KR100658210B1 - 인장강도 시험장치 - Google Patents

Abstract

(1) 발명이 속한 기술분야: 시험봉의 인장강도 시험

(2) 발명의 목적: 시험봉을 쉽게 장착하고, 시험완료 직후에 발생되는 충격을 흡수함.

(3) 발명의 구성: 전방이 트인 전방 트임부와 전방 트임부의 중앙에 하부 척이 형성 되는 고정블록; 상기 고정블록의 한쪽에 고정된 주 몸체; 상기 고정블록과 소정의 거리를 유지하여 장착되는 상부몸체; 상기 상부몸체의 한쪽에 장착한 메인 액추에이터; 상기 메인 액추에이터에 한 쪽 끝부분을 장착하고, 다른 쪽 끝부분은 상기 상부몸체를 관통하여 주 몸체의 내부 배치되는 여러 개의 인장로드; 상기 여러 개의 인장로드에 장착되되 전방이 트인 전방 트임부와 전방 트임부의 중앙에 상부 척이 형성하여서 되는 가동블록을 포함하여 인장강도 시험 장치

(4) 발명의 효과: 시험봉을 전방 트임부를 통해 쉽게 장착하고, 상하부 척에서 충격을 흡수하여 메인 액추에이터, 제1, 제2 액추에이터에 충격하중이 전달되지 않아 인장강도 시험 장치의 수명이 길어짐.

인장강도, 인장 시험, 측정, 충격

Description

인장강도 시험장치 {Tensile strength Testing Machine}

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 인장강도 시험 장치를 보인 사시도, 정면예시도, 측면예시도 및 배면예시도

도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 인장강도 시험 장치에서 주요 요부인 상부 척을 발췌하여 보인 상세도.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 인장강도 시험 장치에서 주요 요부인 하부 척을 발췌하여 보인 상세도.

도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 인장강도 시험 장치의 작동 예를 보인 예시도.
도 14는 시험 봉이 파단 되는 순간에 발생 되는 충격하중이 흡수되는 과정을 보인 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 인장강도 시험 장치

2: 하부몸체 3: 고정블록

4: 주 몸체 5: 상부몸체

6: 메인 액추에이터 7: 인장로드

8: 너트 100: 시험 봉

10: 상부 척 50: 하부 척

11: 가동블록

12, 52: 전방 트임부 13, 53: 슬라이드부

14a, 14b, 54a, 54b: 가이드 편 15a, 15b, 55a, 55b: 내경사면

16, 56: 고정블록 자리홈 17, 57: 중심 블록

18, 58: 축 구멍 19, 59: 축

20, 60: 시소 블록 21, 61: 축 구멍

22, 62: 밀편 24, 64: 압편

25, 65: 가압 봉 26, 66: 제1 고정편

27, 29, 31, 67, 69: 장착구멍 28, 68: 제2 고정편

30, 70: 완충 블록 32, 72: 제1, 제2 척 블록

33, 73: 탭 34, 74: 볼트

35, 75: 압축코일스프링 36, 76: 요철부

40, 80: 제1, 제2 액추에이터 브래킷 41, 81: 제1, 제2 액추에이터

42, 82: 힌지 43, 83: 작동 로드

44. 84: 요크

본 발명은 인장강도 시험 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무게가 무거운 시험봉을 척에 쉽게 장착할 수 있도록 하고, 인장강도 시험 중에 시험봉이 끊어 지거나 파손된 직후에 발생되는 충격을 흡수하여 안전하게 인장강도를 시험할 수 있도록 하는 인장강도 시험 장치를 제공하려는 것이다.

건물, 교량 등을 시공하거나 공작기계를 제작할 때에 안전성이 검증된 재료를 선정하고, 이러한 안전성 검증은 실제 시공 또는 제작에 사용될 동일한 재료를 시험봉 또는 시험편으로 가공하여 인장, 압축, 비틀림 등 인위적인 외력을 가하여 파괴되는 한계를 시험하며 그 시험결과 값을 근거로 안전성을 검증하는 것이다.

본 발명은 상술한 여러 가지 시험 중에 인장강도 시험에 관한 것으로 인장강도에 대하여 설명한다.

현수교와 같은 건축 구조물은 교량상판이 매달려 있는 것이고 이렇게 매달고 있는 재료에는 인장하중이 가해지는 것이며, 재료가 어느 정도의 인장강도 값을 갖는 지 알 수 있어야만 안전한 시공을 할 수 있는 것이다.

특히 상술한 바와 같이 대형 건축 구조물에 사용되는 재료는 매우 무겁고 취급이 힘들어도 정확한 시험 값을 얻기 위하여 실재 사용되는 재료와 동일한 조건으로 시험봉 또는 시험편을 제작하여 인장강도 시험을 하게 된다.

또한 예상되는 인장강도는 수십 수백 톤(Ton)에 이르는 것으로 인장강도 시험장치 자체가 거대해 질 수 밖에 없고 또한 수백 톤의 하중으로 시험봉을 당겨야 하므로 시험봉을 큰 힘으로 물릴 수밖에 없다.

종래의 인장시험장치는 상하부에 각각 고정블록과 가동블록을 장착하고, 고정블록과 가동블록의 중앙에 구멍을 뚫어 장착구멍을 형성하며, 고정블록과 가동블록의 내부에는 유압에 의하여 구동되는 액추에이터를 구비하고, 그 액추에이터의 구동에 의해 작동되는 작동로드가 이동하여 시험봉을 물리도록 한 것이다.

상술한 종래의 인장시험장치에 시험봉을 장착하기 위하여 가동블록보다 높은 위치로 들어 올려야 하고, 이어서 시험봉을 가동블록의 중앙에 형성시킨 장착구멍에 맞추어 천천히 내려 정확한 위치에서 멈춘 후에 액추에이터를 구동시켜 작동로드가 시험편을 붙잡도록 하는 것이다.

그러나 시험봉의 자체가 매우 무거운 중량체이어서 소정의 높이로 들어 올리는 것 자체가 매우 힘겹고, 또한 가동블록과 고정블록의 중앙에 장착구멍이 형성된 것으로 시험봉을 하강시켜 척에 장착할 때에 육안으로 확인하기 어려운 문제점이 있었다.

또한 시험봉에 인장력을 가하면, 항복점을 지나서 시험봉이 파손되는데 이때 파손되는 순간에 엄청난 충격이 발생하고 이러한 충격은 고스란히 시험봉을 붙잡았던 척과 액추에이터에 전달되어 인장강도 시험 장치의 수명이 매우 단축되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소할 수 있도록 하는 인장강도 시험 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 인장강도 시험 대상인 시험봉을 높이 들어 올리지 않고서도 육안으로 확인하면서 쉽게 장착할 수 있도록 하는 인장강도 시험 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 시험봉이 파손된 직후에 발생되는 충격을 흡수하여 그 충격이 액추에이터에 전달되는 것을 차단하여 인장강도 시험장치의 수명을 연장할 수 있도록 하는 인장강도 시험 장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시 예는, 인장강도 시험대상의 시험봉 양 끝부분을 잡아 고정하는 상부 척과 하부 척, 상기 상부 척과 하부 척이 서로 벌어지는 방향으로 인장하중을 가하는 메인 액추에이터, 상기 상부 척과 하부 척과 메인 액추에이터를 지지하는 몸체로 구성되는 인장강도 시험 장치에 있어서, 전방이 트인 전방 트임부를 형성하고 전방 트임부의 중앙에 하부 척이 구비된 고정블록; 상기 고정블록의 한쪽에 고정된 주 몸체; 상기 주 몸체에 장착되되 상기 고정블록과 소정의 거리를 유지하여 장착되는 상부몸체; 상기 상부몸체의 한쪽에 장착된 메인 액추에이터; 상기 메인 액추에이터에 한 쪽 끝부분이 장착되고, 다른 쪽 끝부분은 상기 상부몸체를 관통하여 주 몸체의 내부에 배치되는 여러 개의 인장로드; 상기 여러 개의 인장로드에 장착되되 전방이 트인 전방 트임부를 형성하며 전방 트임부의 중앙에 상부 척이 구비되는 가동블록; 이 구비된 것을 특징으로 하는 인장강도 시험 장치를 제공한다.

상기 제1 실시 예의 목적을 효과적으로 구현하기 위한 제1 구성 예는, 상기 가동블록은, 배면의 한쪽에 장착된 제1 액추에이터; 상기 제1 액추에이터의 로드 체결하고 상기 가동블록의 상면에서 시소 운동하도록 굴대 장착되는 시소블록; 상 기 시소블록의 한쪽에 수평방향으로 장착된 가압 봉; 및 상기 가압 봉에 장착하고 상기 가동블록의 슬라이드부에 삽입 장착하여 상기 제1 액추에이터의 구동에 의해 한 쌍의 제1 척 블록을 조이도록 된 상부 척을 포함하여 구성되는 것이 효과적이다.

상기 제1 실시 예의 목적을 효과적으로 구현하기 위한 제2 구성 예는, 상기 상부 척은, 상기 가동블록의 슬라이드부에 상광하협 형상의 내경사면이 형성되고, 상기 한 쌍의 제1 척 블록의 바깥쪽에 상기 가동블록의 슬라이드부에 형성된 내경사면과 대응하는 경사면이 형성된 것이 효과적이다.

상기 제1 실시 예의 목적을 효과적으로 구현하기 위한 제3 구성 예는, 상기 상부 척은, 가압 봉의 외주에 대향하게 배치된 한 쌍의 제1, 제2 고정편; 상기 한 쌍의 제2 고정편의 한쪽에 배치된 한 쌍의 완충블록; 상기 한 쌍의 완충블록의 다른 한쪽에 배치된 한 쌍의 제1 척 블록; 상기 한 쌍의 제1, 제2 고정편과 한 쌍의 완충블록에 관통하고 상기 가압 봉의 양쪽에 배치하며 상기 한 쌍의 제1 척 블록에 각각 체결하여서 된 두 쌍의 볼트; 및 상기 한 쌍의 제1 고정편과 상기 한 쌍의 제2 고정편 사이에 위치하도록 상기 두 쌍의 볼트에 각각 끼워진 두 쌍의 스프링을 포함하여 구성되는 것이 효과적이다.

상기 제1 실시 예의 목적을 효과적으로 구현하기 위한 제4 구성 예는, 상기 고정블록은, 배면의 한쪽에 장착된 제2 액추에이터; 상기 제2 액추에이터의 로드 체결하고 상기 고정블록의 저면에서 시소 운동하도록 굴대 장착되는 시소블록; 상기 시소블록의 한쪽에 수평방향으로 장착된 가압 봉; 및 상기 가압 봉에 장착하고 상기 고정블록의 슬라이드부에 삽입 장착하여 상기 제2 액추에이터의 구동에 의해 한 쌍의 제2 척 블록을 조이도록 된 상부 척을 포함하여 구성되는 것이 효과적이다.

상기 제1 실시 예의 목적을 효과적으로 구현하기 위한 제5 구성 예는, 상기 하부 척은, 상기 고정블록의 슬라이드부에 상협하광 형상의 내경사면이 형성되고, 상기 한 쌍의 제2 척 블록의 바깥쪽에 상기 고정블록의 슬라이드부에 형성된 내경사면과 대응하는 경사면이 형성된 것이 효과적이다.

상기 제1 실시 예의 목적을 효과적으로 구현하기 위한 제6 구성 예는, 상기 하부 척은, 가압 봉의 외주에 대향하게 배치된 한 쌍의 제1, 제2 고정편; 상기 한 쌍의 제2 고정편의 한쪽에 배치된 한 쌍의 완충블록; 상기 한 쌍의 완충블록의 다른 한쪽에 배치된 한 쌍의 제2 척 블록; 상기 한 쌍의 제1, 제2 고정편과 한 쌍의 완충블록에 관통하고 상기 가압 봉의 양쪽에 배치하며 상기 한 쌍의 제2 척 블록에 각각 체결하여서 된 두 쌍의 볼트; 및 상기 한 쌍의 제1 고정편과 상기 한 쌍의 제2 고정편 사이에 위치하도록 상기 두 쌍의 볼트에 각각 끼워진 두 쌍의 스프링을 포함하여 구성되는 것이 효과적이다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명을 상세히 설명한다.

첨부도면 도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 인장강도 시험 장치를 보인 사시도, 정면예시도, 측면예시도 및 배면예시도이고, 도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 인장강도 시험 장치에서 주요 요부인 상부 척을 발췌하여 보인 상세도이며, 도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 인장강도 시험 장치에서 주요 요부인 하부 척을 발췌하여 보인 상세도이고, 도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 인장강도 시험 장치의 작동 예를 보인 예시도이며, 도 14는 시험 봉이 파단 되는 순간에 발생 되는 충격하중이 흡수되는 과정을 보인 설명도이다.

본 발명에 따른 인장강도 시험 장치(1)는 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이 하부몸체(2)의 위쪽에 고정블록(3)을 장착하고, 고정블록(3)의 위쪽에 주 몸체(4)를 세워 장착하며, 주 몸체(4)의 위쪽에 상부몸체(5)를 장착하고, 상술한 고정블록(3)에는 하부 척(50)을 장착하며, 상술한 상부몸체(5)에는 메인 액추에이터(6)를 장착하고, 메인 액추에이터(6)에는 여러 개의 인장로드(7)를 도립 장착하며, 상술한 여러 개의 인장로드(7)에 가동블록(11)을 장착하고, 가동블록(11)에 상부 척(10)을 장착한 것이다.

상술한 메인 액추에이터(6)는 상부몸체(5)의 위쪽에 장착된 것으로 메인 액추에이터(6)가 신장 또는 신축 구동되면 상술한 여러 개의 인장로드(7)가 승강 또는 하강되는 것이다.

상술한 메인 액추에이터(6)는 유압을 이용한 유압실린더가 바람직하고, 유압과 관련한 유압회로 구성은 일반적인 구성을 사용하는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한 상술한 여러 개의 인장로드(7)는 상술한 상부몸체(5)를 관통하여 구성하는 것이고, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 인장로드(7)의 한 쪽 끝부분은 상술한 메인 액추에이터(6)에 장착되고 다른 쪽 끝부분은 주 몸체(4)의 내부에 위치하는 것이다.

상술한 상부 척(10)과 하부 척(50)은 도 1에 나타낸 바와 같이 전방에 전방 트임부(12)(52)를 형성한 것으로 시험봉(100)을 수직으로 세운 상태에서 수평방향으로 진입 장착하는 것이고 이러한 모든 과정은 육안으로 쉽게 확인할 수 있는 것이다.

상술한 가동블록(11)은 인장로드(7)의 하단에 장착하는 것으로 인장로드(7)의 하단에 나사를 형성하고, 인장로드(7)의 하단을 가동블록(11)에 관통시켜 가동블록(11)의 저면에서 너트(8)로 체결하여 고정시킨 것이다.

또한 도 4에 나타낸 바와 같이 상술한 상부 척(10)은 가동블록(11)의 배면에 액추에이터(41)를 장착하고, 상술한 하부 척(50)은 고정블록(3)의 배면에 액추에이터(81)를 장착한 것이다.

상술한 상부 척(10)은 첨부도면 도 5 내지 도 9를 참조하여 상세하게 설명한다.

상술한 가동블록(11)은 도 5에 나타낸 바와 같이 전방에 전방트임부(12)를 형성하고, 전방트임부(12)의 중앙에 슬라이드부(13)를 형성하며, 상면 한쪽에 고정블록 자리홈(16)을 형성한 것이다.

상술한 슬라이드부(13)는 상광하협 형상으로 형성한 것으로 좌우측에 각각 내경사면(15a)(15b)을 형성하고, 내경사면(15a)(15b)의 전방에는 가이드 편(14a)(14b)을 덧대어 고정시키며, 특히 어느 한쪽 가이드 편(14a)과 다른 가이드 편(14b)은 소정의 간격으로 이격시켜 구성한 것이다.

상술한 가동블록(11)의 고정블록 자리홈(16)에는 중심블록(17)을 앉혀 고정시킨 것이고, 고정시키는 것은 통상적인 볼트를 체결하거나 용접 등으로 영구적으로 고정시켜 주어도 무방한 것이며, 상술한 중심블록(17)은 수평방향으로 축 구멍(18)을 형성시킨 것이다.

상술한 중심블록(17)의 축 구멍(18)에는 축(19)이 끼워지고, 그 축(19)에는 시소 블록(20)이 굴대 장착된다.

상술한 시소 블록(20)은 배면 한쪽에 밀편(22)을 형성하고, 밀편(22)에는 축 구멍(23)을 형성하며, 전면에는 압편(24)을 이격시켜 형성하고, 그 압편(24)에는 수평방향으로 가압 봉(25)을 고정 장착한 것이다.

상술한 가압 봉(25)에는 한 쌍의 제1 척 블록(32)이 대향되도록 이격되어 장착되고, 그 장착구성은 첨부도면 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.

가압 봉(25)의 위아래 쪽에 한 쌍의 제1 고정편(26)과 한 쌍의 편(28)을 대향되는 위치에 배치하고, 한 쌍의 편(28)의 아래쪽에 한 쌍의 완충블록(30)을 배치하며, 한 쌍의 제1 척 블록(32)에는 소정의 간격으로 이격시켜 복수 개의 탭(33)을 형성하고, 상술한 한 쌍의 제1 고정편(26)과 한 쌍의 편(28) 및 상술한 한 쌍의 완충블록(30)에는 상술한 탭(33)의 위치와 대응하는 위치에 각각 장착구멍(27)(29)(31)을 형성한다.

상술한 한 쌍의 완충블록(30)은 고무, 우레탄, 판스프링 등으로 제조할 수 있고, 이러한 예는 하나의 예 일뿐이며 이에 한 정하는 것은 아니고 충격을 흡수하는 재질이면 어떠한 재질을 사용하든 무방하다.

또한 상술한 가압 봉(25)의 바깥쪽에 배치된 제1 고정편(26)의 장착구멍(27)에 볼트(34)를 삽입시키고, 볼트(34)에 압축코일스프링(35)을 제1 고정편(26)과 편(28)사이에 위치하도록 끼워 넣은 다음에 상술한 한 쌍의 편(28)과 한 쌍의 완충블록(30)의 장착구멍(29)(31)을 통과시키며 상술한 한 쌍의 제1 척 블록(32)의 탭(33)에 체결한 것이다.

상술한 볼트(34)와 압축코일스프링(35)은 한 쌍의 제1 척 블록(32)에 각각 장착되는 것으로 실질적으로 두 쌍이 되며 개수로는 4개가 되는 것이다.

즉 상술한 압축코일스프링(35)의 압축된 상태로 장착되는 것으로 복원력(반발력)에 의하여 항상 제1 고정편(26)과 편(28)은 벌어지는 방향으로 힘을 받는 것이다.

상술한 한 쌍의 제1 척 블록(32)은 안쪽에는 V홈이 형성되고, 그 V홈에는 논 슬립 돌기가 형성된 것이다.

또한 상술한 한 쌍의 제1 척 블록(32)은 바깥쪽에 경사면(32a)을 형성한 것이고, 상술한 경사면(32a)은 상술한 가동블록(11)의 내경사면(15a)(15b)과 대응하는 경사를 갖는 것으로 한 쌍의 제1 척 블록(32)은 상술한 가동블록(11)의 슬라이드부(13)에 삽입되는 것이다.

또한 상술한 가동블록(11)의 배면 한쪽에는 제1 액추에이터 브래킷(40)을 고정 장착하고, 제1 액추에이터 브래킷(40)에는 제1 액추에이터(41)를 힌지(42)에 의해 굴대장착하며, 제1 액추에이터(41)의 로드(43)는 요크(44)를 체결하고, 요크(44)는 상술한 시소블록(20)의 밀편(22)을 굴대 장착한 것이다.

즉 상술한 제1 액추에이터(41)가 신장 신축 구동함에 따라 시소블록(20)은 축(19)을 기준으로 시소 운동하는 것이다.

상술한 하부 척(50)은 첨부도면 도 10 및 도 11 및 도 7을 참조하여 설명한다.

상술한 고정블록(3)은 도 10에 나타낸 바와 같이 전방에 전방트임부(52)를 형성하고, 전방트임부(52)의 중앙에 슬라이드부(53)를 형성하며, 상면 한쪽에 고정블록 자리홈(56)을 형성한 것이다.

상술한 슬라이드부(53)는 상협하광 형상으로 형성한 것으로 좌우측에 각각 내경사면(55a)(55b)을 형성하고, 내경사면(55a)(55b)의 전방에는 가이드 편(54a)(54b)을 대어 고정시키며, 특히 어느 한쪽 가이드 편(54a)과 다른 가이드 편(54b)은 소정의 간격으로 이격시켜 구성한 것이다.

상술한 고정블록(3)의 고정블록 자리홈(56)에는 중심블록(57)을 앉혀 고정시킨 것이고, 고정시키는 것은 통상적인 볼트를 체결하거나 용접 등으로 영구적으로 고정시켜 주어도 무방한 것이며, 상술한 중심블록(57)은 수평방향으로 축 구멍(58)을 형성시킨 것이다.

상술한 중심블록(57)의 축 구멍(58)에는 축(59)이 끼워지고, 그 축(59)에는 시소 블록(60)이 굴대 장착된다.

상술한 시소 블록(60)은 배면 한쪽에 밀편(62)을 형성하고, 밀편(62)에는 축 구멍(63)을 형성하며, 전면에는 압편(64)을 이격시켜 형성하고, 그 압편(64)에는 수평방향으로 가압 봉(65)을 고정 장착한 것이다.

상술한 가압 봉(65)에는 한 쌍의 제2 척 블록(72)이 대향되도록 이격되어 장착되고, 그 장착구성은 첨부도면 도 7에 나타낸 바와 같이 상술한 한 쌍의 제1 척 블록(32)의 장착구성과 동일한 구성이고 단지 장착되는 방향만 수평방향으로 대칭되는 구성으로서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한 상술한 한 쌍의 제2 척 블록(72)은 바깥쪽에 경사면(72a)을 형성한 것이고, 상술한 경사면(72a)은 상술한 고정블록(3)의 내경사면(55a)(55b)과 대응하는 경사를 갖는 것으로 한 쌍의 제2 척 블록(72)은 상술한 고정블록(3)의 슬라이드부(53)에 삽입되는 것이다.

또한 상술한 고정블록(3)의 배면 한쪽에는 제2 액추에이터 브래킷(80)을 고정 장착하고, 제2 액추에이터 브래킷(80)에는 제2 액추에이터(81)를 힌지(82)에 의해 굴대장착하며, 제2 액추에이터(81)의 로드(83)는 요크(84)를 체결하고, 요크(84)는 상술한 시소블록(60)의 밀편(62)을 굴대 장착한 것이다.

즉 상술한 제2 액추에이터(81)가 신장 신축 구동함에 따라 시소블록(60)은 축(59)을 기준으로 시소 운동하는 것이다.

이하 본 발명의 동작 및 작용을 첨부도면 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명한다.

시험 대상이 되는 시험봉(100)은 소정의 길이로 제작되고, 인장시험 장치(1)에서는 메인 액추에이터(6)를 구동시켜 상술한 시험봉(100)의 길이와 적절한 높이로 가동블록(11)의 높낮이를 조정한다.

이후 상술한 상부 척(10)과 하부 척(50)은 벌려진 상태에서 상술한 시험봉(100)을 삽입 장착시키는 것이다.

상부 척(10)과 하부 척(50)에 시험봉(100)을 장착할 때에 구동되는 순서는 동일하고 단지 방향만 뒤집어진 형태로서 상부 척(10)과 하부 척(50)의 작동관계를 동시에 상세하게 설명한다.

시험봉(100)을 장착할 때에 한 쌍의 제1, 제2 척 블록(32)(72) 또는 한 쌍의 제2 척 블록(72)을 조여주어 장착하는 것이고, 상술한 한 쌍의 제1, 제2 척 블록(32)(72)은 제1, 제2액추에이터(41)(81)를 구동하면 조여지거나 넓어지는 것이다.

우선 상술한 제, 제2 액추에이터(41)(81)를 신장 구동시키면 작동로드(43)(83)는 신장되어 시소 블록(20)(60)의 밀편(22)(62)을 밀게 된다.

상술한 시소블록(20)(60)은 축(19)(59)을 기준으로 회전함과 아울러 시소블록(20)(60)은 시소 운동하는 것으로 가압 봉(25)(65)은 밀편(22)(62)의 이동방향과 반대방향으로 이동하는 것이다.

즉 가압 봉(25)(65)은 첨부도면 도 13에 나타낸 바와 같이 한 쌍의 제1, 제2 척 블록(32)(72)을 슬라이드부(13)(53)의 안쪽으로 밀어 가압하고, 슬라이드부(13)(53)에서는 상술한 한 쌍의 제1, 제2 척 블록(32)(72)의 경사면(32a)(72a)과 슬라이드부(13)(53)의 내경사면(15a)(15b)(55a)(55b)에 각각 닿아 슬라이딩 되는 것이다.

가압 봉(25)(65)이 슬라이드부(13)(53)의 안쪽으로 좀 더 이동하면 상술한 한 쌍의 제1, 제2 척 블록(32)(72)의 경사면(32a)(72a)과 슬라이드부(13)(53)의 내경사면(15a)(15b)(55a)(55b)에 닿아 결국 상술한 한 쌍의 제1, 제2 척 블록(32)(72)은 간격이 좁혀져 시험봉(100)을 붙잡게 되는 것이다.

가이드 편(14a)(15a)과 다른 가이드 편(14b)(15b)은 상술한 한 쌍의 제1, 제2 척 블록(32)(72)이 이동할 때에 슬라이드부(13)(53)에서 벗어나지 않도록 가이드 하는 것이다.

상술한 바와 같이 상부 척(10)과 하부 척(50)에서 시험봉(100)의 위쪽과 아래쪽을 붙잡아 고정한 상태에서 인장강도 시험을 하는 것이다.

즉 메인 액추에이터(6)를 가동시켜 여러 개의 인장로드(7)를 승강 구동하고, 인장로드(7)의 승강에 따라 인장로드(7)에 장착된 상부 척(10)이 승강하는 것이다.

상술한 바와 같이 상부 척(10)이 승강함에 따라 가동 블록(11)에 장착된 제1 액추에이터(41)와 시소블록(20) 및 한 쌍의 제1 척 블록(32)이 동시에 승강하는 것이다.

상술한 바와 같이 상부 척(10)과 하부 척(50)이 벌어짐에 따라 시험봉(100)에는 인장력이 가해지는 것이고 인장하중을 늘려감에 따라 시험봉(100)에는 더욱 큰 인장하중이 가해지며, 항복점에 도달하면 시험편(100)은 파손되고 이때까지 가해지는 인장하중은 컴퓨터에 기록되어 어느 정도의 하중에서 시험봉(100)이 파손되었는지를 알 수 있게 하는 것이다.

상술한 컴퓨터는 통상적인 인장강도 시험 장치에 사용되는 프로그램에 의하여 연산되는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이 시험봉(100)이 파손될 때에는 파손될 때까지 가해지는 하중만큼의 힘이 순식간에 해제되는 것으로 적게는 수십 톤 많게는 수백 톤의 힘이 제거되면서 충격이 발생하게 된다.

상술한 충격은 완충블록(30)(70)에 의해 흡수되는 것으로 첨부도면 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 7은 상부 척(10)에서 충격을 흡수하는 구성을 나타낸 것이지만 하부 척(50)에서 충격을 흡수하는 구성과 동일하고 다만 방향만 뒤집어져 있는 것으로 하부 척(50)의 설명을 상부 척(10)의 설명과 동시에 설명한다.

시험봉(100)이 파손되는 직후에 발생한 충격하중은 제1, 제2 척 블록(32)(72)과 직접 닿고 있는 완충블록(30)(70)에서 흡수된다.

충격하중은 완충블록(30)(70)을 시험편의 길이방향과 나란한 방향으로 가해지는 것이고. 특히 순식간에 가해지는 충격하중은 가압 봉(25)에 전달되기 전에 완충블록(30)(70)을 압축시켜 흡수하는 것이다.

이를 좀 더 상세하게 설명하면, 만약 충격하중이 천천히 가해진다면 완충블록(30)(70)에 가해지는 하중은 가압 봉(25)(65)에 전달되겠지만, 순간적으로 가해지는 충격하중은 하중이 가압 봉(25)(65)에 도달하기 전에 충분하게 흡수되는 것이다.

완충블록(30)(70)이 충격하중에 의해 압축되면 압축코일스프링(35)(75)은 이완하면서 제1 고정편(26)(66)은 밀려나게 되고, 밀려난 압축코일스프링(35)(75)은 재차 압축되어 탄성력을 갖으며, 충격하중이 흡수되어 제거되면 압축코일스프링(35)(75)에서 갖는 탄성력에 의해 제1 고정편(26)(66)과 제2 고정편(28)(68)사이를 벌려 초기상태로 복귀하는 것이다.
충격하중이 소진되는 과정을 첨부도면 도 14를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 14는 상부 척(10)을 예로 설명한 것이고, 하부 척(50)은 상부 척(10)과 대칭되는 구성이고 힘이 작용되는 방향만 다른 것으로 하부 척(50)에 대한 설명은 생략한다.
도 14의 (a)는 시험 봉(100)에 인장력을 가하는 중으로 충격하중이 작용하기 전 상태이다.
시험 봉(100)을 장착할 때에 가압봉(25)을 내리누르면서 상부 척(10)에 장착하므로 가압봉(25)과 편(28)이 닿고 있는 형태이다.
도 14의 (b)는 시험 봉(100)이 파단 되는 순간에 충격하중이 작용되는 초기상태를 보인 것이다.
충격하중이 발생 되면 제1 척블록(32)과 볼트(34)는 함께 이동되고, 완충블록(30)이 일그러지면서 충격하중을 흡수하며, 아울러 제1 고정편(26)은 곧바로 밀려 올라가지 않고 극히 짧은 순간의 시간차이를 두고 올라가며, 또한 이때 편(26)과 편(28)사이가 벌어지는 간격만큼 압축코일스프링(25)은 이완된다.
도 14의 (c)는 시험 봉(100)이 파단 되는 순간에 충격하중이 작용 되는 말기상태를 보인 것이다.
충격하중은 완충블록(30)에서 완전하게 흡수되고, 압축코일스프링(25)은 복원력에 의해 더 이완되어 벌어지면서 편(26)을 밀어 올린다.
도 14의 (d)는 충격하중이 완전히 소진되어 완충블록(30)이 초기 상태로 복원된 상태를 보인 것이다.
완충블록(30)이 초기 상태로 복원되면 일그러졌던 상태에서 곧게 펴지므로 그만큼 길이가 길어지고 아울러 그 길어지는 길이만큼 볼트(34)는 완충블록(30)의 안쪽으로 들어가며, 이때 볼트(34)는 편(26)을 당겨 편(26)과 편(28)은 압축코일스프링(25)을 압축시켜 충격하중이 작용하기 전의 초기 상태로 복귀된다.

따라서 시험봉(100)이 파손될 때 발생하는 충격하중은 제1, 제2 액추에이터(41)(81)에 전달되지 전에 소진됨으로서 제1, 제2 액추에이터(41)(81)가 상술한 충격하중으로 인하여 파손되는 폐단은 발생하지 않는 것이다.

파손된 시험봉(100)의 잔재를 제거한 후에는 초기 상태로 복귀시키는 것이고, 이때에는 시험봉(100)을 붙잡은 과정과 반대 과정으로 진행된다.

즉, 제1, 제2 액추에이터(41)(81)를 신축 구동시키면 밀편(22)(62)은 당겨지고, 아울러 시소 블록(20)(60)은 축(19)(59)을 중심으로 시소 운동하여 회전하며, 한 쌍의 제1, 제2 척 블록(32)(72)은 슬라이드부(13)(53)의 바깥쪽으로 벗어나는 것이다.

한 쌍의 제1, 제2 척 블록(32)(72)은 슬라이드부(13)(53)에서 벗어난 상태에서 인위적으로 벌리거나 오므리는 것이 가능하고 인위적으로 한 쌍의 제1, 제2척 블록(32)(72)을 벌려주는 것이다.

이후 재차 다른 시험봉(100)을 상술한 바와 같은 과정에 의하여 반복적으로 테스트 할 수 있는 것이다.

다른 한편으로 시험봉(100)에 인장하중을 가할 때에, 상부 척(10)과 하부 척(50)은 서로 대칭되는 형태를 띠는 것이고, 특히 상부 척(10)과 하부 척(50)은 벌려지는 쪽으로 인장하중이 가해지는 것이며, 제1, 제2 척 블록(32)(72)은 시험봉(100)의 양쪽을 각각 붙잡고 있는 것으로, 상부 척(10)과 하부 척(50)이 서로 멀 어지는 방향으로 이동할 때에 상술한 제1, 제2 척 블록(32)(72)은 슬라이드부(13)(53)의 내경사면(15a)(15b)(55a)(55b)과 경사지게 맞닿아 있으므로 상술한 시험봉(100)을 더욱 압착하여 시험봉(100)이 상술한 제1, 제2척 블록(32)(72)에서 임의로 미끄러지지 않는 것이다.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대하여만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

본 발명에 따른 인장강도 시험 장치는 무게가 무거운 시험봉 또는 시험편을 높이 들어 올리지 않고서도 육안으로 확인 하면서 상부 척과 하부 척에 장착시킬 수 있는 것이다.

또한 시험봉 또는 시험편의 인장강도 시험 진행 중에 시험봉 또는 시험편이 파손되는 직후에 발생되는 충격하중은 상부 척과 하부 척에 장착된 제1, 제2 액추에이터에 전달되지 않는 것으로 결국 인장강도 시험 장치의 수명이 단축되는 것을 예방할 수 있는 것이다.

또한 시험봉의 인장 강도 시험 진행 중에는 시험봉에 인장하중을 가할 때에 제1, 제2 척 블록에서는 시험봉을 더욱 큰 힘으로 압착함으로서 시험봉이 임의로 미끄러지거나 하지 않고, 가해지는 인장응력은 고스란히 시험봉에 가해지도록 함으로서 인장강도를 더욱 정확하게 측정할 수 있는 것이다.

Claims (7)

1. 인장강도 시험대상의 시험봉 양 끝부분을 잡아 고정하는 상부 척과 하부 척, 상기 상부 척과 하부 척이 서로 벌어지는 방향으로 인장하중을 가하는 메인 액추에이터, 상기 상부 척과 하부 척과 메인 액추에이터를 지지하는 몸체로 구성되는 인장강도 시험 장치에 있어서,

   전방이 트인 전방 트임부를 형성하고 전방 트임부의 중앙에 하부 척이 구비된 고정블록;

   상기 고정블록의 상측에 고정된 주 몸체;

   상기 주 몸체에 장착되되 상기 고정블록과 소정의 거리를 유지하여 장착되는 상부몸체;

   상기 상부몸체의 상측에 장착된 메인 액추에이터;

   상기 메인 액추에이터에 한 쪽 끝부분이 장착되고, 다른 쪽 끝부분은 상기 상부몸체를 관통되어 주 몸체의 내부에 배치되는 여러 개의 인장로드;

   상기 여러 개의 인장로드에 장착되되, 전방이 트인 전방 트임부를 형성하며 전방 트임부의 중앙에 상부 척이 구비되는 가동블록;

   이 구비된 것을 특징으로 하는 인장강도 시험 장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 가동블록은,

   배면의 한쪽에 장착된 제1 액추에이터;

   상기 제1 액추에이터의 로드 체결하고 상기 가동블록의 상면에서 시소 운동하도록 굴대 장착되는 시소블록;

   상기 시소블록의 한쪽에 수평방향으로 장착된 가압 봉; 및

   상기 가압 봉에 장착되고 상기 가동블록의 슬라이드부에 삽입 장착되어 상기 제1 액추에이터의 구동에 의해 한 쌍의 제1 척 블록을 조이도록 된 상부 척;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인장강도 시험 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 상부 척은,

   상기 가동블록의 슬라이드부에 상광하협 형상의 내경사면이 형성되고, 상기 한 쌍의 제1 척 블록의 바깥쪽에 상기 가동블록의 슬라이드부에 형성된 내경사면과 대응하는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 인장강도 시험 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 상부 척은,

   가압 봉의 외주에 대향하게 배치된 한 쌍의 제1, 제2 고정편;

   상기 한 쌍의 제2 고정편의 한쪽에 배치된 한 쌍의 완충블록;

   상기 한 쌍의 완충블록의 다른 한쪽에 배치된 한 쌍의 제1 척 블록;

   상기 한 쌍의 제1, 제2 고정편과 한 쌍의 완충블록에 관통하고 상기 가압 봉의 양쪽에 배치하며 상기 한 쌍의 제1 척 블록에 각각 체결하여서 된 두 쌍의 볼트; 및

   상기 한 쌍의 제1 고정편과 상기 한 쌍의 제2 고정편 사이에 위치하도록 상기 두 쌍의 볼트에 각각 끼워진 두 쌍의 압축코일스프링;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인장강도 시험 장치.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 고정블록은,

   배면의 한쪽에 장착된 제2 액추에이터;

   상기 제2 액추에이터의 로드 체결하고 상기 고정블록의 저면에서 시소 운동하도록 굴대 장착되는 시소블록;

   상기 시소블록의 한쪽에 수평방향으로 장착된 가압 봉; 및

   상기 가압 봉에 장착되고 상기 고정블록의 슬라이드부에 삽입 장착되어 상기 제2 액추에이터의 구동에 의해 한 쌍의 제2 척 블록을 조이도록 된 상부 척;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인장강도 시험 장치.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서,

   상기 하부 척은,

   상기 고정블록의 슬라이드부에 상협하광 형상의 내경사면이 형성되고, 상기 한 쌍의 제2 척 블록의 바깥쪽에 상기 고정블록의 슬라이드부에 형성된 내경사면과 대응하는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 인장강도 시험 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 하부 척은,

   가압 봉의 외주에 대향하게 배치된 한 쌍의 제1, 제2 고정편;

   상기 한 쌍의 제2 고정편의 한쪽에 배치된 한 쌍의 완충블록;

   상기 한 쌍의 완충블록의 다른 한쪽에 배치된 한 쌍의 제2 척 블록;

   상기 한 쌍의 제1, 제2 고정편과 한 쌍의 완충블록에 관통하고 상기 가압 봉의 양쪽에 배치하며 상기 한 쌍의 제2 척 블록에 각각 체결하여서 된 두 쌍의 볼트; 및

   상기 한 쌍의 제1 고정편과 상기 한 쌍의 제2 고정편 사이에 위치하도록 상기 두 쌍의 볼트에 각각 끼워진 두 쌍의 스프링;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인장강도 시험 장치.

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