KR101355600B1 - 잔류응력 측정용 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잔류응력 측정용 지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원심주조법에 의해 제조된 외층재의 잔류응력을 측정하기 위한 잔류응력 측정용 지그에 관한 것으로, 잔류응력측정을 위한 지그에 시편이 안치되는 베이스; 및 잔류응력 측정장치가 거치되며 시편의 잔류응력측정을 위해 베이스의 길이방향을 따라 슬라이딩 되는 거치대;를 제공한다.

Description

잔류응력 측정용 지그{JIG FOR MEASURING RESIDUAL STRESS}

본 발명은 잔류응력 측정용 지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원심주조법에 의해 제조된 외층재의 잔류응력을 측정하기 위한 잔류응력 측정용 지그에 관한 것이다.

원심주조는 원통 형상의 몰드(mold)를 그 중심축의 둘레로 회전시키면서 용융금속을 주입하고, 용융금속을 원심력에 의해 몰드 내면에 압착 응고시켜 관 형상의 주물을 제조하는 방법으로, 회전 시 몰드의 중심축의 방향에 따라 수평원심주조와, 수직원심주조로 구분된다.

특히, 수평원심주조 열연롤의 제조 시에는, 수평 상태의 몰드에 용탕을 주입하고, 몰드를 회전시켜 원심력에 의해 몰드 내면에 압착 응고시킨 후, 몰드를 수직으로 세워 피트로 이송하여 상형 및 하형 플라스크와 합형하고, 상형 및 하형 플라스크와 합형된 몰드에 코어 용탕을 주입하고 응고시켜 열연롤을 제조하게 된다.

관련 선행기술로는 한국공개특허 제 1999-51769호 (공개일자: 1999.07.05, 명칭:"열간압연 강판의 잔류응력 측정밥법")가 있다.

본 발명의 목적은 측정 대상물(시편)이 안치되는 베이스, 및 잔류응력 측정장치가 거치되고 베이스에 안치된 시편의 길이 방향을 따라 슬라이딩 되면서 시편의 잔류응력을 측정하는 거치대를 포함함으로써, 시편의 길이방향에 따라 용이하게 잔류응력을 측정할 수 있게 하는 잔류응력 측정용 지그를 제공하려는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 잔류응력 측정용 지그는, 잔류응력측정을 위한 시편이 안치되는 베이스; 및 잔류응력 측정장치가 거치되고, 시편의 잔류응력측정을 위해 상기 베이스의 길이방향을 따라 슬라이딩 되는 거치대;를 포함할 수 있다.

베이스는 수평하게 연장되고, 시편이 안치되는 안치홈; 및 안치홈의 상부 양측에 형성되면서 안치홈의 길이방향을 따라 연장하는 플랜지; 및 각각의 플랜지의 상부면 상에 배치되고, 플랜지의 길이방향을 따라 연장되는 가이드 레일;을 포함할 수 있다.

거치대는, 잔류응력 측정장치가 거치되는 수평한 거치플레이트; 및 거치플레이트에 장착되어 가이드 레일 및 상기 시편을 따라 슬라이딩 되는 가이드 롤러;를 포함할 수 있다.

구체적으로, 거치플레이트는, 거치플레이트의 일단 양 모서리에서 거치플레이트의 외측으로 수평하게 연장되는 한 쌍의 제 1 지지암; 및 상기 거치플레이트의 타단 중앙부에서 거치플레이트의 외측으로 수평하게 연장되는 제 2 지지암;을 포함하며, 제 1 지지암에는 수직 바에 의해 가이드 레일을 따라 안내되는 가이드 롤러가 연결되며, 제 2 지지암에는 수직 바에 의해 시편을 따라 안내되고 가이드 롤러가 연결될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 잔류응력 측정용 지그는, 측정 대상물(시편)이 안치되는 베이스, 및 잔류응력 측정장치가 거치되고 베이스에 안치된 시편의 길이 방향을 따라 슬라이딩 되면서 시편의 잔류응력을 측정하는 거치대를 포함함으로써, 시편의 길이방향에 따라 용이하게 잔류응력을 측정할 수 있는 이점이 있을 뿐만 아니라 추후 제조되는 압연롤의 수명을 예측할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 압연롤을 보인 도면이며,
도 2는 수평식 원심주조장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 잔류응력 측정용 지그를 나타낸 사시도이며, 그리고
도 4a 및 4b는 도3에 도시된 잔류응력 측정용 지그의 사용 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 일반적인 압연롤을 보인 도면으로서, 압연롤(10)은 소재에 접촉되는 외층재(20), 및 외층재(20)의 내부로 채워져 압연롤(10)의 축부를 형성하는 내층재(30)로 이루어진다. 외층재(20)는 소재와 직접 접촉되는 부분으로 내마모성이 우수한 재질로 이루어지며, 내층재(30)는 충격 등에 견딜 수 있는 재질로 이루어진다. 이와 같은 압연롤(10)의 외층재(20)는 주로 수평식 원심주조법에 의해서 제작된다.

도 2는 본 발명의 실시예와 관련된 수평식 원심주조장치를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 수평식 원심주조장치(1)는 원심주조금형(3), 원심주조금형(3)이 회전가능하게 안치되고 안치된 원심주조금형(3)을 회전시키는 회전롤러(5)와, 회전롤러(5)에 구동력을 제공하는 모터(7), 및 원심주조금형(3)에 외층재(20)용 용탕을 주입하는 주입관(9)을 가지는 주입대차(8)로 구성된다. 여기서 도면부호 10은 냉각장치를 나타낸 것이다.

전술한 원심주조장치(1)를 이용해 외층재(20)를 제조하기 위해서는, 우선 주입대차(8)에 외층재(20)용 용탕을 채우고, 주입관(9)을 통해 원심주조형(3)의 내부공간으로 외층재(20)용 용탕을 주입한 후, 원심주조금형(3)을 고속으로 회전시켜 제조하게 된다.

이렇게 외층재(20)가 제조되면, 제조 된 외층재(20)를 피트장으로 이동시켜 내층재(30)를 형성하게 된다.

그런데, 전술한 바와 같이 제조된 압엽롤에는 잔류응력이 존재하기 때문에, 잔류응력으로 인해 응력 부식 균열이 일어날 수 있으며 응력 부식균열로 인한 파괴가 일어날 수 있다.

따라서, 제조되는 압연롤과 유사하게 제조된 시편의 잔류응력을 측정하여 제조되는 압연롤 품질을 예측할 수 있게 하는 장치의 개발이 요구된다.

도 3은 본 발명에 따른 잔류응력 측정용 지그를 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 잔류응력 측정용 지그(100)는, 측정 대상물(시편)이 안치되는 베이스(110)와, 잔류응력 측정장치(150)가 거치되고 시편(T)이 잔류응력측정을 위해 베이스(110)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 되는 거치대(120)를 포함한다.

먼저, 베이스(110)는 안치홈(114) 및 플랜지(112)를 포함한다. 안치홈(114)은 대략 압연롤의 형상의 시편(T)이 안치되는 것으로, 안치홈(114)은 상부에서 하부측으로 침강되게 형성됨과 동시에 시편(T)의 길이방향으로 연장되게 형성된다.

한편, 플랜지(112)는 안치홈(114)의 상부 양측에 일체로 형성되는데, 플랜지(112)는 안치홈(114)의 길이방향을 따라 연장된다. 이때, 각각의 플랜지(112)의 상부면에는 가이드 레일(116)이 제공된다. 가이드 레일(116)은 플랜지(112)의 길이 방향을 따라 연장된다. 이와 같이 시편(T)이 안치된 베이스(110)에는 거치대(120)가 배치된다.

거치대(120)는 시편(T)이 안치된 베이스(110)의 상부에 배치된 거치플레이트(122)를 포함한다.

거치플레이트(122)는 수평한 판 형상을 가지는데, 거치플레이트(122)에는 통상의 잔류응력 측정장치(150)가 거치된다. 이러한 거치플레이트(122)는 베이스(110)의 플랜지(112)에 제공된 가이드 레일(116)을 따라 주행가능하게 배치된다. 이를 위해서 거치플레이트(122)의 일단의 양 모서리에는 한쌍의 제 1 지지암(124a)이 형성되고 거치플레이트(122)의 타단 중앙부에는 제 2 지지암(124b)이 형성된다. 한쌍의 제 1 지지암(124a) 및 제 2 지지암(124b)은 각각 거치플레이트(122)의 외측으로 수평되게 연장된다.

한편, 제 1 지지암(124a) 및 제 2 지지암(124b)에는 거치플레이트(122)를 시편(T)의 길이방향을 따라 이동시키는 가이드 롤러(128)가 배치되는데, 각각의 가이드 롤러(128)는 제 1 지지암(124a) 및 제 2 지지암(124b)의 연장단에 인접한 하부에서 수직하게 연장되는 수직바(130)에 의해 연결된다.

이때, 수직바(130)에 의해 제 1 지지암(124a)과 연결된 가이드 롤러(128)는 플랜지(112)에 제공된 가이드 레일(116)을 따라 슬라이딩 운동되며, 수직바(130)에 의해 제 2 지지암(124b)과 연결된 가이드 레일(116)은 시편(T)과 접촉되어 슬라이딩 운동된다.

이와 같은, 본 발명에 따른 잔류응력 측정용 지그(100)는 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이 시편(T)의 길이방향으로 주행하여, 시편(T)의 잔류응력을 측정하게 된다.

이와 같이 형성된 본 발명에 따른 전류응력 측정용 지그(100)는 시편(T)이 안치되는 베이스(110), 및 잔류응력 측정장치(150)가 거치되고 베이스(110)에 안치된 시편(T)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 되면서 시편(T)의 잔류응력을 측정하는 거치대(120)를 포함함으로써, 시편(T)의 길이방향에 따라 용이하게 잔류응력을 측정할 수 있으며, 그로 인해 추후 제조되는 압연롤의 수명을 예측할 수 있게 한다.

상기와 같은 전류응력 측정용 지그(100)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100 : 전류응력 측정용 지그 110 : 베이스
112 : 플랜지 114 : 안치홈
116 :가이드 레일 120 : 거치대 122 : 거치플레이트 124a: 제 1 지지암 124b : 제 2 지지암 128 : 가이드 롤러
130 : 수직바 T : 시편
150: 잔류응력 측정장치

Claims (4)

1. 잔류응력측정을 위한 시편이 안치되는 베이스; 및
   잔류응력 측정장치가 거치되고, 상기 시편의 잔류응력측정을 위해 상기 베이스의 길이방향을 따라 슬라이딩 되는 거치대;를 포함하며,
   상기 베이스는 수평하게 연장되고, 상기 시편이 안치되는 안치홈; 상기 안치홈의 상부 양측에 형성되면서 상기 안치홈의 길이방향을 따라 연장하는 플랜지; 및 각각의 상기 플랜지의 상부면 상에 배치되고, 상기 플랜지의 길이방향을 따라 연장되는 가이드 레일;을 포함하고,
   상기 거치대는, 상기 잔류응력 측정장치가 거치되는 수평한 거치플레이트; 및 상기 거치플레이트에 장착되어 상기 베이스 및 상기 시편을 따라 슬라이딩 되는 가이드 롤러;를 포함하며,
   상기 거치플레이트는, 상기 거치플레이트의 일단 양 모서리에서 상기 거치플레이트의 외측으로 수평하게 연장되는 한 쌍의 제 1 지지암; 및 상기 거치플레이트의 타단 중앙부에서 상기 거치플레이트의 외측으로 수평하게 연장되는 제 2 지지암;을 포함하며, 상기 제 1 지지암에는 수직 바에 의해 상기 가이드 레일을 따라 안내되는 상기 가이드 롤러가 연결되며, 상기 제 2 지지암에는 수직 바에 의해 상기 시편을 따라 안내되는 상기 가이드 롤러가 연결되는 잔류응력 측정용 지그.
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