시험기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 기존의 인장시험기에서 시험대상 와이어 로프의 양단부를 지지하는 지지홀더중 일측 지지홀더에 인장하중에 의해 회전하는 와이어 로프와 함께 회전하도록 구성된 자유회전 축받이를 설치하여 그 축받이의 회전각을 감지함으로써 와이어 로프의 부하자전량을 간편하게 측정할 수 있도록 한 와이어 로프의 부하자전 시험기에 관한 것이다.

일반적으로 와이어 로프는 기계, 건설, 선박, 어업, 임업, 광업, 공중케이블을 비롯한 엘리베이터등 광범위한 분야에서 널리 사용되고 있는 바, 이러한 와이어 로프의 기본적인 구조를 도1에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와같이, 일반적인 와이어 로프(R)는 안쪽에 위치하는 중심(1)의 외측으로 다수개의 외층 스트랜드(2)가 꼬여져 이루어진 구조를 취하고 있다. 이때, 각 외층 스트랜드(2)는 한 개의 심선(2a)을 중심으로 하여 여러 가닥의 단위 소선(2b)이 소정의 피치로 연선되어진 구성으로서, 꼬임의 방향과 피치 및 동원되는 스트랜드 수와 꼬임층수 등의 조건에 따라 규격표시별로 구별되어 진다.

한편, 상기와 같은 구조로 이루어진 와이어 로프는 구조적 특성상 축방향(로프 길이방향)의 인장하중에 대하여 자전하려는 성향을 지니고 있다.

즉, 와이어 로프는 스트랜드 및 각 소선이 로프 피치 및 스트랜드 피치 간격으로 일정하게 꼬여져 구성되기 때문에 로프에 인장하중이 가해지게 되면 스트랜드 및 소선은 꼬인 반대방향으로 풀리려는 힘이 작용하기 때문이다.

상기와 같은 와이어 로프의 자전 성향은 와이어 로프의 실수요자 입장에서 볼 때 바람직하지 못한 영향을 미치게 되는 바, 일예로 크레인에 사용되는 와이어 로프가 큰 자전성향을 나타낼 경우 로프의 하단부에 매달려 운반되는 물체는 와이어 로프의 자전과 함께 회전하게 되어 부근의 기기와 충돌하여 사고를 유발시키는 등의 문제점이 있으므로 와이어 로프의 비자전성은 와이어 로프 제품에서 중요시 되고 있는 품질 특성의 하나로 작용하고 있다.

상기 사실을 감안하여 종래 비자전성 로프의 한 형태로 다층연 구조의 와이어 로프에서 내층 스트랜드와 외층 스트랜드의 꼬임방향을 반대로 하여 각 스트랜드의 자전성향이 서로 상쇄되도록 한 비자전성 와이어 로프가 알려져 있다.

한편, 와이어 로프의 개발경향의 하나로 자전성향을 최소화시킬 수 있도록 한 와이어 로프에 주안점을 두어 연구가 행해지고 있는 바, 이러한 연구를 위해서는 와이어 로프의 자전 성향을 측정할 수 있는 와이어 로프 부하자전 시험기를 필요로 하게 된다.

그런데, 아직까지는 와이어 로프의 부하자전 성향을 손쉽게 측정할 수 있는 정밀한 시험장치가 개발되어 있지 않은 실정으로서, 기존의 와이어 로프 관련 업체나 시험실에서는 수직으로 늘여뜨린 와이어 로프의 하단부에 중량체를 매달아서 회전하는 각도를 직접 눈으로 확인하는 정도에 그치고 있을 뿐이어서 정확한 측정이 불가능하고 또한 실제 와이어 로프를 사용할 때에 로프에 작용하는 정도로 큰 인장하중이 작용하도록 하는 것이 현실적으로 불가능하다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 와이어 로프 부하자전 시험기에서 지적되고 있는 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존의 인장시험기에서 시험대상 와이어 로프의 양단부를 지지하는 지지홀더중 일측 지지홀더에 인장하중에 의해 회전하는 와이어 로프와 함께 회전하도록 구성된 자유회전 축받이를 설치하여 그 축받이의 회전각을 감지하고 그 감지된 회전각이 디스플레이상에 표시되도록 함으로써 와이어 로프의 부하자전량을 정밀하게 측정할 수 있도록 한 와이어 로프의 부하자전 시험기를 제공함에 발명의 목적을 두고 있다.

도1은 일반적인 와이어 로프의 전체구조를 보인 정면도.

도2는 본 발명 와이어 로프 부하자전 시험기의 전체구조를 보인 사시도.

도3은 본 발명 부하자전 시험기의 일부분해 사시도.

도4는 본 발명 부하자전 시험기의 좌측면도.

도5는 본 발명 부하자전 시험기의 요부에 대한 횡단면도.

도6은 본 발명 부하자전 시험기의 자유축받이부에 대한 사시도.

(( 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ))

14. 고정 지지홀더 15. 디스플레이부

17. 자유회전 축받이 18. 회전각 감지센서

19. 아연 소켓 20. 축받이 하우징

21, 22. 베어링 R. 와이어 로프

C. 케이블

본 발명의 와이어 로프 부하자전 시험기는, 유압실린더 장치에 의해서 시험대상 와이어 로프의 양단부를 각각 지지하고 있는 지지홀더중 일측 또는 양측이 서로 벌어지는 방향으로 이동하도록 하여 와이어 로프에 인장하중이 작용하도록 하고 그 때 작용하는 인장하중과 와이어 로프의 길이변화를 바탕으로 시험대상 와이어 로프의 인장하중을 측정하도록 구성된 통상의 인장시험기를 전제기술로 하고 있다.

즉, 본 발명의 와이어 로프 부하자전 시험기는 상기 구조의 일반적인 인장시험기에 있어서, 일측 지지홀더에 인장하중에 의해 회전하는 와이어 로프와 함께 회전하도록 구성된 자유회전 축받이를 설치하여 그 축받이의 회전각을 감지하고 그 감지된 회전각이 콘트롤 패널의 디스플레이상에 표시되도록 한 구조에 기술적 특징이 있다.

본 발명의 와이어 로프 부하자전 시험기의 구조는, 시험대상 와이어 로프의 단부에 결합된 콘 형상의 아연 소켓에 밀착결합되어 와이어 로프와 함께 회전하며 그 외측 주면에는 요철곡면이 구비된 자유회전 축받이와, 상기 자유 회전 축받이의 외측에 설치되어 지지홀더에 고정되는 축받이 하우징과, 자유회전 축받이와 축받이 하우징 사이에 개재되어 자유회전 축받이의 상대적인 회동이 이루어지도록 하는 베어링과, 상기 축받이 하우징에 설치되어 자유회전 축받이의 회전각을 감지해내는 회전각 감지센서 및 회전각 감지센서의 출력값으로 와이어 로프의 인장하중별 부하자전량을 표시하는 디스플레이부로 이루어진다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에따른 작용효과에 대한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도2 내지 도6은 본 발명의 일실시예 와이어 로프 부하자전 시험기의 를 보인 것으로 도2는 전체 구조에 대한 사시도이고, 도3은 요부에 대한 일부분해 사시도이며, 도4는 도2 장치의 좌측면도이고, 도5는 본 발명의 요부에 대한 횡단면도이며, 도6은 본 발명의 자유축받이부에 대한 사시도이다.

도시된 바와같이, 본 발명 와이어 로프의 부하자전 시험기는, 서로 일정한 간격을 유지한 채 평행하게 배열된 지지프레임(10)(10')과, 지지프레임(10)(10')사이에 설치되는 가동지지체(11) 및 고정지지체(12)와, 지지프레임(10)(10')의 일측에 결합되어 상기 가동지지체(11)를 구동시키는 유압실린더 장치(S)와, 상기 가동지지체(11) 및 고정지지체(12)의 중앙에 마련된 각 안착요부(11a)(12a)에 설치되며 각기 한쌍의 분할편으로 이루어진 가동 지지홀더(13)와 고정 지지홀더(14)와, 상기 유압실린더 장치(S)의 구동을 제어하며 각종 결과가 표시되는 디스플레이부(15)가 구비된 제어부(16)으로 이루어진 통상의 인장시험기에 있어서, 상기 고정 지지홀더(14)에 자유회전 축받이(17)와 자유회전 축받이의 회전각을 감지하는 감지센서(18)가 결합되어 이루어진 구조이다.

상기 본 발명의 장치에서 일반적인 인장시험기 구조에 해당하는 부분에 대하여는 구체적인 설명을 피하고, 본 발명의 요부에 해당하는 부하자전 시험기 부분에 대하여 중점적으로 설명하고자 한다.

한편, 상기와 같은 구조로 이루어진 와이어 로프 인장시험기 또는 부하자전시험기에서는 각기 두 개의 분할편으로 이루어진 가동 지지홀더(13)와 고정 지지홀더(14)의 사이에 시험대상 와이어 로프(R)를 고정시킨 상태에서 인장하중을 가하게 되는 데, 이때 상기 와이어 로프(R)의 양단부에는 지지홀더(13)(14)에의 확실한 고정이 이루어지도록 하기 위하여 콘 형상의 아연 소켓(19)이 결합이 결합되며, 이러한 구조는 종래의 인장시험기에서와 동일한 구조이다.

다음, 본 발명의 와이어 부하자전 시험기는 상기 구조에 부가하여, 아연 소켓(19)에 밀착결합되어 와이어 로프(R)와 함께 회전하며 그 외측 주면에는 요철곡면(17a)이 구비된 자유회전 축받이(17)와, 상기 자유회전 축받이(17)의 외측에 설치되어 고정 지지홀더(14)에 고정되는 축받이 하우징(20)과, 자유회전 축받이(17)와 축받이 하우징(20) 사이에 개재되어 자유회전 축받이(17)의 상대적인 회동이 이루어지도록 하는 두 개의 베어링(21)(22)과, 상기 축받이 하우징(20)에 설치되어 자유회전 축받이(17)의 회전각을 검출해 내는 회전각 감지센서(18) 및 회전각 감지센서(18)의 출력값으로 와이어 로프의 인장하중별 부하자전량을 표시하는 디스플레이부(15)로 이루어진다.

이때, 상기 자유회전 축받이(17)를 중심으로 한 그 주위의 결합구조를 도3 및 도5에 의거하여 보다 자세히 살펴보면, 자유회전 축받이(17)는 그 내외면이 경사면으로 이루어져 전체적으로 콘 형상을 이루는 구조로서 그 내측 경사면은 아연 소켓(19)의 외주면에 밀착결합된 분할편 부싱(23)의 외면에 밀착상태로 결합되고, 외측 경사면의 하단부는 통상의 베어링으로 이루어지고 수직방향의 하중을 지지하는 수직하중 지지 베어링(21)과 접촉하고 외측 경사면의 상단부는 일예로 트러스트 베어링등으로 구성되어 수평방향(로프의 길이방향)의 하중을 지지하는 수평하중 지지 베어링(22)과 접촉하게 된다.

그리고, 상기 두 베어링(21)(22)이 개재된 상태로 자유회전 축받이(17)의 외측에 설치되는 역시 콘 형태의 축받이 하우징(20)은 그 외주면이 고정 지지홀더(14)의 내면에 밀착상태로 고정된다.

이와같은 구조를 통해서 자유회전 축받이(17)는 고정된 상태를 유지하는 축받이 하우징(20)에 대하여 와이어 로프(R)와 함께 회전을 할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 상기 자유회전 축받이(17)의 바깥쪽 외주면상에 형성된 요철곡면(17a)은 다수개의 돌기와 이들 돌기 사이의 요홈이 전체 외주면을 따라서 형성된 구조로서, 이때 각 돌기간의 각도는 일예로 5°가 유지도록 설계하는 것이 바람직하다.

상기 축받이 하우징(20)의 일측에는 일예로 리미트 스위치로 구성된 회전각 감지센서(18)이 장착되어 자유회전 축받이(17)의 회전에 따른 상기 요철곡면(17a)상의 돌기의 이동상태를 감지해 내게 되며, 이러한 회전각 감지센서(18)는 축받이 하우징(20)에 고정된 반원형 브래킷(24)상에 고정된다. 그리고 상기 감지센서(18)는 케이블(C)을 통해서 그 감지된 회전각 감지신호를 제어부(16)측으로 출력하도록 구성되어 있다.

이와같은 구조로 이루어진 본 발명 와이어 로프의 부하자전 시험기를 이용하여 와이어 로프의 부하자전량을 측정하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도5에 도시된 상태와 같이, 가동 지지홀더(13)와 고정 지지홀더(14) 사이에 시험대상 와이어 로프(R)를 고정시키게 되는 데, 이때 고정 지지홀더(14)측에 고정되는 와이어 로프(R)의 단부에 결합된 아연 소켓(19)은 분할편 부싱(23)이 개재된 상태에서 자유회전 축받이(17)의 경사상 내측면상에 밀착상태로 고정된다.

이와같이 와이어 로프(R)의 장착이 완료된 후에는 제어부(16)에서 유압실린더 장치(S)에 구동신호를 인가하여 가동 지지홀더(13)이 이동되도록 함으로써 시험대상 와이어 로프(R)에는 소정의 인장하중이 작용하게 된다.

이와같이 와이어 로프(R)에 인장하중이 가해지게 되면, 로프의 자전 성향에 의해 고정 지지홀더(14)측 와이어 로프(R)의 단부가 회전하게 되고, 그러한 와이어 로프(R)의 회전에 수반하여 자유회전 축받이(17)도 와이어 로프(R)와 일체로 회전하게 된다.

상기 자유회전 축받이(R)의 회전은 그 요철곡면(17a)에 근접하여 설치된 회전각 감지센서(18)에 의해 회전각이 감지되고, 그 감지된 자유회전 축받이(R)의 회전각은 케이블(C)을 통해 제어기(16)로 전해져서 디스플레이부(15)상에 나타나게 된다.

이때, 디스플레이부(15)에는 매 순간 와이어 로프(R)에 가해지는 인장하중의 값도 동시에 디지탈 값으로 표시되므로 시험대상 와이어 로프(R)의 인장하중별 부하자전량이 한눈에 파악되어 진다.

한편, 상기와 같은 와이어 로프의 부하자전 시험이 종료한 후에는 고정 지지홀더측에 부착된 자유회전 축받이를 제거함으로써 원래의 인장시험기로 사용할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명의 와이어 로프 부하자전 시험기는 기존의 인장시험기에서 고정 지지홀더측에 시험대상 와이어 로프와 함께 회전하는 자유회전 축받이를 설치하고, 그 축받이의 회전각을 감지하여 디스플레이상에서 적용된 인장하중값과 함께 부하자전량을 표시하여 줌으로써 간편하게 와이어 로프의 정확한 부하자전 경향을 측정할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명의 와이어 로프 부하자전 시험기는 와이어 로프 생산업체나 와이어 로프와 관련된 시험기관(또는 시험실)에서 부하자전 시뮬레이션 테스트(Simulation Test)를 수행할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

Claims (2)

1. 통상의 인장시험기에 있어서, 고정 지지홀더(14)측에 지지되는 시험 대상 와이어 로프(R)의 일단부에 결합된 아연 소켓(19)에 밀착결합되어 와이어 로프(R)와 함께 회전하며 그 외측 주면에는 요철곡면(17a)이 구비된 자유회전 축받이(17)와, 상기 자유회전 축받이(17)의 외측에 설치되어 고정 지지홀더(14)에 고정되는 축받이 하우징(20)과, 자유회전 축받이(17)와 축받이 하우징(20) 사이에 개재되어 자유회전 축받이(17)의 상대적인 회동이 이루어지도록 하는 두 개의 베어링(21)(22)과, 상기 축받이 하우징(20)에 설치되어 자유회전 축받이(17)의 회전각을 감지해 내는 회전각 감지센서(18) 및 회전각 감지센서(18)의 출력값으로 와이어 로프의 인장하중별 부하자전량을 표시하는 디스플레이부(15)로 이루어짐을 특징으로 하는 와이어 로프 부하자전 시험기.
2. 제1항에 있어서, 상기 자유회전 축받이(17)과 축받이 하우징(20) 사이에 개재되는 두 개의 베어링(21)(22)은 수직방향의 하중을 지지하는 수직하중 지지 베어링(21)과 수평방향의 하중을 지지하는 수평하중 지지 베어링(22)으로 이루어짐을 특징으로 하는 와이어 로프 부하자전 시험기.