KR100305196B1

KR100305196B1 - 무마찰자유낙하시험장치

Info

Publication number: KR100305196B1
Application number: KR1019980036033A
Authority: KR
Inventors: 정성택
Original assignee: 이계철; 한국전기통신공사
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 2001-11-02
Also published as: KR20000018452A

Abstract

본 발명은 시료에 낙추(12)를 자유낙하하여 재료의 특성을 파악하기 위한 자유낙하 시험장치를 개시한다.

본 발명은 프레임(10)의 하부까지 끌어올려진 낙추(12)의 좌우방향 흔들림을 고정시키기 위해 프레임(10) 하부에 수직방향으로 낙추(12)가 끌어올려진 상태에서 낙추(12)의 하부가 노출되는 정도로 짧게 형성되어 설치되는 가이드(32)와, 낙추(12)를 소정높이로 끌어올려 낙추(12)만을 분리시켜 떨어뜨리기 위해 전자석(30)으로 이루어진 분리수단을 구비한 것이다.

본 발명에 따르면 자유낙하 시험장치의 기계적인 마찰력을 상당부분 제거함으로써 자연상태의 조건과 동일한 환경에 좀더 근접된 낙하시험을 실시할 수 있어 시험의 신뢰도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

무마찰 자유낙하 시험장치{NOR-FRICTION FREE-DROP TESTER}

본 발명은 시료에 낙추를 자유낙하하여 재료의 특성을 파악하기 위한 자유낙하 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시험장치에서 발생되는 기계적 마찰력을 제거하여 자연상태의 낙하조건과 동일하게 낙하시험을 구현할 수 있도록 한 무마찰 자유낙하 시험장치에 관한 것이다.

낙하시험은 충격시험의 일종으로, 일정한 무게를 가진 물체(낙추)를 소정 높이로 끌어올려 시험편에 낙추를 떨어뜨려 자유낙하운동으로 발생되는 에너지를 시험편에 순간적으로 가하여 시험편의 점성강도, 취성 등을 파악하는데 이용된다.

도 1은 종래의 자유낙하 시험장치를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 자유낙하 시험장치는 지면으로부터 소정 높이에 프레임(10)이 설치되며, 프레임(10)의 상부에는 와이어(18)의 이동을 원활하게 할 수 있는 롤러(20)가 설치된다. 와이어(18)의 일단은 구동모터(16)에 연결되고 타단은 시험편에 낙하충격을 가할 수 있도록 일정한 무게를 가진 낙추(12)가 연결된다. 한편, 낙추(12)의 낙하 지점에는 시험편을 올려놓기 위한 시료 받침대(14)가 마련되며, 프레임(10) 하부와 시료 받침대(14) 사이에는 낙추(12)가 떨어질 때 시료받침대의 중앙으로 정확하게 떨어질 수 있도록 낙추(12)의 낙하운동을 안내하는 가이드(22)가 수직방향으로 설치된다.

이와 같이 구성된 종래의 자유낙하 시험장치를 이용한 낙하시험은 다음과 같이 진행된다.

시험편을 시료 받침대(14)에 정위치시켜 올려놓은 후 구동모터(16)를 구동하여 와이어(18)를 끌어당긴다. 와이어(18)는 프레임(10)의 상단에 설치된 롤러(20)를 거쳐 끌어당겨지면서 와이어(18)의 타단에 설치된 낙추(12)를 프레임(10)의 하부까지 끌어올려 지면으로부터 소정높이에 위치하도록 한다.

이와 같이 낙하 시험준비를 마친 후 구동모터(16)의 전원을 차단하면 감겨있던 와이어(18)가 풀리면서 낙추(12)는 자유낙하하게 된다. 한편, 가이드(22)는 낙추(12)가 정확하게 시험편 위로 떨어질 수 있도록 낙추(12)의 낙하운동을 안내한다.

낙추(12)는 시험편에 충돌하면서 자유낙하로 발생된 에너지의 일부를 시험편에 전달하게 되며, 이를 통해 시험편의 점성강도, 취성 등을 파악한다.

그런데 이와 같은 종래의 자유낙하 시험장치는 와이어(18)가 풀리면서 낙추(12)가 낙하하게 되므로 와이어(18)의 무게 및 와이어(18)와 롤러(20) 사이에서 발생하는 기계적인 마찰력이 자유낙하운동에 영향을 미치게 된다.

또한, 종래의 자유낙하 시험장치는 낙추(12)가 낙하하면서 가이드(22)의 내벽과 부분적으로 접촉하면서 기계적인 마찰력이 발생되어 낙추(12)의 자유낙하운동에 영향을 미치게 된다.

즉, 자유낙하 시험은 자연상태의 조건과 동일한 환경하에서 이루어져야 하는데 전술한 바와 같은 기계적인 마찰로 인해 자유낙하 시험의 신뢰도를 떨어뜨리는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자유낙하 시험장치에서 발생되는 기계적 마찰력을 제거하여 자연상태의 낙하조건과 동일하게 낙하시험을 구현할 수 있도록 낙추의 낙하시 와이어와 낙추를 분리시킬 수 있는 분리수단이 마련된 무마찰 자유낙하 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 시료에 낙추를 자유낙하하여 재료의 특성을 파악하기 위한 자유낙하 시험장치에 있어서, 지면으로부터 소정높이에 설치되는 프레임과, 시료에 낙하충격을 가하는 낙추와, 낙추의 낙하 지점에 설치되는 시료 받침대와, 프레임의 하부까지 끌어올려진 낙추의 좌우방향 흔들림을 고정시키기 위해 상기 프레임 하부에 수직방향으로 상기 낙추가 끌어올려진 상태에서 낙추의 하부가 노출되는 정도로 짧게 형성되어 설치되는 안내수단과, 낙추를 소정높이로 끌어올려 상기 낙추만을 분리시켜 떨어뜨리기 위해 전자석으로 이루어진 분리수단과 분리수단을 소정높이로 끌어올리기 위해 설치되는 구동수단과, 구동수단의 구동력을 상기 분리수단에 전달할 수 있도록 연결설치되는 와이어와, 와이어의 이동방향을 규제하기 위해 설치되는 롤러를 포함한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 종래의 자유낙하 시험장치를 도시한 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 무마찰 자유낙하 시험장치를 도시한 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 사용상태도,

도 4는 본 발명에 따른 무마찰 자유낙하 시험장치의 다른 실시예를 도시한 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ; 프레임 12 ; 낙추

14 ; 시료 받침대 16 ; 구동모터

18 ; 와이어 20 ; 롤러

22 ; 가이드 30 ; 전자석

32 ; 가이드

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 무마찰 자유낙하 시험장치를 도시한 정면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 지면으로부터 소정 높이에 프레임(10)이 설치되며, 프레임(10)의 상부에는 와이어(18)의 이동을 원활하게 할 수 있는 롤러(20)가 설치된다. 와이어(18)의 일단은 구동모터(16)에 연결되고 타단은 낙추(12)를 소정높이를 끌어올린 상태에서 낙추(12)만을 분리시켜 떨어뜨릴 수 있는 분리수단이 연결된다.

이를 위해 분리수단은 선택적으로 자성력을 발생시킬 수 있는 전자석(30)으로 구성되며, 낙추(12)는 전자석(30)으로 이루어진 분리수단의 자성력에 의해 부착 또는 탈착될 수 있는 자성체로 구성된다.

낙추(12)는 시험편에 낙하충격을 가할 수 있도록 일정한 무게를 가진다.

한편, 낙추(12)의 낙하 지점에는 시험편을 올려놓기 위한 시료 받침대(14)가 마련되며, 프레임(10) 하부와 시료 받침대(14) 사이에는 낙추(12)가 떨어질 때 시료받침대의 중앙으로 정확하게 떨어질 수 있도록 낙추(12)의 낙하운동을 안내하는 가이드(22)가 수직방향으로 설치된다.

가이드(22)는 낙추(12)의 횡단면 형상보다 약간 크게 형성되며, 낙추(12)의 형상에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 자유낙하 시험장치를 이용한 낙하시험은 도 3에 도시된 바와 같이, 다음과 같이 진행된다.

시험편을 시료 받침대(14)에 정위치시켜 올려놓은 후 전자석(30)으로 이루어진 분리수단에 전원을 인가하여 자기적인 힘으로 전자석(30)과 낙추(12)가 부착되도록 한다. 이어서, 구동모터(16)를 구동하여 와이어(18)를 끌어당긴다. 와이어(18)는 프레임(10)의 상단에 설치된 롤러(20)를 거쳐 끌어당겨지면서 와이어(18)의 타단에 설치된 전자석(30)과 낙추(12)를 프레임(10)의 하부까지 끌어올려 지면으로부터 소정높이에 위치하도록 한다.

이와 같이 낙하 시험준비를 마친 후 전자석(30)에 인가되는 전원을 차단하면전자석(30)에서 발생된 자력이 제거되면서 낙추(12)가 중력이 작용하는 방향으로 전자석(30)과 분리되어 자유낙하하게 된다. 한편, 가이드(22)는 낙추(12)가 정확하게 시험편 위로 떨어질 수 있도록 낙추(12)의 낙하운동을 안내한다.

따라서, 본 발명의 자유낙하 시험장치는 분리장치에 의해 낙추(12)가 낙하운동을 할 때 와이어(18)와 분리되므로 와이어(18)의 무게 및 와이어(18)와 롤러(20) 사이에서 발생하는 기계적인 마찰력이 자유낙하운동에 영향을 미치지 않게 된다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 무마찰 자유낙하 시험장치의 다른 실시예를 도시한 정면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 가이드(32)가 프레임(10)의 하부까지 끌어올려진 낙추(12)의 좌우방향 흔들림을 고정시키기 위해 프레임(10) 하부에 수직방향으로 낙추(12)가 끌어올려진 상태에서 낙추(12)의 하부가 노출되는 정도로 짧게 형성된 것이다.

앞서 언급한 실시예에서 전자석(30)으로 이루어진 분리수단을 이용하게 되면 낙추(12)의 낙하운동시 와이어(18) 및 롤러(20)로 인한 기계적인 마찰력이 작용하지 않게 되므로 낙추(12)의 낙하운동이 훨씬 정확하게 이루어질 수 있으므로 별도의 가이드(22)는 불필요하며 낙하전에 낙추(12)의 좌우방향 흔들림을 방지할 수 있는 정도로 짧게 형성된 가이드(32)만을 구비하더라도 낙추(12)를 정확하게 시험편에 떨어지게 할 수 있다.

이처럼 가이드(32)를 짧게하면, 낙추(12)가 낙하하면서 가이드(32)의 내벽과 접촉하는 정도가 줄어들어 낙추(12)의 자유낙하운동을 자연상태의 조건에 좀더 접근하게 한다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 자유낙하 시험장치의 기계적인 마찰력을 상당부분 제거함으로써 자연상태의 조건과 동일한 환경에 좀더 근접된 낙하시험을 실시할 수 있어 시험의 신뢰도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

시료에 낙추를 자유낙하하여 재료의 특성을 파악하기 위한 자유낙하 시험장치에 있어서,

지면으로부터 소정높이에 설치되는 프레임과, 시료에 낙하충격을 가하는 낙추와, 상기 낙추의 낙하 지점에 설치되는 시료 받침대와, 상기 낙추의 낙하운동을 안내할 수 있도록 상기 프레임과 시료 받침대 사이에 수직방향으로 설치되는 가이드와, 상기 낙추를 소정높이로 끌어올려 상기 낙추만을 분리시켜 떨어뜨리기 위한 분리수단과, 상기 분리수단을 소정높이로 끌어올리기 위해 설치되는 구동수단과, 상기 구동수단의 구동력을 상기 분리수단에 전달할 수 있도록 연결 설치되는 와이어와, 상기 와이어의 이동방향을 규제하기 위해 설치되는 롤러를 포함하는 무마찰 자유낙하 시험장치.
제 1 항에 있어서, 상기 분리수단은 전자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무마찰 자유낙하 시험장치.
제 1 항에 있어서, 상기 낙추는 자성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무마찰 자유낙하 시험장치.
제 1 항에 있어서, 상기 가이드가 상기 낙추의 좌우방향 흔들림을 방지할 수있는 정도로 짧게 형성되어 상기 프레임의 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 무마찰 자유낙 하 시험장치.