KR101012659B1 - 파이프 확관 시험기 - Google Patents

파이프 확관 시험기 Download PDF

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KR101012659B1
KR101012659B1 KR1020100049034A KR20100049034A KR101012659B1 KR 101012659 B1 KR101012659 B1 KR 101012659B1 KR 1020100049034 A KR1020100049034 A KR 1020100049034A KR 20100049034 A KR20100049034 A KR 20100049034A KR 101012659 B1 KR101012659 B1 KR 101012659B1
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Abstract

본 발명의 파이프 확관 시험기는 가압수단에 의해 상, 하로 움직이는 상부지그와; 확관 하고자 하는 시료를 설치할 수 있는 시료설치대와; 상기 시료설치대에 설치되어 있는 시료를 상부지그의 작동에 의해 확관시킬 수 있도록 형성되는 하부지그와; 상기 상부지그의 이동량을 제한하도록 설치되는 리미트장치와; 상기 상부지그의 이동량을 측정하는 변위장치와; 상기 상부지그를 작동시키는 가압수단의 하중값을 측정할 수 있는 로드셀과; 상기 상부지그, 시료설치대, 하부지그, 리미트 장치, 로드셀, 변위장치와 연동하여 제어하면서, 가압수단에서 가해지는 하중값 대비 시료의 확관변위를 측정하는 제어부;로 구성되어, 시료의 재질 및 확관의 변위량, 확관하고자 하는 시료의 길이에 따라 발생하는 하중값을 제어부를 통해 데이터를 산출하여 사용자가 데이터를 기초로 작업을 함으로써, 사용자의 편의성 증대, 불량율의 축소효과 및 자동화 공정이 더욱 원활히 이루어질 수 있고, 리미트 장치를 통해 상부지그와 하부지그가 맞닿는 원점보정 및 최대상승, 최대하강 폭을 조절하도록 함으로써 정확한 데이터를 산출할 수 있을 뿐만 아니라, 하부지그의 확관편에 형성된 확관부의 형상을 시료의 형상 및 시료의 크기별로 하부지그를 제작한 후 탈부착하도록 구성하여 다양한 시료에 적용할 수 있는 파이프 확관 시험기를 제공한다.

Description

파이프 확관 시험기{Tester for extention pipe}
본 발명은 파이프 확관 시험기에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 시료의 재질 및 확관의 변위량, 확관하고자 하는 시료의 길이에 따라 발생하는 하중값을 제어부를 통해 데이터를 산출하여 사용자가 데이터를 기초로 작업을 함으로써, 사용자의 편의성을 증대시킴은 물론 불량율을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 자동화 공정이 더욱 원활히 이루어질 수 있고, 리미트 장치를 통해 상부지그와 하부지그가 맞닿는 원점보정 및 최대상승, 최대하강 폭을 조절하도록 함으로써 정확한 데이터를 산출할 수 있을 뿐만 아니라, 하부지그의 확관편에 형성된 확관부의 형상을 시료의 형상 및 시료의 크기별로 하부지그를 제작한 후 탈부착하도록 구성하여 다양한 시료에 적용할 수 있는 파이프 확관 시험기에 관한 것이다.
일반적으로, 확관장치는 내부가 중공형태로 이루어진 다양한 형상의 파이프의 일측을 파이프의 내경보다 더 크게 확대시키기 위해 이용한다.
이러한, 확관장치들은 유압이나 공압 또는 기타 다른 하중장치들을 이용하여 파이프의 특정부위를 확관하도록 사용하고 있는 실정이다.
하지만, 종래의 확관장치들의 대부분은 현장에서 소재의 재질이나, 확관하고자 하는 소재의 크기(내경), 소재의 길이 등을 감안하여 하중을 가하는 것이 아니라, 반복적인 실험이나 경험에 의해 하는 경우가 대부분이었다.
특히, 소재의 재질, 크기, 길이에 따라 확관장치를 반복적으로 작동시켜서 최적치를 찾아야만 하였고, 이로 인해 추후 동일한 형태의 소재의 가공 또는 소재의 크기, 길이 및 재질의 변화에 따라 그때마다 다시 작업을 한 후 최적치의 하중을 찾아야만 하는 번거로움이 있었다.
특히, 상기와 같은 작업을 반복적으로 함에 따라 작업의 능률저하 및 그에 따른 생산성의 저하를 초래하는 문제점이 지적되어 왔다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 파이프 확관 시험기는 가압수단에 의해 상, 하로 움직이는 상부지그와; 확관 하고자 하는 시료를 설치할 수 있는 시료설치대와; 상기 시료설치대에 설치되어 있는 시료를 상부지그의 작동에 의해 확관시킬 수 있도록 형성되는 하부지그와; 상기 상부지그의 이동량을 제한하도록 설치되는 리미트장치와; 상기 상부지그의 이동량을 측정하는 변위장치와; 상기 상부지그를 작동시키는 가압수단의 하중값을 측정할 수 있는 로드셀과; 상기 상부지그, 시료설치대, 하부지그, 리미트 장치, 변위장치, 로드셀과 연동하여 제어하면서, 가압수단에서 가해지는 하중값 대비 시료의 확관변위를 측정하는 제어부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파이프 확관 시험기에 형성된 상부지그는 가압수단과 연결되어 있으며, 하부지그를 작동킬 수 있도록 원뿔 또는 각뿔형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파이프 확관 시험기에 형성된 시료설치대는, 내측에 시료를 안착하기 위한 안착부를 포함한 플레이트와, 상기 플레이트를 상, 하로 이동시키도록 모터와 스크류로 구성된 이송부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파이프 확관 시험기에 형성된 하부지그는, 내측으로는 하측으로 갈수록 좁아지는 원뿔 또는 각뿔 형태로 구성된 홀이 형성되고 하단에는 시료의 결합 및 확관시키기 위한 확관부를 포함하는 다수의 확관편이 구성되되, 상기 확관편의 상단부 측면에는 지그 하우징이 구성되고, 상기 지그 하우징과 다수의 확관편 사이에는 상부지그에 의해 작동하여 시료를 확관시킨 후 상부지그가 제거되면 최초의 자리로 복귀할 수 있도록 스프링과 스프링 홀더 및 핀으로 구성된 복원부가 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파이프 확관 시험기에 형성된 하부지그의 확관편에 형성된 확관부는 시료의 형상과 동일한 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 파이프 확관 시험기에 형성된 리미트장치는 상부지그가 이동할 수 있는 최대상승, 최대하강에 대한 제어 및 상부지그가 하부지그에 맞닿는 순간을 제어하여 원점을 설정할 수 있도록 작동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파이프 확관 시험기에 형성된 제어부는, 상부지그의 이동량에 따라 하부지그에 의해 확관되는 시료의 변위량을 기 입력한 상태에서 상부지그의 작동에 따라 이동한 거리대비 시료의 변위량 및 가해지는 하중값을 측정하도록 작동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파이프 확관 시험기는 시료의 재질 및 확관의 변위량, 확관하고자 하는 시료의 길이에 따라 발생하는 하중값을 제어부를 통해 데이터를 산출하여 사용자가 데이터를 기초로 작업을 함으로써, 사용자의 편의성을 증대시킴은 물론 불량율을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 자동화 공정이 더욱 원활히 이루어질 수 있다.
또한, 리미트 장치를 통해 상부지그와 하부지그가 맞닿는 원점보정 및 최대상승, 최대하강 폭을 조절하도록 함으로써 정확한 데이터를 산출할 수 있다.
아울러, 하부지그의 확관편에 형성된 확관부의 형상을 시료의 형상 및 시료의 크기별로 하부지그를 제작한 후 탈부착하도록 구성하여 다양한 시료에 적용할 수 있는 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명에 따른 파이프 확관 시험기를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 본체를 제거한 상태를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 하부지그를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 하부지그를 단면하여 도시한 단면도.
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 구성을 더욱 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3에서 도시된 바와 같이 본 발명은 내측에 제1, 2, 3 받침판(p1, p2, p3)을 포함하는 본체(H) 내에 각 구성요소들이 결합되어 있다.
우선, 상부지그(10)는 제1 받침판(p1)의 상측에 형성된 실린더와 같은 작동유체에 의해 작동하는 가압수단(c)과 일측이 결합된 상태로 구성된다.
이때에, 상기 상부지그(10)는 원뿔 또는 각뿔 형태 중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성할 수 있다.
또한, 시료설치대(20)는 본체(H)에 포함되어 있는 제3 받침판(p3)에 설치되어 시료(s)를 설치할 수 있도록 구성된다.
상기 시료설치대(20)는 내측에 시료(s)를 안착하기 위한 안착부(21a)를 포함하는 플레이트(21)를 구성하고, 상기 플레이트(21)를 상, 하로 이동시켜 시료(s)를 탈부착할 수 있도록 모터(22a)와 스크류(22b)로 이루어진 이송부(22)가 상기 플레이트(21)의 하부 및 양 측면에 형성되어, 모터(21a)의 작동에 의해 스크류(22b)가 회전하면서 플레이트(21)를 이송시키도록 구성된다.
특히, 상기 시료설치대(20)는 제2, 3 받침판(p2, p3) 사이에 배치되어 제2, 3 받침판(p2, p3)의 가장자리에 구성되는 가이드핀(GP) 및 베어링(B)에 의해 플레이트(21)가 지지 및 가이드 되어 움직일 수 있도록 구성된다.
이때에, 상기 모터(22a)와 스크류(22b)의 결합은 도 2 내지 도 3에서와 같이 체인이나 벨트 등의 동력전달수단(D)을 통해 연결할 수 있으며, 이와는 다르게 기어와 같은 동력수단(D)을 이용할 수도 있다.
한편, 하부지그(30)는 상기 본체(H)의 제2 받침판(p2)의 상측에 설치되어, 하측으로는 시료설치대(20)에 설치된 시료(s)의 일측을 지지 및 확관시킬 수 있도록 구성되고, 타측으로는 상기 상부지그(10)의 상, 하 구동에 의해 작동할 수 있도록 구성된다.
상기 하부지그(30)는 도 4에서 도시된 바와 같이 등 간격으로 분할되어 있는 다수의 확관편(31)이 구성된다.
상기 확관편(31)은 내측으로는 하측으로 갈수록 좁아지되, 다수의 확관편(31)이 결합된 상태일 때에 상기 상부지그(10)와 동일한 형상으로 구성되는 홀(31a)이 구성되어 있다.
즉, 상기 상부지그(10)가 하강하였을 때에 다수의 확관편(31)이 벌어질 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 상기 확관편(31)의 하단부에는 상기 시료설치대(20)에 안착되는 시료(s)의 일측을 고정결합하면서 시료(s)를 확관시킬 수 있도록 시료(s)의 단면 형상과 동일한 형태로 이루어진 확관부(31b)가 구성되어 있다.
그리고 상기 확관편(31)의 상단부의 측면에는 지그 하우징(32)과 상기 지그 하우징(32)과 확관편(31) 사이에 상기 상부지그(10)가 하강하여 각각의 확관편(31)이 벌어진 상태에서, 상부지그(10)가 상승하였을 때에 각각의 확관편(31)이 최초의 자리로 복귀할 수 있도록, 스프링(33a)과 상기 스프링(33a)을 고정하기 위한 스프링 홀더(33b) 및 상기 스프링(33a)과 스프링 홀(33b)을 확관편(31)에 결합시키기 위한 핀(32c)으로 이루어진 복원부(33)가 구성된다.
상기 핀(32c)은 도 5에와 같이 확관편(31)과의 결합시 고정가능하도록 나사산을 형성할 수 있다.
삭제
여기서, 상기 복원부(33)의 스프링(33a)은 상부지그(10)를 통해 하부지그(30)를 작동시킬 때에, 하부지그(30)의 작동을 방해하지 않을 정도의 탄성력을 가진 것을 사용하여 정확한 데이터를 산출할 수 있도록 구성함이 바람직하다.
한편, 상기 제1, 2 받침판(p1, p2) 사이에는 상부지그(10)의 이동량을 제한할 수 있으면서, 상기 상부지그(10)의 정확한 이동량을 측정할 수 있게 영점조절을 할 수 있는 리미트 장치(40)가 구성된다.
즉, 상부지그(10)의 하강시 하부지그(30)와 맞닿는 순간을 영점으로 하여, 추후 상기 상부지그(10)가 가압수단(c)에 의해 하강할 때에 실제로 상부지그(10)의 이동량 대비 하부지그(30)의 확관편(31)이 벌어지는 정도를 정확히 측정할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 제1, 2 받침판(p1, p2) 사이에는 변위장치(50)가 구성되어, 상부지그(10)가 제1 받침판(p1)과 이동할 때에 실제로 움직인 거리를 측정할 수 있도록 구성된다.
이러한 변위장치(50)는 접촉식 센서나 비접촉식 센서를 통해 이동거리를 측정할 수 있다.
그리고 상기 상부지그(10)에는 로드셀(60)이 구성되어 상부지그(10)에 가해지는 하중값량을 측정할 수 있도록 구성된다.
아울러, 본 발명에서는 상기 상부지그(10), 시료설치대(20), 하부지그(30), 리미트 장치(40), 변위장치(50), 로드셀(60)의 제어 및 상기 구성요소에서 얻은 데이터를 수신하여, 상부지그(10)의 이동량 및 가해지는 하중값에 따른 시료(s)의 확관변위를 측정하여 데이터화 시킬 수 있는 제어부(70)로 구성된다.
즉, 상기 제어부(70)에는 상부지그(10)의 이동량 대비 시료(s)가 확관되는 확관비율이 기 입력된 상태로 구성되어 있기 때문에, 상기와 같이 상부지그(10)의 이동량에 따른 시료(s)의 확관시 확관되는 양 및 확관시 발생하는 하중값을 측정할 수 있게 된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 파이프 확관 시험기의 바람직한 실시 예를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 시료(s)의 형상, 확관하고자 하는 시료(s)의 길이에 따라 이에 맞는 하부지그(30)를 장착하고, 시료(s)를 확관하고자 하는 길이에 맞게 리미트 장치(40)를 셋팅한다.
즉, 하부지그(30)의 복원부(33)에 형성된 홀더(33b), 핀(33c) 및 스프링(33a)를 제거한 상태에서, 확관편(31)을 시료(s)에 맞는 확관편(31)을 설치한 후, 복원부(33)를 조립하도록 한다.
그런 후, 제어부(100)를 이용하여 시료설치대(20)에 형성되어 있는 이송부(22)의 모터(22a)를 구동시켜 시료(s)의 길이에 맞춰서 시료설치대(20)의 플레이트(21)를 적당한 위치에 배치시킨 상태에서 시료(s)를 플레이트(21)의 안착부(21a)에 안착시킨다.
다음, 다시 이송부(22)의 모터(22a)를 구동시켜 시료(s) 중 시료설치대(20)의 플레이트(21)에 형성된 안착부(21a)와 맞닿은 반대편이 하부지그(30)의 확관편(31)에 형성되어 있는 확관부(31b)에 삽입이 이루어질 때까지 작동시키도록 한다.
여기서, 상기 이송부(22)의 모터(22a)는 제어부(100)를 통해 제어할 수도 있겠지만, 편의상 별도의 조작부(도면에 미도시)를 더 형성하여 사용자가 수동으로 조작할 수도 있다.
상기와 같이 시료(s)의 안착이 완료되면 제어부(70)를 통해 가입수단(c)을 작동시켜 상부지그(10)가 하부지그(30)와 맞닿을 때의 위치를 변위장치(50)에서 영점으로 인식할 수 있는 영점보정작업을 실시한다.
이러한, 영점보정작업은 물체 간의 접촉이 발생하였을 때의 위치변위를 측정하는 것으로 상세한 언급은 생략하도록 한다.
한편, 상기와 같이 영점보정까지 완료가 되면, 제어부(70)를 이용하여 가압수단(c)을 작동시켜 상부지그(10)가 하강할 수 있도록 작동시킨다.
그러면, 상기 상부지그(10)는 하부지그(30)의 확관편(31)에 형성되어 있는 홀(31a)에 삽입이 이루어지게 된다.
또한, 상기와 같이 하강하는 상부지그(10)는 리미트 장치(40)에서 셋팅한 깊이만큼만 하강이 이루어지게 된다.
한편, 상기와 같이 삽입된 상부지그(10)에 의해 하부지그(30)에 형성된 등간간격으로 다수로 분할되어 있던 확관편(31)이 외곽으로 벌어지게 되면서, 확관편(31)의 확관부(31b)에 결합되어 있던 시료(s)의 일측이 확관이 이루어지게 된다.
이때에, 상기 상부지그(10)의 일측에 형성되어 있는 변위장치(50)에서는 상부지그(10)가 이동한 거리를 영점에서 부터 카운트하여 이를 제어부(70)로 송신하게 되고, 또한, 상부지그(10)에 설치되어 있는 로드셀(60)에서 측정한 가압수단(c)의 하중값도 제어부(70)로 데이터가 송신된다.
특히, 본 발명에서는 상기 제어부(70)에서 상부지그(10)의 이동량 대비 시료(s)가 확관되는 확관량이 이미 데이터화 되어 입력된 상태이기 때문에, 상기와 같이 일정량의 확관이 이루어지는 시점에서의 하중값을 제어부(70)에서 산출하게 되면, 이를 토대로 하여 시료(s)와 동일한 크기 및 길이 및 동일 재질의 소재를 확관 가공함에 있어, 불량이 발생하지 않으면서 가공작업의 효율성을 증대시킬 수 있게 되는 것이다.
다시 말해, 확관하고자 하는 소재의 크기에 및 길이에 따라 발생하는 하중값, 소재의 재질에 따른 하중값이 각각 상이하게 되는데, 본 발명을 통해 데이터를 산출하게 되면 소재의 확관에 필요한 하중값만을 이용할 수 있기 때문에 불량율 및 가공작업의 효율성을 증대할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기와 같이 시료(s)의 확관작업이 완료되면, 제어부(70)에 의해 상부지그(10)가 승강하게 된다.
이때에, 본 발명에서는 리미트 장치(40)에 의해 일정 범위까지만 상부지그(10)가 승강하도록 제어를 하게 된다.
이는, 사용자의 부주의에 의해 너무 많이 승강시킬 경우 상부지그(10)의 파손이 우려되기 때문이다.
또한, 상기 상부지그(10)의 상승과 더불어 하부지그(30)에 형성되어 있는 복원부(33)에 의해 하부지그(30)의 각각의 확관편(31)은 최초의 자리로 복귀하게 된다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 대해 기재한 것이지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변형 가능함을 명시한다.
H : 본체 p1, p2, p3 : 제1, 2, 3 받침판
GP : 가이드핀 B : 베어링
c : 가압수단 10 : 상부지그
20 : 시료설치대 s : 시료
21 : 플레이트 21a : 안착부
22 : 이송부 22a : 모터
22b : 스크류 30 : 하부지그
31 : 확관편 31a : 홀
31b : 확관부 32 : 지그 하우징
33 : 복원부 33a : 스프링
33b : 스프링 홀더 33c : 핀
40 : 리미트장치 50 : 변위장치
60 : 로드셀 70 : 제어부
100 : 파이프 확관 시험기

Claims (8)

  1. 가압수단(c)에 의해 상, 하로 움직이는 원뿔 형태의 상부지그(10);
    가압수단(c)에 의해 상, 하로 움직이는 상부지그(10);
    확관 하고자 하는 시료(s)를 설치할 수 있는 시료설치대(20);
    상기 시료설치대(20)에 설치되어 있는 시료(s)를 상부지그(10)의 작동에 의해 확관시킬 수 있도록 내측으로는 하측으로 갈수록 좁아지는 원뿔 형태로 구성된 홀(31a)이 형성되고 하단에는 시료(s)의 결합 및 확관시키기 위한 확관부(31b)를 포함하는 다수의 확관편(31)이 구성되되, 상기 확관편(31)의 상단부 측면에는 지그 하우징(32)이 구성되고, 상기 지그 하우징(32)과 다수의 확관편(31) 사이에는 상부지그(10)에 의해 작동하여 시료(s)를 확관시킨 후 상부지그(10)가 제거되면 최초의 자리로 복귀할 수 있도록 스프링(33a)과 스프링 홀더(33b) 및 핀(33c)으로 구성된 복원부(33)가 구성되어 있는 하부지그(30);
    상기 상부지그(10)의 이동량을 제한하도록 설치되는 리미트장치(40);
    상기 상부지그(10)의 이동량을 측정하는 변위장치(50);
    상기 상부지그(10)를 작동시키는 가압수단(c)의 하중값을 측정할 수 있는 로드셀(60);
    상기 상부지그(10), 시료설치대(20), 하부지그(30), 리미트 장치(40), 변위장치(50), 로드셀(60)과 연동하여 제어하면서, 가압수단(c)에서 가해지는 하중값 대비 시료의 확관변위를 측정하는 제어부(70);로 이루어진 것에 특징이 있는 파이프 확관 시험기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 시료설치대(20)는, 내측에 시료(s)를 안착하기 위한 안착부(21a)를 포함한 플레이트(21)와, 상기 플레이트(21)를 상, 하로 이동시키도록 모터(22a)와 스크류(22b)로 구성된 이송부(22)로 이루어진 것에 특징이 있는 파이프 확관 시험기.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 하부지그(30)의 확관편(31)에 형성된 확관부(31b)는 시료(s)의 형상과 동일한 형상으로 이루어진 것에 특징이 있는 파이프 확관 시험기.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 리미트장치(40)는 상부지그(10)가 이동할 수 있는 최대상승, 최대하강에 대한 제어 및 상부지그(10)가 하부지그(30)에 맞닿는 순간을 제어하여 원점을 설정할 수 있도록 작동하는 것에 특징이 있는 파이프 확관 시험기.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제어부(70)는, 상부지그(10)의 이동량에 따라 하부지그(30)에 의해 확관되는 시료(s)의 변위량을 기 입력한 상태에서 상부지그(10)의 작동에 따라 이동한 거리대비 시료(s)의 변위량 및 가해지는 하중값을 측정하도록 작동하는 것에 특징이 있는 파이프 확관 시험기.
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