KR100717839B1 - A wear testing apparatus for zircaloy-tube by minute vibration - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세 진동에 의한 지르칼로이튜브 마멸 시험장치에 관한 것으로, 동력을 발생하는 모터와, 상기 모터의 축에 직결된 캠과, 상기 캠의 중심축을 벗어난 지점에서 상부가 연결축으로 연결되는 연결대와, 상기 연결대의 하부와 일단이 연결축으로 연결되고 고정대에 타단이 연결축으로 축지되는 로드를 포함하여 구성된 것에 있어서, 상기 로드의 일측에 로드가 연결축으로 연결되고 끝단에 지르칼로이튜브가 수직으로 고정되며 상기 고정대에 설치된 가이드에 안내되어 상하 직선으로 작동하는 튜브고정대와, 상기 튜브고정대에 고정되는 지르칼로이튜브에 접촉하여 마찰이 되도록 일측 전면의 선단에 전후 수평으로 지르칼로이튜브가 볼트로 고정되는 고정대가 설치되며 베드에 형성된 가이드에 안내되어 가로방향의 직선으로 왕복작동을 하는 이동대와, 상기 이동대의 후방의 스프링으로 반발력을 측정하는 압력게이지와, 상기 압력게이지를 고정하는 고정부와, 상기 고정부에 연결되며 상기 스프링으로 연결된 고정대를 가로방향의 전후로 작동시키는 핸들과, 상기 핸들과 일체로 형성되는 나사부와, 상기 나사부를 수용하는 축을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a Zircaloy tube abrasion test apparatus by the micro-vibration, the motor generating a power, a cam directly connected to the shaft of the motor, the connecting rod is connected to the upper connecting shaft at the point away from the central axis of the cam And, the lower part and one end of the connecting rod is configured to include a rod connected to the connecting shaft and the other end is fixed to the connecting shaft, the rod is connected to one side of the rod connected to the connecting shaft and the zircaloy tube vertical to the end Zirkalloy tube is fixed to the front and rear horizontally to the front and the front end of the front side so that the friction is in contact with the zirkalloy tube fixed to the guide guide installed in the guide and installed in a straight line, and fixed to the tube holder Is installed and guided to the guide formed in the bed to reciprocate in a straight line in the horizontal direction. Is a moving table, a pressure gauge for measuring the repulsive force with a spring behind the moving table, a fixing part for fixing the pressure gauge, a handle connected to the fixing part connected to the spring in the horizontal direction and the front and rear handles And a screw portion integrally formed with the handle and a shaft accommodating the screw portion.
미세 진동, 지르칼로이튜브, 캠, 축, 핸들Fine Vibration, Zircaloy Tube, Cam, Shaft, Handle
Description
도 1은 본 발명에 따른 구성을 나타낸 개략 정면도,1 is a schematic front view showing a configuration according to the present invention,
도 2는 본 발명의 작용상태를 나타낸 개략도,2 is a schematic view showing an operating state of the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 이동대를 나타낸 사시도,3 is a perspective view showing a mobile according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 마찰부를 나타낸 사시도,4 is a perspective view showing a friction part according to the present invention;
도 5는 본 발명에 사용되는 시험편인 지르칼로이튜브가 마찰을 일으키는 상태도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 모터 12 : 캠
13, 17, 22, 23 : 연결축 15 : 연결대
20, 42 : 고정대 21, 25 : 로드
31 : 고정부 32 : 압력게이지
33 : 이동대 34 : 스프링
35 : 핸들 37 : 나사부
38 : 축 40a, 40b : 지르칼로이튜브
41 : 베드 43, 52 : 가이드
45 : 볼트 50 : 튜브고정대5 is a state in which the zircaloy tube test specimen used in the present invention causes friction.
<Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10
13, 17, 22, 23: connecting shaft 15: connecting rod
20, 42: holder 21, 25: rod
31: fixing part 32: pressure gauge
33: moving table 34: spring
35
38:
41:
45: bolt 50: tube holder
본 발명은 미세한 진동 등에 의한 마찰로 인하여 발생하는 지르칼로이튜브의 마모율을 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 지르칼로이튜브를 인위적으로 마찰시키고 그 변화율을 측정하여 실제 마찰에서 일어날 수 있는 사고를 미연에 방지하기 위하여 시험편의 마찰을 일으키는 미세 진동에 의한 지르칼로이튜브 마멸 시험장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the wear rate of a zircaloy tube caused by friction due to minute vibrations, and more particularly, to artificially rub a zircaloy tube and to measure the rate of change thereof to prevent accidents that may occur in actual friction. The present invention relates to a zircaloy tube abrasion test apparatus caused by micro vibrations that cause friction of test specimens.
현재 경수로형 원자로의 핵 연료봉 재료로 사용되는 지르칼로이(Zircaloy-4)는 그리드라는 격자 사이에 딤플이라는 돌출부와 판스프링에 의해 고정되어 있는 형태이다.Zircaloy-4, which is currently used as a nuclear fuel rod material for light-water reactors, is fixed by plate springs and protrusions called dimples between grids.
위와 같은 원자로의 연료봉으로 사용되는 지르칼로이튜브는 원자로의 가동으로 인해 발생하는 미세한 진동에 의해 그리드와 접촉하는 부위에서 마찰이 발생하며 이러한 마찰로 인하여 부분적으로 마멸되어 변형이 발생하게 된다.The zircaloy tube used as the fuel rod of the reactor as described above generates friction at a portion contacting the grid by minute vibrations generated by the operation of the reactor, and the friction causes partial deformation and deformation.
이러한 변형은 원자로의 기능에 심각한 영향을 미치게 되는 것으로 이를 측정하여 마모로 인하여 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 조치를 취하여야 하는데 실제로 얼마 만한 마찰이 발생할 경우 표면이 어느 정도 마멸되는가 알 수 있어야 이를 반영하여 위험으로부터 방지할 수 있으나 이를 측정할 수 있는 장치가 없었다.These deformations have a serious impact on the functioning of the reactor. Measures should be taken to prevent accidents that may occur due to wear.How much friction will actually cause the surface to wear out? This can be reflected and prevented from danger, but no device can measure it.
그러나 실제와 같은 상황을 리모델링하기는 거의 불가능하므로 지지격자와 튜브의 재질이 동일하므로 튜브에 마찰을 일으켜 마찰로부터 변화되는 양을 측정하기 위한 장치가 필요하게 된다.However, since it is almost impossible to remodel a realistic situation, since the support grid and the material of the tube are the same, a device is needed to measure the amount of friction caused by the friction of the tube.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 간편한 기구를 이용하여 지르칼로이튜브를 서로 마찰시키고 마찰부위의 마모율을 측정하여 이를 실제상황에 적용할 수 있도록 함을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the above problems, it is an object to rub the zircaloy tube with each other using a simple mechanism and to measure the wear rate of the friction part to be applied to the actual situation.
본 발명의 또 다른 목적은 서로 마찰을 일으키는 지르칼로이튜브의 압력을 다르게 조절할 수 있도록 하여 실제로 발생할 수 있는 상황을 재연하고 미리 예측할 수 있도록 하여 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 함에 있다.Another object of the present invention is to be able to control the pressure of the zircaloy tube causing friction with each other to reproduce the situation that can actually occur and to predict in advance to prevent the occurrence of an accident in advance.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 동력을 발생하는 모터와, 상기 모터의 축에 직결된 캠과, 상기 캠의 중심축을 벗어난 지점에서 상부가 연결축으로 연결되는 연결대와, 상기 연결대의 하부와 일단이 연결축으로 연결되고 고정대에 타단이 연결축으로 축지되는 로드를 포함하여 구성된 것에 있어서, 상기 로드의 일측에 로드가 연결축으로 연결되고 끝단에 지르칼로이튜브가 수직으로 고정되며 상기 고정대에 설치된 가이드에 안내되어 상하 직선으로 작동하는 튜브고정대와, 상기 튜브고정대에 고정되는 지르칼로이튜브에 접촉하여 마찰이 되도록 일측 전면의 선단에 전후 수평으로 지르칼로이튜브가 볼트로 고정되는 고정대가 설치되며 베드에 형성된 가이드에 안내되어 가로방향의 직선으로 왕복작동을 하는 이동대와, 상기 이동대의 후방의 스프링으로 반발력을 측정하는 압력게이지와, 상기 압력게이지를 고정하는 고정부와, 상기 고정부에 연결되며 상기 스프링으로 연결된 고정대를 가로방향의 전후로 작동시키는 핸들과, 상기 핸들과 일체로 형성되는 나사부와, 상기 나사부를 수용하는 축을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a motor for generating power, a cam directly connected to the axis of the motor, the connecting rod is connected to the upper connecting shaft at a point outside the central axis of the cam, the lower portion of the connecting rod and One end is connected to the connecting shaft and the other end is configured to include a rod axially connected to the connecting shaft, the rod is connected to the connecting shaft on one side of the rod and the zircaloy tube is fixed vertically at the end is installed on the holder A tube holder that is guided by a guide and operates in a straight line up and down, and a fixture that bolts the Zircaloy tube to the front and rear horizontally at the front end of the front side so as to be rubbed in contact with the Zircaloy tube fixed to the tube holder. A movable table guided to the formed guide and reciprocating in a horizontal straight line, A pressure gauge for measuring the repulsive force with a pring, a fixing part for fixing the pressure gauge, a handle connected to the fixing part and a spring for connecting the holding part connected to the spring in a horizontal direction, and a screw part integrally formed with the handle; It is characterized in that it comprises a shaft for receiving the screw portion.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
동력을 발생하는 모터(10)와, 상기 모터(10)의 축에 직결된 캠(12)과, 상기 캠(12)의 중심축을 벗어난 지점에서 상부가 연결축(13)으로 연결되는 연결대(15)와, 상기 연결대(15)의 하부와 일단이 연결축(17)으로 연결되고 고정대(20)에 타단이 연결축(22)으로 축지되는 로드(21)를 포함하여 구성된 소재의 마멸 시험장치에 있어서, 상기 로드(21)의 일측에 로드(25)가 연결축(23)으로 연결되고 끝단에 지르칼로이튜브(40a)가 수직으로 고정되며 상기 고정대(20)에 설치된 가이드(52)에 안내되어 상하 직선으로 작동하는 튜브고정대(50)와, 상기 튜브고정대(50)에 고정되는 지르칼로이튜브(40a)에 접촉하여 마찰이 되도록 일측 전면의 선단에 전후 수평으로 지르칼로이튜브(40b)가 볼트(45)로 고정되는 고정대(42)가 설치되며 베드(41)에 형성된 가이드(43)에 안내되어 가로방향의 직선으로 왕복작동을 하는 이동대(33)와, 상기 이동대(33)의 후방의 스프링(34)으로 반발력을 측정하는 압력게이지(32)와, 상기 압력게이지(32)를 고정하는 고정부(31)와, 상기 고정부(31)에 연결되며 상기 스프링(34)으로 연결된 고정대(42)를 가로방향의 전후로 작동시키는 핸들(35)과, 상기 핸들(35)과 일체로 형성되는 나사부(37)와, 상기 나사부(37)를 수용하는 축(38)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 베드(41)에 형성된 가이드(43)와 고정대(20)에 설치된 가이드(52)는 T형으로 형성되고, 상기 T형 가이드(43,52)의 양측 홈(47,54)에 맞도록 상기 이동대(33)와 튜브고정대(50)에 양측 돌출부(46,53)가 형성되어 슬라이딩 가능하도록 끼워 맞춤으로 조립되어 있다.A
At this time, the
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위와 같이 구성되는 본 발명은 동력 발생에 의해 회전운동을 상하 직선운동으로 바꾸어 전달하게 되며 지르칼로이튜브에 압력을 조절하여 마찰시키고 마찰에 의한 마멸을 측정하여 실제상황에 적용하기 위한 것으로, 이들의 작동을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention configured as described above is to transfer the rotational movement to the vertical movement by rotating the power generated by the power generation and to adjust the pressure on the zircaloy tube and to apply to the actual situation by measuring the abrasion by friction, their operation When described in more detail as follows.
우선 튜브고정대(50)에 고정된 지르칼로이튜브(40a)에 이동대(33)에 고정된 지르칼로이튜브(40b)가 맞닿을 수 있도록 후방의 핸들(35)을 회전시키면 상기 핸들과 일체로 성형된 나사부(37)가 회전하게 되며, 상기 나사부가 회전함에 따라 이를 수용하는 축(38)이 나사부(37)의 회전방향에 따라 이동하여 전진하면 튜브고정대(50)에 고정된 지르칼로이튜브(40a)와 이동대(33)에 고정된 지르칼로이튜브(40b)가 서로 접촉하게 된다.
위와 같은 상태에서 동력을 발생하는 모터(10)가 구동하면 모터의 축에 직결된 캠(12)이 회전하게 되며, 캠(12)이 회전하면 상기 캠(12)의 중심축을 벗어난 지점에서 연결축(13)으로 연결되는 연결대(15)는 하부의 연결축(17)에 의해 로드(21)의 일측과 연결된 상태이며, 로드(21)의 타단은 고정대(20)에 연결축(22)에 의해 회전가능하도록 연결된 상태이므로 연결대(15)는 상하로 작동하며 이에 따라 로드(21)는 크랭크운동을 하며 상하로 작동한다.First, when the
When the
이때 로드(21)의 일측에 연결축(23)으로 연결된 로드(25)가 연동하며 마찰부를 작동시키게 되는 것으로, 이때 마찰부의 운동거리는 미세하게 작동하는 것으로 이는 로드에 연결된 축간거리에 비례하는 것으로 연결대(15)의 연결축(17)과 고정대(20)의 연결축(22) 사이의 거리 L1과 로드(21)의 연결축(23)과 고정대(20)의 연결축(22) 사이의 거리 L2 거리비율이 L1 : L2 = 약 10 : 1의 비율로 연결되어 있으므로 로드(25)의 운동거리는 연결대(15)의 상하 운동길이의 1/10이 된다.In this case, the
위와 같은 작동에 의해 연결대가 상하로 작동하면 로드(25)의 끝단에 설치된 튜브고정대(50)가 고정대(20)에 고정설치되는 가이드(52)에 안내되어 상하 직선으로 작동하면 지르칼로이튜브(40a)가 상하로 작동하게 되어 도 5에 도시한 바와 같이 2개의 지르칼로이튜브(40a,40b)는 서로 교차된 상태로 마찰을 일으키게 되는 것으로, 이때 2개의 지르칼로이튜브(40a,40b)가 접촉하는 압력은 후술하는 바와 같이 조절할 수 있다.When the connecting rod is operated up and down by the above operation, the
상기 지르칼로이튜브(40a,40b)가 접촉하는 압력을 조절하는 과정은 후방의 핸들(35)을 회전시키면 상기 핸들과 일체로 형성된 나사부(37)가 회전하게 되며, 상기 나사부(37)가 회전함에 따라 이를 수용하는 축(38)이 나사부(37)의 회전방향에 따라 전진 또는 후진하게 되는 것으로, 핸들(35)이 정방향으로 회전할 때에는 축(38)이 고정대(20) 측으로 전진하게 되는 것이며, 핸들(35)을 역방향으로 회전시킬 때에는 축(38)이 고정대(20) 측에서 멀어지는 방향으로 후진하게 되는 것으로, 축(38)이 고정대(20) 측으로 전진하면 이동대(33) 사이에 설치된 스프링(34)이 이동대(33)를 밀어주어 앞으로 전진하며, 이동대(33)의 선단의 지르칼로이튜브(40b)가 이동하여 지르칼로이튜브(40a)에 맞닿으면 이동대(33)가 더 이상 이동하지 못하므로 스프링(34)이 눌리어진다.In the process of adjusting the pressure in which the
이와 같이 스프링이 눌리어지면 스프링의 반발력이 압력게이지(32)에 전달되어 지르칼로이튜브(40a,40b) 사이에 발생하는 압력을 가시적으로 확인할 수 있게 되는 것으로 실험에 필요한 압력에 맞추어 조절할 수 있게 되는 것이다.When the spring is pressed in this way, the repulsive force of the spring is transmitted to the
상기한 바와 같이 지르칼로이튜브(40a,40b)사이에 발생하는 압력을 조정하여 필요한 수치로 고정시킨 상태에서 모터(10)의 구동에 의해 동력을 발생하여 작동시키면 지르칼로이튜브(40a,40b)가 서로 마찰을 일으켜 마모되는 현상이 발생하는 것이며, 이때 모터(10)의 구동에 의해 세팅한 횟수만큼 로드(25)가 동작한 상태에서 지르칼로이튜브(40a,40b)를 분리하여 이들의 접촉점에 생기는 마모자국을 현미경을 통해 분석하면 실제 상황에서 발생할 수 있는 마모율을 추리할 수 있게 된다.As described above, when the pressure generated between the
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 간편한 기구를 이용하여 지르칼로이튜브를 서로 마찰시키고 마찰부위의 마모율을 측정하여 이를 실제상황에 적용할 수 있도록 할 수 있으며, 서로 마찰을 일으키는 지르칼로이튜브의 압력을 다르게 조절할 수 있도록 하여 실제로 발생할 수 있는 상황을 재연하고 미리 예측할 수 있도록 하여 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.According to the present invention as described above, by using a simple mechanism to rub the zircaloy tube with each other and to measure the wear rate of the friction portion can be applied to the actual situation, the pressure of the zircaloy tube causing friction with each other By adjusting differently, it is possible to reproduce the situation that can actually occur and to predict it in advance so that an accident can be prevented in advance.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20130425 Year of fee payment: 7 |
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FPAY | Annual fee payment |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |