KR100940653B1 - 시험편 고정 장치 - Google Patents

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Abstract

시험편 지지대에 시험편을 보다 정밀하게 고정시킬 수 있는 시험편 고정 장치가 개시된다.
상기한 시험편 고정 장치는 시험편에 인접 배치되어 상기 시험편이 안착되는 시험편 지지대에 상기 시험편을 고정토록 제공된 시험편 그립수단 및 상기 지지대와 상기 시험편 그립수단에 연계되어 그립수단의 구동을 가능하게 하는 그립수단 구동유닛을 포함한다.
이러한 시험편 고정 장치에 의하면, 그립수단 구동유닛에 의하여 구동되는 시험편 그립수단이 상호 협력하여 시험편을 고정함으로써 보다 정밀하게 시험편을 고정시킬 수 있다. 또한, 작업자가 수작업으로 시험편을 고정시키지 않아 시험편의 고정작업 시간을 단축할 수 있다.
고정 장치, 시험편, 시험편 측정기, 시험편 그립수단

Description

시험편 고정 장치{apparatus for fixing test-piece}
본 발명은 시험편 고정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시험편에 반복하중을 가해주고 시험편의 파단시까지 가해준 반복하중을 통해 시험편의 피로강도를 측정하는 피로강도 측정 설비에 사용되는 시험편 고정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기계 및 구조물은 그 재질의 정적강도(Static strength)보다 상당히 작은 응력이라도 오랫동안 반복하여 받게 되면 파괴에 이르게 되는데 이러한 현상을 피로 파괴(Fatigue Failure)라고 한다. 실제 구조물의 파괴의 90% 이상은 피로와 관련된 것으로 알려져 있다.
그런데, 피로 파괴는 소재에 불순물이 첨가된 부분, 소재에 결함이 존재하는 부분, 축의 단 달림 부위와 같이 단면이 급격히 변하는 곳, 기계가공시 형성되는 흠 등에서 시작된다.
한편, 재료의 피로 강도를 측정하기 위해서는 시험편에 반복하중을 가해주고 파단시까지의 반복하중의 수를 검출하여 결정한다.
도 1은 종래기술에 따른 피로강도 측정 설비를 나타내는 사시도이다.
피로 강도를 측정하기 위하여 작업자는 먼저 콘트롤러(미도시), 즉 제어부에 시험편(S)에 대한 정보 및 시험 내용을 입력한 후 시험편(S)을 고정대(10)의 상부에 위치시켜 고정판(11)을 수작업으로 고정대(10)에 설치하여 시험편(S)을 고정시킨다.
이후 이동판(4)을 이동시켜 이동판(4)에 설치된 실린더(5)가 시험편(S)과 평행하게 배치되도록 한다. 즉 실린더(5)의 중심이 시험편(S)의 중심과 일치하도록 이동판(4)을 이동시킨다.
실린더(5)의 중심과 시험편(S)의 중심이 일치되면, 실린더(5)의 전면에 조립된 고정부(6)를 시험편(S)에 결합시키고, 이후 실린더(5)를 통하여 시험편(S)에 반복하중을 가해준다.
상기한 바와 같이, 시험편(S)을 작업자가 수작업으로 고정대(10)에 고정시킴에 따라 시험편(S)의 고정작업 시간이 장시간 걸리게 된다.
또한, 작업자가 수작업으로 시험편(S)을 고정하기 때문에 시험편(S)이 틀어지거나 시험편(S)에 하중이 가해져 시험편(S)의 피로 강도 측정의 정밀도가 떨어진다.
본 발명은 시험편 지지대에 시험편을 보다 정밀하게 고정시킬 수 있는 시험편 고정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 시험편 고정 장치는 시험편에 인접 배치되어 상기 시험편이 안착되는 시험편 지지대에 상기 시험편을 고정토록 제공된 시험편 그립수단 및 상기 지지대와 상기 시험편 그립수단에 연계되어 그립수단의 구동을 가능하게 하는 그립수단 구동유닛을 포함한다.
상기 시험편 그립수단은 상기 그립수단 구동유닛에 의해 서로 협력하여 상기 시험편을 고정하는 한쌍의 고정블럭일 수 있다.
상기 그립수단 구동유닛은 일단이 상기 시험편 지지대에 설치되고, 타단이 상기 한쌍의 고정블럭에 설치되는 실린더일 수 있다.
상기 실린더는 상기 시험편 지지대와 상기 한쌍의 고정블럭에 힌지 결합될 수 있다.
상기 한쌍의 고정블럭은 시험편과의 접촉면과 상기 고정블럭 상호간의 접촉면에 충격을 완화토록 설치되는 충격완화패드를 구비할 수 있다.
상기 한쌍의 고정블럭은 상기 그립수단 구동유닛에 의해 구동시 상기 시험편과의 간섭을 방지토록 경사면을 구비할 수 있다.
본 발명에 따르면, 그립수단 구동유닛에 의하여 구동되는 시험편 그립수단이 상호 협력하여 시험편을 고정함으로써 보다 정밀하게 시험편을 고정시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 작업자가 수작업으로 시험편을 고정시키지 않아 시험편의 고정작업 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 시험편 고정 장치를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 시험편 고정 장치를 포함하는 시험편 측정기를 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 시험편 측정기(1)는 이동판(4), 실린더(5), 시험편 지지대(10) 및 시험편 고정 장치(100)를 포함한다.
이동판(4)은 도시되지 않은 모터에 결합되어 장치몸체(2)에 승강 가능하게 설치된다. 즉, 이동판(4)에는 실린더(5)가 설치되고, 이동판(4)은 시험편 지지대(10)의 상면에 안착된 시험편(S)의 중심과 실런더(5)의 중심이 일치하도록 승강된다.
실런더(5)는 시험편(S)에 반복하중을 가해주는 역할을 하고, 시험편(S)은 실린더(5)에 의해 가해지는 반복하중에 의해 파단된다.
한편, 시험편(S)은 십자형상으로 형성된 구조물일 수 있다. 다시 말해 시험편(S)은 십자형상을 가지도록 용접에 의하여 접합된 철골 구조물일 수 있다. 이러한 시험편(S)에 반복하중을 가해주면 용접부가 가장 취약하여 파단은 용접부에서 발생된다.
즉, 용접에 의하여 접합된 철골 구조물의 피로강도를 측정하면 용접부의 피로강도를 측정할 수 있는데, 도면에 도시된 시험편 측정기(1)는 용접부의 피로강도를 측정할 수 있는 시험편 측정기를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.
시험편 지지대(10)는 십자형상으로 형성된 구조물이 상부에 안착될 수 있도록 시험편(S)의 단부를 지지할 수 있게 배치된다. 즉 시험편(S)의 일단이 반복하중을 가해주는 실린더(5)에 연결되고 나머지 단부가 시험편 지지대(10)에 안착될 수 있도록 설치된다.
시험편 고정 장치(100)는 시험편 지지대(10)에 설치되어 상부에 안착된 시험편(S)을 고정시키는 역할을 한다. 시험편 고정 장치(100)에 의하여 고정된 시험편(S)에 반복하중을 가하여 시험편(S)의 피로 강도를 측정한다.
시험편 고정 장치(100)에 대한 자세한 설명은 이하에서 도면을 참조하여 하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 시험편 고정 장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 시험편 고정 장치를 나타내는 정면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 시험편 고정 장치(100)는 시험편 그립수단(120), 및 그립수단 구동유닛(140)을 포함한다.
시험편 그립수단(120)은 시험편(S)에 인접하여 배치되고, 시험편(S)이 안착되는 시험편 지지대(10)에 시험편(S)을 고정시킨다. 또한 시험편 그립수단(120)은 그립수단 구동유닛(140)을 통해 서로 협력하여 시험편(S)을 고정시킨다.
또한, 시험편 그립수단(120)은 한쌍의 고정블럭일 수 있다. 즉, 시험편 그립수단(120)은 서로 밀착하여 시험편(S)을 고정시키고 서로 이격되어 시험편(S)을 시험편 지지대(10)로부터 취외할 수 있도록 하는 블럭형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 시험편 그립수단(120)은 시험편(S)의 상면과 양측면을 감싸도록 단차지게 형성된다. 즉, 시험편 그립수단(120)이 서로 협력하여 시험편(S)을 고정시킬 때 시험편(S)은 시험편 그립수단(120)에 형성된 단차부에 배치되어 고정된다.
한편, 시험편 그립수단(120)의 양측면에는 시험편 지지대(10)에 힌지 결합되어 회동되도록 돌출부(122)가 형성된다. 즉, 돌출부(122)가 시험편 지지대(10)에 형성된 제1 힌지구(10a)에 체결되어 시험편 그립수단(120)은 그립수단 구동유닛(140)에 의해 돌출부(122)를 중심으로 회전된다.
또한, 시험편(S)을 고정시키기 위하여 시험편 그립수단(120)이 서로 결합될 때, 시험편 그립수단(120)의 단차지게 형성된 측면은 시험편(S) 및 반대측에 배치된 시험편 그립수단(120)의 측면과 접촉하게 되는데, 접촉시의 충격을 완화하기 위하여 시험편 그립수단(120)의 단차지게 형성된 측면에는 충격완화부재(124)가 장착된다.
한편, 시험편 그립수단(120)이 서로 이격되도록 그립수단 구동유닛(140)에 의하여 구동될 때 단차지게 형성된 측면의 하부단 모서리가 시험편(120)에 간섭되지 않도록 시험편 그립수단(120)에는 경사면(126)이 형성된다.
그리고, 시험편 그립수단(120)이 상호 접촉되는 측면의 반대측면에는 구동유닛(140)과 체결되는 제2 힌지구(128)가 형성된다.
그립수단 구동유닛(140)은 시험편 지지대(10)의 일단이 연장부(10b)에 힌지 결합되고, 타단은 시험편 그립수단(120)의 제2 힌지구(128)에 체결된다. 즉, 시험편 지지대(10)의 연장부(10b)에는 그립수단 구동유닛(140)의 일단이 체결되는 제3 힌지구(10c)가 형성되어 그립수단 구동유닛(140)의 일단이 제3 힌지구(10c)에 힌지 결합된다.
또한, 구동유닛(140)은 실린더일 수 있다. 따라서, 실린더의 피스톤이 승강되어 시험편 그립수단(120)을 구동시킨다. 다시 말해 시험편 그립수단(120)이 시험편(S)과 접촉할때까지 구동유닛(140), 즉 실린더의 피스톤이 상승하면 시험편(S)은 고정된다.
그리고, 시험편(S)의 피로강도 측정이 종료되면 구동유닛(140), 즉 실린더의 피스톤이 하강하여 시험편 그립수단(120)을 시험편(S)으로부터 이격시킨다. 이에 따라 실험자는 시험편(S)을 시험편 지지대(10)로부터 용이하게 취외할 수 있다.
상기한 바와 같이, 실험자가 십자형 시험편(S)의 피로강도를 측정하기 위하여 시험편(S)을 시험편 지지대(10)에 고정시키고자 하는 경우 시험편(S)을 시험편 지지대(10)에 안착시킨 후 구동유닛(140)을 통하여 시험편 그립수단(120)을 구동시켜 시험편(S)을 고정시키므로 보다 정밀하게 시험편(S)을 고정시킬 수 있다.
즉, 시험편 그립수단(120)이 구동유닛(140)에 의하여 구동되어 일정한 이동경로상을 따라 이동하므로 시험편(S)은 항상 일정한 위치에 고정된다.
또한, 실험자에 의하여 시험편(S)이 고정되지 않아 시험편(S)을 고정하기 위한 작업시간을 단축할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 시험편 고정 장치의 동작을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 시험편 고정 장치의 시험편 그립수단이 이격된 상태를 도시한 동작도이고, 도 6은 본 발명에 따른 시험편 고정 장치의 시험편 그립수단이 결합된 상태를 도시한 동작도이다.
실험자는 십자형 형상의 시험편(S)의 피로강도를 측정하기 위하여 시험편 지지대(10)에 시험편(S)을 안착시킨다. 이때 시험편 그립수단(120)은 서로 이격된 상태에 있다. 즉, 시험편 그립수단(120)은 펼쳐진 상태에 있다.
이후 실험자는 구동유닛(140)을 작동시켜 시험편 그립수단(120)을 시험편(S)에 접촉되도록 한다. 시험편 그립수단(120)이 시험편(S)에 접촉되고 상호 협력하여 시험편(S)을 고정시키면 실험자는 구동유닛(140)의 작동을 정지시킨다.
시험편(S)이 고정되면, 실험자는 시험편(S)의 피로강도를 측정한다.
피로강도의 측정이 완료되면, 실험자는 구동유닛(140)을 작동시켜 시험편 그립수단(120)을 서로 이격시킨다. 이후 실험자는 시험편(S)을 시험편 지지대(10)로부터 취외시킬 수 있다.
상기한 바와 같이, 실험자가 십자형 시험편(S)의 피로강도를 측정하기 위하여 시험편(S)을 시험편 지지대(10)에 고정시키고자 하는 경우 시험편(S)을 시험편 지지대(10)에 안착시킨 후 구동유닛(140)을 통하여 시험편 그립수단(120)을 구동시켜 시험편(S)을 고정시키므로 보다 정밀하게 시험편(S)을 고정시킬 수 있다.
즉, 시험편 그립수단(120)이 구동유닛(140)에 의하여 구동되어 일정한 이동 경로상을 따라 이동하므로 시험편(S)은 항상 일정한 위치에 고정된다.
또한, 실험자에 의하여 시험편(S)이 고정되지 않아 시험편(S)을 고정하기 위한 작업시간을 단축할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 시험편 측정기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시험편 고정 장치를 포함하는 시험편 측정기를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시험편 고정 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시험편 고정 장치를 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 시험편 고정 장치의 시험편 그립수단이 이격된 상태를 도시한 동작도이다.
도 6은 본 발명에 따른 시험편 고정 장치의 시험편 그립수단이 결합된 상태를 도시한 동작도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 시험편 고정 장치
120 : 시험편 그립수단
140 : 그립수단 구동유닛

Claims (6)

  1. 시험편 측정기의 시험편 고정 장치에 있어서,
    시험편에 인접 배치되어 상기 시험편이 안착되는 시험편 지지대에 상기 시험편을 고정토록 제공된 시험편 그립수단; 및
    상기 지지대와 상기 시험편 그립수단에 연계되어 그립수단의 구동을 가능하게 하는 그립수단 구동유닛;을 포함하며,
    상기 시험편 그립수단은 상기 그립수단 구동유닛에 의해 서로 협력하여 상기 시험편을 고정하는 한쌍의 고정블럭으로 구성되며,
    상기 그립수단 구동유닛은 일단이 상기 시험편 지지대에 설치되고, 타단이 상기 한쌍의 고정블럭에 설치되는 실린더인 것을 특징으로 하는 시험편 고정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 실린더는
    상기 시험편 지지대와 상기 한쌍의 고정블럭에 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 시험편 고정 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 한쌍의 고정블럭은
    시험편과의 접촉면과 상기 고정블럭 상호간의 접촉면에 충격을 완화토록 설치되는 충격완화패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 시험편 고정 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 한쌍의 고정블럭은
    상기 그립수단 구동유닛에 의해 구동시 상기 시험편과의 간섭을 방지토록 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 시험편 고정 장치.
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