KR100714828B1 - A pressure fatigue tester - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 커넥팅로드나 크랭크샤프트 등과 같은 기계요소를 사용하여 일정시간동안 반복적으로 압축하중을 발생시켜 시편의 압축피로수명을 측정하는 압축피로시험기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 힘점에서 캠에 의해 상하 이동하여 작용점에서 가압기에 변위를 발생시켜 시편에 압축하중을 작용시키도록 레버가 구비되고, 작용점에서의 가압기의 압축하중은 레버 받침점의 위치를 변경함으로써 가압기 변위를 용이하게 변화시켜 얻을 수 있도록 레버의 받침점이 이동되는 구조를 가져, 시편의 재질에 따라 시험하고자 하는 압축하중의 크기를 용이하게 조정할 수 있는 캠방식에 의한 압축력을 변경할 수 있는 받침점 이동구조를 갖는 압축피로시험기에 관한 것이다.The present invention relates to a compressive fatigue tester for measuring the compressive fatigue life of a specimen by repeatedly generating a compressive load for a predetermined time using a mechanical element such as a connecting rod or a crankshaft of a vehicle, and more particularly to a cam at a force point. The lever is provided to move up and down to generate a displacement in the press at the working point to exert the compressive load on the specimen, and the compressive load of the press at the working point can be easily changed by changing the position of the lever support point. It has a structure in which the support point of the lever is moved, and the compression fatigue tester having a support point moving structure that can change the compressive force by the cam method that can easily adjust the size of the compression load to be tested according to the material of the specimen.
본 발명에 따르면, 구동장치에 의해 회전되는 캠을 포함한 힘발생부; 시편을 고정하는 고정지그가 구비된 고정부; 캠에 의해 발생된 힘을 시편에 작용시키는 가압편을 가진 힘작용부;를 포함하여 구성된 압축피로시험기에 있어서, 상기 가압편과 캠의 사이에 받침점이 이동되는 레버가 설치되고, 상기 레버의 양단부는 각각 가압편과 캠에 연결되어, 받침점의 이동에 의해 시편에 작용되는 가압력을 용이하게 변화시키는 압축피로시험기가 제공된다.According to the invention, the force generating portion including a cam rotated by the drive device; A fixing part provided with a fixing jig for fixing the specimen; In the compression fatigue tester configured to include a force acting portion having a pressing piece for applying a force generated by the cam to the specimen, a lever is installed between the pressing piece and the cam is moved, the both ends of the lever Are respectively connected to the pressing piece and the cam, and are provided with a compression fatigue tester to easily change the pressing force applied to the specimen by the movement of the supporting point.
압축피로시험기, 지렛대, 레버, 받침점, 캠 Compression Fatigue Tester, Crowbar, Lever, Support Point, Cam
Description
도 1은 본 발명의 사시도1 is a perspective view of the present invention
도 2는 본 발명의 종단면도2 is a longitudinal cross-sectional view of the present invention;
도 3은 본 발명의 이동받침대의 상태도Figure 3 is a state diagram of the movable support of the present invention
도 4는 압축하중이 작용하는 상태도4 is a state in which the compression load acts
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 모터 2 : 캠1: motor 2: cam
3 : 힘발생부 4 : 시편3: force generating portion 4: specimen
5 : 고정지그 6 : 고정부5: fixing jig 6: fixing part
7 : 가압편 8 : 힘작용부7: pressure piece 8: force acting portion
9 : 레버 10 : 가압기9: lever 10: pressurizer
11 : 스프링 12 : 핀11: spring 12: pin
13 : 받침점핀 14 : 레버지지체13: support point pin 14: lever support
15 : 가이드레일 16 : 이동받침대15: guide rail 16: movable support
17 : 베어링 18 : 스크류17: bearing 18: screw
100 : 시험기100: tester
본 발명은 차량의 커넥팅로드나 크랭크샤프트 등과 같은 기계요소를 사용하여 일정시간동안 반복적으로 압축하중을 발생시켜 시편의 압축피로수명을 측정하는 압축피로시험기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 힘점에서 캠에 의해 상하 이동하여 작용점에서 가압기에 변위를 발생시켜 시편에 압축하중을 작용시키도록 레버가 구비되고, 작용점에서의 가압기의 압축하중은 레버 받침점의 위치를 변경함으로써 가압기 변위를 용이하게 변화시켜 얻을 수 있도록 레버의 받침점이 이동되는 구조를 가져, 시편의 재질에 따라 시험하고자 하는 압축하중의 크기를 용이하게 조정할 수 있는 캠방식에 의한 압축력을 변경할 수 있는 받침점 이동구조를 갖는 압축피로시험기에 관한 것이다.The present invention relates to a compressive fatigue tester for measuring the compressive fatigue life of a specimen by repeatedly generating a compressive load for a predetermined time using a mechanical element such as a connecting rod or a crankshaft of a vehicle, and more particularly to a cam at a force point. The lever is provided to move up and down to generate a displacement in the press at the working point to exert the compressive load on the specimen, and the compressive load of the press at the working point can be easily changed by changing the position of the lever support point. It has a structure in which the support point of the lever is moved, and the compression fatigue tester having a support point moving structure that can change the compressive force by the cam method that can easily adjust the size of the compression load to be tested according to the material of the specimen.
캠의 편심회전을 이용하는 종래의 압축피로시험기는 구동모터에 의해 편심회전되는 캠과, 시편을 고정하는 고정지그와, 상기 캠과 연결되어 압축하중을 시편에 작용시키는 가압구의 구성을 가진다. 따라서 캠은 가압구를 작동시켜 시편을 가압하게 함으로써, 압축하중이 시편에 작용된다.Conventional compression fatigue tester using the eccentric rotation of the cam has a configuration of a cam eccentrically rotated by the drive motor, a fixing jig for fixing the specimen, and a pressure port connected to the cam to exert a compression load on the specimen. Therefore, the cam actuates the pressure port to pressurize the specimen, so that the compression load is applied to the specimen.
압축하중에 의한 피로시험에서는 시편의 재질에 따라 기계적 특성이 다르므로, 시편의 재질에 따라 적절한 크기의 압축하중을 작용시켜야 필요이상의 과도한 하중이 부과되지 않아 안정된 상태에서 시험을 수행할 수 있게 된다.In the fatigue test by compressive load, the mechanical properties are different according to the material of the specimen. Therefore, when the compressive load of appropriate size is applied according to the material of the specimen, the test can be carried out in a stable state because no excessive load is applied.
그러나 상기와 같은 종래의 구조에서는 가압구가 편심회전하는 캠에 의해 상하방향으로 변위되면서 압축하중을 발생시키되, 일정 형상을 가진 캠에 직접 연결됨으로써 상하방향의 변위가 일정하고, 이에 의해 가압구에 발생되는 압축하중의 크기가 일정하였다. 이는 시편의 재질에 따른 선택된 압축하중을 적용시킬 수 없었다는 것이다.However, in the conventional structure as described above, while the pressure port is displaced in the vertical direction by the cam which rotates eccentrically, the compression load is generated, and the displacement in the vertical direction is constant by being directly connected to the cam having a predetermined shape. The magnitude of the compressive load generated was constant. This means that the selected compressive load could not be applied according to the material of the specimen.
따라서 종래에는 시편에 부과되는 압축하중을 간단하게 변화시킬 수 없었고, 시편에 따라 압축하중을 변화시키기 위하여는 캠을 교체해야 하는 문제점이 있었다.Therefore, conventionally, the compression load imposed on the specimen could not be simply changed, and there was a problem in that the cam had to be replaced to change the compression load according to the specimen.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 시편의 재질에 따라 시험하고자 하는 압축하중의 크기를 용이하게 조정할 수 있도록, 힘점에서 캠에 의해 상하 운동되어 작용점에서 시편에 가압기 변위를 유발하여 압축하중을 작용시키는 레버가 구비되고, 작용점에서의 압축하중이 레버 받침점를 변경함으로써 용이하게 변화시킬 수 있도록 된 캠방식에 의한 압축력을 변경할 수 있는 받침점 이동구조를 갖는 압축피로시험기를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the problems described above, so as to easily adjust the size of the compressive load to be tested according to the material of the specimen, by moving up and down by the cam at the force point causing the pressor displacement on the specimen at the working point Provided is a compression fatigue tester having a lever for exerting a compressive load, and having a support point moving structure capable of changing the compressive force by a cam method, in which the compressive load at the acting point can be easily changed by changing the lever support point.
이하 본 발명의 구성과 작용을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 모터(1) 등의 구동장치에 의해 회전되는 캠(2)을 포함한 힘발생부(3), 시편(4)을 고정하는 고정지그(5)가 구비된 고정부(6), 캠(2)에 의해 발생된 상하 운동이 시편(4)에 압축하중을 작용시키도록 가압편(7)을 가진 힘작용부(8)를 포함하여 구성된 압축피로시험기(100)에서, 시편(4)에 작용되는 압축력을 용이하게 가변시킬 수 있는 구조이다.The present invention provides a
따라서 본 발명은 레버의 원리를 이용하되 레버의 받침점을 이동할 수 있게 하여 상하 운동 변위를 변경할 수 있도록 구성됨에 특징이 있다. 즉, 상기 가압편(7)과 캠(2)의 사이에 받침점이 이동되는 레버(9)가 설치되고, 상기 레버(9)의 양단부는 각각 가압편(7)과 캠(2)에 연결되어, 받침점의 이동에 의해 시편(4)에 작용되는 가압력을 용이하게 변화시킴을 특징으로 한다.Therefore, the present invention is characterized in that it is configured to change the vertical displacement by using the principle of the lever to move the support point of the lever. That is, a
상기의 가압편(7)의 하부와 레버(9)의 일측 단부 사이에는 변위량에 따라 가압력이 변화되는 가압기(10)가 부착되는데, 가압기(10)는 스프링(11) 또는 공기가 충진된 실린더로 형성되어 있다. 가압기(10)의 하단부와 레버(9)의 연결은 핀(12)에 의해 회동되게 하여, 레버(9)의 받침점 중심의 회전운동시에 수직으로 움직일 수 있게 된 구조를 가진다.Between the lower portion of the
그리고 레버(9)는 받침점이 이동되는 구조를 가지도록 받침점핀(13)이 설치된 레버지지체(14)에 슬라이딩되게 관통되어 설치되고, 상기 받침점핀(13)은 가이드레일(15)을 따라 이동되는 이동받침대(16)에 회동되게 설치된 구조를 가진다.The
따라서 본 발명은 시편(4)의 재질에 따라 시험하고자 하는 압축하중의 크기 를 용이하게 조정할 수 있게 되는데, 힘점의 역할을 하는 힘발생부(3)에서 캠(2)에 의해 힘을 받고, 작용점의 역할을 하는 힘작용부(8)에서 시편(4)에 압축하중을 작용시키게 되는데, 힘작용부(8)에서의 압축하중이 레버(9)의 받침점 역할을 하는 받침점핀(13)의 위치에 의해 용이하게 변화시킬 수 있게 되어, 시편(4)에 따라 적절히 조절하여 압축피로시험을 행할 수 있게 되어 필요이상의 과도한 하중 부과를 방지하면서 안정되게 시험을 수행할 수 있게 된다.Therefore, the present invention can easily adjust the size of the compressive load to be tested according to the material of the specimen (4), the force generated by the cam (2) in the force generating portion (3) acting as a force point, the working point Compression load is applied to the
시편(4)은 도 2에 도시된 바와 같이 시편고정부(6)의 고정지그(5)에 고정시키게 된다. 고정지그(5)는 시편(4)의 크기나 재질에 따라 적용시킬 가압력의 최소치를 설정하기 위하여 적절한 높이의 위치로 세팅된다. 높이의 세팅은 캠(2)이 상사점에 위치하게 될 때 모터에 의한 구동이나 핸들과 같은 기계적 수조작으로 위치를 조절하여 고정하게 된다.The
고정된 시편(4)에는 가압력을 작용시켜야 되는데, 시편(4)에 접촉하여 가압하는 것은 가압편(7)이고, 가압편(7)의 하부에는 변위량에 따라 가압력이 변화되는 가압기(10)가 설치된다. 상기 가압기(10)는 레버(9)의 일단에 핀(12)으로 체결된다.A pressing force should be applied to the
따라서 레버(9)가 받침점핀(13)을 중심으로 지렛대와 같은 운동을 행하게 되고, 레버(9)의 일측 단부의 변위가 가압기(10)의 변위를 일으키게 하며, 가압기(10)의 변위가 힘으로 변화되어 시편(4)에 시험하중을 작용시키게 된다.Therefore, the
따라서 압축피로시험기(100)는 압축 스프링(11) 또는 공기가 충진된 실린더로 이루어 지고, 압축피로시험기(100)의 변위량 조절은 본원 발명의 특징을 이루는 받침점핀(13)의 위치의 조정으로 이루어 진다.Therefore, the compression fatigue tester 100 is composed of a
우선, 레버(9)를 작동시켜 힘을 발생시키는 힘발생부(3)의 작용을 설명하면, 도 1과, 도 2 및 도 4에 도시된 것과 같이 모터(1)의 작동으로 캠(2)을 회전시키고, 캠(2)에 의해 도 4에서와 같이 레버(9)가 받침점핀(13)을 중심으로 시이소 작동을 하게되며, 레버(9)의 타측단부인 핀(12)이 가압기(10)을 상승시키게 되고, 가압기(10)의 상측에 설치된 가압편(7)이 시편(4)을 누르게 된다.First, the operation of the
레버(9)의 시이소 작동은 도 1과 도 4에 도시된 바와 같이 레버(9)가 레버지지체(14)에 삽입되어 있고, 레버지지체(14)는 받침점핀(13)에 의해 이동받침대(16)에 축지되어 있다. 물론 받침점핀(13)은 이동받침대(16)에 베어링(17)으로 지지되어 회전이 원활하게 된다. 그리고 레버지지체(14)는 레버(9)를 가이드처럼 사용하여 슬라이딩 되게 움직이는 구조이고, 이 또한 레버지지체(14)와 레버(9)의 마찰면에는 슬라이딩을 용이하게 하기 위하여 메탈베어링과 같은 베어링이 설치될 수도 있다.The seesaw operation of the
이는 레버(9)가 받침점핀(13)을 중심으로 회전하게 되면 레버(9)의 다른 끝단부인 핀(12)이 받침점핀(13)을 중심으로 원운동을 하려하게 된다. 그러나 본 발명에서는 핀(12)의 이동이 상하로만 구속되어 있으므로 레버(9)가 받침점핀(13) 기능을 하는 레버지지체(14)내에서 슬라이딩하여 핀(12) 지점이 상하운동하는데 문제가 없도록 하는 기능을 한다.This means that when the
도 4에 도시된 것과 같이, 레버(9)의 상향 변위가 클수록 가압기(10)가 가압편(7) 및 시편(4)에 작용시키는 힘이 커지는데, 본 발명에서는 레버(9)의 상향변위 를 받침점핀(13)의 위치로 조절하여 시편(4)에 작용하는 시험하중을 변화시킨다.As shown in FIG. 4, the larger the upward displacement of the
즉, 지렛대의 원리를 이용하여 레버(9)의 받침점을 이동시켜 시험하중을 변화시키는데, 지렛대의 받침점 역할을 하는 받침점핀(13)을 이동시켜 달성된다. 받침점핀(13)은 레버(9)를 따라 슬라이딩 이동되는 레버지지체(14)에 설치되어 있고, 레버지지체(14)는 가이드레일(15)을 따라 이동되는 이동받침대(16)에 회동되게 체결되어 있다.That is, the test load is changed by moving the supporting point of the
따라서 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이 핸들과 웜 및 웜기어의 조합 등으로 된 다양한 이동수단에 의해 이동받침대(16)를 이동시키게 된다. 도면에 예시된 이동수단은 스크류(18) 방식으로서, 스크류(18)를 회전시키고, 상기 스크류(18)와 이동받침대(16)를 나사 체결하여 이동받침대(16)를 이동시키는 실시예이다.Accordingly, as shown in FIGS. 1 and 3, the
이와 같이 받침점을 이동시킬 수가 있게 됨으로써, 시편(4)에 작용력을 변화시킬 수가 있게 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 스크류(18)를 회전시켜 이동받침대(16)를 우측으로 이동시키면, 이동받침대(16)에 설치된 레버지지체(14)가 레버(9)를 따라 우측으로 동시에 이동되어, 결국 받침점핀(13)이 우측으로 이동하게 된다.In this way, the support point can be moved, so that the force applied to the
이와 같이 받침점핀(13)이 우측으로 이동하게 되면 도 4에서와 같이 받침점핀(13)을 중심으로 좌측의 레버(9)의 길이가 길어지게 되어, 결국 가압기(10)측의 레버(9) 단부의 수직 변위량이 크게 된다. 따라서 이러한 변위량의 증가는 가압기(10)의 탄성력을 증대시키게 되어 이는 곧 시편(4)의 시험하중 작용력의 증대로 나타나게 된다.When the
즉, 스프링(11)으로 구성된 가압기(10)의 경우 레버(9)의 수직 변위량은 스프링(11)의 변위량이 되고, 이와 같은 스프링(11)의 변위량의 증대는 스프링의 탄성력의 증대로 작용하게 되며, 이는 곧 시편(4)에 작용하는 압축시험하중이 된다.That is, in the case of the pressurizer 10 composed of the
반대로 시편(4)에 적은 가압력을 작용시키기 위해서는 레버지지체(14)를 시편(4)이 있는 쪽으로 이동시켜 사용하면 된다.On the contrary, in order to apply a small pressing force to the
이와 같이 된 본 발명은 시편(4)에 작용하는 변동 압축하중의 크기를 용이하게 조정할 수 있도록 지렛대의 원리로 작동하는 레버(9)를 상기 캠(2)에 연동시키는 구성을 제공함으로써, 시편(4)에 적정 범위의 압축하중을 작용하여 필요이상의 과도한 하중 부과를 방지됨에 따라 피로시험이 안정되게 수행되는 효과가 있다.The present invention thus achieved provides a configuration in which the
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