KR101864728B1

KR101864728B1 - 인장강도시험기용 물림블록

Info

Publication number: KR101864728B1
Application number: KR1020170151736A
Authority: KR
Inventors: 박영견
Original assignee: 박영견
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2018-06-07

Abstract

봉형상의 시편을 파지하고 잡아당겨 상기 시편의 인장강도를 시험하는 인장강도시험기용 물림블록은 물림본체와 물림고정부를 갖는다. 물림본체는 시편의 인장방향을 따라 함몰 형성된 수용부를 갖는다. 물림부재는 봉형상을 갖고 수용부에 상호 평행하게 배치되어 장착되며, 시편의 인장방향에 대한 가로방향으로 치형이 형성된다.

Description

인장강도시험기용 물림블록{Bite Block for Tensile Strength Testing Machine}

본 발명은 봉 형상 시편의 인장강도를 시험하는 인장강도시험기용 물림블록에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 더 오래 사용할 수 있는 인장강도시험기용 물림블록에 관한 것이다.

인장강도시험기는 강도 시험 대상이 되는 시편을 양 측방에서 잡아당기면서 인장 강도를 측정하는 장치로서, 통상적으로 두 쌍의 물림블록 및 물림블록 구동부로 이루어진다. 인장강도를 시험하기 위한 봉 형상의 시편은 두 쌍의 물림블록에 의해 미끄러지지 않게 파지된 후 물림블록구동부에 의해 물림블록이 양쪽으로 이동되는 것에 따라 양쪽으로 잡아 당겨진다. 봉 형상 시편의 인장강도를 시험하기 위한 물림블록은 봉 형상의 돌출부가 형성되어 있으며, 돌출부는 파지한 시편이 미끄러지지 않도록 하는 여러 형상의 돌기들이 형성되어 있기도 하다.

그러나 인장시험이 계속되면 돌기들이 형성된 물림블록은 시편을 반복하여 파지하며 돌출부의 돌기가 마모되어 결국은 물림블록 전체를 교체해야 한다. 이로 인해 물림블록 전체를 교체하는 유지관리비용이 과다하게 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 오래 사용할 수 있는 물림블록을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 봉 형상 시편의 인장강도를 시험하는 인장강도시험기용 물림블록은, 물림면을 갖는 블록본체; 길이방향에 대한 가로방향으로 형성된 다수의 물림치형을 갖고 상기 블록본체에 상호 평행하게 지지되는 막대상의 한 쌍의 물림봉을 포함한다. 이에 의해 물림불록 전체를 교체하지 않고 물림봉만을 교체할 수 있음으로써 유지관리비용을 감소시킬 수 있다.

여기서, 상기 블록본체는 상기 물림면으로부터 함몰되어 상기 물림봉들을 상기 물림면 상에 노출되도록 부분적으로 수용하는 상호 평행한 한 쌍의 수용그루브를 갖는다. 이에 의해 한 쌍의 물림봉이 블록본체에 장착될 수 있다.

그리고, 상기 물림봉은 길이방향의 축선에 대해 회전 가능하게 상기 수용그루브에 수용되며, 길이방향으로 형성된 복수의 연동피니언치형을 가지고, 상기 각 연동피니언치형과 맞물리는 연동기어를 더 포함하며, 상기 연동기어와 상기 물림봉들 중 적어도 어느 하나에 장착된 회전조작레버를 더 포함한다. 이에 의해 물림봉을 손쉽게 회전시킬 수 있다.

여기서, 상기 물림치형은 삼각치형이며, 상기 물림봉의 길이방향에 대한 상기 삼각치형의 단면은 인장방향 전방의 경사각이 후방의 경사각보다 작다. 이에 의해 물림치형이 시편을 인장방향에 대하여 안정적으로 저항하여 파지할 수 있다.

본 발명에 따르면 시편을 견고하게 파지할 수 있으며 블록본체에 탈장착되는 물림봉만을 교체할 수 있음으로써 유지관리비용을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면 연동기어를 통해 물림봉을 회전시켜 물림치형의 닳은 부분이 물림위치에서 벗어나도록 하고 물림치형의 닳지 않은 부분이 물림위치가 되도록 하여 물림봉을 더욱 오래 사용함으로써 유지관리비용을 더욱 감소시킬 수 있다는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 물림블록을 갖는 인장강도시험기의 도면.
도 2 는 도 1 인장강도시험기에서 사용되는 물림블록의 사시도.
도 3 은 도 2의 물림블록과 다른 변형 실시 예의 분해도.
도 4 는 도 3의 물림블록의 사시도.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 인장강도시험기용 물림블록(1)을 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 물림블록(10)을 갖는 인장강도시험기(1)의 도면이고, 도 2 는 도 1 인장강도시험기(1)에서 사용되는 물림블록(10)의 사시도이며, 도 3 은 도 2의 물림블록(10)과 다른 변형 실시 예의 도면이고, 도 4 는 도 3의 물림블록의 사시도다.

도 1의 인장강도시험기(1)는 물림블록(10), 지지본체(20), 지지대(30), 파지구동부(40) 및 인장구동부(50)를 포함한다. 지지본체(20)는 상부와 하부에 마련된다. 지지본체(20)에는 상하로 연결되어 있는 지지대(30)가 결합되어 있다. 지지본체(20)에는 결합된 지지대(30)가 지지본체(20)의 길이방향을 따라 이동되도록 이동슬롯이 형성되어 있다. 지지대(31 내지 34)는 지지본체(20)에 형선된 슬롯에 삽입되고 걸릴 수 있도록 걸림부가 형성되어 있다. 지지대(31 내지 34)는 봉으로 마련되어 물림블록(11 내지 14)을 지지할 수 있다. 지지대(31 내지 34)는 봉이 아니더라도 지지본체(20)에 물림블록(11 내지 14)이 지지되도록 하는 역할을 한다. 물림블록(10)은 4개(11 내지 14)로 이루어진다. 하부의 물림블록(13, 14)는 상호 접근이격되도록 제1, 2파지구동부(41, 42)를 구비한다. 상부의 물림블록(11, 12)은 상호 접근이격되도록 제3, 4파지구동부(43, 44)를 구비한다. 4개의 물림블록(11 내지 14) 중 상부의 물림블록(11, 12)은 지지대(31 내지 34)에 고정되고 하부의 물림블록(11, 12)은 지지대(31 내지 34)를 수용하며 지지대(31 내지 34)를 따라 제1, 2인장구동부(51, 52)에 의해 상하로 슬라이딩 이동된다. 파지구동부(41 내지 44)와 인장구동부(51, 52)는 유압실린더, 피스톤 및 기어로 마련되어 물림블록(11 내지 14)를 구동한다.

물림블록(10)은 블록본체(100), 물림봉(200), 연동기어(300), 회전조작레버(400), 회전멈춤스프링(500) 및 연동기어회전모터(600)을 포함한다. 블록본체(100)는 물림면(110), 수용그루브(120), 시편안착그루브(130), 기어수용부(140) 및 모터수용부(150)를 포함한다. 물림면(110)은 시편(2)을 파지하기 위해 상호 접근되는 물림블록(10)이 상호 대향하는 면이다. 물림면(110)은 대체로 평면 형상을 가지며, 시편(2)의 봉 형상에 대응하는 형상을 갖을 수도 있다.

수용그루브(120)는 물림면(110)으로부터 함몰되어 물림봉(200)들을 물림면(110) 상에 노출되도록 부분적으로 수용한다. 수용그루브(120)는 상호 평행한 한 쌍으로 블록본체(100)에 형성된다. 수용그루브(120)는 물림봉(200)이 물리면서 수용되어 빠지지 않도록 하는 형상으로 함몰되어 있다. 수용그루브(120)의 함몰단면형상은 물림봉(200)의 단면에 대응하는 봉 형상을 가지며 물림봉(200) 단면의 반 이상이 수용되도록 형성되어 있어 물림봉(200)이 물리면서 수용된다. 수용그루브(120)의 함몰구간의 양단 중 적어도 일단은 막혀있어 수용된 물림봉(200)이 인장방향으로 이동되지 않고 저지될 수 있으며 타단은 개방되어 있을 수 있다.

시편안착그루브(130)는 한 쌍의 물림봉(200)에 의해 파지되는 시편(2)의 일부분이 물림면(110)에 접촉할 수 있는 부분에 함몰형성된다. 즉, 한 쌍의 물림봉(200)이 수용되는 한 쌍의 수용그루브(120) 사이의 물림면(110)이 함몰되어 형성된다. 시편안착그루브(130)도 수용그루브(120)와 같이 함몰구간의 양단 중 적어도 일단은 막혀있어 안착된 시편(2)이 인장방향으로 이동되는 것이 저지될 수 있으며 타단은 개방되어 있을 수 있다.

기어수용부(140)는 연동기어(300)의 형상에 대응하도록 함몰형성된다. 기어수용부(140)는 수용그루브(120)의 함몰구간의 양단 중 개방된 타단영역에 마련되어 연동기어(300)와 후술할 물림봉(200)의 연동피니언치형(230)이 맞물리도록 한다.

모터수용부(150)는 후술할 연동기어회전모터(600)를 수용할 수 있도록 블록본체(100)에 함몰형성되어 있다.

물림봉(200)은 봉본체(210), 물림치형(220), 연동피니언치형(230) 및 핀장착홈(240)을 포함한다. 물림봉(200)은 길이방향의 축선에 대해 회전 가능하게 수용그루브(120)에 수용된다. 봉본체(210)는 블록본체에 상호 평행하게 지지되는 막대상을 갖는다. 물림치형(220)은 봉본체(210)로부터 길이방향에 대한 가로방향으로 다수로 형성된다. 물림치형(220)은 삼각치형으로 마련되는 것이 바람직하며, 물림봉(200)의 길이방향에 대한 삼각치형의 단면은 인장방향 전방의 경사각이 후방의 경사각보다 작게 마련된다. 즉, 삼각치형의 단면 중 인장방향의 경사면은 인장방향 반대방향의 경사면보다 훨씬 길게 형성된다. 이 다수의 삼각치형의 꼭지점은 물림봉(200)의 축선으로부터 동일한 높이를 가진다.

연동피니언치형(230)은 물림봉(200) 길이방향으로 형성된다. 연동피니언치형(230)은 연동기어(300)와 맞물려서 회전된다. 핀장착홈(240)은 물림봉(200)의 일단에 인장방향의 역방향으로 형성된다. 핀장착홈(240)의 형상은 다각의 핀이 삽입될 수 있는 형상으로 형성되어 후술할 회전조작레버(400)의 회전연결핀(420)이 삽입될 수 있도록 형성된다. 연동피니언치형(230)의 외측은 물림치형(220)의 외측보다 크게 형성되어 있는 것으로 도시되어 있으나 연동피니언치형(230)의 외측은 물림치형(220)의 외측보다작게 형성될 수도 있으며 이에 한정되지는 않는다.

연동기어(300)는 피니언, 톱니 형상으로 마련되며, 기어수용부(140)에 수용된다. 연동기어(300)는 한 쌍의 물림봉(200) 길이방향으로 형성된 복수의 연동피니언치형(230)과 맞물린다.

회전조작레버(400)는 손잡이부(410) 및 회전연결핀(420)를 포함한다. 손잡이부(410)는 노브로 마련될 수도 있고, 잡고 돌릴 수 있는 형상으로 마련될 수도 있다. 회전연결핀(420)은 핀 형상을 가지며 손잡이부(410)와 결합된다. 막대형상으로 핀장착홈(240)의 형상에 대응하여 형성된다.

회전멈춤스프링(500)은 기어수용부(140)에 수용되어 연동기어(300)의 피니언에 걸리도록 배치된다. 사용자가 회전조작레버(400)를 돌리면 피니언의 톱니 하나가 회전하여 멈추게 되므로 물림봉(200)의 회전을 조절할 수 있게 된다.

연동기어회전모터(600)는 회전축이 연동기어(300)와 연결되어 있다. 연동기어회전모터(600)는 모터수용부(150)에 수용된다. 도시하지 않았지만 제어부(미도시)의 조작에 의해 구동되어 연동기어(300)를 회전시킨다. 제어부는 시편(2) 하나에 대한 인장시험을 마치면 소정 각도 연동기어(300)를 회전시켜 물림치형(210)이 함께 회전하도록 할 수 있다. 이에 의해 시편(2)의 파지로 인한 물림치형(210)이 무뎌진 부분을 옆으로 회전시키고 새로운 물림치형(210)의 부분이 시편(2)을 가압하면서 파지한다. 제어부는 물림봉(200)의 회전각도를 저장해 두고 연동기어회전모터(600)를 제어할 수 있다. 이는 물림치형(220)의 닳지 않은 부분이 시편(2)을 파지할 수 있도록 하여 시편(2)의 파지를 견고하게 하기 위함이다. 제어부는 물림치형(220)이 모두 시편(2)을 파지하도록 회전시킨 것으로 판단되면 사용자에게 물림봉(200)을 교체하라는 정보를 알리는 알림부를 구비할 수도 있다.

상기의 물림블록(10)을 갖는 인장강도시험기(1)의 동작은 다음과 같다.

1) 사용자는 기어수용부(140)에 연동기어(300)를 삽입한다.

2) 한 쌍의 수용그루브(120)에 한 쌍의 물림봉(200)이 물리면서 삽입되도록 눌러서 수용되게 한다. 연동피니언치형(230)과 연동기어(300)가 맞물리도록 조정한다.

3) 이후 사용자가 봉 형상의 시편(2)을 준비한다.

4) 시편(2)을 시험위치에 놓은 후 인장강도시험기(1)를 작동시킨다.

5) 제1, 2파지구동부(41, 42)와 제3, 4파지구동부(43, 44)가 작동하여 물림블록(11 내지 14)가 시편(2)을 파지하도록 상호 접근된다.

6) 수용부(110)에 수용되어 장착된 한 쌍의 물림부재(200)의 두 쌍의 물림고정부(230)가 시편(2)과 접촉되면서 파지한다.

7) 제1, 2파지구동부(41, 42)와 제3, 4파지구동부(43, 44)는 물림고정부(230)가 시편(2)을 접촉된 후 더욱 가압하면서 파지하도록 구동한다. 이에 의해 물림고정부(230)에 형성된 치형이 봉 형상의 시편(2)을 물면서 고정되게 한다.

8) 이후 인장구동부(51, 52)는 상부의 물림블록(11, 12)으로부터 하부의 물림블록(13, 14)이 멀어지는 방향으로 이동되도록 구동한다. 이에 의해 물림블록(11 내지 14)에 의해 파지된 봉 형상의 시편(2)의 인장강도를 시험하게 된다.

9) 이후 물림봉(200)의 핀장착홈(240)에 회전조작레버(400)의 회전연결핀(420)를 삽입한 후 회전시키면 물림봉(200)이 회전된다. 이에 의해 닳은 물림치형(220)이 회전되어 닳지 않은 물림치형(220)이 물림위치에 있게 되므로 시편(2)을 견고하게 파지할 수 있게 된다.

상기 실시 예 이외의 변형 예를 설명한다.

수용그루브(120)는 물림봉(200) 각각의 형상에 대응하여 형성될 수도 있으며, 한 쌍의 물림봉(200)이 나란히 수용되게 하나의 그루브로 형성될 수 있다. 이렇게 하나의 그루브로 형성된 수용그루브의 측벽은 외향 경사각을 가질 수 있다. 이렇게 되면 시편(2)을 파지하는 경우 한 쌍의 물림봉(200)이 시편(2)을 조이면서 파지하게 되어 한 쌍의 물림봉(200)의 파지력이 훨씬 향상될 수 있다.

인장강도시험기(1)는 별도의 회전구동부(미도시) 및 제어부(미도시)를 구비할 수 있다. 제어부는 시편(2)의 인장강도시험에 대한 시험시간 또는 횟수 등을 고려하여 기설정된 주기에 따라 연동기어(300) 또는 물림봉(200)을 기설정된 각도만큼 회전시키도록 제어할 수도 있다. 제어부는 물림봉(200)의 인장시험시간 또는 인장시험횟수 등을 고려하여 교체시기를 알릴 수도 있다.

연동기어(300)는 기어형상으로 나타나 있지만 물림봉(200)의 양단에 형성된 연동피니언치형(230)에 맞물리도록 버튼 형상 또는 환봉형상으로 마련되어 있을 수도 있다. 이에 따라 연동피니언치형(230)은 복수 개 형성되어 있을 수도 있다.

물림봉(200)의 물림치형(220)은 나사형상으로 마련될 수도 있고, 나사처럼 각도를 갖지 않고 치형이 형성될 수도 있다. 그리고, 물림치형(220)은 원주를 따라 연속된 치형이 아니라 돌기로 이루어진 형상을 가질 수도 있다. 다만, 치형이건 돌기형상이건 나사의 형상이건 너무 작지 않게 형성되어 시편(2)를 고정하는데 효과적이어야 한다.

상기 인장강도시험기용 물림블록(10)으로 인하여, 물림봉(200)이 블록본체(100)에 탈장착되며 시편을 견고하게 파지할 수 있어서 물림불록 전체를 교체하지 않고 물림봉만을 교체할 수 있음으로써 유지관리비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 연동기어(300)를 통해 물림봉(200)을 회전시켜 물림치형(220)의 닳은 부분이 물림위치에서 해제위치로 회전되고 닳지 않은 치형부분이 물림위치로 회전됨으로써 물림치형(220)를 더욱 오래 사용할 수 있다.

1 : 인장강도시험기 2 : 시편
10 : 물림블록 11 : 제1물림블록
12 : 제2물림블록 13 : 제3물림블록
14 : 제4물림블록 20 : 지지본체
21 : 제1지지본체 22 : 제2지지본체
30 : 지지대 31 : 제1지지대
32 : 제2지지대 33 : 제3지지대
34 : 제4지지대 40 : 파지구동부
41 : 제1파지구동부 42 : 제2파지구동부
43 : 제3파지구동부 44 : 제4파지구동부
50 : 인장구동부 51 : 제1인장구동부
52 : 제2인장구동부 100 : 블록본체
110 : 물림면 120 : 수용그루브
130 : 핀관통공 200 : 물림봉
210 : 물림치형 220 : 연동피니언치형
230 : 핀장착홈 300 : 연동기어
400 : 회전조작레버 410 : 손잡이부
420 : 회전연결핀 500 : 회전멈춤스프링
600 : 연동기어회전모터

Claims

봉 형상 시편의 인장강도를 시험하는 인장강도시험기용 물림블록에 있어서,
물림면을 갖는 블록본체;
길이방향에 대한 가로방향으로 형성된 다수의 물림치형을 갖고 상기 블록본체에 상호 평행하게 지지되는 막대상의 한 쌍의 물림봉;
을 포함하며,
상기 블록본체는 상기 물림면으로부터 함몰되어 상기 물림봉들을 상기 물림면 상에 노출되도록 부분적으로 수용하는 상호 평행한 한 쌍의 수용그루브를 갖고,
상기 한 쌍의 물림봉은 길이방향의 축선에 대해 회전 가능하게 상기 수용그루브에 수용되며, 길이방향으로 형성된 복수의 연동피니언치형을 가지며,
상기 각 연동피니언치형과 맞물리는 연동기어;
회전축이 상기 연동기어와 회전시키도록 연결된 연동기어회전모터; 및
상기 시편의 기설정된 시험기간 또는 횟수에 따라 상기 물림봉이 기설정된 각도만큼 회전되도록 상기 연동기어회전모터를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물림블록.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 연동기어와 상기 물림봉들 중 적어도 어느 하나에 장착된 회전조작레버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물림블록.
제 1 항에 있어서,
상기 물림치형은 삼각치형이며,
상기 물림봉의 길이방향에 대한 상기 삼각치형의 단면은 인장방향 전방의 경사각이 후방의 경사각보다 작은 것을 특징으로 하는 물림블록.