KR100726982B1

KR100726982B1 - 인장시험기용 신장계 측정장치

Info

Publication number: KR100726982B1
Application number: KR1020050019287A
Authority: KR
Inventors: 주충근
Original assignee: 대경테크 주식회사
Priority date: 2005-03-08
Filing date: 2005-03-08
Publication date: 2007-06-14
Also published as: KR20060098066A

Abstract

본 발명은 인장시험기용 신장계 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인장시험기 또는 신장계를 이용하여 시험편의 신장과 파단신장을 측정하는 과정에서 발생하는 기계적 오류와 측정오차를 최소로 제거하고, 탄성율이 높은 시험편의 탄성율 커브(그래프)를 정밀하게 측정할 수 있도록 한 인장시험기용 신장계 측정장치에 관한 것이다.

본 발명은 신장계(1)의 기본 프레임 골격을 이루는 지지부재(10)와, 상기 지지부재(10)의 고정축(12)에 고정되어 상/하부로 이동하는 집게부재(20)와, 상기 집게부재(20)의 일측에 설치되어 집게부재(20)의 이동거리를 측정하는 엔코더(30)와, 상기 집게부재(20)를 상/하로 이동시키기 위한 회전롤러부재(40)와, 상기 회전롤러부재(40)와 집게부재(20)를 상호 연결시켜주는 연신계 길이가변부재(50)와, 상기 집게부재(20)가 상부로 이동시 충격을 완충시켜주는 충격완충용 고무를 갖는 스톱퍼(60)와, 상기 신장계(1)를 인장시험기(2)에 고정시켜 사용할 수 있도록 고정부재(70)와 연결부재(73)로 구성되어 기계적인 오차를 최소로 하면서 1/1000mm 단위까지의 정밀측정이 가능하도록 한 특징이 있는 발명이다.

신장계, 인장시험기, 지지부재, 집게부재, 엔코더, 신장계 길이가변부재,

Description

인장시험기용 신장계 측정장치{Extensometer measurement device for tension tester}

도 1은 본 발명의 전체 구성을 나타내는 구성도

도 2는 본 발명 신장계의 구성을 나타내는 정면도

도 3은 본 발명 신장계의 평면도

도 4는 본 발명 신장계의 측면도

도 5는 본 발명 집게부재의 사용상태 단면도

도 6은 본 발명 집게부재의 평면도

도 7은 본 발명 집게부재의 작동상태 평면도

도 8은 본 발명 연결부재의 결합관계를 나타내는 단면도

도 9는 본 발명 연결부재의 작동상태를 나타내는 평면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 신장계 2 : 인장시험기

10 : 지지부재 11 : 받침판

12 : 고정축 13,14 : 원통형 축

15 : 바닥프레임 16 : 케이스

17,17a : 삽입구멍 18,18a : 구멍

20 : 집게부재 21,21a : 상/하 이동집게홀더

22,22a : 상/하 연결바 23,23a : 상/하 이동바

24,24a : 집게 25 : 볼부싱

26,27,28 : 제1,2,3축

30 : 엔코더 40 : 회전롤러부재

41,41a : 브라켓트 42,42a,43,43a : 제1,2롤러

44 : 중심축 45,46 : 와이어

47,48 : 무게추 49 : 지지프레임
50 : 신장계 길이가변부재

51,52,53,54 : 제1,2,3,4고정축

52a,53a,54a : 와이어 풀리 55 : 지지대

60 : 스톱퍼 70 : 고정부재

71 : 플레이트 72 : 받침대

73 : 연결부재 74 : 연결프레임

75 : 슬라이드 구멍 76 : 고정프레임

77 : 가이드봉 78a : 받침프레임

79 : 고정구 79a : 고정손잡이

일반적으로 인장시험기는 재료에 인장력을 가해 기계적 성질을 조사하는 재료시험기를 이르는 것으로, 인장시험기는 재료에서 인장시편을 깍아 내어 인장시험기에 고정시켜서 시험하며, 인장시편에 서서히 인장하중을 가해서 재료의 항복점, 내력(耐力), 인장강도, 신장(伸長), 드로잉(drawing) 등 기계적인 여러 성질을 측정한다.

인장시험에서는 이 밖에도 비례한도, 탄성한도(彈性限度), 탄성계수, 일용량 등도 측정할 수 있으며, 가해진 하중과 신장과의 관계를 나타내는 선도(線圖)도 구할 수 있다.

또한, 인장하중에 의해서 생기는 응력(應力)을 인장응력이라고 하는데, 인장응력과 신장의 관계를 나타내는 응력-변형도 선도는 재료의 성질을 나타내는 중요한 것이다. 이 선도에서 최대점의 응력을 인장강도라고 한다. 인장시험은 항상 동일한 조 건하에서 실시할 수 있으므로 측정결과의 신뢰성이 중요한데 대부분 기계적인 오차로 인하여 정밀한 측정이 이루어지지 못하고 있다.

일반적인 인장시험기의 구성을 살펴보면 판체형으로 이루어진 상부 크로스헤드가 양측에 형성된 볼스크류를 따라서 이동이 가능하고, 크로스헤드의 중간부분에 로드쉘이 형성되어 하중 값을 측정하며, 상기 로드쉘의 저면에 상부 유압척과 하부 유압척이 각각 형성되어 상기 상/하부 유압척의 내측에 시험편이 고정되어 신장율(연신율)을 측정한다.

최근에는 레이저나 라인센서 등을 이용하여 시험편의 신장을 비접촉으로 계측하는 비접촉신장계가 개발되고 있으나, 아직까지는 인장시험기 또는 인장시험기의 일측에 신장계 측정장치를 설치하여 사용하고 있다.

종래의 신장계 측정장치 또는 연신계 교정장치는 실용신안 공개번호 제97-6809호 인장시험기의 연신계 교정장치가 사용되고 있으나, 이와 같은 교정장치는 피시험체를 잡아당기면서 연신율을 측정하는데, 그 구조가 복잡하고 기계적인 측정오차가 자주 발생하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 연신계 교정장치는 시험편의 신장과 파단신장을 측정하지 못하는 불편함도 있었다.

근래에는 인장시험기와 신장계(Extensometer)라 하는 자동 항복강도의 내력 측정장비가 흔히 사용되고 있다. 그런데 신장계를 사용하여 자동으로 항복강도를 측정하기 위해서는 인장시험기의 상부 유압척과 하부 유압척 사이의 간격이 적어도 신장 계의 폭보다는 넓어야 한다. 그러나 실제로는 인장시험기에 시편을 장착한 경우 인장시험기의 그립사이의 간경이 좁기 때문에 신장계의 장착이 불가능 한 경우가 많다.

그러나, 신장계를 이용하기 보다는 인장시험기의 상/하부 유압척의 기능을 다양하게 변형하거나 보조 기구를 사용하여 시험편의 신장과 파단신장을 측정하고 있으나, 이 또한 기계적인 측정오차가 자주 발생하고 탄성율이 높은 시험편의 탄성율 커브(그래프)를 정확하게 측정하지 못하는 단점이 있다.

또한, 구조적으로 복작하고, 제조 원가가 많이 소요되는 문제점도 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 신장율(탄성비)를 측정함에 있어서 기계적인 오차를 최소로 하고, 1/1000mm 단위까지의 정밀 측정이 가능하도록 시험편의 상/하부에 집게가 물려 고정되는 집게부재와, 집게부재를 상/하로 이동시키는 회전롤러부재와, 신장계 길이가변부재와, 이들의 이동거리를 측정하여 시험편의 인장항복강도를 정확하게 측정하여 데이터로 전송하는 엔코더를 갖는 인장시험기용 신장계 측정장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 인장시험기의 일측에 연결부재가 고정되고 상기 연결부재에 가이드봉을 형성하여 상기 가이드봉에 신장계를 간편하게 결합 및 분리가 가능하도록 한 인장시험기용 신장계 측정장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 시험편에 고정된 상부 집게가 미세하게 이동하는 이동거 리에 대한 신장값을 엔코더에서 감지하여 이를 인장시험기와 연결된 모니터에 이동거리에 대한 그래프가 표시되면서 시험편의 인장항복점을 간편하게 찾아 낼 수 있도록 한 인장시험기용 신장계 측정장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 경제적으로 제작이 용이하도록 가공보장설계를 통해서 생산업체가 경쟁력을 갖도록 하고, 동일한 재료에 대하여 균일한 인장항복 값을 정밀하게 측정할 수 있도록 한 인장시험기용 신장계 측정장치를 제공함에 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해서 신장계의 시편고정부가 시편의 상하부에 고정된 상태에서 상기 시편에 인장력이 가해지면서 상부로 이동하는 시편고정부의 움직임을 엔코더에서 감지하여 신장율을 측정하는 신장계 측정장치에 있어서, 지면에 설치되는 받침판, 상기 받침판의 상부 일측에 수직방향으로 고정축이 설치되어 볼트로 고정되며, 상기 고정축의 반대편에 내부가 중공된 한 쌍의 원통형 축이 축지되도록 구멍이 형성되고, 상기 구멍을 기준으로 후방이 2등분 절개되어 전/후방에 체결되는 볼트로 원통형 축을 고정하며, 상기 고정축과 원통형 축의 상부에 바닥프레임이 형성되어 고정축과 볼트로 고정되고, 상기 바닥프레임의 후방에 한 쌍의 삽입구멍이 형성되어 원통형 축이 삽입되어 복수의 볼트로 고정되며, 전방 내측에는 와이어가 이동할 수 있도록 복수의 구멍이 형성되며, 상기 바닥프레임의 상부에는 케이스가 설치되는 지지부재; 상기 고정축에 서로 대향되게 축지되어 상/하로 이동하는 상/하 이동집게홀더와, 상기 이동집게홀더의 단부에 일단이 볼트로 고정되고, 타단은 수평방향으로 연장된 상/하 연결바와, 상기 연결바의 일측에 상/하 이동바가 복수의 축으로 축지되어 축을 따라서 슬라이드 이동하며, 상기 상/하 연결바와 이동바의 단부에 한 쌍의 집게가 형성된 집게부재; 상기 상부 이동집게홀더의 후방에 설치되어 집게부재의 이동거리에 대한 인장 값을 감지하여 인장시험기와 연결된 모니터에 그래프로 표시하는 엔코더; 상기 지지부재의 바닥프레임 상부 전/후방에 일정간격 이격되어 브라켓트가 설치되고, 상기 브라켓트의 양단부에 중심축이 축지되며, 상기 중심축에는 한 쌍으로 이루어진 제1,2롤러가 서로 대향되게 축지되어 와이어가 감겨있고, 상기 제1,2롤러의 상부에 지지프레임이 설치되면서 양단부가 절곡되어 브라켓트에 고정되며, 상기 원통형 축의 내부에는 무게추가 삽입되어 제1,2롤러에 감겨있는 와이어의 이동에 따라 무게추가 상/하로 이동하는 회전롤러부재; 상기 하부 연결바에 제1고정축이 축지되어 돌출되고, 상기 상부 연결바의 일측에 제2고정축이 축지되어 돌출되며, 상기 엔코더의 일측에 제3고정축이 축지되고, 상기 상부 이동집게홀더의 일측에 지지대가 수직으로 설치되며, 이의 상부에 제4고정축을 축지하되, 상기 제2,3,4고정축의 일단에 와이어 풀리가 고정되어 제1롤러에 감겨있는 와이어가 순차적으로 상호 연결되면서 제1고정축에 단부가 고정되어 하부 이동집게홀더가 상/하로 이동할 수 있도록 하고, 상기 제2롤러에 감겨있는 와이어는 받침판의 구멍을 관통하여 상부 이동집게홀더에 고정되어 슬라이드 이동하는 신장계 길이가변부재; 상기 상부 이동집게홀더의 상부에 형성되고 저면에 충격완충용 고무가 형성된 스톱퍼; 및 상기 원통형 축에 플레이트의 일단이 축지되어 복수의 볼트로 고정되고, 상기 플레이트의 일측에

자 형상의 받침대를 갖는 고정부재가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 고정부재의 일측에는 인장시험기에 고정될 수 있도록 가이드봉을 갖는 연결부재가 설치되어 인장시험기에 신장계를 간편하게 고정시켜 사용한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명의 전체구조를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명 신장계를 나타내는 정면구성도로서, 본 발명은 신장계(1)의 기본 프레임 골격을 이루는 지지부재(10)와, 상기 지지부재(10)의 고정축(12)에 고정되어 상/하부로 이동하는 집게부재(20)와, 상기 집게부재(20)의 일측에 설치되어 집게부재(20)의 이동거리를 측정하는 엔코더(30)와, 상기 집게부재(20)를 상/하로 이동시키기 위한 회전롤러부재(40)와, 상기 회전롤러부재(40)와 집게부재(20)를 상호 연결시켜주는 연신계 길이가변부재(50)와, 상기 집게부재(20)가 상부로 이동시 충격을 완충시켜주는 충격완충용 고무를 갖는 스톱퍼(60)와, 상기 신장계(1)를 인장시험기(2)에 고정시켜 사 용할 수 있도록 고정부재(70)와 연결부재(73)로 크게 구성된다.

지지부재(10)는

지면에 판체형의 받침판(11)이 설치되고, 상기 받침판(11)의 상부 좌측에 고정축(12)이 수직방향으로 설치되어 볼트(B)로 고정되며, 이의 반대편에 원통형 축(13)(14)이 축지되는데, 이때 받침판(11)의 내측에 한 쌍의 구멍(11a)(11b)이 형성되고, 상기 구멍(11a)(11b)은 후방으로 2등분 절개되어 양측 단부에서 볼트(B)를 조절하여 구멍(11a)(11b)에 끼워지는 원통형 축(13)(14)을 받침판(11)에 고정시킨다.

그리고, 원통형 축(13)(14)은 내부가 중공 되고, 상기 고정축(12)과 같이 수직방향으로 돌출되어 상부에 형성된 바닥프레임(15)에 고정된다.

상기 바닥프레임(15)은 사각형상의 판체로 이루어지고, 저면에 고정축(12)의 상부가 볼트(B)로 고정되며, 이의 일측에 원통형 축(13)(14)의 상부면이 삽입될 수 있도록 삽입구멍(17)(17a)이 형성되어 바닥프레임(15)의 전후방에 형성된 볼트(B)로 원통형 축(13)(14)을 고정시키고, 이의 반대편 즉, 바닥프레임(15)의 좌측면에는 2개의 구멍(18)(18a)이 형성되어 후술할 와이어(45)(46)가 상/하로 이동할 수 있도록 한다. 상기 바닥프레임(15)의 외주연에는 케이스(16)가 설치되어 내부를 밀폐시킨다.(도 2 및 도 3 참조)

지지부재(10)의 고정축(12)에 축지되는 집게부재(20)는

상기 고정축(12)에 서로 대향되게 축지되어 상/하로 이동하는 상/하 이동집게홀더(21)(21a)가 형성되고, 상기 이동집게홀더(21)(21a)의 중앙에는 볼부싱(25)이 설치되어 고정축(12)을 따라서 상/하 슬라이드 이동이 가능하도록 한다.

한편, 볼부싱(25)은 내부에 볼베어링이 설치되고 상부로 소정길이 돌출되면서 하측 단부에 단턱이 형성되어 상기 이동집게홀더(21)(21a)에 형성된 구멍(21b)에 볼부싱(25)이 상부면이 끼워지면서 하부에서 구멍(21b)과 나사체결되고, 상기 볼부싱(25)의 하부 단턱부분이 구멍(21b)과 밀착되어 정밀측정이 가능하도록 고정된다.(도 5참조)

상기 상/하 이동집게홀더(21)(21a)는 상기 구멍(21b)을 중심으로 후방부분이 사각형상의 판체로 이루어지고, 수평방향으로 일단이 소정길이 연장되면서 후방보다 폭이 좁게 좌측으로 돌출되며, 상기 이동집게홀더(21)(21a)의 단부에는 상/하 연결바(22)(22a)의 일단이 계단식으로 상호 밀착되면서 볼트(B)로 고정되고, 타단은 수평방향으로 연장 형성된다.

여기서, 연결바(22)(22a)의 일측에는 상/하 이동바(23)(23a)가 설치되어 전/후 방향으로 슬라이드 이동이 가능하도록 하는데, 상기 연결바(22)(22a)와 이동바(23)(23a)는 동일한 폭으로 형성되고, 양단부에 집게(24)(24a)가 형성되어 후술할 인장시험기(2)에 고정된 시험편(3)의 상/하부에 집게(24)(24a)를 물려 고정시키며, 상기 집게(24)(24a)의 내측면을 테이퍼처리하여 고정력을 향상시킨 다.(도 6참조)

상기 상/하 이동바(23)(23a)의 후방에 제1,2축(26)(27)의 일단이 고정되고, 타단은 연결바(22)(22a)를 관통하여 소정길이 연장형성되며, 제1축(26)의 길이만큼 이동바 (23)(23a)가 이동하되, 상기 제2축(27)의 내측에는 탄성스프링(27a)이 끼워지고 단부에는 손잡이(27b)가 나사 체결되어 탄성스프링(27a)이 이탈되지 못하도록 한다.

그리고, 제2축(27)의 일측에는 제3축(28)이 축지되는데, 상기 제3축(28)의 일단은 연결바(22)(22a)에 고정되고, 타단은 이동바(23)(23a)를 관통하여 소정길이 연장되어 단부에 손잡이(28a)가 형성되며, 상기 제2,3축(27)(28)의 손잡이(27b)(28a)를 동시에 손으로 잡고 압입하면 탄성스프링(27a)이 압축되면서 이동바(23)(23a)가 슬라이드 이동하게 된다.

한편, 연결바(22)(22a)에 고정된 제3축(28)이 고정축이 되면서 이동바(23)(23a)가 이동하게 되는데, 이때 제3축(28)이 연결바(22)(22a)에 견고하게 고정될 수 있도록 제3축(28)이 고정되는 연결바(22)(22a)의 외측 부분을 후방으로 돌출되게 형성하여 제3축(28)의 고정력을 향상시켜 사용한다.(도 6 및 7참조)

상부 이동집게홀더(21)의 후방에 설치되는 엔코더(30)는

상기 볼부싱(25)의 후방에 위치하여 상부 이동집게홀더(21)에 브라켓트(31)로 고정되어 후술할 시험편(3)의 인장 값을 측정할 경우 상/하부로 이동하는 상부 이동집게홀더(21)의 이동거리 값을 측정하여 인장시험기(2)와 연결된 모니터(미도시)를 통해서 그래프로 표현되어 시험편(3)의 인장항복점을 쉽게 찾을 수 있도록 한다.

상기 바닥프레임(15)의 상부에 설치되는 회전롤러부재(40)는

상기 지지부재(10)의 바닥프레임(15) 상부 전후방에 일정간격 이격되어 브라켓트 (41)(41a)가 볼트(B)로 고정되고, 상기 브라켓트(41)(41a)의 양단부에 중심축(44)이 축지되어 이의 내측에 한 쌍으로 이루어진 제1,2롤러(42)(42a)(43)(43a)가 일정간격 이격된 상태를 유지하면서 전후방에 각각 2개씩 4개가 설치된다.(도 3참조)

상기 제1,2롤러(42)(42a)(43)(43a)에는 와이어(45)(46)가 각각 감겨있고, 상기 와이어(45)(46)의 후방은 상기 원통형 축(13)(14)의 내부에 삽입된 무게추(47)(48)에 각각 연결되어 무체추(47)(48)가 집게부재(20)의 이동에 따라서 상/하로 이동이 가능하도록 한다. 그리고, 와이어(45)(46)의 전방으로는 후술할 신장계 길이가변부재(50)와 연결된다.

여기서, 양측의 브라켓트(41)(41a)의 상부에는 지지프레임(49)이 설치되어 제1,2롤러(42)(42a)(43)(43a)의 상부면을 감싸면서 양단부가 하측으로 절곡되어 브라켓트(41)(41a)에 볼트(B)로 고정된다.

상기 회전롤러부재(40)와 상호 연결되는 신장계 길이가변부재(50)는

하부 연결바(22a)에 제1고정축(51)이 축지되어 전방으로 돌출되고, 상기 상부 연결바(22)의 일측 즉, 제1고정축(51)의 상부면에 제2고정축(52)이 축지되어 전방으로 돌출되며, 상기 엔코더(30)의 전방에 제3고정축(53)이 축지되고, 상기 상부 이동집게홀더(21)의 일측에 지지대(55)가 수직으로 일정길이 연장형성되어 이의 상부에 제4고정축(54)이 축지되어 후방으로 돌출된다.

상기 제2,3,4고정축(52)(53)(54)의 일단에는 와이어 풀리(52a)(53a)(54a)가 고정되어 상기 제1롤러(42)(42a)에 감겨있는 와이어(45)의 일단이 제4고정축(54)의 와이 어 풀리(54a) 내측면을 따라 제3고정축(53) 와이어 풀리(53a)의 외측에서 내측으로 감기면서 다시 제2고정축(52)의 와이어 풀리(52a)를 감싸면서 제1고정축(51)에 고정된다.(도 5참조)

제1고정축(51)에 일단이 연결된 와이어(45)의 타단은 하부 연결바(23a)와 반대편의 무게추(47)에 각각 연결되어 하부 이동집게홀더(21a)가 상/하로 이동하면 와이어(45)의 길이가 가변되면서 반대편의 무게추(47)가 상/하로 동일하게 이동하게 된다.

한편, 하부 이동집게홀더(21a)의 상부에 형성된 상부 이동집게홀더(21)는 제2롤러(43)(43a)에 감겨있는 와이어(46)의 일단이 상부 이동집게홀더(21)의 일측에 고정되어 반대편 무게추(48)와 반대로 상/하 슬라이드 이동한다.

상기 와이어(45)(46)는 바닥프레임(15)의 일측에 형성된 구멍(18)(18a)을 관통하여 집게부재(20)와 상호 연결된다.

여기서, 상/하부 이동집게홀더(21)(21a)는 서로 반대방향으로 작용하는데, 먼저 하부 이동집게홀더(21a)에 고정된 집게(24a)를 후술할 인장시험기(2)의 시험편(3)이 위치한 위치까지 이동시키면 제1고정축(51)에 고정된 와이어(45)가 하측으로 이동하면서 반대편의 무게추(47)가 상부로 상승하여 하측의 집게(24a)를 시험편(3) 하부에 고정시킬 수 있고, 상기 상부 이동집게홀더(21)의 집게(24)를 시험편(3)의 상부로 동일하게 고정시키면 반대편의 무게추(48)가 일정길이 하부로 이동한 다음 시험편(3)의 고정 작업이 완료된다.

집게부재(20)의 고정 작업이 완료되면 인장시험기(2)의 상부 유압척(5)이 상부로 작동하면서 시험편(3)에 인장력이 작용하고, 이때 상부 이동집게홀더(21)가 상승하면서 상승한 길이 값이 엔코더(30)에 감지되어 측정결과가 모니터에 그래프로 표시되기 때문에 작업자는 시험편의 인장항복값을 간편하게 찾을 수 있는 것이다.

상기 상부 이동집게홀더(21)의 상부에 형성되는 스톱퍼(60)는

고정축(12)의 상부에 축지되고 이의 저면에 충격완충용 고무가 형성되어 시험편(3)의 일단이 절단되면 상부에 고정된 상부 이동집게홀더(21)가 상승 시 스톱퍼(60)의 저면과 충돌할 경우 충격을 최소로 작용할 수 있도록 한다.

상기 신장계(1)를 인장시험기(2)와 연결시키는 고정부재(70)는

원통형 축(13)(14)에 일단이 축지되고, 타단은 반대편으로 연장되어 후방부분의 폭이 조금씩 좁아지도록 소정의 기울기를 갖도록 플레이트(71)를 형성하며, 상기 플레이트(71)의 단부에

자 형상의 받침대(72)가 회전이 가능하도록 볼트(B)로 고정된다. 그리고 받침대(72)의 후방에는 판체로 이루어진 연결프레임(74)의 일단이 볼트(B)로 고정되는데, 이때 연결프레임(74)의 내측에는 슬라이드 구멍(75)이 형성되어 연결프레임(74)의 결합되는 위치를 조절하면서 고정시킬 수 있고, 상기 연결프레임(74)은 반대편으로 일정길이 연장형성되어 가이드봉(78)에 고정된 고정프레임(76)과 볼트(B)로 고정된다.

한편, 상기 고정프레임(76)은 가이드봉(78)에 축지되어 상/하부로 이동이 가능하 며, 상기 고정프레임(76)의 저면에는 고정구(79)가 설치되는데, 상기 고정구(79)는 판체로 이루어지고, 가이드봉(78)에 축지되어 후방부분이 2등분 절개된 상태에서 고정손잡이(79a)의 단부가 결합되어 상기 고정손잡이(79a)의 회전에 의해서 절개된 부분이 압입되면서 가이드봉(78)과 밀착되어 고정프레임(76)을 고정시키게 된다.

상기 가이드봉(78)은 저면에 받침프레임(78a)이 ㄴ자 형상으로 형성되어 일측면이 인장시험기(2)에 볼트(B)로 고정되고 반대편에는 가이드봉(78)이 수직방향으로 연장형성되어 단부에 캡이 결합되도록 형성된다.

이와 같이 본 발명을 도면을 첨부하여 작동상태를 설명하기로 한다.

본 발명의 신장계(1)는 고정부재(70)에 고정프레임(76)을 고정시키고 상기 고정프레임(76)에 축지된 가이드봉(78)을 인장시험기(2)에 고정시켜 사용하거나, 인장시험기(2)에 받침대(11)를 고정시켜 선택적으로 사용할 수도 있다.

가이드봉(78)에 먼저 고정프레임(77)을 결합하고, 고정구(79)의 고정손잡이(79a)를 회전시켜 고정프레임(77)을 가이드봉(78)에 고정시킨 다음 받침프레임(78a)을 인장시험기(2)의 일측에 고정시켜 사용하거나, 받침프레임(79a)을 고정시킨 다음 신장계(1)를 고정시켜 사용할 수도 있다.

도 1에서 보는 바와 같이 먼저, 인장시험기(2)의 상/하부 유압척(5)(6)에 시험편(3)을 삽입한 다음 상/하부 손잡이(4)를 이용하여 시험편(3)을 고정시킨 상태에서 가이드봉(78)에 고정된 연결프레임(74)을 회전시켜 집게부재(20)가 시험편(3) 근처 위치까지 이동되면 플레이트(71)를 선회시켜 받침대(72)를 중심으로 플레이트(71)가 회전하면서 시험편(3) 쪽으로 집게(24)(24a)가 위치하게 된다.

상기와 같은 일련의 과정이 완료되면, 하부 이동집게홀더(21a)를 하측으로 이동시킨 다음 집게(24a)를 시험편(3)에 고정시키기 위해서 제2,3축(27)(28)의 손잡이(27b)(28a)를 압입하면 제2축(27)의 탄성스프링(27a)이 압입되면서 축을 따라서 하부 이동바(23a)가 슬라이드 이동하여 집게(24a)가 벌려지고, 이때 집게(24a) 내측에 시험편(3)을 끼워 넣은 상태에서 제2축(27)의 탄성스프링(27a)의 탄성력을 해지시켜 집게(24a)가 시험편(3)에 고정되도록 한다.(도 6 및 7참조)

상기와 같이 일련의 과정과 동일하게 실시하여 상부 이동집게홀더(21)를 시험편(3)의 상부에 위치시킨 다음 제2,3축(27)(28)의 손잡이(27b)(28a)를 압입하면 제2축(27)의 탄성스프링(27a)이 압입되면서 축을 따라서 상부 이동바(23)가 슬라이드 이동하여 집게(24)가 벌려지고, 이때 집게(24) 내측에 시험편(3)을 끼워 넣으면 시험편(3)에 상/하 집게(24)(24a)의 고정 작업이 완료된다.

상기 시험편(3)의 고정 작업이 완료되면 인장시험기(2)를 작동시켜 상부 유압척(5)이 상부로 시험편(3)을 잡아당기면 당기는 과정에서 최초 표선간 거리의 초기치(초기 표선간 거리)에 놓여 있는 집게(24)(24a)의 간격에서 상부 집게(24)가 미세하게 이동하게 되는데, 이때 상부 집게(24)의 이동거리를 엔코더(30)에서 감지하여 데이터를 인장시험기(2)의 제어장치(미도시)로 전송하면 전송된 결과가 모니터(미도시)에 그래프(탄성율 커브)를 정확하게 표시하면서 기계적 오차를 최소로 하면서 정밀측정이 가능하다.

한편, 상부 유압척(5)에 의해서 인장되는 시험편(3)은 탄성한계점에서 항복강도값을 얻게되며, 연속하여 인장을 계속하면 시험편(3)의 최대하중값을 얻을 수 있고, 또한 시험편(3)이 끊어질 때 하중변화를 측정하여 시험이 멈추게 되는데, 이때 상부 집게(24)에서 시험편(3)이 이탈하면서 상부 이동집게홀더(21)가 상부로 상승 시 스톱퍼(60)의 충격완충용 고무에 의해서 이동집게 홀더(21)의 충격을 최소로 하면서 상부 이동집게홀더(21)의 이동거리와 시험편(3)이 끊어지면서의 변화과정을 엔코더(30)에서 감지하여 모니터에 표시된다.

여기서, 모니터에 표시되는 것은 항복강도, 항복연신, 최대인장강도를 알 수 있는 그래프가 완성되어 인장항복점을 간편하게 찾을 수 있으면서 종래 제품이 정밀 측정이 어려웠던 것에 비해서 본 발명의 신장계(1)는 1/1000mm 단위까지측정이 가능하고, 기계적 오차를 최소로 하여 탄성율이 높은 피시험체에서 탄성율을 구하기 위한 계측장치로 사용이 가능한 특징이 있다.

이상과 같은 본 발명은 시험편의 상/하부에 고정되는 집게를 갖는 집게부재를 인장시험기의 시험편 가까이에 설치하여 기계적인 오차를 최소로 하면서 1/1000mm 단위까지의 정밀측정이 가능하도록 한 효과가 있는 발명이다.

본 발명의 신장계 측정장치는 집게부재의 이동거리의 측정값을 정밀하게 측정할 수 있도록 엔코더를 설치하고, 상기 이동거리의 측정값을 엔코더에서 데이터를 측정하여 모니터에 탄성율 커브(그래프)를 정확하게 그리면서 인장항복점을 누구나 쉽게 인식할 수 있도록 한 효과가 있는 발명이다.

본 발명의 신장계 측정장치는 인장시험기에 간편하게 결합 및 분리가 가능하도록 신장계의 일측에 고정부재를 형성하고, 상기 고정부재는 가이드봉에 축지된 연결부재와 연결되어 가이드봉을 인장시험기 일측에 간편하게 고정시킬 수 잇도록 개선한 효과가 있는 발명이다.

본 발명의 신장계 측정장치는 제작이 용이하고 탄성율이 높은 피시험체에서 탄성율을 구하기 위한 계측장치로의 사용이 가능한 효과가 있는 발명이다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 인장시험기용 신장계 측정장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 발명등록청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims

신장계의 시편고정부가 시편의 상하부에 고정된 상태에서 상기 시편에 인장력이 가해지면서 상부로 이동하는 시편고정부의 움직임을 엔코더에서 감지하여 신장율을 측정하는 신장계 측정장치에 있어서,

지면에 설치되는 받침판, 상기 받침판의 상부 일측에 수직방향으로 고정축이 설치되어 볼트로 고정되며, 상기 고정축의 반대편에 내부가 중공된 한 쌍의 원통형 축이 축지되도록 구멍이 형성되고, 상기 구멍을 기준으로 후방이 2등분 절개되어 전/후방에 체결되는 볼트로 원통형 축을 고정하며, 상기 고정축과 원통형 축의 상부에 바닥프레임이 형성되어 고정축과 볼트로 고정되고, 상기 바닥프레임의 후방에 한 쌍의 삽입구멍이 형성되어 원통형 축이 삽입되어 복수의 볼트로 고정되며, 전방 내측에는 와이어가 이동할 수 있도록 복수의 구멍이 형성되며, 상기 바닥프레임의 상부에는 케이스가 설치되는 지지부재;

상기 고정축에 서로 대향되게 축지되어 상/하로 이동하는 상/하 이동집게홀더와, 상기 이동집게홀더의 단부에 일단이 볼트로 고정되고, 타단은 수평방향으로 연장된 상/하 연결바와, 상기 연결바의 일측에 상/하 이동바가 복수의 축으로 축지되어 축을 따라서 슬라이드 이동하며, 상기 상/하 연결바와 이동바의 단부에 한 쌍의 집게가 형성된 집게부재;

상기 상부 이동집게홀더의 후방에 설치되어 집게부재의 이동거리에 대한 인장 값을 감지하여 인장시험기와 연결된 모니터에 그래프로 표시하는 엔코더;

상기 지지부재의 바닥프레임 상부 전/후방에 일정간격 이격되어 브라켓트가 설치되고, 상기 브라켓트의 양단부에 중심축이 축지되며, 상기 중심축에는 한 쌍으로 이루어진 제1,2롤러가 서로 대향되게 축지되어 와이어가 감겨있고, 상기 제1,2롤러의 상부에 지지프레임이 설치되면서 양단부가 절곡되어 브라켓트에 고정되며, 상기 원통형 축의 내부에는 무게추가 삽입되어 제1,2롤러에 감겨있는 와이어의 이동에 따라 무게추가 상/하로 이동하는 회전롤러부재;

상기 하부 연결바에 제1고정축이 축지되어 돌출되고, 상기 상부 연결바의 일측에 제2고정축이 축지되어 돌출되며, 상기 엔코더의 일측에 제3고정축이 축지되고, 상기 상부 이동집게홀더의 일측에 지지대가 수직으로 설치되며, 이의 상부에 제4고정축을 축지하되, 상기 제2,3,4고정축의 일단에 와이어 풀리가 고정되어 제1롤러에 감겨있는 와이어가 순차적으로 상호 연결되면서 제1고정축에 단부가 고정되어 하부 이동집게홀더가 상/하로 이동할 수 있도록 하고, 상기 제2롤러에 감겨있는 와이어는 받침판의 구멍을 관통하여 상부 이동집게홀더에 고정되어 슬라이드 이동하는 신장계 길이가변부재;

상기 상부 이동집게홀더의 상부에 형성되고 저면에 충격완충용 고무가 형성된 스톱퍼; 및

상기 원통형 축에 플레이트의 일단이 축지되어 복수의 볼트로 고정되고, 상기 플레이트의 일측에
자 형상의 받침대를 갖는 고정부재가 형성된 것을 특징으로 하는 인장시험기용 신장계 측정장치.
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제 1항에 있어서, 상기 받침대의 후방에 연결프레임의 일단이 볼트로 고정되고, 타단은 고정프레임의 일단에 고정되며, 상기 고정프레임은 가이드봉에 축지되어 인장시험기의 일측에 고정되는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 인장시험기용 신장계 측정장치.
제 1항에 있어서, 상기 집게부재는 상/하 이동집게홀더의 중앙에 구멍이 형성되고, 상기 구멍에는 볼부싱의 상부가 삽입되면서 하부에서 나사체결되어 고정축을 따라 이동하며, 상기 이동집게홀더의 단부는 상기 연결바의 일단과 계단식으로 결합되어 볼트로 고정되고, 상기 연결바의 일측에는 이동바가 설치되며, 상기 이동바의 후방에 제1,2축의 일단이 고정되고, 타단은 상기 연결바를 관통하여 돌출되고, 상기 제2축의 내측에는 탄성스프링이 설치되며 단부에 손잡이가 형성되고, 상기 제2축의 일측에 제3축의 일단이 연결바에 고정되며, 타단은 이동바를 관통하여 연장형성되어 단부에 손잡이가 형성되고, 상기 연결바와 이동바의 단부 저면과 상부에 집게가 대향되게 형성된 것을 특징으로 하는 인장시험기용 신장계 측정장치.
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삭제
제 3항에 있어서, 상기 연결프레임은 판체로 이루어진 연결프레임의 일단 내측에 슬라이드 구멍이 형성되어 상기 받침대와 볼트로 고정하고, 타단은 일정길이 연장되어 고정프레임의 일단과 볼트로 고정되며, 상기 고정프레임은 가이드봉에 축지하되, 상기 가이드봉은 인장시험기에 고정할 수 있도록 저면에 받침프레임이 형성되고, 이의 상부로 가이드봉이 연장형성되며, 상기 고정프레임의 저면에 고정프레임의 이동거리를 조절하는 고정구가 형성되고, 상기 고정구는 후방이 2등분으로 절개되어 고정손잡이로 조절하여 고정프레임을 고정하는 것을 특징으로 하는 인장시험기용 신장계 측정장치