KR101308693B1 - 로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치 - Google Patents

로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항공기 구조시험에 사용되는 로드셀의 비교검사 및 교정을 위한 하중부가장치이다. 구조시험용 로드셀 교정에서 하중부가장치의 축 정열과 로드셀의 설치 및 해체작업을 손쉽게 수행하는 장치에 관한 것이다.
이러한 본 장치는 유압실린더(1) 상부에 설치된 하중지지대(2), 인장하중레버(3), 구면좌(4), 구면좌 스터드 볼트(5), 압축하중레버(6), 연결대(7), 하중지지대 캡(8), 스터드 볼트(9), 표준 로드셀(10) 및 검사/교정 로드셀(11) 등으로 구성된다.
본 발명을 사용하게 되면 구조시험용 로드셀의 비교검사 및 교정 시 장치의 축 정열(alignment)이 용이하고, 장치의 설치 및 이동과 로드셀 설치 및 해체 시간을 줄일 수 있으며, 작업자의 안전을 확보하는 효과를 얻을 수 있다.
로드셀, 교정, 유압실린더, 하중부가장치, 유압작동기

Description

로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치{Loading device for load cell calibration}
본 장치는 항공기 구조시험에 사용되는 로드셀의 비교검사 및 교정작업을 안전하고 손쉽게 수행하기 위한 하중부가장치이다.
전기체 구조시험(full-scale structure test)에서는 약 80~100여개의 로드셀이 유압작동기에 설치하여 사용된다. 로드셀은 하중을 측정하는 센서로서 정확성을 확보하기 위하여 주기적으로 교정을 받아야 한다. 교정은 센서(로드셀), 케이블 및 지시계(제어장치)의 포함하는 시스템 교정을 말한다. 실제 전기체 구조시험 시 시험장소는 시험체, 시험치구 및 시험장치 등으로 협소하고, 공간적인 제한이 많아서 효과적인 교정을 위하여 이동과 설치가 비교적 용이한 하중부가장치가 요구된다.
종래에는 하중지지 프레임과 유압작동기(hydraulic actuator)를 별도로 설치하여 교정작업을 수행하였다. 이 경우 관련 장치들을 이동 및 설치작업에 많은 시간이 소요되었고, 높게 설치된 무거운 표준/교정 로드셀 설치 및 해체 시 안전사고 위험이 존재하였으며, 장치의 축 정열에 많은 시간과 노력이 요구되었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하중지지대(프레임)와 하중작용장치(유압작동기)가 일체형으로 되어 자체적으로 하중을 견디고, 이동과 설치가 비교적 용이하고, 로드셀을 손쉽게 설치 및 해체할 수 있으며, 인장 및 압축하중에 대하여 자동적으로 축 정열이 달성되도록 하는 로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치는 하중이 가해지는 표준 로드셀(10); 상기 표준 로드셀(10) 상부에 구비되는 검사 교정용 로드셀(11); 상기 표준 로드셀(10)과 상기 검사 교정용 로드셀(11)을 결합시키는 결합용 스터드 볼트(9); 상기 표준 로드셀(10)과 검사 교정용 로드셀(11)에 인장 또는 압축 하중을 가하는 유압실린더(1); 상기 검사 교정용 로드셀(11)의 상부에 구비되는 인장하중레버(3); 상기 인장하중레버(3)의 상부에 이격되어 구비되는 압축하중레버(6); 상기 인장하중레버(3)와 상기 압축하중레버(6) 사이에 위치하여 상기 유압실린더(1)의 인장 또는 압축하중시 상기 인장하중레버(3)에 인장하중을 가하거나 상기 압축하중레버(6)에 압축하중을 가하며 상기 검사 교정용 로드셀(11)과 표준 로드셀(10)의 축중심을 맞추는 가이드(4); 상기 유압실린더(1)의 본체에 결합되어 상기 인장하중레버(3) 또는 상기 압축하중레버(6)에 인장 또는 압축하중 작용시 이를 지지하는 하중 지지대(2); 일단이 상기 검사 교정용 로드셀(11)에 결합되며 인장하중레 버(3)를 관통하여 타단이 상기 가이드(4)에 결합되는 가이드 스터드 볼트(5); 상기 하중 지지대(2)의 상단에 결합되며 상기 유압실린더(1)의 압축하중 작용시 상기 압축하중레버(6)가 이탈되는 것을 제한하여 상기 압축하중레버(6)에 압축하중이 작용하도록 하는 하중지지캡(8); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 가이드(4)의 상부와 하부는 각각 구면으로 되며 상기 인장하중레버(3)의 상부와 상기 압축하중레버(6)의 하부는 상기 가이드의 상하부가 각각 삽입되도록 구면으로 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유압실린더(1)는 과하중방지밸브(릴리프밸브)를 포함하는 디지털 서보밸브 제어장치 또는 수동식 유압펌프에 의해 작동되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 하중 지지대(2)는 상기 인장하중레버(3)의 결합부위에 단차가 형성되어 상기 유압실린더(1)의 인장하중 작용시 상기 인장하중레버(6)에 인장하중이 작용하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 이동과 설치가 비교적 용이하여 로드셀이 설치된 근처에서 케이블을 포함하는 시스템 교정을 수행할 수 있고, 인장/압축 교정 시 장치의 축 정렬과 고용량 로드셀 설치/해체작업이 용이하여 작업시간 크게 줄일 수 있다. 또한 본 장치의 높이가 낮아서 작업도중 발생할 수 있는 안전사고를 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 유압실린더(1), 하중지지대(2), 인장하중레버(3), 구면좌(4), 구면좌 스터드 볼트(5), 압축하중레버(6), 연결대(7), 하중지지대 캡(8), 스터드 볼트(9), 로드셀(10)(11) 등으로 구성된다. 이들 중 하중지지대(2), 구면좌(4), 구면좌 스터드 볼트(5), 연결대(7), 하중지지대 캡(8)은 나사산을 가지고 있고, 인장 및 압축하중레버(3)(6)는 축을 중심으로 회전이 가능하도록 되어 있다.
상기 표준 로드셀(10)과 검사 교정용 로드셀(11)에는 인장하중 또는 압축하중이 가해지게 되며 이들에게 가해진 인장하중 또는 압축하중을 서로 비교하여 교정하게 된다. 상기 표준 로드셀(10)의 상부에는 검사 교정용 로드셀(11)이 구비된다.
상기 결합용 스터드 볼트(9)는 상기 표준 로드셀(10)과 상기 검사 교정용 로드셀(11)을 결합시킨다.
상기 유압실린더(1)는 상기 표준 로드셀(10)과 검사 교정용 로드셀(11)에 인장 또는 압축 하중을 가하게 된다. 상기 유압실린더(1)는 과하중방지밸브(릴리프밸브)를 포함하는 디지털 서보밸브 제어장치 또는 수동식 유압펌프에 의해 작동되는 것이 바람직하다.
상기 인장하중레버(3)는 상기 검사 교정용 로드셀(11)의 상부에 구비되어 상기 유압실린더(1)에 의한 인장하중 작용시 인장하중이 작용되게 된다.
상기 압축하중레버(6)는 상기 인장하중레버(3)의 상부에 이격되어 구비되며, 상기 유압실린더(1)에 의한 압축하중 작용시 압축하중이 작용되게 된다.
상기 가이드(4)는 상기 인장하중레버(3)와 상기 압축하중레버(6) 사이에 위치하여 상기 유압실린더(1)의 인장 또는 압축하중시 상기 인장하중레버(3)에 인장하중을 가하거나 상기 압축하중레버(6)에 압축하중을 가하며 상기 검사 교정용 로드셀(11)과 표준 로드셀(10)의 축중심을 맞추게 된다. 이때, 상기 가이드(4)의 상부와 하부는 각각 구면으로 되며, 상기 인장하중레버(3)의 상부와 상기 압축하중레버(6)의 하부는 상기 가이드의 상하부가 각각 삽입되도록 구면으로 되어 인장하중 또는 압축하중 작용시 상기 검사 교정용 로드셀(11)과 표준 로드셀(10)의 축중심이 맞추어지도록 하는 것이 바람직하다.
상기 인장 및 압축하중레버(3)(6)는 상기 가이드(4)를 중심으로 회전 가능하며, 양단 부위에 상기 하중 지지대(2)에 결합되는 결합부(3a)(6a)가 구비된 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 인장 및 압축하중레버(3)(6)가 상기 가이드(4)를 중심으로 회전하게 될 때 상기 가이드(4)가 구면으로 되어 안내되므로 상기 검사 교정용 로드셀(11)과 표준 로드셀(10)의 축중심을 맞출수 있게 된다.
상기 하중 지지대(2)는 상기 유압실린더(1)의 본체에 결합되어 상기 인장하중레버(3) 또는 상기 압축하중레버(6)에 인장 또는 압축하중 작용시 이를 지지하는 역할을 한다.
상기 하중 지지대(2)는 상기 인장하중레버(3)의 결합부위에 단차(2a)가 형성되어 상기 유압실린더(1)의 인장하중 작용시 상기 인장하중레버(6)에 인장하중이 작용하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 가이드 스터드 볼트(5)는 일단이 상기 검사 교정용 로드셀(11)에 결합되며 인장하중레버(3)를 관통하여 타단이 상기 가이드(4)에 결합된다.
상기 하중지지캡(8)은 상기 하중 지지대(2)의 상단에 결합되며 상기 유압실린더(1)의 압축하중 작용시 상기 압축하중레버(6)가 이탈되는 것을 제한하여 상기 압축하중레버(6)에 압축하중이 작용하도록 하는 역할을 한다.
구조시험용 로드셀의 비교검사 및 교정 위한 하중부가장치의 설치하는 절차는 다음과 같다.
먼저, 교정이 요구되는 위치로 이동 설치하고, 유압실린더에 인장 및 압축 포트에 유압호스를 연결한다. 유압실린더를 동작시켜 행정의 중간에 위치한다. 유압실린더의 동작은 과하중방지밸브(릴리프밸브)를 포함하는 디지털 서보밸브 제어장치 또는 수동식 유압펌프를 사용한다.
유압실린더 상부 중앙에 표준 로드셀과 검사 또는 교정 로드셀을 스터드 볼트를 사용하여 설치하고, 유압실린더 상부에 하중지지대를 체결한다. 아울러, 교정 로드셀 나사부에 구면좌 스터드 볼트를 체결한다.
인장하중레버를 가이드 스터드 볼트에 조립 후 회전시켜 하중지지대 단차에 걸친 상태로 설치한다. 가이드를 가이드 스터트 볼트에 체결하고, 하중지지대 상부에 연결대를 적당한 틈새 유지상태로 체결한다. 아울러, 압축하중레버를 연결대의 단차에 걸친 상태로 설치하고, 하중지지대 캡을 체결한다. 또한, 표준 로드셀에 지시계 설치와 교정 로드셀에 케이블을 연결한다.
위와 같이 설치된 본 발명의 동작하는 원리는 다음과 같다. 인장방향으로 검 사 및 교정하는 경우 유압실린더의 피스톤 로드는 로드셀(표준/교정), 구면좌, 인장하중레버와 함께 아래로 이동한다. 인장하중레버가 하중지지대 단차에 닿아서 이동할 수 없는 상태에서 피스톤 로드는 아래쪽으로 계속 당기는 상태이므로 로드셀(표준/교정)에 인장하중이 작용되어 인장신호가 나오게 된다. 압축방향으로 검사 및 교정하는 경우 유압실린더의 피스톤 로드는 로드셀(표준/교정), 구면좌, 인장하중레버, 압축하중레버와 함께 위로 이동한다. 압축하중레버가 하중지지대 캡에 닿아서 이동할 수 없는 상태에서 피스톤 로드는 위쪽으로 계속 미는 상태이므로 로드셀(표준/교정)에 압축하중이 작용되어 압축신호가 나오게 된다. 이때 인장/압축시 중앙의 구면좌가 인장하중레버 및 압축하중레버부의 구면에 접촉하여 자동적으로 축 중심을 일치시킨다. 로드셀의 교체는 유압실린더에 압력 제거되면 인장 및 압축하중레버를 회전시켜 해체 후에 손쉽게 교체할 수 있다.
도 1은 본 발명의 로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치의 구조를 나타낸 도면.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
1 : 유압실린더 2 : 하중지지대
3 : 인장하중레버 4 : 가이드
5 : 가이드 스터드 볼트 6 : 압축하중레버
7 : 연결대 8 : 하중지지대 캡
9 : 스터드 볼트 10 : 표준 로드셀
11 : 검사/교정 로드셀

Claims (5)

  1. 하중이 가해지는 표준 로드셀(10);
    상기 표준 로드셀(10) 상부에 구비되는 검사 교정용 로드셀(11)
    상기 표준 로드셀(10)과 상기 검사 교정용 로드셀(11)을 결합시키는 결합용 스터드 볼트(9);
    과하중방지밸브(릴리프밸브)를 포함하는 디지털 서보밸브 제어장치 또는 수동식 유압펌프로 형성되어 상기 표준 로드셀(10)과 검사 교정용 로드셀(11)에 인장 또는 압축 하중을 가하는 유압실린더(1);
    상기 검사 교정용 로드셀(11)의 상부에 구비되는 인장하중레버(3);
    상기 인장하중레버(3)의 상부에 이격되어 구비되는 압축하중레버(6);
    상기 인장하중레버(3)와 상기 압축하중레버(6) 사이에 위치하며 상부와 하부는 각각 구면으로 되며 상기 인장하중레버(3)의 상부와 상기 압축하중레버(6)의 하부는 상기 가이드의 상하부가 각각 삽입되도록 구면으로 형성되고 상기 유압실린더(1)의 인장 또는 압축하중시 상기 인장하중레버(3)에 인장하중을 가하거나 상기 압축하중레버(6)에 압축하중을 가하며 상기 검사 교정용 로드셀(11)과 표준 로드셀(10)의 축중심을 맞추는 가이드(4);
    상기 유압실린더(1)의 본체에 결합되어 상기 인장하중레버(3) 또는 상기 압축하중레버(6)에 인장 또는 압축하중 작용시 이를 지지하는 하중 지지대(2);
    일단이 상기 검사 교정용 로드셀(11)에 결합되며 인장하중레버(3)를 관통하여 타단이 상기 가이드(4)에 결합되는 가이드 스터드 볼트(5);
    상기 하중 지지대(2)의 상단에 결합되며 상기 유압실린더(1)의 압축하중 작용시 상기 압축하중레버(6)가 이탈되는 것을 제한하여 상기 압축하중레버(6)에 압축하중이 작용하도록 하는 하중지지캡(8);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구조시험용 로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하중 지지대(2)는 상기 인장하중레버(3)의 결합부위에 단차가 형성되어 상기 유압실린더(1)의 인장하중 작용시 상기 인장하중레버(3)에 인장하중이 작용하도록 하는 것을 특징으로 하는 구조시험용 로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인장 및 압축하중레버(3)(6)는 상기 가이드를 중심으로 회전 가능하며, 양단 부위에 상기 하중 지지대(2)에 결합되는 결합부(3a)(6a)가 구비된 것을 특징으로 하는 구조시험용 로드셀 비교검사 및 교정용 하중부가장치.
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