KR101236437B1 - Spherical Bearing and Supporting Apparatus for Vibration Test using the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진동시험 중 시험대상 구조물이 진동을 할 때, 수평방향 운동이 발생하더라도 수평방향 운동을 구속하지 않으면서 복원력을 가지도록 하고, 또한 수직방향으로는 체적이 큰 공기탱크가 부착된 에어스프링을 사용하여 시험대상물을 지지하는 지지력이 항상 일정하게 유지될 수 있게 함으로써 정밀한 진동시험을 할 수 있는 구면베어링 및 이를 이용한 진동시험용 지지장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 진동시험용 지지장치는 바닥에 설치되는 지지구조물(10); 지지구조물(10)의 상부에 결합되는 것으로서, 벨로우즈(21), 벨로우즈(21)의 상하부에 각각 구비되는 브래킷(22), 하부 브래킷(22)에 구비되는 공기관연결구(23)를 포함하는 적어도 하나의 에어스프링(20); 에어스프링(20)의 상단에 부착되는 고정단(31)과, 고정단(31) 위에서 미끄럼 운동을 하는 가동단(32)과, 고정단(31)과 가동단(32) 사이에 개재된 볼베어링(33)과, 가동단(32)의 상부에 구비된 볼소켓(34)과, 하단이 볼소켓(34)의 지지홈(34a)에 삽입 지지되고 상단에 시험대상 구조물을 지지하는 지지판(35b)을 갖는 볼지지대(35)를 포함하는 구면베어링; 일측면이 공기공급관(41)에 의해 상기 에어스프링(20)에 연결되고, 타측면에 구비된 공기주입구(42)를 통해 외부로부터 압축공기가 충진되는 공기탱크(40); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention has a restoring force without restraining the horizontal movement even if the horizontal movement occurs when the structure under test vibration during the vibration test, and also has an air spring with a large volume in the vertical direction The present invention relates to a spherical bearing and a vibration test support device using the same, by which a support force for supporting a test object can be always maintained by using a constant vibration test.
Vibration test support device according to the invention the support structure 10 is installed on the floor; At least one coupled to the upper portion of the support structure 10, including the bellows 21, the bracket 22 provided on the upper and lower portions of the bellows 21, the air pipe connector 23 provided on the lower bracket 22 Air spring 20; The fixed end 31 attached to the upper end of the air spring 20, the movable end 32 for sliding on the fixed end 31, and the ball bearing interposed between the fixed end 31 and the movable end 32 (33), the ball socket 34 provided on the upper end of the movable end 32, and the lower end is inserted into the support groove (34a) of the ball socket 34 and the support plate 35b for supporting the structure to be tested on the upper end Spherical bearing comprising a ball support (35) having a); An air tank 40 having one side connected to the air spring 20 by an air supply pipe 41 and filled with compressed air from the outside through an air inlet 42 provided at the other side; And a control unit.
Description
본 발명은 구면베어링 및 이를 이용한 진동시험용 지지장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 진동시험 중 시험대상 구조물이 진동을 할 때, 수평방향 운동이 발생하더라도 수평방향 운동을 구속하지 않으면서 복원력을 가지도록 하고, 또한 수직방향으로는 체적이 큰 공기탱크가 부착된 에어스프링을 사용하여 스프링상수가 0인 자유지지상태를 만족하도록 하여 시험대상물을 지지하는 지지력이 항상 일정하게 유지될 수 있게 함으로써 정밀한 진동시험을 할 수 있는 구면베어링 및 이를 이용한 진동시험용 지지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spherical bearing and a support device for vibration testing using the same, and more particularly, to have a restoring force without restraining the horizontal movement even if the horizontal movement occurs when the structure under test vibrates during the vibration test. In addition, in the vertical direction, an air spring with an air tank with a large volume is used to satisfy the free support state with a spring constant of zero so that the supporting force for supporting the test object can be kept constant at all times. It relates to a spherical bearing and a support device for vibration test using the same.
최근 전자현미경, 반도체 제조장비 등 정밀장비들의 경우 장비의 진동이 제품의 가장 중요한 성능 요인으로 등장하고 있다. 또한 고급 자동차의 경우 안전과 성능 그리고 승차감 측면에서 진동이 가장 중요한 품질 요인으로 대두하고 있다.Recently, in the case of precision equipment such as electron microscopes and semiconductor manufacturing equipment, vibration of equipment has emerged as the most important performance factor of the product. In the case of luxury cars, vibration is the most important quality factor in terms of safety, performance and comfort.
상기와 같은 이유로 진동에 민감한 장비들은 엄정한 이론적 해석으로 진동특성을 고려하여 장비를 설계하고 있으며, 시제품을 제작하여 실험적으로 장비의 고유진동수(Natural Frequency), 진동모드(Vibration Mode), 감쇄특성(Modal Damping) 등의 진동특성을 파악하고 있다. 이와 같은 목적으로 장비의 진동특성을 파악하기 위한 진동시험을 모달테스트(Modal Test)라고 한다.For the above reasons, the equipment sensitive to vibration is designed in consideration of the vibration characteristics by a strict theoretical analysis, and by manufacturing a prototype, the natural frequency, vibration mode, attenuation characteristics ( Vibration characteristics such as modal damping) are understood. For this purpose, a vibration test to grasp the vibration characteristics of the equipment is called a modal test.
구조물의 진동특성은 구조물의 구조 그 자체뿐만 아니라 그 구조물의 지지상태에 따라서도 달라지므로, 상기와 같은 진동시험에 있어서 시험대상 구조물을 지지하는 지지장치는 구조물의 진동특성에 영향을 가능하면 적게 주도록 설계하여야 한다. 이와 같이 구조물의 진동특성이 외부의 영향을 받지않는 상태를 자유지지상태라고 한다.Since the vibration characteristics of the structure depend not only on the structure itself, but also on the support state of the structure, the support device for supporting the structure under test in the vibration test as described above should have as little influence on the vibration characteristics of the structure as possible. It must be designed. In this way, the state that the vibration characteristics of the structure are not affected by the outside is called a free supporting state.
진정한 자유지지상태를 구현하려면 시험대상 구조물을 허공에 띄워놓은 상태가 되어야 하나, 이와 같은 완전한 자유지지상태는 실현이 불가능하다. 현실적으로는 지지장치와 시험대상 구조물로 이루어지는 진동계의 고유진동수가 시험대상 구조물 자체의 최저 고유진동수보다 충분히 낮을 경우 자유지지상태로 취급한다. 이 경우 시험을 위한 지지방법이 시험대상 구조물의 진동특성에 미치는 영향이 미미하다.To achieve a true free support state, the structure under test must be left in the air, but such a free support state is not feasible. In reality, if the natural frequency of the vibrometer consisting of the supporting device and the structure under test is sufficiently lower than the lowest natural frequency of the structure under test itself, it shall be treated as a free support state. In this case, the support method for the test has a minimal effect on the vibration characteristics of the structure under test.
이와 같은 자유지지상태를 구현하기 위한 방법으로는, 진동체가 진동하더라도 지지력이 항상 일정하게 유지되는 방법으로 진동체를 지지하면 된다. 즉, 진동체에 변위가 발생하더라도 지지력이 일정하게 유지되는 지지장치의 경우 스프링상수가 0(영)인 탄성지지장치에 해당하고, 이 경우 지지장치가 진동체의 진동특성에 영향을 주지않으므로 자유지지상태를 만족한다. As a method for implementing such a free support state, the vibrating body may be supported in a manner that the bearing force is always maintained even when the vibrating body vibrates. That is, in the case of a support device that maintains a constant bearing force even when displacement occurs in the vibrating body, it corresponds to an elastic support device having a spring constant of 0 (zero). Satisfy support status.
대형 연성 구조물의 경우 자체의 최저 고유진동수가 1 내지 2Hz로 낮은 경우가 있으므로 이러한 연성 구조물의 진동시험을 위해서는 지지장치의 고유진동수가 0.5Hz이하로 일정하게 유지되어야 한다.In the case of large flexible structures, their minimum natural frequency may be as low as 1 to 2 Hz. Therefore, for the vibration test of such flexible structures, the natural frequency of the supporting device should be kept below 0.5 Hz.
상기와 같은 자유지지상태를 구현하기 위하여, 종래의 진동시험장치는 스프링상수가 매우 낮은 에어스프링과 수평베어링을 사용하여 시험대상 구조물을 지지하는 방식을 채용하였다. 통상의 에어스프링은 유연한 고무막 등과 같이 신축력이 있는 재료로 제작된 벨로우즈의 상하단에 브래킷을 구비하여 시험대상 구조물과 지지할 장소의 바닥에 고정하도록 제작된다. 이와 같이 에어스프링과 수평베어링을 사용하여 구조물을 지지할 경우, 내부의 공기압력을 적절히 조정하면 수직방향으로는 매우 낮은 고유진동수를 갖게 하면서 수직방향으로는 하중에 대한 저항이 없어 자유지지상태에 근접하게 된다.In order to implement the free supporting state as described above, the conventional vibration test apparatus adopts a method of supporting the structure to be tested by using an air spring and a horizontal bearing having a very low spring constant. Conventional air springs have brackets at the upper and lower ends of bellows made of elastic material such as flexible rubber membranes, and are manufactured to be fixed to the structure under test and the floor of the place to be supported. In this way, when supporting the structure using air spring and horizontal bearing, if the internal air pressure is properly adjusted, it has very low natural frequency in the vertical direction and there is no resistance to load in the vertical direction, so it is close to the free support state. Done.
통상적인 에어스프링의 스프링상수는 벨로우즈의 단면적에 비례하고 내부체적에 반비례한다. 에어스프링으로 지지되는 진동계의 고유진동수를 낮추려면 에어스프링의 스프링상수를 낮추어야 하고, 스프링상수를 낮추려면 벨로우즈의 단면적은 작게 하고 내부체적은 크게 설계하여야 한다. The spring constant of a typical air spring is proportional to the cross-sectional area of the bellows and inversely proportional to the internal volume. To reduce the natural frequency of the vibration system supported by the air spring, the spring constant of the air spring must be lowered. To lower the spring constant, the cross-sectional area of the bellows must be small and the internal volume must be large.
그러나 에어스프링을 이렇게 설계하는 데는 일정한 한계가 있다.However, there are certain limitations to this design of air springs.
그리고 에어스프링은 하중을 받을 경우 벨로우즈가 변형을 하는데, 이 경우 벨로우즈의 단면적은 커지고, 내부체적은 작아진다. 이에 따라, 지지하고 있는 구조물이 진동을 하고 있을 동안 에어스프링의 스프링상수가 계속 변하여 지지력의 크기가 변하고, 그 결과 지지장치에 의하여 정해지는 진동계의 고유진동수가 계속 변하여 정밀한 시험이 이루어지지 않는 문제가 있다.The bellows deforms when the air spring is loaded. In this case, the cross-sectional area of the bellows is increased and the internal volume is reduced. Accordingly, while the supporting structure is vibrating, the spring constant of the air spring is continuously changed, and the magnitude of the bearing force is changed. As a result, the natural frequency of the vibration system determined by the support device is continuously changed, so that a precise test is not performed. have.
또한 수평베어링의 경우 수평방향 구속력이 전혀 없을 뿐만 아니라, 원래 위치로 복원력이 없어 아주 불안정한 지지상태가 되는 문제점이 있다.In addition, in the case of a horizontal bearing, there is no horizontal restraining force at all, and there is a problem in that it becomes a very unstable support state because there is no restoring force to the original position.
이와 같이 연성 구조물의 진동시험을 할 때 에어스프링을 사용하여 자유지지상태를 만족하도록 시험대상 구조물을 지지하는 방법은 진동계의 고유진동수를 일정 이하로 낮추기 어려운 문제점이 있고, 또한 시험 중에 진동계의 진동특성이 계속 변하여 정밀한 시험이 이루어지지 않는 문제점이 있다.As described above, the method of supporting the structure to be tested to satisfy the free support state by using an air spring during the vibration test of the flexible structure has a problem that it is difficult to lower the natural frequency of the vibration system below a certain level, and also the vibration characteristics of the vibration system during the test. There is a problem that this ever-changing precision test is not made.
따라서 스프링상수를 아주 낮게 하여 지지장치가 자유지지상태를 구현하고, 시험중에 구조물을 지지하는 힘의 크기인 지지력이 항상 일정하게 유지되는 새로운 진동시험용 지지장치가 요구되고 있다.Accordingly, a new vibration test support device is required in which the support device realizes a free support state with a very low spring constant, and the support force, which is the magnitude of the force supporting the structure during the test, is always kept constant.
따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 진동시험 중 시험대상 구조물이 진동을 할 때, 수평방향 운동이 발생하더라도 수평방향 운동을 구속하지 않으면서 복원력을 가지도록 하고, 또한 수직방향으로는 체적이 큰 공기탱크가 부착된 에어스프링을 사용하여 스프링상수가 0인 자유지지상태를 만족하도록 하여 시험대상물을 지지하는 지지력이 항상 일정하게 유지될 수 있게 함으로써 정밀한 진동시험을 할 수 있는 구면베어링 및 이를 이용한 진동시험용 지지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and when the structure to be subjected to vibration during the vibration test, even if the horizontal movement occurs, it has a restoring force without restraining the horizontal movement, and also vertical In the direction, it is possible to perform precise vibration test by using air spring with a large volume air tank to satisfy the free support state with zero spring constant so that the supporting force for supporting the test object can be kept constant at all times. An object of the present invention is to provide a spherical bearing and a support device for vibration testing using the same.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 구면베어링은 상면에 오목한 구형의 일부 표면모양을 갖는 베어링 자리홈이 형성된 고정단;In order to achieve the above object, the spherical bearing according to the present invention is a fixed end formed with a bearing seat groove having a concave spherical surface shape on the upper surface;
상기 고정단의 베어링 자리홈에 배치되는 복수 개의 볼베어링;A plurality of ball bearings disposed in the bearing seat grooves of the fixed end;
상기 볼베어링 상면에 면접촉되게 탑재되어 상기 볼베어링 상면을 따라 미끄럼 운동이 가능하도록 하면이 볼록한 구형의 일부 표면모양을 갖는 가동단;A movable end mounted in surface contact with the upper surface of the ball bearing so as to have a sliding surface along the upper surface of the ball bearing, the movable end having a convex spherical surface shape;
상기 가동단의 상부에 구비되고 오목한 반구형 지지홈을 갖는 볼소켓;A ball socket provided at an upper portion of the movable end and having a concave hemispherical support groove;
하단에 상기 볼소켓의 지지홈에 삽입 지지되는 구형의 볼스터드를 갖고, 상단에 시험대상 구조물을 지지하는 지지판을 가지며, 상기 볼스터드와 상기 지지판 사이에 수직으로 연결되는 커넥팅로드를 갖는 볼지지대;A ball support having a spherical ball stud inserted into a support groove of the ball socket at a lower end thereof, a support plate supporting a structure to be tested at an upper end thereof, and a connecting rod vertically connected between the ball stud and the support plate;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 고정단의 양측면에는, 상기 가동단이 미끄럼 운동을 할 때, 상기 가동단이 상기 고정단으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지부재가 각각 서로 대향하는 형태로 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, both side surfaces of the fixed end is provided with an anti-separation member facing each other to prevent the movable end from being separated from the fixed end when the movable end is slid. It is characterized by being.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 이탈방지부재 각각은, 그 말단부가 상기 고정단의 양 측면에 체결수단에 의해 체결되고 그 선단부가 상기 가동단의 측면 일부를 수용하는 형태로 상기 가동단의 상면과 일정 간격을 두고 상기 볼소켓을 향하여 뻗도록 기역자(ㄱ)자 모양으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, each of the separation preventing member, the distal end is fastened by fastening means on both sides of the fixed end and the front end and the upper surface of the movable end in the form of receiving a portion of the side of the movable end; Characterized in that the tracer (a) shape to extend toward the ball socket at a predetermined interval.
또한, 본 발명에 의한 진동시험용 지지장치는 바닥에 설치되는 지지구조물;In addition, the support device for vibration test according to the present invention is a support structure installed on the floor;
상기 지지구조물의 상부에 결합되는 것으로서, 벨로우즈, 상기 벨로우즈의 상하부에 각각 구비되는 브래킷, 하부 브래킷에 구비되는 공기관연결구를 포함하는 적어도 하나의 에어스프링;At least one air spring coupled to an upper portion of the support structure and including a bellows, a bracket provided at upper and lower portions of the bellows, and an air pipe connector provided at a lower bracket;
상기 에어스프링의 상단에 부착되어 시험대상 구조물의 하중을 에어스프링으로 전달하는 구면베어링으로서, 하면이 상기 에어스프링의 상부에 고정 결합되고 상면에 오목한 구형의 일부 표면모양을 갖는 베어링 자리홈이 형성된 고정단과, 상기 고정단의 베어링 자리홈에 배치되는 복수 개의 볼베어링과, 상기 볼베어링 상면에 면접촉되게 탑재되어 상기 볼베어링 상면을 따라 미끄럼 운동이 가능하도록 하면이 볼록한 구형의 일부 표면모양을 갖는 가동단과, 상기 가동단의 상부에 구비되어 오목한 반구형 지지홈을 갖는 볼소켓과, 하단에 상기 볼소켓의 지지홈에 삽입 지지되는 구형의 볼스터드를 갖고, 상단에 시험대상 구조물을 지지하는 지지판을 가지며, 상기 볼스터드와 상기 지지판 사이에 수직으로 연결되는 커넥팅로드를 갖는 볼지지대를 포함하는 구면베어링;A spherical bearing attached to the upper end of the air spring to transfer the load of the structure to be tested to the air spring, the lower surface is fixed to the upper portion of the air spring fixed to form a bearing seat groove having a concave spherical surface shape of the upper surface And a plurality of ball bearings disposed in the bearing seat grooves of the fixed end, a movable end having a partial surface shape of a convex spherical surface mounted on the upper surface of the ball bearing so as to be slidable along the upper surface of the ball bearing; It has a ball socket provided in the upper portion of the movable end has a concave hemispherical support groove, and a spherical ball stud inserted into the support groove of the ball socket at the bottom, and has a support plate for supporting the structure to be tested on the top, A ball support having a connecting rod vertically connected between the stud and the support plate. Spherical bearings included;
밀폐된 용기로서, 일측면이 공기공급관에 의해 상기 에어스프링에 연결되고, 타측면에 구비된 공기주입구를 통해 외부로부터 압축공기가 충진되는 공기탱크;An airtight container, one side of which is connected to the air spring by an air supply pipe, and an air tank in which compressed air is filled from the outside through an air inlet provided on the other side;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.
또한 본 발명에 있어서, 상기 지지구조물을 상승 또는 하강시키는 것으로서, 프레임, 상기 프레임의 상면에 구비되어 지지구조물을 상승 또는 하강시키는 구동장치, 그리고 지지구조물이 상승 또는 하강할 때 한쪽으로 기울어지거나 회전하는 것을 방지하기 위한 가이드바로 구성되는 승강장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the support structure is to be raised or lowered, the frame, the driving device provided on the upper surface of the frame to raise or lower the support structure, and the support structure is tilted or rotated to one side when raised or lowered It characterized in that it further comprises a lifting device consisting of a guide bar for preventing it.
또한 본 발명에 있어서, 상기 벨로우즈는, 작은 굴곡의 주름이 복수 개가 형성되어 있고, 각 주름의 목부분에 보강링을 삽입하여 제작된 것으로서, 외부 하중이 작용할 때 상하 방향으로 신축을 하고, 단면적의 변화가 적은 벨로우즈인 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the bellows is formed by inserting a plurality of small bent wrinkles, inserting a reinforcing ring in the neck portion of each of the bellows, it is stretched in the vertical direction when the external load is applied, cross-sectional area of It is characterized by a bellows with little change.
또한 본 발명에 있어서, 상기 벨로우즈의 상하부 브래킷 사이에는, 벨로우즈의 상하방향 신축운동을 허용하면서도 수평방향 운동을 구속하도록 복수 개의 수직가이드가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention, between the upper and lower brackets of the bellows, a plurality of vertical guides are provided to allow the bellows to expand and contract in the horizontal direction while restraining the horizontal movement.
또한 본 발명에 있어서, 상기 구동장치는 프레임 상면 중앙에 고정 설치된 모터받침대, 모터받침대에 고정되어 정역회전이 가능한 모터, 모터의 모터축에 결합되어 모터의 회전력을 감속하는 감속기, 감속기의 출력축에 결합되는 베벨기어, 프레임 상면 일측에 수직으로 설치됨과 함께 베벨기어에 치합되어 모터의 회전운동을 상·하 왕복운동으로 전환시킴으로써 지지구조물을 승강시키는 승강나사축으로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the drive unit is fixed to the motor support base fixed to the center of the frame, the motor is fixed to the motor support is capable of forward and reverse rotation, coupled to the motor shaft of the motor to reduce the rotational force of the motor, coupled to the output shaft of the reducer Bevel gears are installed vertically on one side of the upper surface of the frame and meshed with the bevel gears are characterized by consisting of a lifting screw shaft for lifting the support structure by converting the rotational movement of the motor to the up and down reciprocating motion.
또한 본 발명에 있어서, 상기 에어스프링은 복수 개이며, 상기 공기공급관의 말단부는 복수 개로 분리되어 각 에어스프링의 공기관연결구에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the air spring is a plurality, characterized in that the distal end of the air supply pipe is separated into a plurality of air connection to each air spring connector.
또한 본 발명에 있어서, 상기 에어스프링과 상기 구면베어링 사이에는, 에어스프링에 하중을 분산시키는 평판형의 하중분산판이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, between the air spring and the spherical bearing is characterized in that a flat load distribution plate for distributing the load on the air spring is provided.
또한 본 발명에 있어서, 상기 지지구조물의 상부에는, 상기 에어스프링 내의 공기가 빠졌을 때 상기 하중분산판의 하면에 밀착되도록 상기 하중분산판을 향하여 수직으로 돌출된 복수 개의 안전봉이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the upper portion of the support structure, characterized in that a plurality of safety rods protruding vertically toward the load distribution plate is installed so as to be in close contact with the lower surface of the load distribution plate when the air in the air spring is released. do.
본 발명에 의하면, 고정단과 가동단의 접촉면을 대략 구면으로 가공하여 볼베어링을 삽입하고 가동단의 상부에는 시험대상 구조물을 지지하여 그 하중을 전달하는 볼소켓을 구비하는 구면베어링을 채용함으로써, 모든 수평방향으로 베어링 작용을 함과 아울러 원래의 위치로의 복원력을 가져 구조물을 안정되게 지지할 수 있다.According to the present invention, the contact surface between the fixed end and the movable end is roughly spherical so as to insert a ball bearing, and the upper part of the movable end adopts a spherical bearing having a ball socket for supporting the structure to be tested and transmitting the load. The bearing acts in the direction and the restoring force to the original position can be supported stably.
또한 본 발명에 의하면, 상술한 바와 같은 구면베어링의 하부에 에어스프링을 설치하고 에어스프링에 체적이 큰 공기탱크를 부착하여 압축공기의 압력으로 시험대상 구조물을 지지할 수 있도록 구성함으로써, 진동시험 중 시험대상 구조물이 진동을 하여 수평방향 운동이 발생하더라도 구면베어링에 의해 수평방향 운동을 구속하지 않고 복원력을 가지는 자유지지상태를 구현할 수 있다. In addition, according to the present invention, by installing an air spring in the lower portion of the spherical bearing as described above, by attaching an air tank having a large volume to the air spring, and configured to support the structure under test by the pressure of the compressed air, during the vibration test Even if the structure under test vibrates and the horizontal movement occurs, the spherical bearing can realize a free supporting state with restoring force without restraining the horizontal movement.
또한 본 발명에 의하면, 에어스프링이 수축 또는 신장을 하여 체적변화가 일어나더라도, 에어스프링이 시험대상 구조물을 지지하는 지지력의 변화가 거의 없게 되어 에어스프링의 스프링상수가 0인 자유지지상태를 구현할 수 있으므로, 시험대상 구조물의 진동시험 시 진동계의 진동특성이 변하는 일 없이 지지장치의 지지력이 항상 일정하게 유지됨으로써 정밀한 진동시험을 할 수 있다.In addition, according to the present invention, even if the air spring is contracted or stretched to cause a volume change, there is almost no change in the bearing capacity for the air spring to support the structure to be tested, thereby realizing a free support state in which the spring constant of the air spring is zero. Therefore, the vibration test of the structure under test does not change the vibration characteristics of the vibrometer, so that the support force of the support device is kept constant at all times, thus making it possible to perform a precise vibration test.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 진동시험용 지지장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 구면베어링의 단면 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 구면베어링의 작용을 설명하기 위한 개략적인 구성도.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 진동시험용 지지장치의 구성도.
도 5는 본 발명에 의한 진동시험용 지지장치를 사용한 진동시험 시스템 구성도.1 is a configuration diagram of a support device for vibration test according to the first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional configuration of the spherical bearing according to the present invention.
Figure 3 is a schematic configuration diagram for explaining the action of the spherical bearing according to the present invention.
4 is a configuration diagram of a support device for vibration test according to a second embodiment of the present invention.
Figure 5 is a configuration of a vibration test system using a support device for vibration test according to the present invention.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.
<제1 실시형태><1st embodiment>
본 발명에 의한 진동시험용 지지장치는 체적이 큰 공기탱크 위에 에어스프링을 장착한 상태에서 공기탱크에 압축공기를 주입하여 그 압축공기가 공기탱크와 에어스프링의 내부에 충진됨으로써 압축공기의 압력으로 시험대상 구조물을 지지할 수 있도록 구성한 것으로, 시험대상 구조물의 지지점 하부에 복수 개 설치하여 진동시험을 행하게 한 것이다.Vibration test support device according to the present invention is tested by the pressure of the compressed air by injecting compressed air into the air tank while the air spring is mounted on an air tank having a large volume by filling the inside of the air tank and the air spring It is configured to support the target structure, and it is to be installed under the support point of the structure to be subjected to the vibration test.
이와 같은 구조의 지지장치를 이용하면, 진동시험 중 시험대상 구조물이 진동을 하여 에어스프링이 수축 또는 신장을 하여 체적변화가 일어나더라도, 에어스프링이 시험대상 구조물을 지지하는 지지력의 변화가 거의 없는, 즉 지지장치의 수직방향 스프링상수가 0인 자유지지상태를 구현할 수 있어 진동시험 중 시험대상 구조물이 진동을 하더라도 지지장치의 지지력이 항상 일정하게 유지되어 정밀한 진동시험을 할 수 있다. When the support device having such a structure is used, even if the structure under test vibrates during the vibration test and the air spring contracts or elongates, the volume change due to the air spring hardly changes the support force for supporting the structure under test. That is, it is possible to realize a free support state with a vertical spring constant of the support device, so that even if the structure under test vibrates during the vibration test, the support force of the support device is always kept constant so that a precise vibration test can be performed.
도 1은 이와 같이 자유지지상태를 구현한 진동시험용 지지장치의 제1 실시형태의 구성도를 나타낸 것이다.1 shows a configuration diagram of a first embodiment of a vibration test support device in which a free support state is implemented.
도 1에 한 바와 같이, 본 발명에 의한 진동시험용 지지장치는, 크게는 지지구조물(10), 에어스프링(20), 구면베어링(30), 및 공기탱크(40)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the support device for vibration test according to the present invention includes a
지지구조물(10)은 바닥에 설치되어 상부에 일정 간격을 두고 설치된 복수 개의 에어스프링(20)을 장착하기 위한 것으로서, 에어스프링(20)들이 올려져서 고정되는 베드(11)와, 베드(11)의 하부에 높낮이를 조절할 수 있는 복수 개의 다리(12)로 구성되어 있고, 또한 베드(11)의 상부에 수직으로 돌출 설치되는 복수 개의 안전봉(13)을 더 구비한다. 이 안전봉(13)은 후술하는 바와 같은 하중분산판(25)과 일정한 유격을 갖도록 하여 구면베어링(30)의 상부에 시험대상 구조물을 설치한 상태(도 5 참조)에서 에어스프링(10) 내의 공기가 빠졌을 때 하중분산판(25)의 하면에 밀착되도록 하여 시험대상 구조물이 전복되는 것을 막아주는 역할을 한다. The
에어스프링(20)은 통상의 에어스프링과 마찬가지로 유연한 고무막으로 제작되는 벨로우즈(21)와, 벨로우즈(21)의 상하부에 각각 장착된 상하부 브래킷(22)과, 하부 브래킷(22)에 구비된 공기관연결구(23)와, 벨로우즈(21)의 상하부 브래킷(22) 사이에 설치되어 에어스프링(20)이 상하방향으로만 신축운동을 하게 하고, 횡하중이 작용하더라도 수평방향 운동을 구속할 수 있는 복수 개(예컨대, 2개 내지 4개)의 수직가이드(24)로 구성되어 있다. The
상기한 에어스프링(20)은 용량이 작은 것으로 복수 개 사용되지만, 용량이 큰 것으로 1개만 사용할 수도 있다. 에어스프링(20)을 복수 개 사용하는 경우, 에어스프링(20)과 구면베어링(30) 사이에는, 복수 개의 에어스프링(2)에 하중을 고르게 분산시킬 수 있도록 충분한 강성을 갖는 하중분산판(25)이 개재될 수 있다. 이 하중분산판(25)은 상부 브래킷(22)에 체결수단에 의해 고정 설치된다.The
벨로우즈(21)로서는, 통상의 에어스프링에 사용되는 벨로우즈를 사용할 수도 있으나, 압축공기가 충진된 상태에서 외부 하중이 작용하더라도 상하 방향으로만 신축하고 단면적의 변화가 적은 것을 사용하는 것이 좋다. 이와 같이 단면적의 변화가 적은 벨로우즈(21)는 작은 굴곡의 주름을 많이 가지고, 주름의 목부분에 보강링(미도시)을 삽입하여 제작된 형태로 되어 있다. 본 발명에서 사용되는 에어스프링(20)은 이러한 형태의 벨로우즈(21)에 하부 브래킷(22)을 통해 공기관연결구(23)를 연결한 것을 사용하면 좋다.As the
공기관연결구(23)는 에어스프링(20)과 연통되도록 지지구조물(10)의 베드(11)와 하부 브래킷(22)을 관통하는 관이면 족하나, 어댑터를 구비하여 삽입함으로써 연결과 기밀이 동시에 이루어지도록 하는 것이 좋다. 이러한 어댑터는 각종 공압장치의 공기파이프 연결에 많이 사용되는 것을 사용할 수 있다.The
구면베어링(30)은 에어스프링(20)의 상단, 특히 상부 브래킷(22) 위에 장착됨으로써 시험대상 구조물을 지지하여 그 하중을 에어스프링(20)으로 전달하는 역할을 한다. 이러한 구면베어링(30)은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 고정단(31), 고정단(31) 위에 탑재되는 가동단(32), 고정단(31)과 가동단(32) 간의 접촉면에 개재되는 복수 개의 볼베어링(33), 가동단(32)의 상부에 결합되는 볼소켓(34), 및 볼소켓(34)에 결합되는 볼지지대(35)로 구성된다. The
고정단(31)은, 하면이 상기 에어스프링(20)의 상부 브래킷(22) 또는 하중분산판(25)에 체결수단(미도시)에 의해 고정 결합되는 체결구멍(38)을 갖고 상면에 오목한 구형의 일부 표면모양을 갖는 베어링 자리홈(31a)을 구비한다. The
가동단(32)은 볼베어링(33) 상면에 면접촉되게 탑재되어 볼베어링(33) 상면을 따라 미끄럼 운동이 가능하도록 고정단(31)의 베어링 자리홈(31a)의 형상에 대응하여 하면이 볼록한 구형의 일부 표면모양을 갖는 볼록부(32a)를 구비하는 형태로 가공된다.The
볼베어링(33)은 고정단(31)의 베어링 자리홈(31a)에 배치되고, 그 위에 가동단(32)의 하면이 접하게 됨으로써 고정단(31)과 가동단(32)이 상대적인 운동을 할 때 구름마찰이 일어나게 한다. 볼베어링(33)이 놓인 자리, 즉 베어링 자리홈(31a)에는, 그리스를 주입하여 볼베어링과 볼베어링 간의 접촉마찰을 줄이는 것이 좋고, 구면의 판에 볼베어링(33)들이 놓일 자리를 형성한 리테이너(retainer)를 구비하여 볼베어링(33)들이 일정한 위치를 유지하도록 하는 것이 좋다.The
볼소켓(34)은 중앙부에 오목한 반구형 지지홈(34a)을 구비한다. 볼소켓(34)은 가동단(32)의 상면에 직접 가공하여 형성할 수도 있으나, 지지홈(34a)이 형성된 블록을 용접, 나사결합 등의 방법으로 가동단(32)에 부착하는 방식으로 구비할 수 있다.The
볼지지대(35)는 하단에 볼소켓(34)의 지지홈(34a)에 삽입 지지되는 구형의 볼스터드(35a)를 갖고, 상단에 시험대상 구조물을 지지하는 지지판(35b)을 가지며, 상기 볼스터드(35a)와 상기 지지판(35b) 사이에 수직으로 연결되는 커넥팅로드(35c)를 갖는 구조로 이루어져 있다. 볼스터드(35a)와 커넥팅로드(35c)는 별개로 형성하여 접합한 구조로 형성하거나 일체로 형성할 수도 있다. 볼지지대(35)의 상단, 즉 지지판(35b)은 지지하고자 하는 시험대상 구조물과 접하여 그 구조물을 지지하는 역할을 하며, 상면에는 미끄럼을 방지하기 위하여 고무패드 등을 부착하는 것이 좋다.The
이와 같이 구면베어링(30)은 모든 방향으로 회전이 자유로운 볼지지대(35)와 볼소켓(34)에 의하여 물체를 지지하고 고정단(31)과 가동단(32)이 서로 구면 접촉을 하므로, 이 구면베어링(30)은 수직방향 하중을 지지하면서 모든 수평방향으로는 마찰이 거의 없는 베어링 작용을 한다. As such, the
그리고 수평방향 하중이 시험대상 구조물을 지지하는 볼지지대(35)로부터 가동단(32)으로 전달될 경우, 도 3에 도시한 바와 같이 가동단(32)이 고정단(31)의 베어링 자리홈(31a)을 따라 미끄러져 올라가게 된다. 고정단(31)의 베어링 자리홈(31a)이 곡률반경이 충분히 큰 완만한 구면이고 수평방향 변위가 크지않다면, 베어링 자리홈(31a)에서 수평방향 운동에 저항하는 힘은 거의 무시할 수 있을 정도로 작다. 그리고 외부하중이 제거되면 수직하중에 의하여 가동단(32)이 고정단(31)의 베어링 자리홈(31a)을 따라 미끄러져 내려와 본래의 자리로 돌아가려는 복원력이 생긴다.When the horizontal load is transferred from the
시험 중에 과도한 수평방향 변위가 발생할 경우 가동단(32)이 크게 운동하여 고정단(31)에서 이탈될 우려가 있으므로, 고정단(31)에는, 가동단(32)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지부재(36)가 구비되어 있는 것이 좋다. 이탈방지부재(36)는 고정단(31)의 양측면에 각각 서로 대향하는 형태로 설치된다. 이 경우, 각각의 이탈방지부재(36)는, 그 말단부가 상기 고정단(31)의 양 측면에 체결수단(37)에 의해 체결되고 그 선단부가 상기 가동단(32)의 측면 일부를 수용하는 형태로 상기 가동단(32)의 상면과 일정 간격을 두고 상기 볼소켓(34)을 향하여 뻗도록 기역자(ㄱ)자 모양으로 이루어진다.If excessive horizontal displacement occurs during the test, the
한편 공기탱크(40)는 압축공기를 저장하기 위해 일정 두께의 금속판으로 제작된 밀폐된 원통형상의 용기로서, 일측면이 공기공급관(41)에 의해 에어스프링(20)의 공기관연결구(23)에 연결된다. 그리고 이 공기탱크(40)의 타측면에는, 공기주입구(42)가 형성되어 있어 이 공기주입구(42)를 통해 외부로부터 압축공기가 공기탱크(40) 내에 충진된다. 공기탱크(40)의 체적은 에어스프링(20)의 내부체적에 비하여 상당히 큰 체적을 가지도록 하는 것이 좋다. 진동시험 중에는 공기탱크(40)의 공기와 에어스프링(20) 내부의 공기가 공기공급관(41)에 의하여 서로 연통된다. 공기공급관(41)의 말단은 각 에어스프링(20)의 공기관연결구(23)에 연결되도록 복수 개로 분기(예컨대, 도 1과 같이 에어스프링(20)이 2개인 경우는, 두 갈래로 분기)되어 있고, 공기탱크(40)의 공기토출구와 공기공급관(41) 사이에는 공기토출구의 개도(開度)를 제어하는 제어밸브(44)가 설치되어 있다.Meanwhile, the
상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시형태에 의한 진동시험용 지지장치를 시험대상 구조물의 지지점 하부에 복수 개 배치하여 둔 상태에서, 공기주입구(42)를 통해 공기탱크(40)에 압축공기를 주입하면, 압축공기가 공기탱크(40)의 내부에 충진되고 이어서 공기공급관(41)을 통해 에어스프링(20)의 내부에도 일정 압력으로 충진된다. 이와 같이 공기가 충진되면, 에어스프링(20)과 공기탱크(40)는 공기가 충진된 하나의 밀폐 용기가 되고 압축공기의 압력으로 에어스프링(20)의 벨로우즈(21)가 신장되면서 시험대상 구조물을 지지하게 된다.Compressed air is injected into the
통상 밀폐된 공간에서 공기는 보일의 법칙에 따라 압력(P)과 부피(V)의 곱이 항상 일정한데(PV=K), 본 발명에 의한 진동시험용 지지장치는 에어스프링(20)의 내부 체적에 비하여 아주 큰 체적의 공기탱크(40)를 가지고 있으므로, 진동시험 중 시험대상 구조물이 진동을 하여 에어스프링(20)이 수축 또는 신장하여 체적변화가 일어나더라도, 에어스프링(20)의 체적변화는 에어스프링(20)과 공기탱크(40)에 충진된 전체 공기부피에 비하여 무시할 수 있을 정도로 아주 작아, 일정한 압력을 유지하게 된다. 이에 따라, 본 발명에 의한 진동시험용 지지장치는 항상 일정한 힘으로 구조물을 지지하게 된다.Normally, in a closed space, air is always a constant product of pressure (P) and volume (V) according to Boyle's law (PV = K). The support device for vibration testing according to the present invention is applied to the internal volume of the
에어스프링(20)이 시험대상 구조물을 지지하는 지지력(F)의 크기는 에어스프링(20)의 단면적(A)에 내부의 공기압력(P)을 곱한 값(F=PA)이 되는데, 에어스프링(20)의 단면적의 변화가 거의 없다면 상기와 같이 압력의 변화도 거의 없으므로 지지력의 변화도 거의 없게 된다. 실제로 통상의 에어스프링(20)의 경우에도 하중을 받아 수축을 하더라도 단면적(A)의 변화는 크지 않고, 특히 길이방향으로만 수축 또는 신장하는 에어스프링을 사용할 경우 단면적의 변화는 거의 없다.The size of the bearing force (F) that the
진동시스템에서 고려하는 스프링은 변위(x)에 비례하는 지지력(F)을 진동체에 가하는 요소인데, 본 발명에 의한 진동시험용 지지장치는 에어스프링(20)이 수축을 하더라도 지지력에 변화가 거의 없으므로 그 스프링상수가 0(Zero)인 상태를 계속 유지하게 된다. 이와 같이 스프링상수가 0인 지지상태를 자유지지상태라고 하고, 본 발명은 상기와 같이 스프링상수가 0이므로 수직방향으로 자유지지상태를 구현할 수 있다.The spring considered in the vibration system is an element that applies a bearing force (F) proportional to the displacement (x) to the vibrating body. The support device for vibration testing according to the present invention has almost no change in the bearing force even when the
그리고 본 발명에 의한 진동시험용 지지장치의 경우 도 2에 도시한 바와 같은 구면베어링(30)을 사용하여 수평방향의 하중에는 저항하는 힘이 없으므로 수평방향으로도 자유지지상태를 만족한다.In the case of the support device for vibration test according to the present invention, there is no force to resist the load in the horizontal direction by using the
따라서 본 발명에 의한 진동시험용 지지장치는 수직과 수평 모든 방향으로 자유지지상태를 만족하는 지지장치를 실현할 수 있다. Therefore, the support device for vibration test according to the present invention can realize a support device that satisfies the free support state in both vertical and horizontal directions.
도 5는 상기와 같은 지지장치를 사용한 진동시험 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 진동시험 시스템은 본 발명에 의한 진동시험용 지지장치 복수 개를 사용하여 지지대(30)에 의해 시험대상 구조물(100)을 지지한 상태에서, 시험대상 구조물(100)에 진동을 가할 수 있는 가진기(110)를 부착하고, 시험대상 구조물(100)에는 복수 개의 진동측정센서(120)를 부착하고, 진동측정센서(120)에서 감지한 진동 신호를 처리하는 신호분석기(130)를 구비함으로써 구성된다. Figure 5 schematically shows a vibration test system using the support device as described above. As shown in FIG. 5, the vibration test system supports the
이러한 진동시험 시스템에 의해, 진동시험은 가진기(110)로 시험대상 구조물(100)에 가하는 가진력 신호와 각 진동측성센서(120)에서 감지한 진동신호를 신호분석기(130)에서 처리하여 이들 신호들을 상호 비교하여 수행할 수 있고, 이와 같은 진동 시험, 즉 모달테스트(Modal Test)로 시험대상 구조물(100)의 진동특성을 파악할 수 있다.
By such a vibration test system, the vibration test is a
<제2 실시형태>≪ Second Embodiment >
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 진동시험용 지지장치의 구성도를 나타낸 것이다.4 shows a configuration diagram of a vibration test support device according to a second embodiment of the present invention.
본 실시형태는, 대형 구조물의 진동시험을 위하여 상기 제1 실시형태에 있어서 지지구조물(10)의 다리(12)에 지지구조물(10)을 상승 또는 하강시킬 수 있는 승강장치와 운반이 용이하도록 한 이동장치를 구비한 것을 제외하고는 상술한 제1 실시예와 동일한 구성과 작용을 가지므로, 동일한 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 병기하고, 그 중복된 설명은 생략한다.This embodiment is to facilitate the lifting device and the lifting device which can raise or lower the
도 4에 도시된 바와 같이, 승강장치(50)는 프레임(51), 프레임(51)의 상면 일측에 설치되어 지지구조물(10)을 구성하는 베드(11)를 상승 또는 하강시키는 구동장치(52), 프레임(51)의 상면 타측에 설치되어 구동장치(52)에 의해 베드(11)가 상승 또는 하강할 때 한쪽으로 기울어지거나 회전하는 것을 방지하기 위한 복수 개의 가이드바(53)로 구성되어 있다. As shown in FIG. 4, the elevating
구동장치(52)는 공압액츄에이터, 유압액츄에이터, 수동식 스크류 구동장치, 또는 도 4에 도시된 바와 같은 전동식 스크류 구동장치 등이 사용될 수 있다.The
구동장치(52)로서의 전동식 스크류 구동장치는 프레임(51) 상면 중앙에 고정 설치된 모터받침대(52a), 모터받침대(52a)에 고정되어 정역회전이 가능한 모터(52b), 모터(52b)의 모터축에 결합되어 모터(52b)의 회전력을 감속하는 감속기(52c), 감속기(52c)의 출력축에 결합되는 베벨기어(52d), 프레임(51) 상면 일측에 수직으로 설치됨과 함께 베벨기어(52d)에 치합되어 모터(52b)의 회전운동을 상·하 왕복운동으로 전환시킴으로써 지지구조물(10)인 베드(11)를 승강시키는 승강나사축(52e)으로 구성되어 있다. 여기서, 승강나사축(52e)은 베드(11)의 하면에 연결 설치된 고정블럭(11a)을 거쳐 베드(11)를 관통하여 베드(11)의 상측으로 돌출 설치되어 있다. 그리고 가이드바(53) 또한 프렘임(51) 상면 타측에서 베드(11)의 하면에 고정 설치된 가이드블럭(11b)에 슬라이딩 가능하게 끼워진 상태에서 베드(11)를 관통하여 하부 지지판(31)을 향하여 수직으로 돌출 설치되어 있다. 여기서, 베드(11)의 상측으로부터 돌출된 승강나사축(52e)과 가이드바(53)의 각 말단부는 제1 실시형태의 안전봉과 같은 기능을 겸할 수 있다.The electric screw drive device as the
이와 같은 구동장치(52)는 복수 개의 가이드바(53) 중 어느 하나가 있는 자리에 설치될 수 있으나, 구동장치(52)를 프레임(51)의 중앙에 배치하고, 가장자리에 가이드(53)를 2개 내지 4개를 배치하는 방법으로 설치될 수도 있다.The driving
한편 프레임(51)의 하면에는, 지지장치의 이동을 용이하게 하기 위한 바퀴(54)와 시험 장소에 고정하기 위한 고정장치(55)를 구비하는 것이 좋다. 그리고 프레임(51)의 상면에는, 공기탱크(40)를 탑재할 수 있다.On the other hand, the lower surface of the
이와 같은 구성을 갖는 제2 실시형태에 의한 지지장치는 상기한 제1 실시형태에 의한 지지장치와 같은 작용 효과를 발휘한다.The support apparatus according to the second embodiment having such a configuration exhibits the same effect as the support apparatus according to the first embodiment described above.
이상, 본 발명은 바람직한 실시형태를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the preferable embodiment, this invention is not limited to this, It is obvious to those skilled in the art that it can be variously changed and applied in the range which does not deviate from the technical idea of this invention. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of the same should be construed as being included in the scope of the present invention.
본 발명에 의한 진동시험용 지지장치는 구조체의 진동특성을 파악하기 위한 정밀 진동시험에 있어서 시험대상 구조물을 지지하는데 유용하게 이용된다.The support device for vibration test according to the present invention is usefully used to support the structure under test in the precision vibration test for grasping the vibration characteristics of the structure.
10 : 지지구조물
20 : 에어스프링
30 : 상부지지대
40 : 공기탱크
50 :승강장치
11 : 베드
12 : 다리
13 : 안전봉
21 : 벨로우즈
22 : 고정브래킷
23 : 공기관연결구
24 : 수직가이드
25 : 하중분산판
30 : 구면베어링
31 : 고정단
32 : 가동단
33 : 볼베어링
34 : 볼소켓
35 : 볼지지대
36 : 이탈방지부재
40 : 공기탱크
41 : 공기공급관
42 : 공기주입구
51 : 프레임
52 : 구동장치
53 : 가이드바
54 : 바퀴
55 : 고정장치10: support structure
20: air spring
30: upper support
40: air tank
50: lifting device
11: bed
12: leg
13: safety rod
21: bellows
22: fixed bracket
23: air pipe connector
24: vertical guide
25: load distribution plate
30: spherical bearing
31: fixed end
32: movable end
33: ball bearing
34: ball socket
35: ball support
36: separation prevention member
40: air tank
41: air supply pipe
42: air inlet
51: frame
52: drive device
53: guide bar
54: wheels
55: fixing device
Claims (13)
상기 고정단(31)의 베어링 자리홈(31a)에 배치되는 복수 개의 볼베어링(33);
상기 볼베어링(33) 상면에 면접촉되게 탑재되어 상기 볼베어링(33) 상면을 따라 미끄럼 운동이 가능하도록 하면이 볼록한 구형의 일부 표면모양을 갖는 볼록부(32a)가 형성된 가동단(32);
상기 가동단(32)의 상부에 구비되고 오목한 반구형 지지홈(34a)을 갖는 볼소켓(34);
하단에 상기 볼소켓(34)의 지지홈(34a)에 삽입 지지되는 구형의 볼스터드(35a)를 갖고, 상단에 시험대상 구조물을 지지하는 지지판(35b)을 가지며, 상기 볼스터드(35a)와 상기 지지판(35b) 사이에 수직으로 연결되는 커넥팅로드(35c)를 갖는 볼지지대(35);
를 포함하는 것을 특징으로 구면베어링.A fixed end 31 having a bearing seat groove 31a having a concave spherical surface shape on its upper surface;
A plurality of ball bearings 33 disposed in the bearing seat grooves 31a of the fixed end 31;
A movable end (32) having a convex portion (32a) having a partial surface shape of a convex sphere formed on the upper surface of the ball bearing (33) so as to be in surface contact with the upper surface of the ball bearing (33) to allow sliding movement;
A ball socket 34 provided at an upper portion of the movable end 32 and having a concave hemispherical support groove 34a;
It has a spherical ball stud (35a) is inserted into the support groove (34a) of the ball socket 34 at the bottom, and has a support plate (35b) for supporting the structure to be tested on the top, and the ball stud (35a) A ball support (35) having a connecting rod (35c) vertically connected between the support plates (35b);
Spherical bearing characterized in that it comprises a.
상기 고정단(31)의 양측면에는, 상기 가동단(32)이 미끄럼 운동을 할 때, 상기 가동단(32)이 상기 고정단(31)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지부재(36)가 각각 서로 대향하는 형태로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 구면베어링.The method of claim 1,
On both sides of the fixed end 31, when the movable end 32 is a sliding movement, the departure prevention member 36 for preventing the movable end 32 is separated from the fixed end 31 is provided Spherical bearing, characterized in that each provided in a form facing each other.
상기 이탈방지부재(36) 각각은, 그 말단부가 상기 고정단(31)의 양 측면에 체결수단(37)에 의해 체결되고 그 선단부가 상기 가동단(32)의 측면 일부를 수용하는 형태로 상기 가동단(32)의 상면과 일정 간격을 두고 상기 볼소켓(34)을 향하여 뻗도록 기역자(ㄱ)자 모양으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구면베어링.The method of claim 2,
Each of the detachment preventing members 36 has a distal end thereof fastened by fastening means 37 to both sides of the fixed end 31, and the distal end thereof receives a portion of the side surface of the movable end 32. Spherical bearing, characterized in that made in the shape of a translator (a) to extend toward the ball socket 34 at a predetermined distance from the upper surface of the movable end (32).
상기 지지구조물(10)의 상부에 결합되는 것으로서, 벨로우즈(21), 상기 벨로우즈(21)의 상하부에 각각 구비되는 브래킷(22), 하부 브래킷(22)에 구비되는 공기관연결구(23)를 포함하는 적어도 하나의 에어스프링(20);
상기 에어스프링(20)의 상단에 부착되어 시험대상 구조물의 하중을 에어스프링(20)으로 전달하는 구면베어링(30)으로서, 하면이 상기 에어스프링의 상부에 고정 결합되고 상면에 오목한 구형의 일부 표면모양을 갖는 베어링 자리홈(31a)이 형성된 고정단(31)과, 상기 고정단(31)의 베어링 자리홈(31a)에 배치되는 복수 개의 볼베어링(33)과, 상기 볼베어링(33) 상면에 면접촉되게 탑재되어 상기 볼베어링(33) 상면을 따라 미끄럼 운동이 가능하도록 하면이 볼록한 구형의 일부 표면모양을 갖는 볼록부(32a)가 형성된 가동단(32)과, 상기 가동단(32)의 상부에 구비되고 오목한 반구형 지지홈(34a)을 갖는 볼소켓(34)과, 하단에 상기 볼소켓(34)의 지지홈(34a)에 삽입 지지되는 구형의 볼스터드(35a)를 갖고, 상단에 시험대상 구조물을 지지하는 지지판(35b)을 가지며, 상기 볼스터드(35a)와 상기 지지판(35b) 사이에 수직으로 연결되는 커넥팅로드(35c)를 갖는 볼지지대(35)를 포함하는 구면베어링;
밀폐된 용기로서, 일측면이 공기공급관(41)에 의해 상기 에어스프링(20)에 연결되고, 타측면에 구비된 공기주입구(42)를 통해 외부로부터 압축공기가 충진되는 공기탱크(40);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동시험용 지지장치.A support structure 10 installed on the floor;
As coupled to the upper portion of the support structure 10, including a bellows 21, the bracket 22 provided on the upper and lower portions of the bellows 21, the air pipe connector 23 provided in the lower bracket 22 At least one air spring 20;
A spherical bearing 30 is attached to the upper end of the air spring 20 to transfer the load of the structure to be tested to the air spring 20, the lower surface of the spherical surface of the spherical surface is fixedly coupled to the upper portion of the air spring A fixed end 31 having a bearing seat groove 31a having a shape, a plurality of ball bearings 33 disposed in the bearing seat groove 31a of the fixed end 31, and a surface on an upper surface of the ball bearing 33. A movable end 32 having a convex portion 32a having a partial convex shape of a lower surface thereof, which is mounted to be in contact with the upper surface of the ball bearing 33 to enable sliding movement, and an upper portion of the movable end 32. A ball socket 34 provided with a concave hemispherical support groove 34a and a spherical ball stud 35a inserted into and supported in the support groove 34a of the ball socket 34 at the lower end thereof, The ball has a support plate (35b) for supporting the structure Spherical bearings comprising a de (35a) and said support plate (35b), the ball support (35) having a connecting rod (35c) being vertically coupled between;
As an airtight container, one side is connected to the air spring 20 by the air supply pipe 41, the air tank 40 is filled with compressed air from the outside through the air inlet 42 provided on the other side;
Vibration test support device comprising a.
상기 지지구조물(10)을 상승 또는 하강시키는 것으로서, 프레임(51), 상기 프레임(51)의 상면에 구비되어 지지구조물(10)을 상승 또는 하강시키는 구동장치(52), 그리고 지지구조물(10)이 상승 또는 하강할 때 한쪽으로 기울어지거나 회전하는 것을 방지하기 위한 가이드바(53)로 구성되는 승강장치(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동시험용 지지장치.5. The method of claim 4,
As the support structure 10 is raised or lowered, a frame 51, a driving device 52 provided on the upper surface of the frame 51 to raise or lower the support structure 10, and the support structure 10. Vibration test support device further comprises a lifting device (50) consisting of a guide bar (53) for preventing the inclination or rotation to one side when rising or falling.
상기 벨로우즈(21)는, 작은 굴곡의 주름이 복수 개가 형성되어 있고, 각 주름의 목부분에 보강링을 삽입하여 제작된 것으로서, 외부 하중이 작용할 때 상하 방향으로 신축을 하고, 단면적의 변화가 적은 벨로우즈인 것을 특징으로 하는 진동시험용 지지장치.The method according to claim 4 or 5,
The bellows 21 is formed by inserting a plurality of small curved wrinkles, inserting a reinforcing ring in the neck portion of each wrinkle, and stretch in the vertical direction when the external load is applied, and the change in the cross-sectional area is small Vibration test support device, characterized in that the bellows.
상기 벨로우즈(21)의 상하부 브래킷(22) 사이에는, 벨로우즈(21)의 상하방향 신축운동을 허용하면서도 수평방향 운동을 구속하도록 복수 개의 수직가이드(24)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 진동시험용 지지장치.The method according to claim 4 or 5,
Between the upper and lower brackets 22 of the bellows 21, a plurality of vertical guides 24 are provided to allow the bellows 21 to stretch in a horizontal direction while restraining horizontal movement. Device.
상기 구동장치는 프레임(51) 상면 중앙에 고정 설치된 모터받침대(52a), 모터받침대(52a)에 고정되어 정역회전이 가능한 모터(52b), 모터(52b)의 모터축에 결합되어 모터(52b)의 회전력을 감속하는 감속기(52c), 감속기(52c)의 출력축에 결합되는 베벨기어(52d), 프레임(51) 상면 일측에 수직으로 설치됨과 함께 베벨기어(52d)에 치합되어 모터(52b)의 회전운동을 상·하 왕복운동으로 전환시킴으로써 지지구조물(10)을 승강시키는 승강나사축(52e)으로 구성된 것을 특징으로 하는 진동시험용 지지장치.The method of claim 5,
The driving device is coupled to the motor support 52a of the motor support 52a fixed to the center of the upper surface of the frame 51, the motor 52b fixed to the motor support 52a, and the motor shaft of the motor 52b to be coupled to the motor 52b. Reducer 52c for reducing the rotational force of the bevel gear, bevel gear 52d coupled to the output shaft of the reducer 52c, and vertically installed on one side of the upper surface of the frame 51, and meshed with the bevel gear 52d so as to Vibration test support device, characterized in that consisting of a lifting screw shaft (52e) for lifting the support structure (10) by switching the rotational movement to the up and down reciprocating motion.
상기 에어스프링(20)은 복수 개이며, 상기 공기공급관(41)의 말단부는 복수 개로 분리되어 각 에어스프링(20)의 공기관연결구(23)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 진동시험용 지지장치.The method according to claim 4 or 5,
The air spring (20) is a plurality, the end portion of the air supply pipe 41 is separated into a plurality of vibration test support device, characterized in that connected to the air pipe connector 23 of each air spring (20).
상기 에어스프링(20)과 상기 구면베어링(30) 사이에는, 에어스프링(20)에 하중을 분산시키는 평판형의 하중분산판(25)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 진동시험용 지지장치.10. The method of claim 9,
Vibration test support device, characterized in that between the air spring (20) and the spherical bearing (30), a flat load distribution plate (25) for distributing the load on the air spring (20).
상기 지지구조물(10)의 상부에는, 상기 에어스프링(20) 내의 공기가 빠졌을 때 상기 하중분산판(25)의 하면에 밀착되도록 상기 하중분산판(25)을 향하여 수직으로 돌출된 복수 개의 안전봉(13)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동시험용 지지장치.The method of claim 10,
On the upper portion of the support structure 10, a plurality of safety rods protruding vertically toward the load distribution plate 25 so as to be in close contact with the bottom surface of the load distribution plate 25 when the air in the air spring 20 is released ( 13) is a support device for vibration testing, characterized in that is installed.
상기 고정단(31)의 양측면에는, 상기 가동단(32)이 미끄럼 운동을 할 때, 상기 가동단(32)이 상기 고정단(31)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지부재(36)가 각각 서로 대향하는 형태로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 진동시험용 지지장치.The method according to claim 4 or 5,
On both sides of the fixed end 31, when the movable end 32 is a sliding movement, the departure prevention member 36 for preventing the movable end 32 is separated from the fixed end 31 is provided Vibration test support device, characterized in that each provided in a form facing each other.
상기 이탈방지부재(36) 각각은, 그 말단부가 상기 고정단(31)의 양 측면에 체결수단(37)에 의해 체결되고 그 선단부가 상기 가동단(32)의 측면 일부를 수용하는 형태로 상기 가동단(32)의 상면과 일정 간격을 두고 상기 볼소켓(34)을 향하여 뻗도록 기역자(ㄱ)자 모양으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진동시험용 지지장치.The method of claim 12,
Each of the detachment preventing members 36 has a distal end thereof fastened by fastening means 37 to both sides of the fixed end 31, and the distal end thereof receives a portion of the side surface of the movable end 32. Vibration test support device, characterized in that made in the shape of a translator (a) to extend toward the ball socket 34 at a predetermined distance from the upper surface of the movable end (32).
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