KR100500971B1 - Protective part protection device of resistance dynamometer for towing tank test - Google Patents

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Abstract

본 발명은 예인수조 시험용 저항동력계의 검력부를 보호하는 신규의 장치를 개시한다.The present invention discloses a novel apparatus for protecting the inspection portion of a resistance dynamometer for towing tank testing.

예측범위이외의 유체력이나 불평형력등 과도한 하중의 인가에 의한 검력부의 손상과 정밀도 저하를 방지하기 위해, 본 발명에서는 주검력계의 측정봉이 관통지지되는 지지요크의 지지구멍 하부에 테이퍼홈을 형성하여, 과도하중의 발생시 분할 콜렛이 레버에 의해 이 테이퍼홈에 진입하여 측정봉을 고정함으로써 측정봉과 이에 구비된 스트레인 게이지등의 정밀측정계의 보호가 이루어지도록 하였다.In order to prevent damage to the inspection part and deterioration of accuracy due to the application of excessive load such as a fluid force or an unbalance force outside the predicted range, in the present invention, a tapered groove is formed in the lower part of the support hole of the support yoke through which the measuring rod of the main inspection system is penetrated In the event of excessive load, the split collet enters the tapered groove by the lever and secures the measuring rod to protect the measuring rod and the precision measuring system such as the strain gauge.

Description

예인수조 시험용 저항동력계의 검력부 보호장치Protective part protection device of resistance dynamometer for towing tank test

본 발명은 모형선의 예인수조 시험에 관한 것으로, 특히 그 저항동력계의 검력부(檢力部) 보호장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a towing tank test of model ships, and more particularly, to a power protection unit for a resistance dynamometer.

선박에 있어서 선주의 주된 관심사는 충분한 안전성과 안정성을 전제할 때 그 재화(載貸)능력과 속도 및 연료소비율에 집중되는 바, 이들은 주로 선박의 수선(水線) 하부의 선형(船形)에 좌우된다. 이에 따라 선박설계시에는 해당 선형의 모형선을 예인수조(towing tank)내에서 소정 속도로 예인하며 그 저항을 측정하여 실선(實船)의 소요 엔진마력을 추정하게 된다.The ship's main concern for ships is to focus on its capacity, speed and fuel consumption, given sufficient safety and stability, which depends primarily on the linearity below the waterline of the ship. do. Accordingly, when designing a ship, the linear model ship is towed at a predetermined speed in a towing tank, and its resistance is measured to estimate the required engine horsepower of a solid ship.

도 1에는 이러한 예인수조의 저항동력계를 도시하고 있는 바, 수조상을 주행하는 예인전차의 프레임(F)에는 클램프 포스트(P2)와 동력계 포스트(P1)가 전후로 배열되어 이로부터 각각 지지빔(B2, B1)이 하방으로 연장되어 그 하단에 클램프(K)와 검력부(S)가 구비된다. 각 포스트(P1, P2)의 상방에는 기어붙이 모터(M1, M2)가 각각 설치되어 전자빔(B1, B2)의 상하위치를 조정하게 된다.FIG. 1 illustrates a resistance dynamometer of a towing tank, in which a clamp post P2 and a dynamometer post P1 are arranged back and forth on a frame F of a towing tank that travels on a tank, respectively, from which a support beam B2 is arranged. , B1 extends downward and is provided with a clamp K and an inspection part S at a lower end thereof. Above the posts P1 and P2, geared motors M1 and M2 are respectively provided to adjust the vertical position of the electron beams B1 and B2.

동력계 포스트(P1)의 지지빔(B1) 하부의 검력부(S)는 지지요크(yoke)(Y)에 지지되는 주검력계(S1)가 토우바(tow bar;R) 전방의 유니버셜 조인트(universal joint;J1)에 결합되고, 모형선(L)의 예인점(T)은 이 토우바(R) 중간의 유니버셜 조인트(J2)에 결합되며, 토우바(R)의 후단에는 밸런스 웨이트(balance weight; W)가 구비된다.The power section S under the support beam B1 of the dynamometer post P1 has a universal joint in front of the tow bar R by the main test system S1 supported by the support yoke Y. joint to J1), the towing point T of the model line L is coupled to the universal joint J2 in the middle of the tow bar R, and at the rear end of the tow bar R at a balance weight. W) is provided.

한편 모형선(L)에는 클램프바(clamp bar;B)가 고정되어 클램프(K)에 의해 선택적으로 파지 및 해제된다.On the other hand, the clamp bar (B) is fixed to the model line (L) is selectively gripped and released by the clamp (K).

이러한 클램프(K)의 역할은 예인 전차의 가감속시의 검력부(S)의 보호인 바, 즉 수조의 크기에 따라 다르지만 모형선(L)은 상당한 대형(예를들어 400m 수조의 경우 약 8m 길이로 중량이 1t에 근접)으로 매우 큰 관성력을 가지게 되는 바, 클램프(K)는 예인전차의 가감속시 클램프바(B)를 파지하여 모형선(L)의 모든 하중을 지지하고 예인전차가 일정한 속도에 달하면 클램프바(B)를 해제하여 검력부(S)가 저항을 측정할 수 있게 한다.The role of the clamp (K) is the protection of the power unit (S) during acceleration and deceleration of the towing tank, that is, depending on the size of the tank, but the model ship (L) is quite large (for example, about 8 m in the 400m tank The weight (near 1t in length) has a very large inertial force.The clamp (K) grips the clamp bar (B) during acceleration and deceleration of the towing tank to support all the loads of the model ship (L), and the towing tank is When a certain speed is reached, the clamp bar (B) is released to allow the force part (S) to measure the resistance.

여기서 주검력계(S1)등 검력계는 일반적으로 로드셀(load cell)로 구성되는데, 주지하다시피 로드셀은 원통형바(bar)등 측정에 적절한 형태의 측정물상의 하나 이상의 스트레인 게이지(strain guage)를 부착하여 구성되고, 이 측정물의 탄성범위내에서 하중과 변형률이 선형적(線形的)으로 변화하는 원리를 이용하여 그 변형을 스트레인게이지를 통해 전기적 신호로 변환함으로써 하중을 측정하는 것이다.Here, the main force gauge (S1), etc. The pressure gauge is generally composed of a load cell (load cell), as is known, the load cell is attached to one or more strain gauges (strain guage) on the workpiece of a type suitable for measuring the cylindrical bar (bar) The load is measured by converting the deformation into electrical signals through strain gauges using the principle that the load and strain change linearly within the elastic range of the workpiece.

그런데 이 측정물의 단면이 과대하면 로드셀의 용량은 커지나 감도가 저하되고, 역으로 단면이 감소되면 감도, 즉 정밀도는 향상되나 내(耐) 하중의 저하로 용량, 즉 측정가능한 범위가 작아질 수밖에 없게 된다.However, if the cross section of the measurement object is excessive, the capacity of the load cell increases but the sensitivity decreases. On the contrary, if the cross section decreases, the sensitivity, that is, the accuracy is improved, but the capacity, i.e., the measurable range, becomes smaller due to the decrease in the load. do.

여기서 모형선(L)의 예인시험은 실선(實線)에 대한 상사(相似)시험이므로 그 정밀도가 매우 높아야 하는 바, 이에 따라 주검력계(S1)를 구성하는 로드셀도 예측 하중의 범위내에서 가장 정밀도가 높은 것을 사용하지 않으면 안된다.Since the towing test of the model ship L is a similarity test to the solid ship, the precision of the model ship L should be very high. Accordingly, the load cell constituting the main gyrometer S1 also has the most value within the range of the predicted load. You must use a high precision one.

그런데 종래의 저항동력계의 문제점은 클램프(K)와 검력부(S), 특히 주검력계(S1) 및 예인점(T)의 상대적 위치가 고정되어, 클램프(K)를 정확히 초기설정하기 곤란하며, 이에 따라 클램프(K)의 파지시에도 검력부(S)에 불평형력이 인가될수 있다는 점이다. 이러한 불평형력은 모형선(L)이 고속으로 예인될수록 커지게 된다.However, the problem of the conventional resistance dynamometer is that the relative position of the clamp (K) and the inspection unit (S), in particular the main inspection system (S1) and the towing point (T) is fixed, it is difficult to accurately initialize the clamp (K), Accordingly, even when the clamp K is gripped, an unbalanced force may be applied to the inspection unit S. FIG. This unbalance force increases as the model line L is towed at high speed.

뿐만 아니라 예인저항은 유체력이므로 클램프(K)의 해제후 측정시에도 예측지못한 큰 크기의 서어지(surge)힘이 발생될 가능성이 있다.In addition, since the towing resistance is a fluid force, there is a possibility that an unexpected large magnitude of surge force may be generated even when the clamp K is measured after release.

이와 같이 주검력부(S1)등의 로드셀의 용량을 넘어서는 대하중이 인가되면 로드셀의 측정물에 탄성범위를 넘어서는 소성범위의 영구변형이 심한 경우 폐기되지 않으면 안된다.In this way, if a large load exceeding the capacity of the load cell, such as the main inspection unit (S1) is applied, if the permanent deformation of the plastic range beyond the elastic range is severe to the measurement of the load cell must be discarded.

이에 따라 본 발명의 목적은 검력부에 과도한 응력이 발생되는 경우 이를 차단하여 검력부에 무리한 힘이 인가되지 않도록 하는 보호장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a protective device that prevents excessive force from being applied by blocking the excessive stress when the stress is generated.

상술한 목적의 달성을 위해 본 발명 보호장치는The protection device of the present invention to achieve the above object

주검력계의 측정봉이 관통지지되는 지지요크의 지지구멍하부에 테이퍼홈을 형성하고, 지지요크의 일측으로 연장되는 지지판상에 그 중간이 힌지(hinge) 결합되어, 일단에 이 테이퍼홈에 진입가능한 분할 콜렛(split collet)이 설치되고, 타단에 이를 작동시키는 액튜에이터(actuator)가 설치되는 레버(lever)를 구비하는 것을 특징으로 한다.The tapered groove is formed under the support hole of the support yoke through which the measuring rod of the main system is penetrated, and the middle is hinged on the support plate extending to one side of the support yoke, so that the taper groove can be entered at one end. A collet is installed, and the other end is provided with a lever to install an actuator for actuating it.

그러면 과도 하중의 발생시 액튜에이터가 연신(延伸)되어 레버의 지레작용에 의해 분할콜렛을 테이퍼홈에 진입시켜 주검력계의 측정봉을 지지요크에 대해 처킹(chucking)함으로써 측정봉의 손상을 방지하게 된다.Then, the actuator is stretched when the excessive load is generated, and the split collet enters the tapered groove by lever lever to prevent the damage of the measuring rod by chucking the measuring rod of the main calibrator against the support yoke.

[실시예]EXAMPLE

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예들의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.Such specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 2 및 도 3에서 지지빔(도 1의 B1) 하단에 결합되는 지지요크(Y)의 보스(boss;10)에는 검력부(S)의 주검력부(S1)를 구성하는 로드셀의 측정봉(20)이 관통지지되는 지지구멍(30)이 형성되어 있다. 이 측정봉(20)에는 전술한 바와 같이 스트레인 게이지가 부착되어 그 하단에 결합되는 토우바(도 1의 B)의 인장력, 즉 예인저항에 따른 휨 변형을 전기적 신호로 변환시키게 된다.2 and 3, the boss 10 of the support yoke Y coupled to the lower end of the support beam (B1 of FIG. 1) has a measuring rod of a load cell constituting the main force portion S1 of the force portion S. A support hole 30 through which 20 is supported is formed. As described above, the measuring rod 20 is attached with a strain gauge to convert the tensile force of the tow bar (B of FIG. 1) coupled to the lower end thereof, that is, the bending deformation due to the towing resistance, to an electrical signal.

본 발명 특징에 따라 이 지지구멍(30) 하부에는 테이퍼홈(2)이 형성되어, 이에 대응하는 분할콜렛(1)이 레버(3)의 구동으로 진입 및 후퇴함으로써 측정봉(20)을 지지요크(Y)에 대해 선택적으로 고정하게 된다.According to a feature of the present invention, a tapered groove 2 is formed in the lower portion of the support hole 30 so that the split collet 1 supports the measuring rod 20 by entering and retracting by driving the lever 3. It is fixed selectively with respect to (Y).

레버(3)의 설치를 위해 지지요크(Y)의 보스(10) 일측에는 지지판(4)이 설치되는데, 지지판(4)은 지지요크(Y)의 보스(10) 외주에 결합되는 두 분할아암(arm)(4a)과 고정볼트(4b)에 의해 지지요크(Y)에 고정된다.A support plate 4 is installed at one side of the boss 10 of the support yoke Y for the installation of the lever 3, and the support plate 4 is coupled to the outer circumference of the boss 10 of the support yoke Y. It is fixed to the support yoke (Y) by the arm (4a) and the fixing bolt (4b).

지지판(4)의 하측 중간에는 힌지(4c)가 설치되어 레버(3)의 중간이 이에 회전가능하게 결합되고, 레버(3)의 일단은 지지판(4)상에 설치된 액튜에이터(5)의 작동간(5a)에 결합되며, 레버(3)의 타단에는 전술한 바와 같이 지지구멍(30)의 테이퍼홈(2)에 진입가능한 분할콜렛(1)이 설치된다.A hinge 4c is provided at the lower middle of the support plate 4 so that the middle of the lever 3 is rotatably coupled thereto, and one end of the lever 3 is between the operation of the actuator 5 installed on the support plate 4. At the other end of the lever 3, a split collet 1 is installed at the other end of the lever 3 and enters the tapered groove 2 of the support hole 30 as described above.

이와 같은 보호장치는 다음과 같이 동작한다. 클램프(K)가 해제되어 주검력부(S1)의 측정봉(20)이 토우바(R)를 통한 모형선(L)의 예인저항이 인가되면, 이 하중은 측정봉(20)이 부착된 스트레인 게이지를 통해 전기적 신호로 변환되어 도시되지 않은 적절한 측정장치로 측정된다.Such protection works as follows. When the clamp K is released and the measuring rod 20 of the main test portion S1 is applied with a towing resistance of the model line L through the tow bar R, the load is strained with the measuring rod 20 attached thereto. The gage is converted into an electrical signal and measured with a suitable measuring device, not shown.

이때 측정봉(20)에 사전설정된 한계치 이상의 하중이 인가, 즉 예측범위 이외의 과도한 유체력이나 불평형력이 발생되는 것이 측정되면, 액튜에이터(5)가 즉시 연신되어 작동간(5a)을 하향운동시키고, 이에 따른 레버(3)의 지레작용을 통해 분할콜렛(1)을 테이퍼홈(2)측으로 밀어 넣게 된다.At this time, if a load greater than or equal to a predetermined threshold is applied to the measuring rod 20, that is, an excessive fluid force or an unbalanced force other than the predicted range is measured, the actuator 5 is immediately stretched to downwardly move the operation 5a. Thus, the split collet 1 is pushed toward the tapered groove 2 through the lever action of the lever 3.

그러면 분할콜렛(1)은 경사진 테이퍼홈(2)내측으로 진입하면서 축경(縮徑)되는 테이퍼홈(2)과 접촉하여 분할부위가 맞물려들게 된다. 이에따라 분할콜렛(1)이 측정봉(20)을 강하게 조이면서 측정봉(20)과 테이퍼홈(2)간에 강제압입됨으로써 측정봉(20)을 지지요크(Y)의 보스(10)에 대해 고정하게 된다.Then, the split collet 1 comes into contact with the tapered groove 2 which is axially inclined while entering the inclined tapered groove 2 and the divided portion is engaged. Accordingly, the split collet 1 is firmly tightened between the measuring rods 20 and the tapered grooves 2 while firmly tightening the measuring rods 20, thereby fixing the measuring rods 20 to the boss 10 of the support yoke Y. Done.

그러면 분할콜렛(1)의 강제압입에 의해 측정봉(20) 하부의 하중이 스트레인 게이지등이 설치된 상부로 전달되지 못하고 지지요크(Y)로 전달되므로 측정봉(20) 상부의 정밀한 측정계들의 손상이 방지된다. 뿐만 아니라 이러한 고정은 측정봉(20) 자체의 자유스팬(free span)을 감소시켜 측정봉(20)의 휨변형을 감소시키므로 주검력계(S1)의 손상도 방지할 수 있게 된다.Then, due to the forced press of the split collet 1, the load of the lower part of the measuring rod 20 is not transmitted to the upper part where the strain gauge is installed, but is transferred to the support yoke (Y). Is prevented. In addition, such fixing reduces the free span of the measuring rod 20 itself, thereby reducing the bending deformation of the measuring rod 20, thereby preventing damage to the main strain gauge S1.

이때 액튜에이터(5)는 과도하중의 감지 즉시 작동하는 것이 바람직하므로, 순간 작동이 가능한 공압(空壓) 실린더로 구성되는 것이 바람직하다.At this time, since the actuator 5 is preferably operated immediately upon detection of excessive load, it is preferable that the actuator 5 is composed of a pneumatic cylinder capable of instantaneous operation.

한편 이와 같은 보호장치는 클램프(K)의 동작과 무관하게 동작하는 것이 더욱 바람직한 바, 즉 클램프(K)가 모형선(L)을 파지하고 있는 비측정시라도 과도하중이 인가되면 측정봉(20)을 고정하여 검력부(S)를 보호하는 것이다. 다만 이 경우는 검력부(S)의 주검력부(S1) 이외의 과도하중의 측정을 위한 별도의 검력계가 추가로 필요할 것이다.On the other hand, such a protection device is more preferably operated irrespective of the operation of the clamp (K), that is, even if the overload is applied even when the clamp (K) is holding the model line (L) measuring rod (20) To fix the protection part (S). In this case, however, a separate analyzer will be needed for the measurement of excessive loads other than the main detector S1 of the detector S.

이상과 같은 본 발명에 의하면 검력부를 과도한 하중으로부터 보호하여 그 손상과 정밀도 저하를 방지함으로써 장수명과 측정의 정확성 및 신뢰성을 보장하게 된다.According to the present invention as described above to protect the inspection unit from excessive load to prevent damage and deterioration of precision it is to ensure long life and the accuracy and reliability of the measurement.

도 1은 예인수조에 있어서 모형선에 대한 저항동력계의 설치를 보이는 측면도.1 is a side view showing the installation of the resistance dynamometer for the model ship in the towing tank.

도 2는 본 발명 보호장치의 분해사시도.Figure 2 is an exploded perspective view of the protective device of the present invention.

도 3은 본 발명 보호장치의 결합상태 측단면도이다.Figure 3 is a side cross-sectional view of the coupled state of the protective device of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

S : 검력부(檢力都) S1 : 주(主)검력계S: Ministry of Health S1: Master Tester

20 : (주검력계의) 측정봉 1 : 분할 콜렛(split collet)20: measuring rod 1 of split collet

2 : 테이퍼(taper)홈 3 : 레버(lever)2: taper groove 3: lever

4 : 지지판 5 : 액튜에이터(actuator)4: support plate 5: actuator

Claims (1)

예인전차의 프레임에 설치된 포스트에 지지되는 각 지지빔에 클램프와 검력부가 설치되는 예인수조 시험용 저항동력계에 있어서,In the resistance dynamometer for a towing tank test, in which a clamp and an inspection part are installed in each support beam supported by a post installed in a frame of a towing tank, 상기 검력부의 주검력계의 측정봉이 관통지지되는 지지요크의 지지구멍 하부에 테이퍼홈을 형성하고,A tapered groove is formed in a lower portion of the support hole of the support yoke through which the measuring rod of the main inspection system of the inspection unit is supported. 상기 지지요크의 일측으로 연장되는 지지판상에 그 중간이 힌지결합되어, 일단에 상기 테이퍼홈에 진입가능한 분할콜렛이 설치되고, 타단에 이를 작동시키는 액튜에이터가 설치되는 레버를 구비하는 것을 특징으로 하는 예인수조 시험용 저항동력계의 검력부 보호장치.A middle of which is hinged on a support plate extending to one side of the support yoke, a split collet for entering the tapered groove is installed at one end, and the lever is provided with an actuator for operating the other end is installed. Protective part protection device of resistance dynamometer for water tank test.
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