KR101750405B1 - 천공기 드리프터의 테스트 방법 및 장치 - Google Patents

천공기 드리프터의 테스트 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101750405B1
KR101750405B1 KR1020150074718A KR20150074718A KR101750405B1 KR 101750405 B1 KR101750405 B1 KR 101750405B1 KR 1020150074718 A KR1020150074718 A KR 1020150074718A KR 20150074718 A KR20150074718 A KR 20150074718A KR 101750405 B1 KR101750405 B1 KR 101750405B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
drifter
hydraulic cylinder
perforator
fluid
pressure
Prior art date
Application number
KR1020150074718A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160141107A (ko
Inventor
이근호
서자호
김흥섭
남용윤
한정우
송진섭
박영준
이영수
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020150074718A priority Critical patent/KR101750405B1/ko
Publication of KR20160141107A publication Critical patent/KR20160141107A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101750405B1 publication Critical patent/KR101750405B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F22/00Methods or apparatus for measuring volume of fluids or fluent solid material, not otherwise provided for
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0092Pressure sensor associated with other sensors, e.g. for measuring acceleration or temperature
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/04Means for compensating for effects of changes of temperature, i.e. other than electric compensation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0052Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to impact
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/005Testing of complete machines, e.g. washing-machines or mobile phones
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/008Subject matter not provided for in other groups of this subclass by doing functionality tests

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 천공기 드리프터의 테스트 방법에 있어서, (a) 천공기 드리프터의 타격대상인 유압 실린더 내의 유체의 압력과 온도, 및 상기 실린더의 피스톤의 위치를 초기조건으로 측정하는 단계; (b) 상기 드리프터에 의해 상기 유압 실린더를 타격하는 단계; (c) 상기 유압 실린더를 타격할 때의 상기 유체의 압력 및 상기 피스톤 위치를 측정하는 단계; 및 (d) 상기 초기조건 및 상기 (c)단계에서 측정된 데이터에 기초하여, 천공기 드리프터의 타격 에너지를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 방법을 제공한다.

Description

천공기 드리프터의 테스트 방법 및 장치 {Method and apparatus for testing drifter of rock-driller}
본 발명은 천공기 드리프터의 테스트 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 천공기 드리프터의 타격 에너지를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
건설 현장에서 많이 쓰이는 드리프터(drifter)는 천공기(rock drill)의 핵심 부품으로 회전과 반복타격을 통해 지반이나 암반을 천공하는 장비이다. 도1은 일반적인 천공기 드리프터(10)의 예시적 구조를 나타낸다. 모터(12)가 회전력을 발생시키고 피니언 기어(13)를 통해 회전력을 섕크 어댑터(shank adapter: 15)로 전달한다. 한편 유압펌프(미도시)에서 발생되는 유압 동력이 셔틀 밸브(17)의 절환 동작에 따라 타격 피스톤(16)을 구동하고 타격 피스톤(16)이 상하 왕복 운동하게 되어 생크 어댑터(15)에 타격력을 전달한다. 섕크 어댑터(15) 앞쪽 단부에는 지반 등의 타격 대상체를 직접 타격하는 로드(rod)(미도시)가 결합되어 있고, 이에 따라 (드리프터(10)가 수직으로 세워진 상태에서) 지반이나 암반과 같은 타격 대상체에 회전과 반복 타격을 가하여 대상체를 천공한다.
이러한 천공기의 성능에서 드리프터(10)의 타격력은 매우 중요한 요소이고, 드리프터(10)의 성능 테스트를 위해 드리프터(10)의 타격력을 측정할 필요성이 있다. 드리프터(10)의 타격력을 측정하는 종래 방법으로서 타격 대상체에 로드셀(Load cell)을 설치하여 타격력을 측정하거나 스트레인 게이지(Strain Gauge)를 로드에 부착하여 타격 에너지를 측정하는 방법이 있다.
예를 들어 한국공개공보 2008-0057982호는 지중천공기 운동량 측정장치를 개시하였는데, 압출형 관입추진장치가 케이싱에 압력을 가할 때 압력을 받는 케이싱 부위에 압축형 로드셀을 장착하여 운동량을 측정한다. 그러나 일반적으로 드리프터는 타격 속도가 매우 빠르기 때문에(예를 들어 타격 주파수가 60Hz, 즉 초당 60회 타격할 수 있다), 로드셀이나 스트레인 게이지를 사용할 경우 드리프터의 타격을 반복하여 받음으로써 로드셀이나 스트레인 게이지가 파손되는 문제가 있다.
한국 공개특허공보 제2008-0057982 (2008년 06월 25일 공개)
본 발명의 일 실시예에 따르면, 천공기 드리프터의 타격력에 의한 실린더 내부의 체적과 압력 변화량에 기초하여 드리프터의 타격 에너지를 측정할 수 있는 천공기 드리프터의 테스트 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 천공기 드리프터의 타격 에너지 측정을 위해 유압 실린더를 이용함으로써 로드셀이나 스트레인 게이지를 사용할 필요가 없는 천공기 드리프터의 테스트 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 천공기 드리프터의 테스트 방법에 있어서, (a) 천공기 드리프터의 타격대상인 유압 실린더 내의 유체의 압력과 온도, 및 상기 실린더의 피스톤의 위치를 초기조건으로 측정하는 단계; (b) 상기 드리프터에 의해 상기 유압 실린더를 타격하는 단계; (c) 상기 유압 실린더를 타격할 때의 상기 유체의 압력 및 상기 피스톤 위치를 측정하는 단계; 및 (d) 상기 초기조건 및 상기 (c)단계에서 측정된 데이터에 기초하여, 천공기 드리프터의 타격 에너지를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 천공기 드리프터의 테스트 장치에 있어서, 천공기 드리프터의 타격대상인 유압 실린더; 상기 유압 실린더 내의 유체의 압력을 측정하는 압력센서; 상기 유압 실린더 내의 유체의 온도를 측정하는 온도센서; 상기 유압 실린더 내의 피스톤의 위치를 측정하는 위치센서; 상기 압력센서, 온도센서, 및 위치센서로부터 수신받은 센싱 데이터에 기초하여, 상기 천공기 드리프터의 타격 에너지를 산출하는 데이터 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 천공기 드리프터의 테스트 방법 및 장치에 따르면 천공기 드리프터의 타격력에 의한 실린더 내부의 체적과 압력 변화량에 기초하여 드리프터의 타격 에너지를 측정히기 때문에, 종래와 같이 로드셀이나 스트레인 게이지를 사용할 필요성이 없어지는 이점이 있다.
도1은 천공기 드리프터의 예시적인 구조를 설명하기 위한 도면,
도2는 일 실시예에 따른 타격 에너지 측정 원리를 설명하기 위한 도면,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공기 드리프터 테스트 장치의 평면도,
도4는 일 실시예에 따른 천공기 드리프터 테스트 장치의 측면도,
도5는 일 실시예에 따른 천공기 드리프터 테스트 장치의 타격에너지 측정장치를 설명하기 위한 도면, 및
도6은 일 실시예에 따른 천공기 드리프터의 타격 에너지를 측정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "위"(또는 "아래", "오른쪽", 또는 "왼쪽")에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소의 위(또는 아래, 오른쪽, 또는 왼쪽)에 직접 위치될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한 본 명세서에서 구성요소간의 위치 관계를 설명하기 위해 사용되는 '상부(위)', '하부(아래)', '좌측', '우측', '전면', '후면' 등의 표현은 절대적 기준으로서의 방향이나 위치를 의미하지 않으며, 각 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 때 해당 도면을 기준으로 설명의 편의를 위해 사용되는 상대적 표현이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도2는 일 실시예에 따른 타격 에너지 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.
일정한 압력을 가지고 있는 밀폐용기에 외부로부터 에너지가 가해지면 실린더 내부의 압력이 상승하게 된다. 특히 실린더와 같이 밀폐되고 정지된 유체에 에너지가 가해지면 실린더의 내부 압력은 전달된 에너지에 비례한다. 즉 E∝ΔP 의 관계가 성립하고, 이 때 E는 실린더 외부에서 가해진 에너지이고 ΔP는 실린더 내부의 압력 변화량이다.
도2에 도시한 것처럼, 드리프터의 타격 에너지가 로드(rod)를 통해 실린더에 전달되는 경우, 실린더 내부의 압력 변화는 타격 에너지에 비례하므로 압력 변화로부터 타격 에너지를 추정할 수 있다. 실린더의 초기 압력상태(P1)에 타격 에너지가 가해지면 실린더의 내부 압력이 P2로 증가한다. 타격 에너지(Eim)는 로드에 의한 타격력(Fimp)과 이에 따른 실린더 높이 변화량(Δh)으로 표현되고, 아래 수학식1과 같이 타격 에너지(Eim)는 실린더 내부의 압력 변화량(ΔP)과 체적 변화량(ΔV)로 표현될 수 있다.
[수학식 1]
Eim = Fim·Δh = ΔP·ΔV
그러므로 드리프터의 로드에 의한 타격력이 실린더에 가해진 후 실린더 내부 유체의 압력 변화와 체적 변화를 측정함으로써 이 실린더에 가해진 타격 에너지를 산출할 수 있다.
한편 실린더 내부의 유체의 압력과 체적의 변화는 유체의 사용압력과 온도에 따라 변화한다. 특히 실린더 내부의 유체로 기름을 사용하는 경우 사용압력에 따른 체적의 변화는 크지 않지만 온도에 따른 체적 변화가 크기 때문에 체적 변화량 측정시 유체의 온도에 따른 변화량을 보상하는 것이 바람직하다.
상술한 원리에 따라 천공기 드리프터의 타격 에너지를 산출할 수 있는 테스트 장치 및 방법의 일 실시예를 이하 도면을 참조하여 설명한다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공기 드리프터 테스트 장치의 평면도이고 도4는 측면도이다. 도시한 일 실시예에서, 천공기 드리프터 테스트 장치는 지지 플레이트(30) 위에 고정 배치된 타격에너지 측정장치(20)를 포함한다. 테스트 대상인 드리프터(10)는 타격에너지 측정장치(20)에 인접하여 지지 플레이트(30) 위에 배치되어 고정된다. 바람직하게는, 드리프터(10)의 섕크 어댑터(15)에 결합된 로드(19)의 단부가 타격에너지 측정장치(20)를 타격할 수 있도록 배치된다. 이러한 구성에 따라, 드리프터(10)가 로드(19)를 통해 타격력을 타격에너지 측정장치(20)로 전달하고 타격에너지 측정장치(20)는 이 타격력으로부터 타격에너지를 측정할 수 있다.
도시한 테스트 장치의 동작을 위해 다른 구성요소가 더 필요할 수 있지만 발명의 요지와 관계 없는 구성요소는 생략하였다. 예를 들어, 드리프터(10)와 타격에너지 측정장치(20)에 각각 유체를 공급하기 위한 유체 공급관, 제어밸브 등이 필요하지만 생략하였음을 이해할 것이다.
도5는 일 실시예에 따른 천공기 드리프터 테스트 장치의 타격에너지 측정장치(20)를 설명하기 위한 도면으로, 측정장치(20)의 예시적 구조를 개략적으로 나타내었다.
도면을 참조하면, 타격에너지 측정장치(20)는 장치 프레임(21), 실린더(22), 피스톤(23), 및 각종 센서를 포함한다. 장치 프레임(21)은 지지 플레이트(30) 위에 결합되어 배치되며, 실린더(22)와 각종 센서 등의 구성요소가 장치 프레임(21)에 결합되어 고정된다. 실린더(22)는 장치 프레임(21)에 가로로 배치되어 결합된다. 일 실시예에서 실린더(22)는 내부에 유체(24)를 포함하는 유압실린더이다. 실린더(22)의 일측 단부에는 피스톤(23)이 배치된다. 피스톤(23)의 전방은 드리프터(10)의 로드(19)를 향하도록 배치되어 피스톤(23)이 로드(19)로부터 타격력을 전달받으며, 이에 따라 피스톤(23)이 실린더(22) 내부로 이동할 수 있도록 설계된다.
일 실시예에서 로드(19)의 단부와 피스톤(23)의 단부 사이에 소정 갭이 있도록 드리프터(10)와 측정장치(20)를 배치할 수 있다. 그러나 구체적 실시 형태에 따라, 로드(19)의 단부가 피스톤(23)의 단부와 밀착한 상태가 되도록 드리프터(10)와 측정장치(20)를 배치할 수도 있다.
또한 일 실시예에서, 로드(19)가 피스톤(23)을 직접 타격하여 피스톤(23)이 손상되는 것을 방지하기 위해 피스톤(23)의 전방면에 테스트 지그(25)가 더 부착될 수 있다. 이에 따라 테스트 지그(25)는 로드(19)의 타격력을 직접 받아서 실린더(22)로 전달한다.
일 실시예에서 타격에너지 측정장치(20)는 압력센서(41), 온도센서(42), 및 위치센서(43)를 포함할 수 있다. 압력센서(41)는 실린더(22) 내의 유체의 압력을 측정한다. 일 실시예에서, 드리프터(10)가 실린더(22)를 타격하는 동안 압력센서(41)가 미리 설정된 샘플링 주기마다 유체의 압력을 측정할 수 있도록, 드리프터(10)의 타격력 및 타격 주기에 맞추어 압력센서(41)의 샘플링 주기 및 압력 감지범위를 적절히 설계하는 것이 바람직하다.
온도센서(42)는 실린더(22) 내의 유체의 온도를 측정한다. 유체의 온도에 따라 유체의 체적 변화량이 변하기 때문에, 정확한 타격에너지 측정을 위해 온도센서(42)가 일정 시간 또는 주기마다 유체의 온도를 측정한다. 일 실시예에서 온도센서(42)로서 열전대(thermocouple)이 사용될 수 있으며, 발명의 실시 형태에 따라 다른 방식의 온도측정 센서를 사용하여도 무방하다. 위치센서(43)는 실린더(22) 내에서의 피스톤(23)의 위치를 측정한다. 드리프터(10)의 타격에 의해 피스톤(23)이 실린더(22) 내에서 움직일 때 위치센서(43)가 피스톤(23)의 움직인 거리를 측정할 수 있다. 일 실시예에서 위치센서(43)는 접촉변위센서(LVDT)로 구현할 수 있지만 이에 제한되지 않으며 실시 형태에 따라 다양한 방식의 위치측정 센서가 사용될 수 있다.
상술한 압력센서(41), 온도센서(42), 및 위치센서(43)가 감지한 각 센싱 데이터는 데이터 처리부(도시 생략)로 전달되고, 데이터 처리부는 이 수신받은 센싱 데이터에 기초하여 드리프터(10)가 실린더(22)를 타격할 때마다 타격 에너지를 산출한다.
일 실시예에서 데이터 처리부는 프로세서, (RAM 등의 휘발성) 메모리, 및 (데이터를 저장하는 HDD 또는 플래시 메모리 등 비휘발성 메모리인) 저장장치로 구현될 수 있다. 데이터 처리부는 드리프터(10)가 실린더(22)를 타격하기 전에 압력센서(41), 온도센서(42), 및 위치센서(43)가 감지한 센싱 데이터를 수신받아 초기조건으로서 저장할 수 있다. 또한 데이터 처리부는 이 초기조건 및 샘플링 주기마다 측정된 센싱 데이터에 기초하여 유체의 압력 변화량과 체적 변화량을 계산하여 타격 에너지를 산출할 수 있다.
도6은 일 실시예에 따른 천공기 드리프터의 타격 에너지를 측정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도시한 일 실시예에 따른 타격에너지 측정 방법에 따르면, 드리프터(10)가 실린더(22)를 타격하기 전에 압력센서(41), 온도센서(42), 및 위치센서(43)가 각각 실린더(22) 내의 유체의 압력과 온도, 및 피스톤 위치를 측정하여 초기 조건으로 저장한다(단계 S120).
그 후 드리프터(10)로 유압 실린더를 타격하고(단계 S130), 이 타격시의 유체의 압력과 피스톤 위치를 압력센서(41)와 위치센서(43)로 각각 측정한다(단계 S140). 일 실시예에서, 단계(S130)에서 드리프터(10)가 실린더(22)를 1회 타격하는 동안 압력센서(41) 및/또는 위치센서(43)가 샘플링 주기마다 유체 압력 및/또는 피스톤 위치를 측정할 수 있으며, 따라서 이 경우 타격 단계(S130)와 측정 단계(S140)가 적어도 부분적으로 동시에 수행된다. 또한 유체 온도 측정의 경우, 처음 초기조건으로 유체 온도를 한번만 측정할 수도 있고, 유체 압력과 피스톤 위치 측정과 마찬가지로 매 샘플링 주기마다 유체 온도도 함께 측정할 수도 있다.
이와 같이 드리프터(10)의 1회의 타격에 대한 압력센서(41), 온도센서(42), 및 위치센서(43)의 각각의 측정 데이터가 데이터 처리부로 전달되고, 단계(S150)에서 데이터 처리부는 이 수신받은 센싱 데이터 및 초기조건에 기초하여 드리프터(10)의 타격 에너지를 산출한다. 이를 위해, 우선 초기조건 및 샘플링 주기마다 측정된 센싱 데이터에 기초하여 유체의 압력 변화량(ΔP) 및 체적 변화량(ΔV)을 각각 계산한다.
압력센서(41)가 측정한 값은 타격시간에 따른 압력분포일 수 있고 따라서 타격 에너지는 압력분포에 대한 면적의 합으로 나타낼 수 있다. 즉 드리프터의 1회 타격에 의한 전체 압력 변화량(ΔP)은 1회 타격 시간에 걸쳐 변화된 압력분포 면적을 적분하여 계산할 수 있다.
체적 변화량(ΔV)의 경우, 실린더(22)의 단면적은 미리 결정된 기지의 값이므로 위치센서(43)를 이용하여 측정한 피스톤(23)의 위치 변화량에 따라 체적 변화량을 구할 수 있다. 또한 대안적 실시예에서, 위치센서(43)를 이용하지 않는 경우 아래 수학식2와 같이 실린더 내부 유체의 체적탄성계수(Bulk modulus)를 이용해서 체적 변화량을 얻어도 무방하다.
[수학식 2]
Figure 112015051294023-pat00001
여기서 ΔV는 구하고자 하는 체적 변화량이고, Vin는 타격전의 실린더 내부 체적이고, ΔP는 압력 변화량이고, β는 체적탄성계수이다.
위와 같이 압력 변화량(ΔP) 및 체적 변화량(ΔV)을 각각 계산한 뒤 이 값을 곱하여 타격 에너지를 산출한다.
한편 바람직하게는, 타격에너지의 측정 오차를 줄이기 위해, 위의 단계(S120 내지 S150)에 따른 1회의 타격에너지 산출을 복수회 반복할 수 있다. 즉 도6에 단계(S110, S160, S170, 및 S180)로 표시한 것처럼 타격 에너지 산출 단계(S120 내지 S150)를 전체 N번 반복하고 이에 따라 생성된 N개의 타격 에너지 값을 평균하여 평균 타격에너지 값을 산출함으로써 타격에너지 측정 오차를 감소시킬 수 있다.
이상과 같이 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상술한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 드리프터
20: 타격에너지 측정장치
21: 장치 프레임
22: 실린더
23: 피스톤
25: 테스트 지그
30: 지지 플레이트
41: 압력센서
42: 온도센서
43: 위치센서

Claims (13)

  1. 천공기 드리프터의 테스트 방법에 있어서,
    (a) 천공기 드리프터의 타격대상인 유압 실린더 내의 유체의 압력과 온도, 및 상기 실린더의 피스톤의 위치를 초기조건으로 측정하는 단계;
    (b) 상기 드리프터에 의해 상기 유압 실린더를 타격하는 단계;
    (c) 상기 유압 실린더를 타격할 때의 상기 유체의 압력 및 상기 피스톤 위치를 측정하는 단계; 및
    (d) 상기 초기조건 및 상기 (c)단계에서 측정된 데이터에 기초하여, 천공기 드리프터의 타격 에너지를 산출하는 단계;를 포함하고,
    상기 (b)단계와 (c)단계가 적어도 부분적으로 동시에 수행되고,
    상기 천공기 드리프터는 지지 프레이트에 고정 배치되어 있고, 상기 (c)단계와 (d) 단계를 수행하는 테스트 장치는 상기 천공기 드리프터가 고정 배치된 상기 지지 플레이트에 고정 배치되며
    상기 유압 실린더는 상기 테스트 장치에 포함된 장치 프레임에 가로로 배치되어 결합된 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c)단계는, 상기 드리프터가 상기 유압 실린더를 타격하는 동안, 미리 설정된 샘플링 주기마다 상기 유체의 압력 및 피스톤 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 (d)단계가,
    상기 초기조건 및 상기 (c)단계에서 측정된 데이터에 기초하여 상기 유압 실린더 내의 유체의 압력 변화량 및 체적 변화량을 각각 계산하는 단계; 및
    상기 압력 변화량과 체적 변화량으로부터 상기 타격 에너지를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    (e) 상기 (a)내지 (d)단계를 n회(단, n은 2 이상의 정수) 반복하는 단계; 및
    (f) 상기 n회 반복하는 동안 산출된 n개의 타격 에너지 값으로부터 평균 타격 에너지 값을 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 방법.
  6. 천공기 드리프터의 테스트 방법에 있어서,
    (a) 천공기 드리프터의 타격대상인 유압 실린더 내의 유체의 압력과 온도, 및 상기 실린더의 피스톤의 위치를 초기조건으로 측정하는 단계;
    (b) 상기 드리프터에 의해 상기 유압 실린더를 타격하는 단계;
    (c) 상기 유압 실린더를 타격할 때의 상기 유체의 압력을 측정하는 단계; 및
    (d) 상기 초기조건 및 상기 (c)단계에서 측정된 데이터에 기초하여, 천공기 드리프터의 타격 에너지를 산출하는 단계;를 포함하고,
    상기 (b)단계와 (c)단계가 적어도 부분적으로 동시에 수행되고,
    상기 천공기 드리프터는 지지 프레이트에 고정 배치되어 있고, 상기 (c)단계와 (d) 단계를 수행하는 테스트 장치는 상기 천공기 드리프터가 고정 배치된 상기 지지 플레이트에 고정 배치되며
    상기 유압 실린더는 상기 테스트 장치에 포함된 장치 프레임에 가로로 배치되어 결합된 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 (d)단계가,
    상기 초기조건 및 상기 (c)단계에서 측정된 데이터에 기초하여 상기 유압 실린더 내의 유체의 압력 변화량을 계산하는 단계;
    상기 초기조건 및 상기 유체의 압력 변화량, 및 상기 유체의 체적탄성계수에 기초하여 유체의 체적 변화량을 계산하는 단계; 및
    상기 압력 변화량과 체적 변화량으로부터 상기 타격 에너지를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 방법.
  8. 천공기 드리프터의 테스트 장치에 있어서,
    장치 프레임;
    천공기 드리프터의 타격대상인 유압 실린더;
    상기 유압 실린더 내의 유체의 압력을 측정하는 압력센서;
    상기 유압 실린더 내의 유체의 온도를 측정하는 온도센서;
    상기 유압 실린더 내의 피스톤의 위치를 측정하는 위치센서;
    상기 압력센서, 온도센서, 및 위치센서로부터 수신받은 센싱 데이터에 기초하여, 상기 천공기 드리프터의 타격 에너지를 산출하는 데이터 처리부;를 포함하며,
    상기 천공기 드리프터는 상기 지지 프레이트에 고정 배치되어 있고, 상기 장치 프레임은 상기 천공기 드리프터가 고정 배치된 상기 지지 플레이트에 고정 배치되며,
    상기 유압 실린더, 상기 압력센서, 상기 온도센서, 및 상기 위치센서는 상기 장치 프레임에 결합되어 고정되고,
    상기 유압 실린더는 상기 장치 프레임에 가로로 배치되어 결합되고,
    상기 압력센서 및 위치센서의 각각이, 상기 천공기 드리프터가 상기 유압 실린더를 타격하는 동안, 미리 설정된 샘플링 주기마다 상기 유체의 압력 및 상기 피스톤 위치를 각각 측정하고, 상기 천공기 드리프터가 상기 유압 실린더를 타격하는 동작과, 상기 측정하는 동작은 부분적으로 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는, 상기 천공기 드리프터가 상기 유압 실린더를 타격하기 전에 상기 압력센서, 온도센서, 및 위치센서가 감지한 센싱 데이터를 초기조건으로서 저장하는 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 장치.
  10. 삭제
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는, 상기 천공기 드리프터가 상기 유압 실린더를 타격하기 전에 상기 압력센서, 온도센서, 및 위치센서가 감지한 센싱 데이터를 초기조건으로서 저장하며,
    상기 데이터 처리부가, 상기 초기조건 및 상기 미리 설정된 샘플링 주기마다 측정된 데이터에 기초하여 상기 유체의 압력 변화량 및 체적 변화량을 각각 계산하고 이로부터 상기 타격 에너지를 산출하는 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는, 상기 천공기 드리프터가 상기 유압 실린더를 타격하기 전에 상기 압력센서, 온도센서, 및 위치센서가 감지한 센싱 데이터를 초기조건으로서 저장하며,
    상기 데이터 처리부가, 상기 초기조건 및 상기 미리 설정된 샘플링 주기마다 측정된 데이터에 기초하여 상기 유체의 압력 변화량을 계산하고, 이 계산된 압력 변화량 및 상기 유체의 체적탄성계수에 기초하여 유체의 체적 변화량을 계산하고, 이로부터 상기 타격 에너지를 산출하는 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 유압 실린더의 피스톤의 전방에 부착된 테스트 지그;를 더 포함하고,
    상기 테스트 지그는, 상기 천공기 드리프터의 타격력을 직접 받아서 이를 유압 실린더로 전달하는 것을 특징으로 하는 천공기 드리프터의 테스트 장치.
KR1020150074718A 2015-05-28 2015-05-28 천공기 드리프터의 테스트 방법 및 장치 KR101750405B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150074718A KR101750405B1 (ko) 2015-05-28 2015-05-28 천공기 드리프터의 테스트 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150074718A KR101750405B1 (ko) 2015-05-28 2015-05-28 천공기 드리프터의 테스트 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160141107A KR20160141107A (ko) 2016-12-08
KR101750405B1 true KR101750405B1 (ko) 2017-06-26

Family

ID=57577017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150074718A KR101750405B1 (ko) 2015-05-28 2015-05-28 천공기 드리프터의 테스트 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101750405B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108709762B (zh) * 2018-08-01 2023-09-15 无锡市创源科技有限公司 一种液压冲击设备打击能量及打击频率测试装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101501116B1 (ko) 2013-05-14 2015-03-11 한국기계연구원 유압 브레이커 치즐 정하중 시험장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080057982A (ko) 2006-12-21 2008-06-25 이시영 지중천공기의 운동량 측정장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101501116B1 (ko) 2013-05-14 2015-03-11 한국기계연구원 유압 브레이커 치즐 정하중 시험장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160141107A (ko) 2016-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5175855B2 (ja) 低温熱亀裂現象を利用した岩盤内の初期応力測定方法及び装置
JP4317017B2 (ja) 衝撃装置の動作のモニタ方法および機器
US11111772B2 (en) Bulk modulus monitoring system
NL2011001C2 (en) Method of and driver for installing foundation elements in a ground formation.
JP6303132B2 (ja) 水圧破砕試験装置
CN103217307A (zh) 一种液压挖掘机工作装置的荷载谱测试方法
KR101151692B1 (ko) 굴곡부를 가지는 금속 멤브레인의 충격시험장치
US4367647A (en) Static penetrometer
KR101750405B1 (ko) 천공기 드리프터의 테스트 방법 및 장치
Zhao et al. Effects of working angle on pneumatic down-the-hole hammer drilling
US9915147B2 (en) Method and apparatus for real-time fluid compressibility measurements
US10876941B2 (en) Determining fluid density in a pressure pump using bulk modulus measurements
KR101336787B1 (ko) 공내재하시험기용 링크식 프로브와 이를 이용한 공내재하시험방법, 그리고 그 공내재하시험을 통한 매입말뚝의 지지력분석방법
CN108470106B (zh) 一种桩基的贯入度的计算方法
JP6653072B2 (ja) 水圧ハンマーの打撃数評価方法及びそれを用いた前方地山の探査方法並びに前方地山の探査システム
KR101609834B1 (ko) 브레이커의 동작상태 기록장치
US5410905A (en) Meter for comparing impact hammers
KR102005263B1 (ko) 압축성 유체를 이용한 유압 브레이커의 성능 측정 장치 및 방법
KR101524842B1 (ko) 유압브레이커의 타격수측정 장치 및 방법
JP6593624B2 (ja) 水圧ハンマーの打撃数評価方法及びそれを用いた前方地山の探査方法
CN109001029A (zh) 可调平衡的薄壁件的抗压强度测试仪器
CN108827787A (zh) 薄壁件的抗压强度测试仪器
KR102368922B1 (ko) 질소가스 압력 펄스를 이용한 유압 브레이커의 타격수 측정방법
JP6481500B2 (ja) 水圧ハンマーの打撃数評価方法及びそれを用いた前方地山の探査方法並びに前方地山の探査システム
US20110174091A1 (en) Penetration device for driving a tool, such as a soil probing or sampling tool, and assemblies of such a device, and such a tool

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200309

Year of fee payment: 4