KR101718632B1 - 복수의 1축 압축 로드셀을 갖는 암석 절삭 성능 시험기 - Google Patents

복수의 1축 압축 로드셀을 갖는 암석 절삭 성능 시험기 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 암석 절삭 성능 시험기는, 베이스 플레이트(10); 상기 베이스 플레이트(10) 상부에 상하이동 가능하게 설치되는 측정 모듈(100); 상기 측정 모듈(100)을 상기 베이스 플레이트(10) 상에 고정하는 프레임 모듈(200); 및 상기 베이스 플레이트(10) 상에 슬라이딩 가능하게 설치되는 시편 클램핑 모듈(300);을 포함하며, 상기 측정 모듈(100)은, 상하로 이격배치되는 한쌍의 플랜지(110), 상기 한쌍의 플랜지(110) 사이에 배치되는 복수의 1축 압축 로드셀(130), 상기 복수의 1축 압축 로드셀(130)과 상기 한쌍의 플랜지(110)를 견고하게 결속하게 하는 숄더 볼트(120) 및 상기 한쌍의 플랜지(110)에 고정되는 픽 커터(150)를 포함하며, 상기 픽 커터(150)에 작용하게 되는 3축 방향의 힘들은 상기 복수의 1축 압축 로드셀(130)에 가해지는 압축력으로 변환된 상태로 절삭력이 측정된다.
본 발명에 따른 복수의 1-D 압축 로드셀을 갖는 암석 절삭 성능 시험기는 상하로 이격 배치된 복수의 플랜지 사이에 평행하게 배치되는 복수의 1-D 로드셀에 미리 압축 하중을 걸어놓게 한 상태에서 이를 토대로 입체적인 하중의 크기를 판단하여 소규모 절삭성능 평가를 가능하게 한다.

Description

복수의 1축 압축 로드셀을 갖는 암석 절삭 성능 시험기{Rock cutting performance tester having multiple 1-Dimensional compression roadcells}
본 발명은 복수의 1-D 압축 로드셀을 갖는 암석 절삭 성능 시험기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 플랜지 사이에 평행하게 배열된 복수의 1-D 압축 로드셀을 이용하여 암반 파쇄시 픽커터에 가해지는 하중을 측정하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 로드 헤더의 작업 성능을 결정하는데 있어서, 커팅헤더 어태치먼트의 픽커터 배열설계는 중요한 영향을 미치는 핵심적인 사항이다.
로드 헤더로 암반을 파쇄하는 과정에 있어서, 대상 암반의 물성, 지질 조건에 따라 픽커터의 치수/형상, 팁의 반경, 픽커터 개수, 수직력, 토크와 같은 작동 하중, 회전속도(RPM), 절삭 깊이 및 절삭간격 등이 설계에 반영되어야 하는 필요성이 있게 된다.
특히, 특정 깊이로 암석을 절삭할 때 인접한 커터들 사이에 최적의 절삭효율을 보이는 최적 커터간격이 존재하는데, 커터간격이 최적일 때 절삭 과정에서의 에너지효율이 극대화될 수 있다(Rostami and Ozdemir, 1993; Acaroglu et al., 2008).
상기에 기술된 변수들 중 절삭 깊이와 커터 간격을 결정하는 것이 픽커터 배열설계의 가장 중요한 부분이며, 최적 설계조건을 규명하기 위해서는 실대형(full-scale) 선형절삭시험(Linear cutting machine test)을 수행하는 것이 가장 신뢰성 있는 방법으로 알려져 있다.
실대형 선형절삭시험은 암반굴착 기계장비의 배열설계 및 성능평가를 위해 사용되는 대표적인 시험법일 수 있다(Balci and Bilgin, 2007; Bilgin et al., 2006; Cho et al., 2013; Gertsch et al., 2007; Nilsen and Ozdemir, 1993; Sanio, 1985; Snowdon et al., 1982).
그러나, 기존의 실대형 선형절삭시험에서는 시험에 필요한 실대형 암석시료의 운반과 거치 등에 상당한 시간과 노력이 소요되는 바, 단일 픽커터의 암반 절삭성능 시험을 위하여 소규모 선형절삭시험 시스템(small-scale LCM testing system)의 개발이 요구된다.
상기 소규모 선형절삭시험 시스템 상에서 픽커터에 가해지는 하중을 측정하기 위하여 3축 로드셀을 이용하여 대용량의 하중을 측정할 수는 있으나, 상기 3축 로드셀은 고가의 부품인 동시에 그 부피가 커지고, 이에 따라 시험기의 제작 비용이 증가하는 한계가 있다.
3축 로드셀을 이용한 시편의 파괴인성치 측정장치를 제시하는 종래의 문헌으로는 등록특허 제10-0397841호(2003.09.13)를 참조할 수 있다. 상기 문헌은 2축 하중을 받고 있는 미소 균열시편의 파괴인성치를 측정하기 위해 3축 로드셀을 적용함으로서, 2 방향의 굽힘력을 측정하기 위해 로드셀의 균일한 변형이 되도록 길이방향으로 경사지게 하고, 상기 로드셀의 일단 중앙에 중공을 형성시켜 다른 1 방향의 감도를 향상시키고자 하는 3축 로드셀을 이용한 시편의 파괴인성치 측정장치 기술을 개시한다. 상기 문헌에서와 같이, 3축 로드셀을 적용하여 장치를 구성한다는 점에서는 픽커터를 통한 하중 측정 장치를 구성하는 경우에 소요되는 비용 및 부피의 증가를 피하기 어렵다는 한계가 여전히 있게 된다.
(특허문헌 1) KR10-0397841 B
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 상하로 이격 배치된 복수의 플랜지 사이에 평행하게 배치되는 복수의 1-D 로드셀에 미리 압축 하중을 걸어놓게 한 상태에서 이를 토대로 입체적인 하중의 크기를 판단하여 소규모 절삭성능 평가를 가능하게 하는 기술을 제공하는 것이 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 암석 절삭 성능 시험기는, 베이스 플레이트(10); 상기 베이스 플레이트(10) 상부에 상하이동 가능하게 설치되는 측정 모듈(100); 상기 측정 모듈(100)을 상기 베이스 플레이트(10) 상에 고정하는 프레임 모듈(200); 및 상기 베이스 플레이트(10) 상에 슬라이딩 가능하게 설치되는 시편 클램핑 모듈(300);을 포함하며, 상기 측정 모듈(100)은, 상하로 이격배치되는 한쌍의 플랜지(110), 상기 한쌍의 플랜지(110) 사이에 배치되는 복수의 1축 압축 로드셀(130), 상기 복수의 1축 압축 로드셀(130)과 상기 한쌍의 플랜지(110)를 견고하게 결속하게 하는 숄더 볼트(120) 및 상기 한쌍의 플랜지(110)에 고정되는 픽 커터(150)를 포함하며, 상기 픽 커터(150)에 작용하게 되는 3축 방향의 힘들은 상기 복수의 1축 압축 로드셀(130)에 가해지는 압축력으로 변환된 상태로 절삭력이 측정된다.
상기 복수의 1축 압축 로드셀(130)에는 상기 숄더 볼트(120)를 통해서 프리 텐션(pre tension)이 가해진 상태 하에서 절삭력이 측정된다.
상기 복수의 1축 압축 로드셀(130)은 상기 한쌍의 플랜지(110) 사이에서 원주 상에 일정한 간격으로 배치된다.
상기 픽 커터(150)의 끝단에 작용하는 3축 방향 힘인 FD(절삭 하중), FN(수직 하중), FS(측방 하중)은 하기의 식에 의해 도출되며, 여기에서 F1 내지 F4 는 복수의 1축 압축 로드셀(130)에 가해지는 압축력을 나타내고, θSK는 상기 픽 커터(150)가 이루는 경사각(skew angle)을 나타낸다.
Figure 112015106043059-pat00001
Figure 112015106043059-pat00002
Figure 112015106043059-pat00003
상기 측정 모듈(100)의 상부에 고정되는 수평 프레임(210), 상기 수평 프레임(210)의 가장자리에서 베이스 플레이트(10) 상에 연결 고정되는 복수의 수직 프레임(220) 및 상기 수평 프레임(210) 상에 설치된 상태에서 측정 모듈(100)의 상하 이동을 가능하게 하는 승강 실린더(230)를 포함한다.
상기 시편 클램핑 모듈(300)은, 상기 베이스 플레이트(10)로 공급되는 시편(20)의 양측 상에 배치된 상태에서 압력을 가하여 고정하는 클램퍼(310), 상기 클램퍼(310)의 하단에 배치되는 클램핑 플레이트(320) 및 상기 클램핑 플레이트(320)의 일측에 배치되는 수평 이동 실린더(330)를 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 복수의 1-D 압축 로드셀을 갖는 암석 절삭 성능 시험기는 상하로 이격 배치된 복수의 플랜지 사이에 평행하게 배치되는 복수의 1-D 로드셀에 미리 압축 하중을 걸어놓게 한 상태에서 이를 토대로 입체적인 하중의 크기를 판단하여 소규모 절삭성능 평가를 가능하게 한다.
도 1은 본 발명에 따른 암석 절삭 성능 시험기를 보이고,
도 2는 본 발명에 따른 복수의 1-D 압축 로드셀을 갖는 측정 모듈이며,
도 3은 픽커터에 가해지는 3축 방향 힘 및 압축 로드셀에 가해지는 힘을 도시한 측면도이고,
도 4는 픽커터에 가해지는 3축 방향 힘 및 압축 로드셀에 가해지는 힘을 도시한 정면도이고,
도 5는 픽커터에 가해지는 3축 방향 힘 및 4개의 1-D 압축 로드셀이 받는 힘 간의 역학 관계를 통해 3축 방향 힘의 계산을 단순화하기 위한 모델을 나타내고,
도 6 내지 도 7은 프리텐션이 가해진 압축 로드셀을 통해 픽 커터에 가해지는 3축 방향의 힘들을 측정하는 과정을 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 복수의 1-D 압축 로드셀을 갖는 암석 절삭 성능 시험기를 설명한다.
암석 절삭 성능 시험기는 베이스 플레이트(10), 베이스 플레이트(10) 상부에 상하이동 가능하게 설치되는 측정 모듈(100), 측정 모듈(100)을 베이스 플레이트(10) 상에 고정하는 프레임 모듈(200), 베이스 플레이트(10) 상에 슬라이딩 가능하게 설치되는 시편 클램핑 모듈(300)을 포함한다.
프레임 모듈(200)은 측정 모듈(100)의 상부에 고정되는 수평 프레임(210), 수평 프레임(210)의 가장자리에서 베이스 플레이트(10) 상에 연결 고정되는 복수의 수직 프레임(220) 및 수평 프레임(210) 상에 설치된 상태에서 측정 모듈(100)의 상하 이동을 가능하게 하는 승강 실린더(230)를 포함한다.
승강 실린더(230)를 통해 측정 모듈(100)의 상하 위치를 조절함으로써 시편 클램핑 모듈(300)에 장착된 시편(20)을 선형 가공하게 되는 측정 모듈(100)의 절삭 깊이를 조정하게 된다. 즉, 측정 모듈(10)을 구성하는 픽 커터(150)의 절삭 깊이(d)는 승강 실린더(230)를 통해 조절 가능하다.
측정 모듈(100)의 경사 조절은 복수의 수직 프레임(220)의 높낮이를 조절하여 수평 프레임(210)의 배치각을 조절하는 과정을 통해 가능할 수 있다. 즉, 측정 모듈(10)을 구성하는 픽 커터(150)의 경사각(skew angle)은 수평 프레임(210)의 배치각을 통해 조절 가능하다.
시편 클램핑 모듈(300)은 시편(20)의 양측 상에 배치된 상태에서 압력을 가하여 고정하는 클램퍼(310), 클램퍼(310)의 하단에 배치되는 클램핑 플레이트(320) 및 클램핑 플레이트(320)의 일측에 배치되는 수평 이동 실린더(330)를 포함한다. 즉, 클램핑 플레이트(320) 상에 공급된 시편(20)이 클램퍼(310)에 고정되고, 측정 모듈(10)의 픽 커터(150)에 의해 절삭이 진행되는 과정에서, 상기 수평 이동 실린더(330)는 클램핑 플레이트(320)를 일 방향을 따라 수평 이동하게 함으로써 시편(20)의 선형 가공을 가능하게 한다.
측정 모듈(100)은 상하로 이격배치되는 한쌍의 플랜지(110), 한쌍의 플랜지(110) 사이에 배치되는 복수의 1축 압축 로드셀(130), 복수의 1축 압축 로드셀(130)과 한쌍의 플랜지(110)을 견고하게 결속하게 하는 숄더 볼트(120), 한쌍의 플랜지(110)의 하단에 고정되는 픽 커터(150), 및 한쌍의 플랜지(110) 하단과 숄더 볼트(120)의 하부 상에 분리 가능하게 고정되는 너트 부재(143)를 포함한다.
한쌍의 플랜지(110)는 상부 플랜지(111) 및 상부 플랜지(111)의 하부 측으로 소정 거리 이격 배치되는 하부 플랜지(113)를 포함한다. 한쌍의 플랜지(110)는 일예로서 원형상의 디스크 형태일 수 있다.
복수의 1축 압축 로드셀(130)은 일 방향을 따른 압축력 만을 감지할 수 있는 1축 하중 감지 로드셀로서, 본 발명에서는 수직으로 작용하는 하중만을 감지하는 것으로 한다.
복수의 1축 압축 로드셀(130)은 한쌍의 플랜지(110) 사이에서 원주 상에 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 일예로서, 4개의 1축 압축 로드셀(130)이 한쌍의 플랜지(110) 사이에서 외측을 따라 90도 간격으로 배치된다.
숄더 볼트(120)는 1축 압축 로드셀(130)이 설치된 지점 상에서 한쌍의 플랜지(110) 상하 간을 관통함으로써 1축 압축 로드셀(130)을 한쌍의 플랜지(110) 사이에 견고하게 결합하게 한다. 상기한 구조를 통해, 1축 압축 로드셀(130)은 수직으로 작용하는 하중만을 감지하게 되고 수평 방향으로 작용하는 하중에 대해서는 영향을 받지 않은 상태가 된다. 즉, 숄더 볼트(120)는 복수의 1축 압축 로드셀(130)을 한쌍의 플랜지(110) 사이에 요동 없이 구속하게 한 상태에서, 픽 커터(150)에 작용하게 되는 3축 방향의 힘들을 4개의 1축 압축 로드셀(130)에 가해지는 압축력으로 변환하게 하여 절삭력을 측정하게 한다.
본 발명은 DAQ box를 통해서 복수의 1축 압축 로드셀(130)로부터 실시간으로 획득된 미세한 전압신호(0~24mV)를 증폭시켜 높은 전압(0~10V)으로 변환하고, 변환된 데이터를 수집하여 PC로 전송한다. 상기 PC는 수집된 데이터를 통해 실시간 모니터링을 실시한다. 즉, PC에 설치된 모니터링 프로그램은 각각의 1축 압축 로드셀(130)에서 출력된 값을 실시간으로 모니터 화면에 표시하며, 시험 결과를 데이터베이스에 저장한다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 픽 커터(150)에 가해지는 3축 방향의 힘들을 4개의 1축 압축 로드셀(130)을 이용하여 측정하는 원리를 설명한다.
본 발명은 숄더 볼트(120)의 구조적 구속에 의해 한쌍의 플랜지(110)에 위치한 4개의 1축 압축 로드셀(130)이 각각 서로 다른 압축력(F1 내지 F4)을 받게 되고, 이러한 압축력을 사용하여 픽 커터(150) 끝단에 작용하는 3축 방향 힘인 FD(절삭 하중,cutting force) , FN(수직 하중,normal force) ,FS(측방 하중,side force)을 계산한다.
암석 절삭 성능 시험기의 측정 모듈(100)에 가해지는 힘을 단순화하는 경우에는 도 5와 같이 각 축 방향에 대한 힘과 한 점(O)에 대한 모멘트 평형으로부터 계산식을 유도하면 하기의 식 (1) 내지 식 (3)과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015106043059-pat00004
......식 (1)
Figure 112015106043059-pat00005
......식 (2)
Figure 112015106043059-pat00006
......식 (3)
상기 식(1) 내지 식(3)에서, F1, F2, F3, F4는 각각의 1축 압축 로드셀(130)이 받는 힘이며, R은 플랜지(110)의 중심점에서 1축 압축 로드셀(130)까지의 직선거리, H는 픽 커터(150)의 끝단에서 1축 압축 로드셀(130)까지의 수직 거리, L은 픽 커터(150)의 끝단에서 플랜지(110)의 중심점까지의 직선 거리, θSK는 픽 커터(150)가 이루는 경사각(skew angle)을 각각 의미한다.
이하, 도 6 내지 도 7을 참조하여 픽 커터(150)에 가해지는 3축 방향의 힘들을 측정하는 과정을 단계적으로 살핀다.
먼저, 도 6을 참조하면 숄더 볼트(120)를 통해서 4개의 1축 압축 로드셀(130)에 프리 텐션(pre tension)이 가해진다. 상기 프리 텐션은 압축력 만을 측정할 수 있는 1축 압축 로드셀(130) 상에 사전에 인장력을 가하여 사전 스트레스를 가하는 것으로 한다.
다음으로, 도 7을 참조하면 픽 커터(150)에 3축 방향으로 힘이 가해진 상태의 응력 분포를 보인다. 여기에서, 4개의 1축 압축 로드셀(130) 상에 형성된 응력은 상호 차이가 나는 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 복수의 1-D 압축 로드셀을 갖는 암석 절삭 성능 시험기는 상하로 이격 배치된 복수의 플랜지 사이에 평행하게 배치되는 복수의 1-D 로드셀에 미리 압축 하중을 걸어놓게 한 상태에서 이를 토대로 입체적인 하중의 크기를 판단하여 소규모 절삭성능 평가를 가능하게 한다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 베이스 플레이트(10);
    상기 베이스 플레이트(10) 상부에 상하이동 가능하게 설치되는 측정 모듈(100);
    상기 측정 모듈(100)을 상기 베이스 플레이트(10) 상에 고정하는 프레임 모듈(200); 및
    상기 베이스 플레이트(10) 상에 슬라이딩 가능하게 설치되는 시편 클램핑 모듈(300);을 포함하며,
    상기 측정 모듈(100)은,
    상하로 이격배치되는 한쌍의 플랜지(110), 상기 한쌍의 플랜지(110) 사이에 배치되는 복수의 1축 압축 로드셀(130), 상기 복수의 1축 압축 로드셀(130)과 상기 한쌍의 플랜지(110)를 견고하게 결속하게 하는 숄더 볼트(120) 및 상기 한쌍의 플랜지(110)에 고정되는 픽 커터(150)를 포함하며,
    상기 프레임 모듈(200)은, 상기 측정 모듈(100)의 상부에 고정되는 수평 프레임(210) 및 상기 수평 프레임(210)의 가장자리에서 상기 베이스 플레이트(10) 상에 연결 고정되는 복수의 수직 프레임(220)을 포함하고,
    상기 측정 모듈(100)의 경사 조절은 상기 복수의 수직 프레임(220)의 높낮이를 각각 조절하여 상기 수평 프레임(210)의 배치각을 변경하는 과정을 통해 가능하며, 이를 통해 상기 측정 모듈(100)을 구성하는 픽 커터(150)의 경사각(skew angle)은 상기 수평 프레임(210)의 배치각으로 조절되고,
    상기 숄더 볼트(120)는 상기 복수의 1축 압축 로드셀(130)이 설치된 지점 상에서 상기 한쌍의 플랜지(110) 상하 간을 관통함으로써 상기 1축 압축 로드셀(130)을 상기 한쌍의 플랜지(110) 사이에 결합하고, 이를 통해 상기 복수의 1축 압축 로드셀(130)은 수직으로 작용하는 하중만을 감지하게 되고 수평 방향으로 작용하는 하중에 대해서는 영향이 배제되며,
    상기 픽 커터(150)에 작용하게 되는 3축 방향의 힘들은 상기 숄더 볼트(120)를 통해서 상기 복수의 1축 압축 로드셀(130)에 프리 텐션(pre tension)이 가해진 상태 하에서 상기 복수의 1축 압축 로드셀(130)에 가해지는 압축력으로 변환된 상태로 절삭력이 측정되는,
    암석 절삭 성능 시험기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 1축 압축 로드셀(130)은 상기 한쌍의 플랜지(110) 사이에서 원주 상에 일정한 간격으로 배치되는,
    암석 절삭 성능 시험기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽 커터(150)의 끝단에 작용하는 3축 방향 힘인 FD(절삭 하중), FN(수직 하중), FS(측방 하중)은 하기의 식에 의해 도출되며, 여기에서 F1 내지 F4 는 복수의 1축 압축 로드셀(130)에 가해지는 압축력을 나타내고, θSK는 상기 픽 커터(150)가 이루는 경사각(skew angle)을 나타내는,
    암석 절삭 성능 시험기.
    Figure 112015106043059-pat00007

    Figure 112015106043059-pat00008

    Figure 112015106043059-pat00009

  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임 모듈(200)은,
    상기 수평 프레임(210) 상에 설치된 상태에서 측정 모듈(100)의 상하 이동을 가능하게 하는 승강 실린더(230)를 더 포함하는,
    암석 절삭 성능 시험기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 시편 클램핑 모듈(300)은,
    상기 베이스 플레이트(10)로 공급되는 시편(20)의 양측 상에 배치된 상태에서 압력을 가하여 고정하는 클램퍼(310), 상기 클램퍼(310)의 하단에 배치되는 클램핑 플레이트(320) 및 상기 클램핑 플레이트(320)의 일측에 배치되는 수평 이동 실린더(330)를 포함하는,
    암석 절삭 성능 시험기.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109060102A (zh) * 2018-08-22 2018-12-21 河南理工大学 模拟负载状态下的超声钻削振幅检测装置
CN110361273A (zh) * 2019-08-27 2019-10-22 日进教学器材(昆山)有限公司 用于材料切削性能测试的测试仪器和测试方法
CN110487663A (zh) * 2019-09-06 2019-11-22 中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司 用于岩土体切削机理研究及刀齿优化的多功能装置
KR20200028128A (ko) * 2018-09-06 2020-03-16 한국생산기술연구원 암석 절삭공구의 연속 마모 시험방법과, 장치 및, 그 컴퓨터 프로그램을 기록한 저장매체
CN111175162A (zh) * 2019-03-22 2020-05-19 湘潭大学 一种岩石试样块单侧围压施加装置及围压施加方法
KR20200130535A (ko) * 2019-05-08 2020-11-19 한국생산기술연구원 로그 나선 궤적을 따르는 암석 절삭공구의 절삭성능 시험 방법과, 이 시험 방법을 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 저장 매체 및, 데이터 처리방법
KR102374550B1 (ko) * 2020-10-08 2022-03-14 서울대학교산학협력단 언더커팅형 암반 굴착 장비의 절삭성능평가를 위한 암석 절삭 시험 장치, 시스템 및 분석방법
WO2022171006A1 (zh) * 2021-02-09 2022-08-18 西安科技大学 一种角度可调的等效煤层开采三维物理模拟装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08243882A (ja) * 1995-03-05 1996-09-24 Hitachi Seiki Co Ltd 工作機械の切削状態監視方法及びその装置
KR20060067031A (ko) * 2004-12-14 2006-06-19 한국건설기술연구원 Ｔｂｍ의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한선형절삭시험장치
KR20120069203A (ko) * 2010-12-20 2012-06-28 숭실대학교산학협력단 절삭력 측정이 가능한 밀링머신

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08243882A (ja) * 1995-03-05 1996-09-24 Hitachi Seiki Co Ltd 工作機械の切削状態監視方法及びその装置
KR20060067031A (ko) * 2004-12-14 2006-06-19 한국건설기술연구원 Ｔｂｍ의 면판설계 및 굴진성능 평가를 위한선형절삭시험장치
KR20120069203A (ko) * 2010-12-20 2012-06-28 숭실대학교산학협력단 절삭력 측정이 가능한 밀링머신

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문2014 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109060102A (zh) * 2018-08-22 2018-12-21 河南理工大学 模拟负载状态下的超声钻削振幅检测装置
CN109060102B (zh) * 2018-08-22 2024-04-16 河南理工大学 模拟负载状态下的超声钻削振幅检测装置
KR20200028128A (ko) * 2018-09-06 2020-03-16 한국생산기술연구원 암석 절삭공구의 연속 마모 시험방법과, 장치 및, 그 컴퓨터 프로그램을 기록한 저장매체
KR102117844B1 (ko) 2018-09-06 2020-06-02 한국생산기술연구원 암석 절삭공구의 연속 마모 시험방법과, 장치 및, 그 컴퓨터 프로그램을 기록한 저장매체
CN111175162B (zh) * 2019-03-22 2024-02-23 湘潭大学 一种岩石试样块单侧围压施加装置及围压施加方法
CN111175162A (zh) * 2019-03-22 2020-05-19 湘潭大学 一种岩石试样块单侧围压施加装置及围压施加方法
KR20200130535A (ko) * 2019-05-08 2020-11-19 한국생산기술연구원 로그 나선 궤적을 따르는 암석 절삭공구의 절삭성능 시험 방법과, 이 시험 방법을 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 저장 매체 및, 데이터 처리방법
KR102194810B1 (ko) 2019-05-08 2020-12-24 한국생산기술연구원 로그 나선 궤적을 따르는 암석 절삭공구의 절삭성능 시험 방법과, 이 시험 방법을 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 저장 매체 및, 데이터 처리방법
CN110361273A (zh) * 2019-08-27 2019-10-22 日进教学器材(昆山)有限公司 用于材料切削性能测试的测试仪器和测试方法
CN110361273B (zh) * 2019-08-27 2024-04-23 日进教学器材(昆山)有限公司 用于材料切削性能测试的测试仪器和测试方法
CN110487663A (zh) * 2019-09-06 2019-11-22 中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司 用于岩土体切削机理研究及刀齿优化的多功能装置
KR102374550B1 (ko) * 2020-10-08 2022-03-14 서울대학교산학협력단 언더커팅형 암반 굴착 장비의 절삭성능평가를 위한 암석 절삭 시험 장치, 시스템 및 분석방법
WO2022171006A1 (zh) * 2021-02-09 2022-08-18 西安科技大学 一种角度可调的等效煤层开采三维物理模拟装置及方法

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