KR100422424B1

KR100422424B1 - 정적 관성곱 모멘트의 측정이 가능한 질량특성 시험장치

Info

Publication number: KR100422424B1
Application number: KR10-2001-0039417A
Authority: KR
Inventors: 이동우; 김홍배; 문상무; 우성현; 문남진; 이상설
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2004-03-12
Also published as: KR20030003520A

Abstract

본 발명은 우주개발분야 및 군용장비분야의 항공기, 로켓, 미사일과 같은 부품의 질량특성값을 찾아내는 시험장치에 관한 것으로

더욱 상세하게는 시험 대상물의 무게중심에 대한 특성값을 얻기 위해 턴테이블에 시험장치를 올려놓고 회전시켜 가면서 수평상태, 45°경사상태, 90°경사상태에서 정적 관성곱 모멘트의 측정이 가능하도록 하는 정적 관성곱 모멘트 측정이 가능한 질량특성 시험장치에 관한 것이다.

본 발명은 메인 프레임(1)의 상부 2곳에 설치되어 양측으로 베어링 블록(2, 3)의 이동을 안내하는 선형 활주대(4)와,

상기 선형 활주대(4) 상에 설치되어 시험 대상물 고정부(10)를 힌지(12)로 고정시켜 회전되도록 하는 각도 조정판(11)이 설치된 베어링 블록(2)과,

상기 선형 활주대(4) 상에 설치되어 시험 대상물 고정부(10)와 각도 조정판(18, 19)이 연결되는 고정돌부(14)가 설치된 베어링 블록(3)과,

상기 메인 프레임(1)에서 볼스크류 고정구(8)에 연결되고 양측의 핸들(6, 7)로 회전되며 베어링 블록(2, 3)을 이송시키는 볼 스크류(5)와,

상기 각도 조정판(11)에 연결되며 시험 대상물(21)이 고정되며 하측으로 조정판 연결대(16)가 설치되는 시험 대상물 고정부(10)로 구성되어 정적 질량 특성시험을 하기 위해서 무게중심 및 경사각의 조정시에도 무게중심을 조정할 수 있는 것이다.

Description

정적 관성곱 모멘트의 측정이 가능한 질량특성 시험장치{a}

우주개발분야 및 군용장비분야의 항공기, 로켓 및 미사일과 같은 부품의 질량특성에는 무게중심(CG), 관성 모멘트(Moment Of Inertia, MOI), 관성곱 모멘트 (Prod Of Inertia, POI)등이 포함된다.

이러한 질량특성 값들은 우주개발품 및 군용장비의 설계해석에 필수적이며 이 값은 해설을 통하여 얻는 것과 실제 시험을 통하여 얻는 수가 있다.

컴퓨터해석에 의한 값은 해석변수에 의해 실제 값과 오차가 발생할 수 있으므로 실제 제품을 시험을 통하여 해석된 값을 비교 보정하여 신뢰할 수 있는 제품설계를 할 수 있다.

시험방법은 회전 테이블의 빠른 회전을 이용한 동적 시험과 회전이 아닌 작은 각도의 움직임으로 질량특성값을 찾아내는 방법이 있다.

그러나 이러한 정적 질량특성시험을 하기 위해서는 각 시험의 방법에 따른 무게중심 및 경사각의 조정시에도 무게중심을 조정할 수가 있는 시험장치가 필수적이다.

본 발명은 질량특성 값들의 설계해석에 필수적이며 이 값은 실제 제품의 시험을 통하여 해석된 값을 비교 보정하여 신뢰할 수 있는 제품설계를 할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 정적 질량 특성시험을 하기 위해서 각 시험의 방법에 따른 무게중심 및 경사각을 조정하면서 무게중심을 조정할 수 있는 시험장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 메인 프레임의 상부 2곳에 설치되어 양측으로 베어링 블록의 이동을 안내하는 선형 활주대와, 상기 선형 활주대 상에 설치되어 시험 대상물 고정부를 힌지로 고정시켜 회전되도록 하는 각도 안내판이 설치된 베어링 블록과, 상기 선형 활주대 상에 설치되어 시험 대상물 고정부와 각도 조정판이 연결되는 고정돌부가 설치된 베어링 블록과, 상기 메인 프레임에서 볼스크류 고정구에 연결되고 양측의 핸들로 회전되며 베어링 블록을 이송시키는 볼 스크류와, 상기 각도 안내판에 연결되며 시험 대상물이 고정면 하측으로 조정판 연결대가 설치되는 시험 대상물 고정부로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 시험 대상물을 수평상태에서 시험하는 상태의 사시도

도 2 는 본 발명의 시험 대상물을 45°경사지게 시험하는 상태의 사시도

도 3 은 본 발명의 시험 대상물을 90°경사지게 시험하는 상태의 사시도

도 4 는 본 발명의 설치상태 정면도

도 5 는 본 발명의 설치상태 평면도

도 6 은 본 발명의 주요부분에 대한 설치상태 사시도

도 7 은 본 발명의 주요부분에 대한 작동상태 단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 메인 프레임 2, 3 : 베어링 블록

4 : 선형 활주대 5 : 볼 스크류

6, 7 : 핸들 8 : 볼 스크류 고정구

9 : 질량특성 측정장치 9' : 턴테이블

10 : 시험대상물 고정부 11 : 각도 안내판

12 : 힌지 13 : 각도표시부

14 : 고정돌부 15 : 고정대

16 : 조정판 연결대 17 : 고정보울트

18, 19 : 각도 조정판 20 : 연결공

21 : 시험 대상물

본 발명은 질량특성 측정장치(9, Mass Property Measurement Machine)의 턴테이블(9')의 상부에서 회전이 가능하도록 고정되는 메인 프레임(1)이 설치된다.

이것은 정적 질량특성 시험장치의 무게중심을 가이드핀을 이용하여 턴테이블(9') 회전중심에 맞추도록 설계되어 있다.

메인 프레임(1)의 상측으로 길이가 긴 방향의 양측면에 선형 활주대(4)를 설치하고 선형 활주대(4)의 윗면에는 좌, 우측에 베어링 블록(2, 3)을 설치하여 핸들(6, 7)의 회전으로 수평상에서 전, 후로 각도 안내판(11)과 고정돌부(14)를 움직일 수 있도록 설치되어 있다.

핸들(6, 7)은 메인 프레임(1)의 내부에서 볼 스크류(5)로 연결되고 볼 스크류 고정구(8)로 지지되는 동시에 베어링 블록(2, 3)에 각각 연결되어 핸들(6, 7)의 회전으로 볼 스크류(5)가 회전되면서 베어링 블록(3, 4)이 독립적으로 이동되면서 무게중심을 회전중심과 맞출 수 있도록 구성한다.

베어링 블록(2)의 중앙에는 각도 안내판(11)이 설치되어 있어서 중앙에 시험 대상물 고정부(10)가 힌지(12)를 통하여 연결되고, 힌지(12)의 외부에는 각도 표시부(13)가 설치되어 시험 대상물 고정부(10)가 회전되는 각도를 확인하여 정확한 위치에 고정될 수 있도록 하며, 각도 안내판(11)의 상부에는 다수개의 고정보울트(17)를 설치하여 시험 대상물 고정부(10)가 45°또는 90°로 경사지게 설치되는 경우에 고정시킬 수 있도록 한다.

베어링 블록(3)의 중앙에는 고정돌부(14)가 설치되어 시험 대상물 고정부(10)가 수평으로 설치되거나 사용하지 않는 경우에 고정시키는 것이며, 시험대상물 고정부(10)가 45°로 경사지게 설치되는 경우에는 각도 조정판(18)이 연결되고, 시험 대상물 고정부(10)가 90°로 경사지게 설치되는 경우에는 각도 조정판(19)이 연결되는 것이다.

상기 각도 조정판(18, 19)의 하측은 고정돌부(14)에 연결되고 상측은 시험 대상물 고정부(10)의 하측에 설치된 조정판 연결대(16)에 연결하는 것이다.

시험 대상물 고정부(10)의 상측에는 일정한 간격으로 다수의 연결공(20)이 설치되어 고정대(15)가 시험 대상물(21)의 크기와 위치에 따라서 자유롭게 이동 설치되도록 하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 도 4 와 같이 메인 프레임(1)을 질량특성 측정장치(9)의 턴테이블(9')의 상측에 올려놓고 고정시킨다.

시험 대상물 고정부(10)의 상측으로 설치되는 고정대(15)에는 도 1 과 같이 시험 대상물(21)을 고정시켜 시험 대상물 고정부(10)가 수평상태를 유지하도록 하여 무게중심, 관성 모멘트, 관성곱 모멘트 등의 질량특성 측정시험을 하게 되는 것이다.

수평상태의 질량특성 측정시험이 종료되면 시험 대상물(21)이 고중량물이므로 고정돌부(14)에 고정된 상태를 해제하고 시험 대상물 고정부(10)의 상측으로 형성된 고리에 크레인을 연결하여 들어올리면서 핸들(7)을 회전시키게 된다.

핸들(7)이 회전되면서 볼 스크류(5)가 회전되고, 베어링 블록(3)이 2개의 선형 활주대(4)에 안내되어 좌측으로 직진 이동하게 된다.

이때 조정판 연결대(16)에는 각도 조정판(18)을 연결시키고 하측은고정돌부(14)에 연결시켜 경사각도가 도 2 와 같이 45°의 각도로 기울어지게 설치한다.

여기서 시험 대상물(21)이 설치된 메인 프레임(1)과 질량특성 측정장치(9)의 무게중심을 회전중심으로 조정되지 않는 경우에는 핸들(6)을 회전시켜 볼 스크류(5)로 베어링 블록(2)이 이동되므로 정확한 회전중심으로 조정할 수 있는 것이다.

또한 시험 대상물 고정부(10)의 조정판 연결대(16)에 각도 조정판(19)을 연결시키고 크레인을 이용하여 시험 대상물 고정부(10)의 선단을 들어올리면서 핸들(6)을 회전시켜 볼 스크류(5)가 회전되면 베어링 블록(2)이 선형 활주대(4)의 상측에서 우측으로 수평 이동되므로 각도 조정판(19)의 하측을 고정돌부(14)에 연결시켜 도 3 과 같이 시험 대상물(21)이 90°의 경사각도를 갖도록 한다.

이때 메인 프레임(1)의 무게중심이 질량특성 측정장치(9)의 회전중심에 일치하지 않는 경우에는 핸들(7)을 회전시켜 베어링 블록(3)을 이동시켜 정확한 회전중심으로 조정할 수 있는 것이다.

상기 시험 대상물(21)을 고정시키는 고정대(15)는 시험 대상물(21)의 크기와 길이에 따라서 다수의 연결공(20)에서 자유롭게 위치를 이동할 수 있으므로 다양한 시험 대상물(21)을 시험할 수 있는 것이다.

상기 각도 안내판(11)에 설치된 다수의 고정보울트(17)는 시험 대상물 고정부(10)가 45°또는 90°로 경사지게 설치되는 경우 경사지게 설치된 위치의 변화가 없도록 하기 위하여 양측에서 고정보울트(17)로 시험 대상물 고정부(10)를 견고하게 고정시키는 것이다.

따라서 본 발명은 각 시험의 방법에 따른 무게중심 및 경사각을 조정시에도 핸들(6, 7)과 각도 조정판(18, 19)을 이용하여 무게중심을 조정할 수 있어서 질량특성 시험을 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 시험장치의 구성이 간단하고 가격이 저렴하면서도 원하는 정적 관성곱 질량특성을 할 수 있는 것이다.

본 발명은 일반 산업용 기계재료를 이용하여 원하는 경사 각도의 설정 및 맞춤의 편리성과 무게중심을 정확히 맞출 수 있도록 하며, 분해 및 조정이 편리하도록 하는 것이다.

Claims

시험 대상물의 무게중심에 대한 질량특성을 측정함에 있어서,

메인 프레임(1)의 상부 2곳에 설치되어 양측으로 베어링 블록(2, 3)의 이동을 안내하는 선형 활주대(4)와,

상기 선형 활주대(4) 상에 설치되어 시험 대상물 고정부(10)를 힌지(12)로 고정시켜 회전되도록 하는 각도 안내판(11)이 설치된 베어링 블록(2)과,

상기 선형 활주대(4) 상에 설치되어 시험 대상물 고정부(10)와 각도 조정판(18, 19)이 연결되는 고정돌부(14)가 설치된 베어링 블록(3)과,

상기 메인 프레임(1)에서 볼스크류 고정구(8)에 연결되고 양측의 핸들(6, 7)로 회전되며 베어링 블록(2, 3)을 이송시키는 볼 스크류(5)와,

상기 각도 안내판(11)에 연결되며 시험 대상물(21)이 고정면 하측으로 조정판 연결대(16)가 설치되는 시험 대상물 고정부(10)로 구성됨을 특징으로 하는 정적 관성곱 모멘트의 측정이 가능한 질량특성 시험장치.
제1항에 있어서, 각도 안내판(11)에 시험 대상물 고정부(10)의 각도조절시 고정시키는 다수의 고정보울트(17)를 설치함을 특징으로 하는 정적 관성곱 모멘트의 측정이 가능한 질량특성 시험장치.
제1항에 있어서, 시험 대상물 고정부(10)의 상부에 고정되는 고정대(15)가시험 대상물(21)의 크기에 따라서 위치를 변경할 수 있도록 연결공(20)이 형성됨을 특징으로 하는 정적 관성곱 모멘트의 측정이 가능한 질량특성 시험장치.