KR102079260B1 - Apparatus for measuring screw efficiency and method for measuring screw efficiency - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스크류의 효율 측정 장치 및 이를 이용한 스크류의 효율 측정 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 모터의 회전력 즉, 토크에 의해 변환되는 스크류의 직진력에 대한 효율을 양방향에서 측정할 수 있는 스크류의 효율 측정 장치 및 이를 이용한 스크류의 효율 측정 방법에 관한 발명이다. The present invention relates to a device for measuring the efficiency of the screw and a method for measuring the efficiency of the screw using the same. More specifically, the efficiency of the screw that can measure the efficiency of the rotational force of the motor, that is, the straight force of the screw converted by the torque in both directions The present invention relates to a measuring device and a method of measuring the efficiency of a screw using the same.
일반적으로 회전모터의 회전력을 직선 이동으로 변환시키기 위해 스크류가 사용된다.Generally, a screw is used to convert the rotational force of a rotating motor into linear movement.
유도탄의 구동장치(Actuator)는 모터 등의 동력원을 이용하여 스크류, 기어 등과 같은 동력전달 과정을 통해 구동 날개 등의 제어 대상을 정확하게 움직이도록 고안된 장치이다. The actuator of the missile is an apparatus designed to accurately move a control target such as a driving blade through a power transmission process such as a screw or a gear by using a power source such as a motor.
이 때 유도탄에서 요구되는 구동토크, 구동속도 등의 주요 성능을 만족시킬 수 있도록 주요 부품들을 설계하고 선정하는 것이 매우 중요하다. At this time, it is very important to design and select the main parts to satisfy the main performance such as drive torque and drive speed required in the missile.
특히 동력 전달부(스크류, 기어 등)의 효율에 따라서 최종 출력부인 구동 날개의 성능이 결정이 되기 때문에, 동력전달부의 효율을 정확히 확인하고 인지하는 것이 유도탄의 요구사항에 맞는 구동장치를 설계하고 제작하는데 있어서 주요한 고려사항이 된다. In particular, the performance of the drive blade, the final output part, is determined by the efficiency of the power transmission unit (screws, gears, etc.). It is therefore necessary to design and manufacture a drive system that meets the requirements of guided missiles. This is a major consideration.
그러나 현재까지는 동력전달부의 핵심 부품 중 하나인 스크류(리드스크류, 볼스크류 등)의 효율을 측정하는 방법 등이 정형화/보편화 되어 있지 않은 실정이다.However, until now, the method of measuring the efficiency of the screw (lead screw, ball screw, etc.), which is one of the core components of the power transmission unit, has not been standardized.
본 발명의 목적은 모터의 회전력 즉, 토크에 의해 변환되는 스크류의 직진력에 대한 효율을 양방향에서 정확하게 측정할 수 있는 스크류의 효율 측정 장치 및 이를 이용한 스크류의 효율 측정 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a screw efficiency measuring device capable of accurately measuring the efficiency of the rotational force of the motor, that is, the straight force of the screw converted by the torque in both directions, and a method of measuring the efficiency of the screw using the same.
본 발명의 다른 목적은 스크류의 직진력에 대한 효율을 정확하게 측정하여 유도탄에서 요구되는 구동토크, 구동속도 등의 주요 성능을 만족시킬 수 있도록 주요 부품들을 설계하고 선정할 수 있도록 하는 스크류의 효율 측정 장치 및 이를 이용한 스크류의 효율 측정 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to accurately measure the efficiency of the screw linear force to measure the efficiency of the screw to design and select the main components to satisfy the main performance, such as drive torque, drive speed required in the missile And to provide a method for measuring the efficiency of the screw using the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 장치의 일 실시예는 스크류를 회전시키는 회전모터부, 상기 회전모터부에 의해 회전되는 스크류에 나사 결합된 작동 너트를 직선 이동되게 안내하고, 양방향 직선 이동되는 작동 너트에 의해 양방향 이동되는 가압 치구부, 가압 치구부에 의해 발생되는 상방향 하중과 하방향 하중을 각각 측정하는 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, an embodiment of the screw efficiency measuring apparatus according to the present invention is a rotary motor unit for rotating the screw, the operating nut screwed to the screw rotated by the rotary motor unit to guide the linear movement And, it characterized in that it comprises a load cell for measuring the upward load and the downward load generated by the pressing jig portion, bi-directionally moved by the operating nut is bidirectional linear movement, respectively.
본 발명에서 상기 가압 치구부는 상기 스크류에 나사결합된 상기 작동 너트가 내부에 위치되어 상기 작동 너트의 직선 이동을 안내하며 상기 작동 너트의 직선 이동에 의해 양방향 직선 이동하는 너트 가이드부재 및 상기 너트 가이드부재가 내부에 위치되고 너트 가이드부재의 양방향 직선 이동을 안내하는 베이스 치구부재를 포함하며, 상기 로드셀과 상기 너트 가이드부재는 가압 안내돌기부로 서로 연결되어 상기 너트 가이드부재가 승강하면 당겨지는 하중이 상기 로드셀에 발생되고, 상기 너트 가이드부재가 하강하면 가압하는 하중이 상기 로드셀에 발생될 수 있다. In the present invention, the pressurizing jig portion is located in the operating nut screwed to the screw to guide the linear movement of the actuating nut and the nut guide member and the nut guide member to move in both directions linearly by the linear movement of the actuating nut And a base jig member positioned therein and guiding the linear movement of the nut guide member in both directions, wherein the load cell and the nut guide member are connected to each other by a pressure guide protrusion so that the load pulled when the nut guide member is lifted is increased. Is generated in, the load is applied to the load cell when the nut guide member is lowered.
본 발명에서 상기 너트 가이드부재는 내부에 상기 작동 너트가 삽입되어 상기 작동 너트의 수직 이동을 안내하는 너트 이동 가이드 공간이 위치되며, 상기 너트 이동 가이드 공간의 내주면에는 상기 스크류의 회전 시 상기 작동 너트의 회전을 제한하여 상기 작동 너트의 직선 이동을 안내하는 너트 안내용 레일이 위치될 수 있다. In the present invention, the nut guide member has a nut movement guide space for inserting the actuating nut therein to guide the vertical movement of the actuating nut, and on the inner circumferential surface of the nut movement guide space of the actuating nut during rotation of the screw. A nut guide rail may be positioned to limit rotation to guide linear movement of the actuation nut.
본 발명에서 상기 너트 이동 가이드 공간의 내부에는 상기 작동 너트를 상기 작동 너트가 이동되는 양방향에서 탄성 지지하는 제1스프링부재와 제2스프링부재가 위치될 수 있다. In the present invention, the first spring member and the second spring member for elastically supporting the operating nut in both directions in which the operating nut is moved may be located inside the nut movement guide space.
본 발명에서 상기 너트 이동 가이드 공간의 개방된 일측에는 상기 제2스프링부재를 지지하는 스프링 지지부가 위치되고, 상기 제2스프링부재는 상기 스프링 지지부와 상기 작동 너트 사이에 위치되며, 상기 제1스프링부재는 상기 작동 너트와 상기 너트 이동 가이드 공간의 바닥 사이에 위치될 수 있다. In the present invention, a spring support for supporting the second spring member is located on an open side of the nut movement guide space, and the second spring member is positioned between the spring support and the actuating nut, and the first spring member. Can be located between the actuation nut and the bottom of the nut movement guide space.
본 발명에서 상기 너트 이동 가이드 공간의 바닥에는 코일 스프링인 상기 제1스프링부재 내에 삽입되어 상기 제1스프링부재의 위치를 지지하는 스프링 지지돌기부가 위치될 수 있다. In the present invention, the bottom of the nut movement guide space may be a spring support protrusion is inserted into the first spring member which is a coil spring to support the position of the first spring member.
본 발명에서 상기 스프링 지지돌기부는 상기 스크류보다 큰 직경을 가져 상기 작동 너트가 상기 스크류에서 분리되는 것을 방지할 수 있다. In the present invention, the spring support protrusion may have a diameter larger than that of the screw to prevent the operating nut from being separated from the screw.
본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 장치의 일 실시예는 상기 회전모터부의 작동을 제어하고, 상기 로드셀로부터 측정된 양방향의 하중을 각각 전달받아 스크류의 양방향 효율을 각각 계산하는 측정 제어부를 더 포함할 수 있다. An embodiment of the screw efficiency measuring apparatus according to the present invention may further include a measurement control unit for controlling the operation of the rotary motor unit, and receiving the load of the bidirectional measured from the load cell, respectively to calculate the bidirectional efficiency of the screw, respectively. have.
본 발명에서 상기 측정 제어부는 회전모터부의 토크값(T)과 로드셀에 의해 측정된 하중값(F)를 통해 수학식 로 스크류의 효율을 계산할 수 있다. In the present invention, the measurement control unit is the equation through the torque value (T) of the rotary motor unit and the load value (F) measured by the load cell The efficiency of the furnace screw can be calculated.
(η : 스크류의 효율, L : 스크류의 리드(lead), T : 회전모터부(100)의 토크값(stall 토크 / Nm), F : 축력(로드셀로 측정된 하중값))(η: screw efficiency, L: screw lead, T: torque value (stall torque / Nm) of the rotating
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 방법의 일 실시예는 스크류에 작동 너트를 체결하여 상기 작동 너트의 이동 방향에서 양방향으로 이동 가능하도록 위치시키는 스크류 준비단계, 상기 스크류를 회전모터부로 회전시켜 상기 작동 너트를 어느 한 방향으로 이동시켜 로드셀에 하중을 발생시키는 제1하중 발생단계, 상기 제1하중 발생단계로 발생된 제1하중을 상기 로드셀로 측정하는 제1하중 측정단계, 상기 제1하중 측정단계에서 측정된 제1하중값으로 상기 스크류의 효율을 계산하는 제1스크류 효율 계산단계, 상기 스크류를 상기 회전모터부로 다른 방향으로 회전시켜 상기 작동 너트를 다른 한 방향으로 이동시켜 상기 로드셀에 하중을 발생시키는 제2하중 발생단계, 상기 제2하중 발생단계로 발생된 제2하중을 로드셀로 측정하는 제2하중 측정단계, 상기 제2하중 측정단계에서 측정된 제2하중값으로 스크류의 효율을 계산하는 제2스크류 효율 계산단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. One embodiment of the method for measuring the efficiency of the screw according to the present invention in order to achieve the above object is a screw preparation step of positioning the screw so as to move in both directions in the direction of movement of the operating nut by fastening the operating nut to the screw, The first load measuring step of measuring the first load generated by the load cell, the first load generating step of generating a load on the load cell by moving the operating nut in any direction by rotating with a rotary motor unit A first screw efficiency calculation step of calculating the efficiency of the screw with the first load value measured in the first load measurement step, by moving the screw in the other direction to the rotary motor part to move the operating nut in another direction Second load generation step of generating a load on the load cell, the second load generated by the second load generation step Second load measuring step of measuring a deusel, characterized in that it includes a second screw-efficiency calculating step of calculating the efficiency of the second screw into the second load value measured at the load measuring step.
본 발명에서 상기 제1하중 발생단계는 상기 스크류의 회전으로 상기 작동 너트가 하강되어 상기 로드셀을 향해 이동시키는 과정, 상기 작동 너트의 이동으로 상기 제1스프링부재가 압축되는 과정 및 상기 제1스프링부재가 압축되면서 상기 너트 가이드부재가 이동되어 로드셀을 가압하는 과정을 포함할 수 있다.In the present invention, the first load generation step is the process of moving the operating nut is lowered by the rotation of the screw toward the load cell, the process of compressing the first spring member by the movement of the operating nut and the first spring member The nut guide member is moved while being compressed may include a step of pressing the load cell.
본 발명에서 상기 제1하중 발생단계는 상기 작동 너트가 상기 제1스프링부재를 최대로 압축시킨 후 상기 너트 가이드부재가 이동되어 상기 로드셀을 가압할 수 있다.In the present invention, in the first load generating step, the nut guide member may be moved to pressurize the load cell after the actuating nut compresses the first spring member to the maximum.
본 발명에서 상기 제2하중 발생단계는 상기 스크류의 반대방향 회전으로 상기 작동 너트가 승강되는 과정, 상기 작동 너트의 이동으로 제2스프링부재가 압축되는 과정 및 상기 제2스프링부재가 압축되면서 상기 너트 가이드부재가 이동되어 상기 로드셀을 당겨 상기 로드셀에 하중을 발생시키는 과정을 포함할 수 있다. In the present invention, the second load generating step is the process of lifting the operating nut in the opposite direction of rotation of the screw, the process of compressing the second spring member by the movement of the operating nut and the nut while the second spring member is compressed The guide member may be moved to pull the load cell to generate a load on the load cell.
본 발명에서 상기 제2하중 발생단계는 상기 작동 너트의 이동으로 상기 제2스프링부재를 최대로 압축시킨 후 상기 스프링 지지부를 밀어 상기 너트 가이드부재가 승강하도록 하여 상기 로드셀을 당겨 하중을 발생시킬 수 있다.In the present invention, the second load generating step may compress the second spring member to the maximum by the movement of the actuating nut, and then push the spring support to pull up the nut guide member to generate a load by pulling the load cell. .
본 발명에서 상기 제1스크류 효율 계산단계와 상기 제2스크류 효율 계산단계는 상기 회전모터부의 토크값(T)과 로드셀에 의해 측정된 하중값(F)를 통해 수학식 로 스크류의 효율을 계산할 수 있다. In the present invention, the first screw efficiency calculation step and the second screw efficiency calculation step are the equation through the torque value (T) and the load value (F) measured by the load cell of the rotating motor unit The efficiency of the furnace screw can be calculated.
(η : 스크류의 효율, L : 스크류의 리드(lead), T : 회전모터부(100)의 토크값(stall 토크 / Nm), F : 축력(로드셀로 측정된 하중값))(η: screw efficiency, L: screw lead, T: torque value (stall torque / Nm) of the rotating
본 발명은 모터의 회전력 즉, 토크에 의해 변환되는 스크류의 직진력에 대한 스크류의 양방향 효율을 각각 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect of accurately measuring the bidirectional efficiency of the screw with respect to the rotational force of the motor, that is, the straight force of the screw converted by the torque.
본 발명은 스크류의 직진력에 대한 양방향 효율을 각각 정확하게 측정하여 유도탄에서 요구되는 구동토크, 구동속도 등의 주요 성능을 만족시킬 수 있도록 주요 부품들을 설계하고 선정할 수 있도록 하는 효과가 있다. The present invention has the effect of designing and selecting the main parts to accurately measure the bi-directional efficiency for the straight force of the screw, respectively, to satisfy the main performance, such as drive torque, drive speed required in the missile.
도 1은 본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 장치의 일 실시예에서 회전 모터부를 분해한 예를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 장치의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 방법의 일 실시예를 도시한 블럭도.1 is a perspective view showing an efficiency measuring device of a screw according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing an example of disassembling the rotary motor unit in an embodiment of the efficiency measuring device of the screw according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a screw efficiency measuring apparatus according to the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing an embodiment of a method of measuring the efficiency of the screw according to the present invention.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.When described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention. Prior to the description of the present invention, the terms or words used in the specification and claims described below should not be construed as being limited to the ordinary or dictionary meanings. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 장치를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 장치의 일 실시예에서 회전 모터부를 분해한 예를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 장치의 일 실시예를 도시한 단면도이다.1 is a perspective view showing an efficiency measuring device of the screw according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing an example of disassembly of the rotating motor in an embodiment of the efficiency measuring device of the screw according to the present invention, Figure 3 Sectional drawing which shows one Example of the efficiency measurement apparatus of the screw which concerns on this invention.
도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명에 따른 스크류(10)의 효율 측정 장치를 하기에서 상세하게 설명한다. With reference to Figures 1 to 3 will be described in detail below the efficiency measuring device of the
본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 장치는 회전모터부(100)를 포함한다.Screw efficiency measuring apparatus according to the present invention includes a rotary motor unit (100).
회전모터부(100)는 가압 치구부(200)에 장착되어 스크류(10)가 하향되고 수직으로 세워진 상태로 위치된다.The
가압 치구부(200)는 스크류(10)에 나사결합된 작동 너트(20)가 내부에 위치되어 작동 너트(20)의 직선 이동을 안내하며 작동 너트(20)의 직선 이동에 의해 양방향 직선 이동하는 너트 가이드부재(210), 너트 가이드부재(210)가 내부에 위치되고 너트 가이드부재(210)의 양방향 직선 이동을 안내하는 베이스 치구부재(220)를 포함한다.The
너트 가이드부재(210)는 내부에 작동 너트(20)가 삽입되어 작동 너트(20)의 수직 이동을 안내하는 너트 이동 가이드 공간(210a)이 위치된다.The
그리고, 너트 이동 가이드 공간(210a)의 내주면에는 스크류(10)의 회전 시 작동 너트(20)의 회전을 제한하여 작동 너트(20)의 직선 이동을 안내하는 너트 안내용 레일(211)이 위치된다.And, on the inner circumferential surface of the nut
너트 안내용 레일(211)은 작동 너트(20)의 양측면에 위치된 너트홈에 삽입되도록 돌출된 형태의 이동 레일인 것을 일 예로 한다. The
너트 안내용 레일(211)은 너트 이동 가이드 공간(210a)의 내주면에 마주보게 위치되고 세로로 수직으로 세워져 위치되어 작동 너트(20)의 양측면에 위치된 너트홈에 삽입되어 스크류 회전 시 작동 너트(20)의 회전을 제한하고 작동 너트(20)의 직선 이동을 안내한다.The
그리고, 너트 안내용 레일(211)은 너트홈에 대응되는 형상으로 형성되어 작동 레일의 직선 이동을 안내한다.The
또한, 너트 안내용 레일(211)은 도시하지 않았지만 너트 이동 가이드 공간(210a)의 내주면에는 작동 너트(20)의 일부가 삽입될 수 있는 레일홈 형태를 가질 수 있다. In addition, the
레일홈 형태의 너트 안내용 레일(211)은 작동 너트(20)의 일부분이 삽입될 수 있는 형상을 가지도록 형성되고 세로로 위치되어 작동 너트(20)의 직선 이동을 안내한다. The rail guide
이 경우 작동 너트(20)의 양 측면에는 레일홈 형태의 너트 안내용 레일(211)에 삽입될 수 있는 너트 돌기부(미도시)가 위치될 수 있다.In this case, nut protrusions (not shown) that may be inserted into both side surfaces of the actuating
그리고, 레일홈 형태의 너트 안내용 레일(211)은 너트 돌기부에 대응되는 형상으로 너트 이동 가이드 공간(210a)의 내주면에 수직방향으로 형성되어 너트 돌기부가 삽입되어 스크류(10)의 회전 시 작동 너트(20)의 회전을 제한하고 작동 너트(20)의 직선 이동을 안내한다. In addition, the rail guide
작동 너트(20)는 측정 대상인 스크류(10)가 관통되어 스크류(10)에 나사결합되고, 너트 이동 가이드 공간(210a) 내에서 너트 안내용 레일(211)에 의해 스크류(10) 회전 시 작동 너트(20)의 회전이 제한되고 직선 이동된다. The
회전모터부(100)는 측정 대상인 스크류가 일체로 구비된 스크류 일체형 회전 모터인 것을 일 예로 한다. The
회전모터부(100)는 작동 너트(20)가 전진하는 즉, 하향되게 이동하여 로드셀(300)을 가압하도록 스크류(10)를 정방향 회전시키거나, 작동 너트(20)가 후진하는 즉, 상향되게 이동하여 로드셀(300)을 당기도록 스크류(10)를 역방향 회전시킬 수 있다. The
너트 가이드부재(210)는 베이스 치구부재(220) 내에 이동 가능하게 위치되고, 베이스 치구부재(220)의 내부에서 너트 가이드부재(210)의 하부 측에 너트 가이드부재(210)에 의해 가압되는 하중을 측정할 수 있는 로드셀(300)이 위치된다.The
베이스 치구부재(220)에는 너트 가이드부재(210)가 이동 가능하게 위치되는 가압공간이 위치되고, 가압공간 내에서 너트 가이드부재(210)의 하부 측에 로드셀(300)이 위치된다.The
로드셀(300)은 작동 너트(20)에 의해 가압되어 아래로 이동되는 너트 가이드부재(210)에 의해 발생되는 하중을 감지하여 측정한다. The
너트 이동 가이드 공간(210a)의 내부에는 작동 너트(20)를 작동 너트(20)가 이동되는 양방향에서 탄성 지지하는 제1스프링부재(410)와 제2스프링부재(420)가 위치되고, 제1스프링부재(410)와 제2스프링부재(420)는 스크류(10)에 의해 양방향 이동되는 작동 너트(20)에 의해 압축되는 코일 스프링인 것을 일 예로 한다.Inside the nut
제1스프링부재(410)는 작동 너트(20)와 너트 이동 가이드 공간(210a)의 바닥면과의 사이에 위치되고, 제2스프링부재(410)는 작동 너트(20)와 회전모터부(100)의 사이에 위치된다. The
너트 이동 가이드 공간(210a)의 개방된 일측 즉, 상부에는 제2스프링부재(420)를 지지하는 스프링 지지부(400)가 위치되고, 제2스프링부재(420)는 스프링 지지부(400)와 작동 너트(20) 사이에 위치된다. On the open side of the nut
스프링 지지부(400)는 너트 가이드부재(210)에 분리 가능하게 결합하며 스크류(10)가 관통되는 스크류 관통구(400a)가 위치된 판형상으로 형성되는 것을 일 예로 한다. The
작동 너트(20)는 스크류(10)의 중간에 위치되어 상부 측으로 제2스프링부재(420)에 의해 탄성 지지되고, 하부 측으로 제1스프링부재(410)에 의해 탄성 지지되게 위치된다. The actuating
너트 이동 가이드 공간(210a)의 바닥에는 코일 스프링 즉, 제1스프링부재(410)의 위치를 지지하는 스프링 지지돌기부(212)가 위치된다.At the bottom of the nut
스크류(10)는 스프링 지지부(400), 제2스프링부재(420)를 순차적으로 관통하여 작동 나사가 체결되고 일단부 중 일부분이 제1스프링부재(410) 내로 위치된다.The
코일 스프링인 제1스프링부재(410)는 스프링 지지돌기부(212)가 내부로 삽입되어 끼워지면서 너트 이동 가이드 공간(210a)의 중심에서 위치되어 작동 너트(20)에 의해 균일하게 가압되어 작동 너트(20)의 가압력을 너트 가이드부재(210)로 전달될 수 있도록 한다.The
스프링 지지돌기부(212)는 스크류(10)보다 큰 직경을 가져 작동 너트(20)가 걸려 스크류(10)에서 빠지는 사고를 방지할 수 있다. The
그리고, 코일 스프링인 제2스프링부재(410)는 스큐류(10)가 관통되어 위치되어 스크류에 의해 수직방향으로 안내되어 작동 너트(20)에 의해 균일하게 가압되어 작동 너트(20)의 가압력을 너트 가이드부재(210)로 전달될 수 있도록 한다.In addition, the
제1스프링부재(410) 및 제2스프링부재(420)는 작동 너트(20)가 너트 가이드부재(210)에 직접 충돌되는 경우 발생되는 충격에 의한 파손을 방지함은 물론 안정적으로 너트 가이드부재(210)가 로드셀(300)을 가압할 수 있도록 하중을 전달하는 역할을 한다.The
작동 너트(20)가 너트 가이드부재(210)에 직접 충돌하여 급작스런 하중이 로드셀(300)에 가해지는 경우 스크류(10) 효율을 측정하는 데 있어 로드셀(300)에서 측정되는 하중값에 대한 신뢰성을 확보할 수 없는 경우가 발생될 수 있다.When the actuating
이에 작동 너트(20)의 하향 이동으로 제1스프링부재(410) 및 제2스프링부재(420)가 압축되면서 충격을 흡수한 후 스프링부재(400)가 최대한 압축된 후 너트 가이드부재(210)가 하강하여 로드셀(300)을 가압하게 되어 로드셀(300)에 가해지져 측정되는 하중값을 안정적이고 정확하게 확보할 수 있고 이로써 스크류(10)의 효율을 안정적이고 정확하게 계산하여 산출할 수 있게 된다. The
그리고, 로드셀(300)은 중심에 너트 가이드부재(210)의 하부면에 결합되어 너트 가이드부재(210)의 양방향 하중을 측정할 수 있도록 하는 가압 안내돌기부(310)가 돌출되게 위치된다. In addition, the
가압 안내돌기부(310)는 너트 가이드부재(210)의 하부면에 결합되어 너트 가이드부재(210)의 양방향 하중 즉, 상부 측으로 발생되는 하중, 하부 측으로 발생되는 하중을 각각 로드셀(300)로 전달 수도 있다. The
즉, 가압 안내돌기부(310)는 너트 가이드부재(210)가 하부 측으로 이동할 때 로드셀(300)을 가압하여 로드셀(300)에 하중을 발생시키고, 너트 가이드부재(210)가 상부 측으로 이동할 때 당겨져 로드셀(300)에 하중을 발생시키게 된다.That is, the
스크류(10)가 정방향으로 회전하면 작동 너트(20)는 하부 측으로 하강하면서 제1스프링부재(410)를 압축한 후 너트 가이드부재(210)를 하강시켜 로드셀(300)을 가압하여 로드셀(300)에 하중을 발생시키게 된다.When the
그리고, 스크류(10)가 역방향으로 회전하여 작동 너트(20)는 상부 측으로 승강하면서 제2스프링부재(420)를 압축한 후 스크류 지지부를 밀어 너트 가이드부재(210)를 승강시켜 가압 안내돌기부(310)를 잡아 당기면서 로드셀(300)에 하중을 발생시키게 된다.Then, the
또한, 본 발명에 따른 스크류(10)의 효율 측정 장치는 회전모터부(100)의 작동을 제어하고, 로드셀(300)로부터 측정된 양방향에 대한 하중을 각각 전달받아 스크류(10)의 양방향 효율을 각각 계산하는 측정 제어부(500)를 더 포함할 수 있다. In addition, the efficiency measuring device of the
측정 제어부(500)는 회전모터부(100)의 토크값 또는 스크류(10)의 리드값을 입력할 수 있는 입력부(520)를 포함하고, 계산된 스크류(10)의 효율을 출력하여 표시하는 디스플레이부(510)를 포함할 수 있다. The
또한, 측정 제어부(500)에는 회전모터부(100)의 토크값이 기설정되어 있고, 회전모터부(100)의 작동을 제어하여 기설정된 토크값으로 회전시키는 모터 작동제어부를 포함할 수 있다. In addition, the
측정 제어부(500)는 회전모터부(100)의 토크값(T)과 로드셀(300)에 의해 측정된 작동 너트(20)의 양방향 하중값(F)를 통해 하기의 수학식 1로 스크류(10)의 양방향 효율(η)을 각각 계산한다. The
η : 스크류의 효율η: screw efficiency
L : 스크류의 리드(lead)L: Lead of screw
T : 회전모터부(100)의 토크값(stall 토크 / Nm)T: Torque value (stall torque / Nm) of the
F : 축력(로드셀로 측정된 하중값)F: Axial force (load value measured by load cell)
스크류(10)의 리드값과 회전모터부(100)의 토크값은 스크류(10)의 사양과 모터 사양에서 기설정된 값으로 측정 제어부(500)에 기저장될 수 있고, 작업자가 스크류(10)의 사양과 모터 사양으로 각각 입력부(520)를 통해 측정 제어부(500)로 입력할 수 있음을 밝혀둔다. The lead value of the
한편, 도 5는 본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 방법의 일 실시예를 도시한 블럭도이고, 도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 스크류의 효율 측정 방법은 스크류(10)에 작동 너트(20)를 체결하여 작동 너트(20)의 이동 방향에서 양방향으로 이동 가능하도록 위치시키는 스크류 준비단계(S100), 스크류(10)를 회전모터부(100)로 회전시켜 작동 너트(20)를 어느 한 방향으로 이동시켜 로드셀(300)에 하중을 발생시키는 제1하중 발생단계(S200), 제1하중 발생단계로 발생된 제1하중을 로드셀로 측정하는 제1하중 측정단계(S300), 제1하중 측정단계(S300)에서 측정된 제1하중값으로 스크류(10)의 효율을 계산하는 제1스크류 효율 계산단계(S400), 스크류(10)를 회전모터부(100)로 다른 방향으로 회전시켜 작동 너트(20)를 다른 한 방향으로 이동시켜 로드셀(300)에 하중을 발생시키는 제2하중 발생단계(S500), 제2하중 발생단계로 발생된 제2하중을 로드셀로 측정하는 제2하중 측정단계(S600), 제2하중 측정단계(S600)에서 측정된 제2하중값으로 스크류(10)의 효율을 계산하는 제2스크류 효율 계산단계(S700)를 포함한다.On the other hand, Figure 5 is a block diagram showing an embodiment of a method of measuring the efficiency of the screw according to the invention, referring to Figures 4 and 5, the method of measuring the efficiency of the screw according to the present invention operates on the screw 10 Screw preparation step (S100), the screw 10 is rotated to the rotating motor unit 100 by fastening the nut 20 to be moved in both directions in the movement direction of the operating nut 20 to operate the operating nut 20 The first load generation step (S200) for moving the load in one direction to generate a load on the load cell 300, the first load measurement step (S300) for measuring the first load generated by the first load generation step, the load cell The first screw efficiency calculation step (S400) for calculating the efficiency of the screw 10 with the first load value measured in the first load measurement step (S300), rotating the screw 10 in the other direction by the rotary motor unit 100 When the load occurs on the load cell 300 by moving the operating nut 20 in the other direction Is a second load measurement step (S500), the second load measurement step (S600), the second load measurement step (S600) for measuring the second load generated in the second load generation step by the load cell As a second screw efficiency calculation step (S700) for calculating the efficiency of the screw (10).
제1하중 발생단계(S200)는 스크류(10)의 회전으로 작동 너트(20)가 하강되어 로드셀(300)을 향해 이동시키는 과정, 작동 너트(20)의 이동으로 제1스프링부재(410)가 압축되는 과정, 제1스프링부재(410)가 압축되면서 너트 가이드부재(210)가 이동되어 로드셀(300)을 가압하는 과정을 포함한다.The first load generation step (S200) is a process of moving the operating
제1하중 발생단계(S200)는 작동 너트(20)가 직접 로드셀(300)에 충돌되어 가압하지 않고 작동 너트(20)의 이동으로 스프링부재(400)가 최대로 압축된 후 너트 가이드부재(210)가 이동되어 로드셀(300)을 가압한다. The first load generating step (S200) is the
또한, 제2하중 발생단계(S500)는 스크류(10)의 반대방향 회전으로 작동 너트(20)가 승강되는 과정, 작동 너트(20)의 이동으로 제2스프링부재(420)가 압축되는 과정, 제2스프링부재(410)가 압축되면서 너트 가이드부재(210)가 이동되어 로드셀(300)을 당겨 로드셀(300)에 하중을 발생시키는 과정을 포함한다.In addition, the second load generating step (S500) is a process of lifting the operating
제2하중 발생단계(S500)는 작동 너트(20)가 직접 스프링 지지부(400)에 충돌되어 가압하지 않고 작동 너트(20)의 이동으로 제2스프링부재(420)가 최대로 압축된 후 스프링 지지부(400)를 밀어 너트 가이드부재(210)가 승강하도록 하여 로드셀(300)을 당겨 하중을 발생시킨다.In the second load generation step S500, the spring support part is compressed after the
제1스크류 효율 계산단계(S400)와 제2스크류 효율 계산단계(S700)는 하기의 수학식 2로 스크류(10)의 효율(η)을 각각 계산한다. The first screw efficiency calculation step S400 and the second screw efficiency calculation step S700 calculate the efficiency η of the
η : 스크류의 효율η: screw efficiency
L : 스크류의 리드(lead)L: Lead of screw
T : 회전모터부의 토크값(stall 토크 / Nm)T: Torque value of rotating motor part (stall torque / Nm)
F : 축력(로드셀로 측정된 하중값)F: Axial force (load value measured by load cell)
본 발명은 모터의 회전력 즉, 토크에 의해 변환되는 스크류(10)의 직진력에 대한 효율을 스크류(10)의 양방향에서 정확하게 측정할 수 있다. The present invention can accurately measure the rotational force of the motor, that is, the efficiency with respect to the straight force of the
본 발명은 스크류(10)의 직진력에 대한 효율을 양방향에서 정확하게 측정하여 유도탄에서 요구되는 구동토크, 구동속도 등의 주요 성능을 만족시킬 수 있도록 주요 부품들을 설계하고 선정할 수 있도록 한다. The present invention is to measure the efficiency of the straight force of the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be embodied in various modifications without departing from the gist of the present invention, which is understood to be included in the constitution of the present invention.
10 : 스크류 20 : 작동 너트
21 : 너트홈 100 : 회전모터부
110 : 스크류 어댑터부 200 : 가압 치구부
210 : 너트 가이드부재 210a : 너트 이동 가이드 공간
211 : 너트 안내용 레일 212 : 스프링 지지돌기부
220 : 베이스 치구부재
300 : 로드셀 310 : 가압 안내돌기부
400 : 스프링 지지부 410 : 제1스프링부재
420 : 제2스프링부재 500 : 측정 제어부
510 : 디스플레이부 520 : 입력부10
21: nut groove 100: rotary motor part
110: screw adapter portion 200: pressure jig portion
210:
211: nut guide rail 212: spring support protrusion
220: base jig member
300: load cell 310: pressure guide protrusion
400: spring support 410: first spring member
420: second spring member 500: measurement control unit
510: display unit 520: input unit
Claims (15)
상기 회전모터부에 의해 회전되는 스크류에 나사 결합된 작동 너트를 직선 이동되게 안내하고, 양방향 직선 이동되는 작동 너트에 의해 양방향 이동되는 가압 치구부; 및
상기 가압 치구부에 의해 발생되는 상방향 하중과 하방향 하중을 각각 측정하는 로드셀을 포함하고,
상기 가압 치구부는,
상기 스크류에 나사결합된 상기 작동 너트가 내부에 위치되어 상기 작동 너트의 직선 이동을 안내하며 상기 작동 너트의 직선 이동에 의해 양방향 직선 이동하는 너트 가이드부재; 및
상기 너트 가이드부재가 내부에 위치되고 너트 가이드부재의 양방향 직선 이동을 안내하는 베이스 치구부재를 포함하며,
상기 로드셀과 상기 너트 가이드부재는 가압 안내돌기부로 서로 연결되어 상기 너트 가이드부재가 승강하면 당겨지는 하중이 상기 로드셀에 발생되고, 상기 너트 가이드부재가 하강하면 가압하는 하중이 상기 로드셀에 발생되며,
상기 너트 가이드부재는 내부에 상기 작동 너트가 삽입되어 상기 작동 너트의 수직 이동을 안내하는 너트 이동 가이드 공간이 위치되며,
상기 너트 이동 가이드 공간의 내주면에는 상기 스크류의 회전 시 상기 작동 너트의 회전을 제한하여 상기 작동 너트의 직선 이동을 안내하는 너트 안내용 레일이 위치되며,
상기 너트 이동 가이드 공간의 내부에는 상기 작동 너트를 상기 작동 너트가 이동되는 양방향에서 탄성 지지하는 제1스프링부재와 제2스프링부재가 위치되고,
상기 너트 이동 가이드 공간의 개방된 일측에는 상기 제2스프링부재를 지지하는 스프링 지지부가 위치되고,
상기 제2스프링부재는 상기 스프링 지지부와 상기 작동 너트 사이에 위치되며,
상기 제1스프링부재는 상기 작동 너트와 상기 너트 이동 가이드 공간의 바닥 사이에 위치되며,
상기 작동 너트가 하강 시 상기 제1스프링부재가 압축되면서 하중을 상기 너트 가이드부재로 전달하고, 상기 너트 가이드부재는 상기 제1스프링부재에 의해 전달받은 하중을 통해 상기 로드셀을 가압하는 제1하중을 발생시켜 상기 로드셀로 제1하중값이 측정되도록 하고,
상기 작동 너트가 승강 시 상기 제2스프링부재가 압축되면서 하중을 상기 너트 가이드부재로 전달하고, 상기 너트 가이드부재는 상기 제2스프링부재에 의해 전달받은 하중을 통해 상기 로드셀에 당겨지는 하중을 발생시켜 상기 로드셀로 제2하중값이 측정되도록 하고,
상기 회전모터부의 작동을 제어하고, 상기 로드셀로부터 측정된 상기 제1하중값과 상기 제2하중값을 각각 전달받아 스크류의 양방향 효율을 각각 계산하는 측정 제어부를 더 포함하고,
상기 측정 제어부는 회전모터부의 토크값(T)과 로드셀에 의해 측정된 상기 제1하중값(F)과 상기 제2하중값(F)을 통해 수학식 로 스크류의 양방향에 대한 효율을 계산하는 것을 특징으로 하는 스크류의 효율 측정 장치.
(η : 스크류의 효율, L : 스크류의 리드(lead), T : 회전모터부(100)의 토크값(stall 토크 / Nm), F : 축력(로드셀로 측정된 하중값))
Rotating motor unit for rotating the screw;
A pressurizing jig unit which guides the operating nut screwed to the screw rotated by the rotary motor unit to be linearly moved, and is bidirectionally moved by the operating nut which is bidirectionally linearly moved; And
It includes a load cell for measuring the upward load and the downward load generated by the pressing jig portion, respectively,
The pressure jig portion,
A nut guide member having the actuating nut screwed into the screw to guide the linear movement of the actuating nut and linearly moving in both directions by the linear movement of the actuating nut; And
The nut guide member is located therein and includes a base jig member for guiding the linear movement of the nut guide member in both directions,
The load cell and the nut guide member are connected to each other by a pressure guide protrusion so that a load to be pulled when the nut guide member is lifted is generated in the load cell, and a load to be pressed when the nut guide member is lowered is generated in the load cell.
The nut guide member has a nut movement guide space for inserting the operating nut therein to guide the vertical movement of the operating nut,
A nut guide rail is positioned on the inner circumferential surface of the nut movement guide space to guide the linear movement of the actuation nut by limiting the rotation of the actuation nut when the screw is rotated.
A first spring member and a second spring member are disposed in the nut movement guide space to elastically support the actuation nut in both directions in which the actuation nut is moved.
A spring support for supporting the second spring member is located on an open side of the nut movement guide space,
The second spring member is located between the spring support and the actuating nut,
The first spring member is located between the operating nut and the bottom of the nut movement guide space,
When the actuating nut is lowered, the first spring member is compressed to transfer a load to the nut guide member, and the nut guide member is configured to press the first load to press the load cell through the load received by the first spring member. To generate a first load value with the load cell,
When the actuating nut is elevated, the second spring member is compressed to transfer a load to the nut guide member, and the nut guide member generates a load that is pulled by the load cell through a load received by the second spring member. A second load value is measured by the load cell,
It further includes a measurement control unit for controlling the operation of the rotary motor unit, receiving the first load value and the second load value measured from the load cell, respectively, and calculates the bidirectional efficiency of the screw,
The measurement control unit is a mathematical expression through the torque value (T) of the rotary motor unit and the first load value (F) and the second load value (F) measured by the load cell A efficiency measuring device for a screw, characterized in that for calculating the efficiency for both directions of the furnace screw.
(η: screw efficiency, L: screw lead, T: torque value (stall torque / Nm) of rotating motor part 100, F: axial force (load value measured by load cell))
상기 너트 이동 가이드 공간의 바닥에는 코일 스프링인 상기 제1스프링부재 내에 삽입되어 상기 제1스프링부재의 위치를 지지하는 스프링 지지돌기부가 위치되는 것을 특징으로 하는 스크류의 효율 측정 장치.
The method according to claim 1,
The bottom of the nut movement guide space is inserted into the first spring member which is a coil spring is a spring supporting projection for supporting the position of the first spring member is located, the efficiency measuring device of the screw.
상기 스프링 지지돌기부는 상기 스크류보다 큰 직경을 가져 상기 작동 너트가 상기 스크류에서 분리되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 스크류의 효율 측정 장치.
The method according to claim 6,
The spring support protrusion has a larger diameter than the screw to prevent the operating nut from being separated from the screw.
상기 스크류를 회전모터부로 회전시켜 상기 작동 너트를 하강시켜 너트 가이드부재를 1차적으로 가압하여 하강시키고, 하강되는 상기 너트 가이드부재에 의해 로드셀을 가압하여 하중을 발생시키는 제1하중 발생단계;
상기 제1하중 발생단계로 발생된 하중을 상기 로드셀로 측정하는 제1하중 측정단계;
상기 제1하중 측정단계에서 측정된 제1하중값으로 상기 스크류의 효율을 계산하는 제1스크류 효율 계산단계;
상기 스크류를 상기 회전모터부로 다른 방향으로 회전시켜 상기 작동 너트를 승강시켜 너트 가이드부재를 상부 측으로 밀어 승강시키고, 승강되는 상기 너트 가이드부재에 연결된 로드셀을 당겨 상기 로드셀에 하중을 발생시키는 제2하중 발생단계;
상기 제2하중 발생단계로 발생된 하중을 상기 로드셀로 측정하는 제2하중 측정단계; 및
상기 제2하중 측정단계에서 측정된 제2하중값으로 스크류의 효율을 계산하는 제2스크류 효율 계산단계를 포함하며,
상기 제1하중 발생단계는,
상기 스크류의 회전으로 상기 작동 너트가 하강되어 상기 로드셀을 향해 이동시키는 과정;
상기 작동 너트의 이동으로 제1스프링부재가 압축되는 과정; 및
상기 제1스프링부재가 압축되면서 상기 너트 가이드부재가 하강되어 상기 로드셀을 가압하는 과정을 포함하고,
상기 제2하중 발생단계는,
상기 스크류의 반대방향 회전으로 상기 작동 너트가 승강되는 과정;
상기 작동 너트의 승강으로 제2스프링부재가 압축되는 과정; 및
상기 제2스프링부재가 압축되면서 상기 너트 가이드부재가 승강되면서 상기 로드셀을 당겨 상기 로드셀에 하중을 발생시키는 과정을 포함하고,
상기 제1스크류 효율 계산단계와 상기 제2스크류 효율 계산단계는,
상기 회전모터부의 토크값(T)과 로드셀에 의해 측정된 상기 제1하중값(F)과 상기 제2하중값(F)을 통해 수학식 로 스크류의 양방향 효율을 계산하는 것을 특징으로 하는 스크류의 양방향 효율 측정 방법.
(η : 스크류의 효율, L : 스크류의 리드(lead), T : 회전모터부(100)의 토크값(stall 토크 / Nm), F : 축력(로드셀로 측정된 하중값))
A screw preparation step of fastening the operating nut to the screw so as to be movable upward and downward in the moving direction of the operating nut;
A first load generating step of rotating the screw with a rotary motor unit to lower the operation nut to press and lower the nut guide member primarily, and pressurize the load cell by the nut guide member to generate a load;
A first load measuring step of measuring the load generated by the first load generating step with the load cell;
A first screw efficiency calculating step of calculating the efficiency of the screw with the first load value measured in the first load measuring step;
The second load is generated by rotating the screw in the other direction to the rotary motor unit to elevate the operating nut to push the nut guide member to the upper side, and to pull the load cell connected to the elevated nut guide member to generate a load on the load cell step;
A second load measuring step of measuring the load generated by the second load generating step with the load cell; And
Comprising a second screw efficiency calculation step of calculating the efficiency of the screw to the second load value measured in the second load measurement step,
The first load generation step,
Moving the operating nut toward the load cell by lowering the operating nut by the rotation of the screw;
Compressing the first spring member by the movement of the actuating nut; And
Comprising a step of pressing the load cell by the nut guide member is lowered while the first spring member is compressed,
The second load generation step,
The actuating nut is lifted by the opposite rotation of the screw;
Compressing the second spring member by elevating the actuating nut; And
And a step of generating a load on the load cell by pulling the load cell while the nut guide member is lifted while the second spring member is compressed.
The first screw efficiency calculation step and the second screw efficiency calculation step,
Equation through the torque value (T) of the rotary motor unit and the first load value (F) and the second load value (F) measured by the load cell Method for measuring the bidirectional efficiency of the screw, characterized in that for calculating the bidirectional efficiency of the furnace screw.
(η: screw efficiency, L: screw lead, T: torque value (stall torque / Nm) of rotating motor part 100, F: axial force (load value measured by load cell))
상기 제1하중 발생단계는 상기 작동 너트가 상기 제1스프링부재를 최대로 압축시킨 후 상기 너트 가이드부재가 하강되어 상기 로드셀을 가압하는 것을 특징으로 하는 스크류의 양방향 효율 측정 방법.
The method according to claim 10,
The first load generating step is a screw bi-directional efficiency measuring method, characterized in that the actuating nut compresses the first spring member to the maximum and then the nut guide member is lowered to press the load cell.
상기 제2하중 발생단계는,
상기 작동 너트의 이동으로 상기 제2스프링부재를 최대로 압축시킨 후 상기 너트 가이드부재를 밀어 상기 너트 가이드부재가 승강하도록 하여 상기 로드셀을 당겨 하중을 발생시키는 것을 특징으로 하는 스크류의 양방향 효율 측정 방법.The method according to claim 10,
The second load generation step,
And compressing the second spring member to the maximum by the movement of the actuating nut to push the nut guide member so that the nut guide member is elevated to pull the load cell to generate a load.
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