KR100701979B1 - Ｔｂｍ의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한선형절삭시험장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경제적이고 신속한 TBM(tunnel boring machine) 시공을 위해 가장 핵심적인 TBM 면판(cutterhead)설계와, 설계된 TBM의 굴진성능을 평가할 수 있는 선형절삭시험장치(linear cutting machine)에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 TBM의 추력(thrust), 굴진속도(driving speed), TBM 면판의 1회 회전당 굴진 깊이, 커터(cutter) 간격 등의 다양한 TBM 면판 관련 설계변수들과 지반조건을 모사할 수 있으며, 모사된 TBM 시공 조건들로부터 최적 TBM 면판설계인자를 도출하고 설계된 TBM의 굴진성능을 평가하기 위한 선형절삭시험장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치는 기초프레임과, 상기 기초프레임의 상부로 세워지는 복수의 기둥프레임과, 상기 복수의 기둥프레임에 체결되어 지지되는 프레임으로 구성되는 본체와; 상기 본체 내부에서 상기 기초프레임에 제 1 방향으로 이동 가능하게 장착되는 시험편베드프레임 및 제 1 방향과 직각인 제 2 방향으로 이동 가능하게 상기 시험편베드프레임 위에 장착되는 시험편이 탑재되는 시험편블록과; 상기 시험편베드프레임과 상기 시험편블록을 각각 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이동시키기 위한 수단과; 상기 상부프레임에 장착되어 상기 시험편블록이 상기 제 2 방향으로 이동할 때 상기 시험편블록에 탑재되는 시험편을 절단하기 위한 TBM 커터가 회전 가능하게 장착되는 커터브래킷과; 상기 상부프레임에 설치되어 상기 시험편이 제 2 방향으로 이동할 때 상기 TBM 커터가 상기 시험편을 제 2 방향으로 절단할 수 있도록 상기 TBM 커터가 장착되는 커터브래킷을 상기 제 1 및 제 2 방향과 수직인 제 3 방향으로 이동시키고 상기 커터브래킷에 제 3방향으로 추력을 제공하는 수단과; 상기 제 3 방향으로 추력을 제공하는 수단과 상기 커터브래킷 사이에 장착되어 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터가 상기 시험편블록에 탑재되는 시험편을 제 2 방향으로 절단할 때 상기 TBM 커터에 걸리는 상기 제 1 방향과 제 2 방향 및 제 3 방향의 분력을 측정하는 3분력 로드셀을 포함한다.

Description

ＴＢＭ의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치{LINEAR CUTTING MACHINE FOR EVALUATING DRIVING PERFORMANCE OF TBM AND DESIGNING CUTTERHEAD OF TBM}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 정면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 시험편블록을 하부에서 본 사시도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 커터브래킷을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 제 3 방향 변위계의 단면을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 전체적인 개략도를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치에 의해 절단된 시험편의 평면도를 나타낸 도면.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 기초프레임 102 : 시험편베드프레임
103 : 시험편블록 104, 105, 106 : 제 1, 2 및 3 방향 유압실린더
107 : 기둥프레임 108 : 상부프레임
109, 111 : 제 1 및 2 방향 가이드레일
110, 112 : 제 1 및 2 슬라이드블록
113 : 로드셀 유닛 114 : 커터브래킷
115 : TBM 커터 116, 117 : 제 1 및 2 걸쇠
118 : 로드 119 : 가압판브래킷
120 : 가압판 121, 122, 125 : 제 1, 2 및 3 변위측정기
210 : 제어기 220 : 유압 유닛
본 발명은 경제적이고 신속한 TBM(tunnel boring machine) 시공을 위해 가장 핵심적인 TBM 면판(cutterhead)설계와, 설계된 TBM의 굴진성능을 평가할 수 있는 선형절삭시험장치(linear cutting machine)에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 TBM의 추력(thrust), 굴진속도(driving speed), TBM 면판의 1회 회전당 굴진 깊이, 커터(cutter) 간격 등의 다양한 TBM 면판 관련 설계변수들과 지반조건을 모사할 수 있으며, 모사된 TBM 시공 조건들로부터 최적 TBM 면판설계인자를 도출하고 설계된 TBM의 굴진성능을 평가하기 위한 선형절삭시험장치에 관한 것이다.
최근 터널 및 지하공간의 굴착은 작업자의 안정성 증대, 소음 및 진동으로 인한 민원 감소, 공기 및 공비의 감소 등을 목적으로 기존의 발파공법을 대체하여 지하철, 전력구, 통신구 터널 등을 중심으로 TBM에 의한 기계화 시공이 크게 증가하고 있는 추세이다.
그러나, 현재 국내의 경우 터널 기계화시공과 관련한 핵심 시험장비와 기술개발이 미흡하여 TBM의 설계 및 제작 또는 성능 평가를 외국기술에 의존하고 있는 실정이다. 이로 인해 국내의 지반조건에 적절히 대응하지 못하여 TBM 굴착시 빈번한 붕괴나 붕락사고 또는 예상하지 못한 시공 지체시간(downtime)이 발생하고 공기 및 공비가 증가하여 TBM의 굴진 효율이 떨어지는 문제점들이 발생하고 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 경제적이고 신속한 TBM 시공을 위해서 지반조건에 따른 최적 TBM 면판설계인자 도출과 신뢰적인 굴진성능 평가가 필수적임에도 불구하고, 종래의 TBM 면판설계인자 도출과 굴진성능 예측은 단순히 지반의 일축압축강도와 밀도 등 단순 실내시험 결과에 근거한 경험적인 과정으로 이루어지고 있을 뿐이다.
아울러 최근 들어 수많은 시공자료의 축적을 통해 노르웨이 등에서 TBM의 굴 진성능을 예측하기 위한 모델들이 개발되었으나, 이 역시 경험적인 모델이며 노르웨이의 지반조건에 적합한 것으로서 다양하고 복잡한 지반조건에 그러한 경험적인 모델을 적용하는데에는 한계가 있다. 또한 TBM의 굴진성능을 예측하기 위하여 적용되는 대상 암석의 합경도(total hardness) 측정용 시료의 크기는 실제 현장조건을 대표하기에 매우 작아 상당한 크기효과(size effect)가 있는 것으로 판명되었다.
이와 같은 경험적인 방식의 TBM의 면판설계인자 도출 및 TBM의 굴진성능 평가 방법은 비교적 단순한 과정으로 TBM의 면판설계인자 도출 및 TBM의 굴진성능을 예측할 수 있으나 i)경험적인 방법 또는 경험적인 모델의 한계로 인해 정확한 TBM 면판설계인자 도출이 불가능하며, ii)다양한 지반조건에 따른 굴진성능 예측결과의 신뢰성이 떨어지며, iii)시험에 사용되는 시료가 소형으로서 실제 현장조건을 대표할 수 없으며, iv)TBM의 면판설계인자 도출과 굴진성능 예측을 위한 표준 실대형 시험장비가 제시되어 있지 않으며, v)커터에 의한 지반의 절삭 메커니즘이 전혀 고려되지 않았다는 단점이 있다.
따라서, 앞서 언급한 바와 같은 종래의 TBM 면판 설계인자 도출 및 굴진성능 예측과 관련된 문제점을 개선할 수 있는 새로운 선형절삭시험장치의 개발이 절실히 요청된다.
본 발명의 목적은 다양한 지반 조건과 TBM의 기계적 조건에 따른 최적 커터 간격, 최적 추력, 최적 토크, 최적 동력 등 TBM 면판설계를 위한 필수 설계인자를 도출하는데 필수적인 실험을 수행할 수 있는 선형절삭시험장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 실제 TBM의 굴진 속도, 추력 등을 모사할 수 있는 선형 절삭 시험 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 시험 대상체의 크기효과를 배제하여 실제 지반조건을 대표할 수 있는 실대형 선형 절삭 시험 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 장치에 사용되는 커터를 디스크 커터뿐만 아니라 드레그 비트(drag bit)등 다양한 절삭도구에 의한 TBM 굴진성능 평가가 가능한 선형 절삭 시험 장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 목적은, 적어도 하나의 X축 가이드레일을 포함하는 기초프레임과; 상기 적어도 하나의 X축 가이드레일과 결합되는 적어도 하나의 제 1 슬라이드블록을 포함하여 상기 X축 방향으로 이동 가능한 시험편베드프레임으로서, 그 상부에 적어도 하나의 Y축 가이드 레일을 포함하는 시험편베드프레임과; 상기 적어도 하나의 Y축 가이드레일과 결합되는 적어도 하나의 제 2 슬라이드블록을 포함하여 상기 Y축 방향으로 이동 가능한 시험편이 탑재되는 시험편블록과; 상기 시험편베드프레임에 연결되어 상기 시험편베드프레임 및 상기 시험편블록을 동시에 X축 방향으로 변위시키기 위한 적어도 하나의 X축 유압실린더와; 상기 시험편블록에 연결되어 상기 시험편블록을 Y축 방향으로 변위시키기 위한 Y축 유압실린더와; 상기 기초프레임의 단부에 체결되어 상기 시험편블록의 높이보다 높게 상기 기초프레임의 상부로 세워지는 복수의 기둥프레임 및 상기 복수의 기둥프레임에 체결되어 지지되는 상부프레임과; 상기 상부프레임에 결합되는 Z축 유압실린더 및 상기 Z축 실린더와 연결되는 로드셀 유닛과; 상기 로드셀 유닛에 연결되어 상기 Z축 유압실린더의 추력이 상기 로드셀 유닛을 통해 전달되는 커터브래킷으로서, 시험편이 탑재되는 상기 시험편 블록이 상기 Y축 유압실린더에 의해 Y축 방향으로 이동할 때 상기 시험편을 Y축 방향으로 절단하는 TBM 커터가 장착되는 커터브래킷과; 상기 로드셀 유닛에 탑재되는 3분력 로드셀로서, 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터와 연결되어 상기 TBM 커터가 시험편을 절단할 때 상기 TBM 커터에 걸리는 3분력을 측정하는 3분력 로드셀과; 상기 적어도 하나의 X축 유압실린더와 상기 Y축 유압실린더 및 상기 Z축 유압실린더에 유압을 제공하는 유압 유닛과; 상기 유압 유닛 및 상기 3분력 로드셀에 연결되는 제어기로서, 상기 유압 유닛을 제어하여 상기 X축 유압실린더에 제공되는 유압의 세기를 조절하여 상기 시험편베드프레임에 연결되는 시험편블록을 X방향의 미리 정해진 위치로 제어하고, 상기 Y축 유압실린더에 제공되는 유압의 세기를 미리 정해진 단계로 증가 또는 감소시켜 상기 시험편블록의 Y방향으로의 이동 속도를 제어하고, 상기 Z축 유압실린더에 제공되는 유압의 세기를 조절하여 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터의 Z방향의 미리 정해진 위치와 상기 시험편블록에 탑재되는 시험편에 미치는 TBM 커터의 Z방향의 추력을 미리 정해진 값으로 제어하며, 상기 Y축 유압실린더에 의해 상기 시험편블록이 Y 방향으로 이동하여 상기 시험편블록에 탑재되는 시험편을 상기 TBM 커터가 절단할 때 상기 TBM 커터에 걸리는 3분력을 상기 3분력 로드셀로부터 전송받아 기록장치에 기록하고, 상기 Z축 유압실린더에 유압을 제공하는 유압 유닛을 연속적으로 제어하여 상기 3분력 로드셀로부터 전송받은 3분력 중 상기 TBM 커터에 걸리는 상기 Z방향의 추력을 상기 미리 정해진 값으로 연속적으로 제어하는 제어기를 포함하는 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치에 의해 달성된다.
상기 시험편베드프레임은 적어도 하나의 제 1 걸쇠를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 X축 유압실린더는 상기 적어도 하나의 제 1 걸쇠에 체결되어 상기 제어기의 제어에 의해 상기 유압 유닛이 상기 X축 유압실린더에 유압을 가하면 상기 시험편베드프레임 및 상기 시험편블록을 동시에 X축 방향으로 이동하며, 또한 상기 시험편블록은 제 2 걸쇠를 더 포함하고, 상기 Y축 유압실린더는 상기 제 2 걸쇠에 연결되어 상기 제어기의 제어에 의해 상기 유압 유닛이 상기 Y축 유압실린더에 유압을 가하면 상기 시험편블록을 Y축 방향으로 이동하게 된다.
상기 상부프레임은 상기 상부프레임의 하단으로 고정되는 두 개의 로드와, 그 양단에 상기 두 개의 로드에 각각 삽입되는 개구를 구비하여 상기 두 개의 로드에 삽입되어 고정되는 가압판브래킷으로서 그 중간에 개구를 갖는 가압판브래킷과, 상기 가압판브래킷의 상기 중간 개구에 삽입되는 가압판을 더 포함하고, 상기 상부프레임에 고정된 Z축 유압실린더가 상기 가압판을 가압하여 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터에 Z방향의 추력을 제공하게 된다.
상기 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치는 상기 기초프레임의 일단에 고정되는 X 축 변위측정기와 상기 X축 변위측정기와 상기 제 1 걸쇠에 연결되는 와이어로 구성되어 상기 시험편블록의 X측 변위를 측정하는 와이어형의 X축 변위계를 더 포함하고, 상기 시험편베드프레임의 일단에 고정되는 Y축 변위측정기와 상기 Y축 변위측정기와 상기 제 2 걸쇠에 연결되는 와이어로 구성되 어 상기 시험편블록의 Y측 변위를 측정하는 와어어형의 Y축 변위계를 더 포함하며, 상기 Z축 유압실린더의 상단 및 하단에 연결되어 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터의 Z축 변위를 측정하는 LVDT형(linear variable displacement transducer type) Z축 변위계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 X축 변위계, 상기 Y축 변위계 및 상기 Z축 변위계는 상기 제어기에 연결되어, 상기 제어기가 상기 X, Y 및 Z축 변위계에서 측정된 각각 변위 신호를 수신하여 원하는 위치로 상기 시험편 블록 및 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터의 위치를 제어할 수 있다.
본 발명의 목적은 또한 기초프레임과, 상기 기초프레임의 상부로 세워지는 복수의 기둥프레임과, 상기 복수의 기둥프레임에 체결되어 지지되는 상부프레임으로 구성되는 본체와; 상기 본체 내부에서 상기 기초프레임에 제 1 방향으로 이동 가능하게 장착되는 시험편베드프레임 및 제 1 방향과 직각인 제 2 방향으로 이동 가능하게 상기 시험편베드프레임 위에 장착되는 시험편이 탑재되는 시험편블록과; 상기 시험편베드프레임과 상기 시험편블록을 각각 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이동시키기 위한 수단과; 상기 상부프레임에 장착되어 상기 시험편블록이 상기 제 2 방향으로 이동할 때 상기 시험편블록에 탑재되는 시험편을 절단하기 위한 TBM 커터가 회전 가능하게 장착되는 커터브래킷과; 상기 상부프레임에 설치되어 상기 시험편이 제 2 방향으로 이동할 때 상기 TBM 커터가 상기 시험편을 제 2 방향으로 절단할 수 있도록 상기 TBM 커터가 장착되는 커터브래킷을 상기 제 1 및 제 2 방향과 수직인 제 3 방향으로 이동시키고 상기 커터브래킷에 제 3방향으로 추력을 제공하 는 수단과; 상기 제 3 방향으로 추력을 제공하는 수단과 상기 커터브래킷 사이에 장착되어 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터가 상기 시험편블록에 탑재되는 시험편을 제 2 방향으로 절단할 때 상기 TBM 커터에 걸리는 상기 제 1 방향과 제 2 방향 및 제 3 방향의 분력을 측정하는 3분력 로드셀을 포함하는 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치에 의해 달성될 수 있다.
지금부터 단지 예시로서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 분해 사시도를 나타낸다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 정면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 측면도이다. 그리고, 도 5는 시험편블록을 하부에서 본 모습을 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 통해 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 선형절삭시험장치(100)는 기초프레임(101)과 기초프레임의 단부, 즉 기초프레임의 모서리 부분에서 상부로 세워지는 복수, 도면에서는 4개의 기둥프레임(107)과 기둥프레임의 상부에서 4개의 기둥프레임에 체결되어 지지되는 상부프레임(108)으로 구성되는 본체로 이루어진다.
본체 내부에는 기초프레임(101)에 제 1 방향(또는 X 방향)으로 이동 가능하 게 시험편베드프레임(102)이 장착되며, 시험편베드프레임 위로는 제 1 방향과 직각인 제 2 방향(또는 Y 방향)으로 이동 가능하게 시험편블록(103)이 장착된다. 시험편블록(103)에는 이후에 설명할 커터브래킷(114)에 회전 가능하게 장착되는 TBM 커터(115)에 의해 절단되는 시험 대상이 되는 시험편이 탑재된다.
구체적으로 도 2를 통해 가장 잘 알 수 있듯이 기초프레임(101)에는 제 1 방향으로 뻗은 적어도 하나, 도면에서는 3개의 제 1 방향 가이드레일(109)이 기초프레임(101)과 일체로 형성되며, 그 위로 하부에 다수의 제 1 슬라이드블록(110)을 갖는 시험편베드프레임(102)이 놓여진다. 시험편베드프레임(102)의 제 1 슬라이드블록(110)은 기초프레임(101)의 제 1 방향 가이드레일(109)에 일정한 간극을 두고 삽입되어 시험편베드프레임(102)이 기초프레임(101) 위에서 제 1 방향의 전후로 이동이 가능하다. 제 1 슬라이드블록(110)이 도면에 명확히 도시되지는 않았지만, 시험편블록(103)을 도시한 도 5를 참조하면 시험편블록의 제 2 슬라이드블록(112)과 동일한 형태로 이루어진다.
도 1 및 도 2를 통해 알 수 있듯이 시험편베드프레임(102)에는 제 2 방향으로 뻗은 적어도 하나, 도면에서는 2 개의 제 2 방향 가이드레일(111)이 시험편베드프레임(102)과 일체로 형성되며, 그 위로 도 5에 도시되어 있듯이 다수의 제 2 슬라이드블록(112)을 갖는 시험편블록(103)이 놓여진다. 시험편블록(103)의 제 2 슬라이드블록(112)은 시험편베드프레임(102)의 제 2 방향 가이드레일(111)에 일정한 간극을 두고 삽입되어 시험편블록(103)이 시험편베드프레임(102) 위에서 제 2 방향의 전후로 이동이 가능하다.
이와 같은 구성에 의해 시험편베드프레임(102)이 제 1 방향으로 이동하면 시험편블록(103) 역시 동일한 변위를 갖고 제 1 방향으로 이동하게 된다. 즉, 시험편블록(103)은 제 1 방향에 대해 시험편베드프레임(102)의 변위에 종속적이며, 제 2 방향의 변위에 대해서는 시험편베드프레임(102)의 변위에 구속받지 않고 자유롭게 이동하게 된다.
시험편베드프레임(102)과 시혐편블록(103)에는 또한 시험편베드프레임(102)(앞의 설명을 참조하면, 시험편블록) 및 시험편블록(103)을 각각 제 1 방향과 제 2 방향으로 이동시키기 위한 수단(104, 105)이 제공된다.
도 2 및 도 5를 통해 구체적으로 설명하면, 기초프레임(101)의 일 단부에는 제 1 방향의 유압실린더(104)가 제 1 방향과 평행하게 고정되고 이 유압실린더는 다시 시험편베드프레임(102)의 대향 단부에 제공되는 제 1 걸쇠(116)에 체결된다. 또한, 시험편베드프레임(102)의 일 단부에는 제 2 방향의 유압실린더(105)가 제 2 방향에 평행하게 고정되고 이 유압실린더는, 도 5를 참조하면 가장 잘 알 수 있듯이, 다시 시험편블록(103)의 대향 단부에 제공되는 제 2 걸쇠(117)에 체결된다. 이들 제 1 방향 및 제 2 방향 유압실린더(104, 105)는 도면에 도시되어 있지는 않지만 유관을 통해 유압 유닛(220)에 연결되어 유압을 제공받아 시험편블록(103)을 제 1 방향 및 제 2 방향으로 독립적으로 이동시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치의 커터브래킷을 도시한 도면이다. 도 2 및 도 6을 참조하면, 상부프레임(108)에는 제 2 방향 유압실린더(105)에 의해 시험편블록(103)이 제 2 방향으로 이동할 때 시험편블록(103)에 탑재되는 시험편을 절단하기 위한 TBM 커터(115)가 회전 가능하게 장착되는 커터브래킷(114))이 설치된다.
다시 도 6을 참조하면, 두 개의 로드(118)가 상부프레임(108)의 하단으로 고정되고, 그 중간에 개구를 갖는 가압판브래킷(119)이 상부프레임(108)에 고정된 두 개의 로드(118)에 삽입되어 고정된다. 이러한 방식으로 상부프레임(108)에 고정되는 가압판브래킷(119)의 중간 개구에는 가압판(120)이 간극을 두고 삽입된다. 가압판(120)의 하부로는 로드셀 유닛(113)이 가압판(120)에 고정되고 로드셀 유닛(113)의 하부로는 커터브래킷(114)이 고정된다. 도면에 도시된 바와 같이 이러한 커터브래킷(114)에는 시험편을 절단하기 위한 TBM 커터(115)가 회전 가능하게 장착된다.
상부프레임(108)에는 제 3 방향(또는 Z 방향)으로 TMB 커터(115)를 이동시키고 제 3 방향으로 추력을 제공하는 수단(106)이 장착된다. 구체적으로 도 2를 참조하면 상부프레임에는 제 3 방향 유압실린더(106)가 고정되는데, 이 유압실린더가 유관을 통해 유압 유닛(220)으로부터 유압을 제공받으면 가압판(120)을 가압하게 되어 커터브래킷(114)에 회전 가능하게 장착되는 TBM 커터(115)를 제 3 방향으로 이동시키고, 또한 제 3 방향으로 추력을 제공하게 된다. 제 3 방향 유압실린더(106)에 의해 커터브래킷(114)에 회전 가능하게 장착되는 TBM 커터(115)에 제 3 방향으로 추력이 제공되면, 시험편블록(103)에 탑재되는 시험편이 제 2 방향 유압실린더(105)에 의해 제 2 방향으로 이동할 때 TBM 커터(115)가 시험편을 제 2 방향으로 절단하게 된다.
로드셀 유닛(113)의 내부에는 3분력 로드셀(3-directional roadcell)(124)이 탑재된다. 이 3분력 로드셀(124)은 커터브래킷(114)을 통해 커터브래킷(114)에 회전 가능하게 장착되는 TBM 커터(115)에 연결되어 TMB 커터(115)가 시험편을 절단할 때 TBM 커터(115)에 작용하는 3분력, 구체적으로는 제 1 방향의 힘(slide force, X방향의 힘), 제 2 방향의 힘(rolling force, Y 방향의 힘) 및 제 3 방향의 힘(normal force, Z 방향의 힘)을 측정하게 된다.
로드셀 유닛(113) 하부에 결합되는 커터브래킷(114)은 볼트 등으로 체결되어 다양한 크기와 형상의 커터에 맞는 브래킷을 사용할 수 있으므로 본 발명에 따른 선형절삭시험장치의 적용성이 증대될 수 있다.
본 발명에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치(100)에는 시험편이 탑재되는 시험편블록(103)의 각 방향의 변위를 측정하기 위한 변위계가 장착된다.
구체적으로 제 1 방향의 변위계는 제 1 방향 변위측정기(121)와 와이어로 구성되는데, 우선 제 1 방향 변위측정기(121)가 도 1 또는 도 2 에 표시한 것처럼 기초프레임(101)의 일단에 고정된다. 그리고, 제 1 방향과 평행하게 제 1 방향 변위측정기(121)와 그에 대향한 부분의 시험편베드프레임(102), 구체적으로는 제 1 걸쇠(116)에 제 1 방향과 평행하게 도 5 에 도시된 방식과 동일하게 와이어가 연결된다. 시험편베드프레임(102)이 제 1 방향의 증가 방향으로 이동하게 되면 와이어가 늘어나게 되고 그 늘어난 변위를 제 1 방향 변위측정기(121)가 측정하게 된다. 감소 방향으로 시험편베드프레임(102)이 이동하는 경우도 같다.
제 2 방향의 변위계 역시 제 1 방향 변위계와 유사한 방식으로 제 2 방향 변 위측정기(122)와 와이어(123)로 구성되는데, 제 2 방향 변위측정기(122)는 도 1 또는 도 2 에 표시한 것처럼 기초프레임(101)의 일단에 고정되고, 제 2 방향과 평행하게 제 2 방향 변위측정기(122)와 그에 대향한 부분의 시험편블록(103), 구체적으로는 제 2 걸쇠(117)에 도 5에 도시된 방식으로 와이어(123)가 연결된다. 시험편블록(103)이 제 2 방향의 증가 방향으로 이동하게 되면 와이어(123)가 늘어나게 되고 그 늘어난 변위를 제 2 방향 변위측정기(122)가 측정하게 된다. 감소 방향으로 시험편블록(103)이 이동하는 경우도 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치(100)에 설치되는 제 3 방향 변위계는 다양한 유형의 변위계가 사용될 수 있지만 LVDT형(linear variable displacement transducer type) 변위계인 것이 바람직하다. 도 7은 그러한 LVDT형 제 3 방향 변위계의 단면을 도시한 것이다. 제 3 방향 변위계는 제 3 방향 변위측정기(125) 및 제 3 방향 유압실린더의 하단부에 연결되는 심(thick wire)(126)로 구성된다. 제 3 방향 유압실린더(106)가 커터브래킷(114)에 제 3 방향으로 힘을 가해 커터브래킷(114)에 회전 가능하게 장착되는 TBM 커터(115)를 제 3 방향으로 이동시키면 그에 따라 제 3 방향 유압실린더(106)의 하단부에 연결되어 있는 심(126) 역시 늘어나게 되고 그 늘어난 변위를 제 3 방향 변위측정기(125)가 측정하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치(100)는 또한 도 8에 도시된 바와 같이 제 1, 2 및 3 방향 유압실린더에 유압을 제공하는 유압 유닛(220)과 제 1, 2 및 3 변위계를 제어하고 3분력 로드 셀에 연결되는 제어기(210)를 더 포함한다.
제어기(210)는 제 1 방향 변위계로부터 입력되는 신호를 수신하여 시험편블록(103)을 원하는 제 1 방향의 위치로 이동시키기 위해 유압 유닛(220)에 제어 신호를 전송한다. 제어기(210)로부터 제어 신호를 수신하는 유압 유닛(220)은 제 1 방향 유압실린더(104)에 필요한 유압을 가해 시험편블록(103)을 원하는 제 1 방향의 위치로 이동시킨다.
제어기(210)는 또한 제 2 방향 변위계로부터 입력되는 신호를 수신하여 시험편블록(103)을 원하는 제 2 방향의 위치로 이동시키기 위해 유압 유닛(220)에 제어 신호를 전송한다. 제어기(210)로부터 제어 신호를 수신하는 유압 유닛(220)은 제 2 방향 유압실린더(105)에 필요한 유압을 가해 시험편블록(103)을 원하는 제 2 방향의 위치로 이동시킨다.
그러한 상태에서 제어기(210)는 시험편블록(103)에 탑재되는 시험편을 절단하는 TBM 커터(115)의 제 3 방향 변위, 즉 절삭 깊이를 조절하기 위하여 제 3 방향 변위계로부터 입력되는 신호를 수신하여 TBM 커터(115)를 원하는 제 3 방향의 위치로 이동시키기 위해 유압 유닛(220)에 제어 신호를 전송한다. 제어기(210)로부터 제어 신호를 수신하는 유압 유닛(220)은 제 3 방향 유압실린더(106)에 필요한 유압을 가해 TBM 커터(115)를 원하는 제 3 방향의 위치로 이동시킨다. 이 과정에서 제어기(210)는 3분력 로드셀(124)로부터 제 3 방향의 추력을 수신하여 원하는 추력을 시험편을 절단하는 TBM 커터(115)에 제공하기 위해 유압 유닛(220)에 제어 신호를 전송하여 제 3 방향 유압실린더(106)를 제어한다.
제어기(210)에 의해 이렇게 초기 실험 설정이 완료되면, 제어기(210)는 실제 커터브래킷(114)에 회전 가능하게 장착되는 TBM 커터(115)가 시험편블록(103)에 탑재되는 시험편을 선형으로 절단하도록 시험편블록(103)의 제 2 방향 변위를 증가시켜 미리 정해진 속도 또는 원하는 속도로 시험편블록(103)을 제 2 방향으로 이동시킨다. 즉, 제어기(210)는 제 2 방향 변위계로부터 시험편블록(103)의 제 2 방향 변위 신호를 수신하여 시험편블록(103)의 제 2 방향 변위를 단위 시간당 미리 정해진 값만큼 증가시키도록 유압 유닛(220)을 통해 제 2 방향 유압실린더(105)를 제어함으로써 원하는 속도로 시험편블록(103)을 제 2 방향으로 이동시키게 된다.
이러한 절단 과정에서 3 분력 로드셀(124)에 연결된 제어기(210)는 시험편을 절단하는 TBM 커터(115)의 3분력, 즉 제 1 방향의 힘(slide force, X 방향의 힘), 제 2 방향의 힘(rolling force, Y 방향의 힘) 및 제 3 방향의 힘(normal force, Z 방향의 힘)을 수신하여 기록장치에 기록하고, 나아가 디스플레이 장치를 통해 그러한 3분력을 디스플레이할 수 있다.
또한, 이러한 절단 과정에서 제어기(210)는 TBM 커터(115)에 의한 시험편의 절단 깊이를 미리 정해진 일정한 값으로 제어하기 위해 제 3 방향 변위계로부터 TBM 커터(115)의 제 3 방향으로의 위치를 연속적으로 수신하여 유압 유닛(220)을 통해 제 3 방향 유압실린더(106)를 제어하고, TBM 커터(115)에 제공되는 추력을 미리 정해진 일정한 값으로 제어하기 위해 3분력 로드셀(124)로부터 제 3 방향의 힘(normal force)을 연속적으로 수신하여 유압 유닛(220)을 통해 제 3 방향 유압실린더(106)를 제어한다.
도 9은 이러한 과정을 통해 절단된 시험편블록(103)에 탑재되는 시험편의 도 식적인 평면도를 나타낸다. 도 9에는 제 1 방향으로 다양한 간격을 두고 제 2 방향으로 시험편을 선형 절삭한 모습이 도시되어 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치(100)는 제 1 방향 유압실린더(104)를 조절하여 제 2 방향으로의 선형 절삭 간격을 조절할 수 있으며, 또한 제 2 방향 유압실린더(105)를 조절하여 시험편의 절삭 속도를 조절할 수 있으며, 아울러 제 3방향 유압실린더(106)를 조절하여 시험편의 절삭 깊이 및 TBM 커터(115)의 추력을 조절할 수 있다.
이처럼 본 발명에 따른 TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치는 커터브래킷에 회전 가능하게 장착되는 TBM 커터의 연직 방향 하중과 시험편의 이송 방향 및 속도의 제어가 가능하여 실제 TBM 장비의 추력과 굴진 속도를 모사할 수 있으며, 이렇게 모사된 실험 결과로부터 지반조건에 따라 TBM 장비의 커터 간격, 추력, 토크 등과 같은 TBM 면판의 최적 설계 인자를 도출해낼 수 있는 기초를 제공할 수 있고, 아울러 실제 사용되는 TBM 장비의 굴진성능을 평가할 수 있다.
이제까지 본 발명에 관한 바람직한 실시예가 설명되었다. 그러나, 이제까지 설명된 바람직한 실시예는 단지 예시로서만 받아들여야 한다. 즉, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 다양한 변형을 도출해 낼 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적인 권리범위는 첨부된 청구항에 의해서만 해석되어야 한다.
본 발명은 다양한 지반 조건과 TBM의 기계적 조건에 따른 최적 커터 간격, 최적 추력, 최적 토크, 최적 동력 등 TBM 면판설계를 위한 필수 설계인자를 도출하는데 필수적인 실험을 수행할 수 있고, 실제 TBM의 굴진 속도, 추력 등을 모사할 수 있으며, 또한 시험편블록의 크기를 필요한 정도로 확보하여 시험편블록에 탑재되는 시험편에 의한 크기효과를 배제하여 실제 지반조건을 모사할 수 있으며, 아울러 커터브래킷을 교체할 수 있으므로 디스크 커터뿐만 아니라 드레그 비트등 다양한 절삭 도구에 의한 TBM 굴진성능 평가가 가능한 선형절삭시험장치를 제공하는 등의 효과가 있다.

Claims (15)

  1. TBM(tunnel boring machine)의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치(linear cutting machine)로서,
    적어도 하나의 X축 가이드레일을 포함하는 기초프레임과,
    상기 적어도 하나의 X축 가이드레일과 결합되는 적어도 하나의 제 1 슬라이드블록을 포함하여 상기 X축 방향으로 이동 가능한 시험편베드프레임으로서, 그 상부에 적어도 하나의 Y축 가이드 레일을 포함하는 시험편베드프레임과,
    상기 적어도 하나의 Y축 가이드레일과 결합되는 적어도 하나의 제 2 슬라이드블록을 포함하여 상기 Y축 방향으로 이동 가능한 시험편이 탑재되는 시험편블록과,
    상기 기초프레임에 일 단부에 고정되고 상기 시험편베드프레임에 연결되어 상기 시험편베드프레임 및 상기 시험편블록을 동시에 X축 방향으로 변위시키기 위한 적어도 하나의 X축 유압실린더와,
    상기 시험편베드프레임의 일 단부에 고정되고 상기 시험편블록에 연결되어 상기 시험편블록을 Y축 방향으로 변위시키기 위한 Y축 유압실린더와,
    상기 기초프레임의 단부에 체결되어 상기 시험편블록의 높이보다 높게 상기 기초프레임의 상부로 세워지는 복수의 기둥프레임 및 상기 복수의 기둥프레임에 체결되어 지지되는 상부프레임과,
    상기 상부프레임에 결합되는 Z축 유압실린더 및 상기 Z축 유압실린더와 연결 되는 로드셀 유닛과,
    상기 로드셀 유닛에 연결되어 상기 Z축 유압실린더의 추력이 상기 로드셀 유닛을 통해 전달되는 커터브래킷으로서, 시험편이 탑재되는 상기 시험편 블록이 상기 Y축 유압실린더에 의해 Y축 방향으로 이동할 때 상기 시험편을 Y축 방향으로 절단하는 TBM 커터가 회전 가능하게 장착되는 커터브래킷과,
    상기 로드셀 유닛에 탑재되는 3분력 로드셀로서, 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터와 연결되어 상기 TBM 커터가 시험편을 절단할 때 상기 TBM 커터에 걸리는 3분력을 측정하는 3분력 로드셀과,
    상기 적어도 하나의 X축 유압실린더와 상기 Y축 유압실린더 및 상기 Z축 유압실린더에 유압을 제공하는 유압 유닛과,
    상기 유압 유닛 및 상기 3분력 로드셀에 연결되는 제어기로서, 상기 유압 유닛을 제어하여 상기 X축 유압실린더에 제공되는 유압의 세기를 조절하여 상기 시험편베드프레임에 연결되는 시험편블록을 X방향의 미리 정해진 위치로 제어하고, 상기 Y축 유압실린더에 제공되는 유압의 세기를 미리 정해진 단계로 증가 또는 감소시켜 상기 시험편블록의 Y방향으로의 이동 속도를 제어하고, 상기 Z축 유압실린더에 제공되는 유압의 세기를 조절하여 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터의 Z방향의 미리 정해진 위치와 상기 시험편블록에 탑재되는 시험편에 미치는 TBM 커터의 Z방향의 추력을 미리 정해진 값으로 제어하며, 상기 Y축 유압실린더에 의해 상기 시험편블록이 Y 방향으로 이동하여 상기 시험편블록에 탑재되는 시험편을 상기 TBM 커터가 절단할 때 상기 TBM 커터에 걸리는 3분력을 상기 3분력 로드셀로부터 전송 받아 기록장치에 기록하고, 상기 Z축 유압실린더에 유압을 제공하는 유압 유닛을 연속적으로 제어하여 상기 3분력 로드셀로부터 전송받은 3분력 중 상기 TBM 커터에 걸리는 상기 Z방향의 추력을 상기 미리 정해진 값으로 연속적으로 제어하는 제어기를 포함하는,
    TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 시험편베드프레임은 적어도 하나의 제 1 걸쇠를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 X축 유압실린더는 상기 적어도 하나의 제 1 걸쇠에 체결되어 상기 제어기의 제어에 의해 상기 유압 유닛이 상기 X축 유압실린더에 유압을 가하면 상기 시험편베드프레임 및 상기 시험편블록을 동시에 X축 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는, TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 시험편블록은 제 2 걸쇠를 더 포함하고, 상기 Y축 유압실린더는 상기 제 2 걸쇠에 연결되어 상기 제어기의 제어에 의해 상기 유압 유닛이 상기 Y축 유압실린더에 유압을 가하면 상기 시험편블록을 Y축 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는, TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 상부프레임은 상기 상부프레임의 하단으 로 고정되는 두 개의 로드와, 그 양단에 상기 두 개의 로드에 각각 삽입되는 개구를 구비하여 상기 두 개의 로드에 삽입되어 고정되는 가압판브래킷으로서 그 중간에 개구를 갖는 가압판브래킷과, 상기 가압판브래킷의 상기 중간 개구에 삽입되는 가압판을 더 포함하고, 상기 상부프레임에 고정된 Z축 유압실린더가 상기 가압판을 가압하여 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터에 Z방향의 추력을 제공하는 것을 특징으로 하는, TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 기초프레임의 일단에 고정되는 X 축 변위측정기와 상기 X축 변위측정기와 상기 제 1 걸쇠에 연결되는 와이어로 구성되어 상기 시험편블록의 X측 변위를 측정하는 와이어형의 X축 변위계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 시험편베드프레임의 일단에 고정되는 Y축 변위측정기와 상기 Y축 변위측정기와 상기 제 2 걸쇠에 연결되는 와이어로 구성되어 상기 시험편블록의 Y측 변위를 측정하는 와어어형의 Y축 변위계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 Z축 유압실린더의 상단 및 하단에 연결되어 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터의 Z축 변위를 측정하는 LVDT형(linear variable displacement transducer type) Z축 변위계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 X축 변위계, 상기 Y축 변위계 및 상기 Z축 변위계는 상기 제어기에 연결되어, 상기 제어기가 상기 X, Y 및 Z축 변위계에서 측정된 각각 변위 신호를 수신하여 원하는 위치로 상기 시험편 블록 및 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는, TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  9. TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치로서,
    기초프레임과, 상기 기초프레임의 상부로 세워지는 복수의 기둥프레임과, 상기 복수의 기둥프레임에 체결되어 지지되는 상부프레임으로 구성되는 본체와,
    상기 본체 내부에서 상기 기초프레임에 제 1 방향으로 이동 가능하게 장착되는 시험편베드프레임 및 제 1 방향과 직각인 제 2 방향으로 이동 가능하게 상기 시험편베드프레임 위에 장착되는 시험편이 탑재되는 시험편블록과,
    상기 시험편베드프레임과 상기 시험편블록을 각각 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이동시키기 위한 수단과,
    상기 상부프레임에 장착되어 상기 시험편블록이 상기 제 2 방향으로 이동할 때 상기 시험편블록에 탑재되는 시험편을 절단하기 위한 TBM 커터가 회전 가능하게 장착되는 커터브래킷과,
    상기 상부프레임에 설치되어 상기 시험편이 제 2 방향으로 이동할 때 상기 TBM 커터가 상기 시험편을 제 2 방향으로 절단할 수 있도록 상기 TBM 커터가 장착되는 커터브래킷을 상기 제 1 및 제 2 방향과 수직인 제 3 방향으로 이동시키고 상기 커터브래킷에 제 3방향으로 추력을 제공하는 수단과,
    상기 제 3 방향으로 추력을 제공하는 수단과 상기 커터브래킷 사이에 장착되어 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터가 상기 시험편블록에 탑재되는 시험편을 제 2 방향으로 절단할 때 상기 TBM 커터에 걸리는 상기 제 1 방향과 제 2 방향 및 제 3 방향의 분력을 측정하는 3분력 로드셀을 포함하는,
    TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 시험편베드프레임을 상기 제 1 방향으로 이동시키시 위한 수단과 상기 시험편블록을 상기 제 2 방향으로 이동시키기 위한 수단 및 상기 제 3 방향으로 상기 커터브래킷에 추력을 제공하는 수단은 유압실린더인 것을 특징으로 하는, TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 각각의 유압실린더에 유압을 제공하는 유압 유닛과,
    상기 유압 유닛 및 상기 3분력 로드셀에 연결되는 제어기를 더 포함하고,
    여기서, 상기 제어기는 상기 유압 유닛을 제어하여 상기 제 1 방향 유압실린더에 제공되는 유압의 세기를 조절하여 상기 시험편베드프레임 위에 장착되는 시험편블록을 상기 제 1 방향의 미리 정해진 위치로 제어하고, 상기 제 2 방향 유압실 린더에 제공되는 유압의 세기를 미리 정해진 단계로 증가시켜 상기 시험편 블록의 제 2 방향으로의 이동 속도를 제어하고, 상기 제 3 방향 유압실린더에 제공되는 유압의 세기를 조절하여 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터의 제 3방향의 미리 정해진 위치와 상기 시험편 블록에 탑재되는 시험편에 미치는 TBM 커터의 제 3 방향의 추력을 미리 정해진 값으로 제어하며,
    상기 제 2 방향 유압실린더에 의해 상기 시험편블록이 상기 제 2 방향으로 이동하여 상기 시험편블록에 탑재되는 시험편을 상기 TBM 커터가 절단할 때 상기 TBM 커터에 걸리는 3분력을 상기 3분력 로드셀로부터 전송받아 기록장치에 기록하고, 상기 제 3 방향 유압실린더에 유압을 제공하는 유압 유닛을 연속적으로 제어하여 상기 3분력 로드셀로부터 전송받은 3분력 중 상기 TBM 커터에 걸리는 상기 Z방향의 추력을 상기 미리 정해진 값으로 연속적으로 제어하는 것을 특징으로 하는,
    TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 기초프레임의 일단에 고정되는 제 1 방향 변위측정기 및 상기 제 1 방향과 평행하게 상기 제 1 방향 변위측정기와 상기 제 1 방향 변위측정기와 대향하는 상기 시험편베드프레임에 연결되는 와이어로 구성되어 상기 시험편블록의 제 1 방향의 변위를 측정하는 와이어형의 제 1 방향 변위계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 시험편베드프레임의 일단에 고정되는 제 2 방향 변위측정기 및 상기 제 2 방향과 평행하게 상기 제 2 방향 변위측정기와 상기 제 2 방향 변위측정기와 대향하는 상기 시험편베드에 연결되는 와이어로 구성되어 상기 시험편블록의 제 2 방향 변위를 측정하는 와어어형의 제 2 방향 변위계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제 3 방향 유압실린더의 상단 및 하단에 연결되어 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터의 제 3 방향 변위를 측정하는 LVDT형 제 3 방향 변위계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 제 1 방향 변위계, 상기 제 2 방향 변위계 및 상기 3방향 변위계는 상기 제어기에 연결되어, 상기 제어기가 상기 제 1 방향, 제 2 방향 및 제 3 방향 변위계에서 측정된 각각 변위 신호를 수신하여 원하는 위치로 상기 시험편블록 및 상기 커터브래킷에 장착되는 TBM 커터의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는, TBM의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한 선형절삭시험장치.
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