KR102434301B1 - 철도차량용 조향구동부의 내구시험 장치 및 방법 - Google Patents

철도차량용 조향구동부의 내구시험 장치 및 방법 Download PDF

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허현무
서정원
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한국철도기술연구원
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Abstract

본 발명은 철도차량용 조향구동부의 내구시험 장치 및 방법에 관한 것으로, 철도차량용 조향구동부의 신뢰성 검증을 위해 조향구동부의 양단을 고정하고 조향구동부의 작용을 실제 철도차량이 선로를 주행하는 것을 유사하게 모사할 수 있어 효율적으로 조향구동부의 내구시험이 가능함은 물론 조향구동부와 같은 기능을 수행하는 다양한 기계장치의 내구시험에도 폭 넓게 적용 및 활용할 수 있는 철도차량용 조향구동부의 내구시험 장치 및 방법을 제공한다.

Description

철도차량용 조향구동부의 내구시험 장치 및 방법 {Apparatus and method for Endurance test of railway vehicle steering drive}
본 발명은 철도차량용 조향구동부의 내구시험 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도차량용 조향구동부의 신뢰성 검증을 위한 내구시험시 실제 선로 주행 시와 같이 유사하게 모사할 수 있어 효율적인 조향구동부의 내구시험이 가능한 철도차량용 조향구동부의 내구시험 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량이 선로의 곡선구간을 주행 시에는 레일과 윤축 간에는 공격각(angle of attack)이 존재하는데, 이 공격각은 차량의 원활한 곡선 주행에 악영향을 미쳐 곡선 주행시에 차륜의 플랜지와 레일 측면간의 마찰로 높은 소음을 유발할 뿐만 아니라 이로 인하여 차륜과 레일의 마모를 가속시키게 되고, 심할 경우 차륜과 레일의 파손으로 이어지게 되어 열차가 탈선하는 대형사고가 발생할 수 있는 문제점도 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 곡선부 주행시 곡률반경과의 원활한 적응을 도모하기 위한 능동조향(active steering) 시스템의 일 예가 등록특허 제10-1084157호(참고문헌 1)를 통해 제안된 바 있다.
상기 참고문헌 1은 철도차량용 능동 조향 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 이의 철도차량용 능동 조향 제어 장치는 주행 중인 철도차량의 주행 데이터를 측정하는 측정부와, 상기 측정부에서 측정된 데이터를 이용하여 철도차량이 주행하는 곡선선로의 곡률반경을 추정하는 추정부와, 상기 추정부에서 추정된 곡률반경을 이용하여 주행 중인 철도차량의 윤축 조향각의 목표치를 설정하는 계산부와, 상기 계산부에서 설정된 윤축 조향각의 목표치와 실제 윤축 조향각을 비교하여 윤축에 조향제어신호를 발생시키는 제어부 및 상기 제어부의 조향 신호에 의해 윤축을 조향하는 액츄에이터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 액츄에이터는 능동조향(active steering) 시스템의 조향구동부로서 이러한 조향구동부는 철도차량 곡선구간 주행 시 원활한 곡선주행을 위한 조향 시스템 구성요소로 차륜의 조향 작용을 담당하는 기계장치로서, 엑츄에이터의 구체적인 일 예로 등록특허 제10-1536658호(참고문헌 2)가 제안된 바 있다.
상기 참고문헌 2는 철도차량용 능동 조향 제어를 위한 조향 액추에이터 장치에 관한 것으로, 철도차량의 대차 사이드프레임에 일체로 고정되는 케이스와; 상기 케이스 내부 일측에 일단부가 힌지결합되는 제1 링크와; 상기 케이스 내부 타측에 일단부가 힌지결합되는 제2 링크와; 하우징의 일측은 상기 제2 링크의 타단부에 힌지결합되고 상기 하우징의 타측으로 돌출구비되어 상기 제1링크의 타단부에 힌지결합되는 피스톤 링크를 전후진시키는 링크 작동수단과; 상기 제1 링크의 중간부에 일단부가 힌지결합되고 타단부는 전방 윤축을 지지하는 전방 액슬박스의 일측에 힌지결합되는 전방 조향링크와; 상기 제2 링크의 중간부에 일단부가 힌지결합되고 타단부는 후방 윤축을 지지하는 후방 액슬박스의 일측에 힌지결합되는 후방 조향링크;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그런데, 이러한 참고문헌 2 등을 통해 제안된 종래의 능동조향(active steering) 시스템의 조향구동부(액츄에이터)들은 철도차량에 적용하여 장시간 사용 시 신뢰성 확보를 위해서는 내구시험을 필수적으로 수행해야 함에도 이러한 조향구동부의 내구시험이 가능한 장치가 제안된 바 없으며 그에 따라 일정 회수 정현파 형태의 반복 작용시험을 통한 조향센서의 파손, 손상 등을 확인할 수 없는 실정이다.
특히, 상기 조향구동부의 링크에 작용하는 반력은 일정 크기 이상의 큰 힘이 작용하므로 고하중의 반력을 구현하기에 설계 상 크기가 커지고 구조강도, 메커니즘 구현 상 어려움이 많다.
참고문헌 1: 등록특허 제10-1084157호 참고문헌 2: 등록특허 제10-1536658호
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서 본 발명은 철도차량의 조향구동부 내구시험을 반복적으로 수행할 수 있는 철도차량용 조향구동부의 내구시험 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 장시간 사용 시 신뢰성 확보를 위한 내구시험이 필수적인 조향구동부에 일정 회수 정현파 형태의 반복 작용시험을 하여 조향구동부의 파손, 손상 등을 확인할 수 있는 철도차량용 조향구동부의 내구시험 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 조향구동부의 링크에 작용하는 반력은 일정 크기 이상의 큰 힘이 작용하므로 고하중의 반력을 레버비를 이용해 구현할 수 있는 철도차량용 조향구동부의 내구시험 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
철도차량용 조향구동부의 반력을 측정하는 반력측정부와, 상기 반력측정부를 통한 조향구동부의 반력을 측정하도록 상기 조향구동부를 구동하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치를 제공한다.
이때, 상기 조향구동부는 본체의 양단에 제1 및 제2 조향링크가 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 반력측정부는 중앙 상부에 조향구동부의 제1 조향링크는 베이스의 일측 방향으로 돌출되고 제2 조향링크는 타측 방향으로 돌출되게 안착되는 베이스와, 상기 베이스의 일측 상부에 구비되어 상기 조향구동부의 제1 조향링크가 상단에 연결되는 제1 레버와, 상기 제1 레버의 하단에 연결되어 반력을 부과하는 제1 댐퍼와, 상기 제1 댐퍼에 가해지는 반력을 측정하는 제1 로드셀과, 상기 베이스의 타측 상부에 구비되어 상기 조향구동부의 제2 조향링크가 상단에 연결되는 제2 레버와, 상기 제2 레버의 하단에 연결되어 반력을 부과하는 제2 댐퍼와, 상기 제2 댐퍼에 가해지는 반력을 측정하는 제2 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스의 중앙 상부에는 상기 조향구동부의 제1 조향링크는 베이스의 일측 방향으로 돌출되고 제2 조향링크는 베이스의 타측 방향으로 돌출되게 안착되는 지지대가 구비되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제1 레버는 제1 지지포스트 상단에 구비되는 제1 회전조인트에 힌지결합되고, 상기 제2 레버는 제2 지지포스트 상단에 구비되는 제2 회전조인트에 힌지결합되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 댐퍼는 제1 레버의 하단에 일단부가 연결되고 타단부는 베이스에 일측 상부에 설치되는 제1 댐퍼브라켓에 지지되며, 상기 제2 댐퍼는 제2 레버의 하단에 일단부가 연결되고 타단부는 베이스에 타측 상부에 설치되는 제2 댐퍼브라켓에 지지되며, 상기 제1 댐퍼브라켓에는 상기 제1 댐퍼에 작용하는 반력을 측정하는 제1 로드셀이 장착되고, 상기 제2 댐퍼브라켓에는 상기 제2 댐퍼에 작용하는 반력을 측정하는 제2 로드셀이 장착되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치.
아울러, 상기 제1 및 제2 로드셀에서 측정되는 반력은 제어기로 수집되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어기와 연결되어 상기 내구시험 반복회수를 계수하는 카운터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은;
본체의 양단에 제1 및 제2 조향링크가 구비되는 철도차량용 조향구동부를 구동하는 제1 단계; 및 상기 본체의 양단에 제1 및 제2 조향링크에 가해지는 반력을 측정하는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험 방법도 제공한다.
이때, 상기 제1 단계는 조향구동부의 제1 및 제2 조향링크에 제1 및 제2 레버의 상단을 연결하고 상기 제1 및 제2 레버의 하단에 반력을 부과하는 제1 및 제2 댐퍼를 연결한 상태로 상기 조향구동부를 구동하는 단계이며, 상기 제2단계는 상기 제1 및 제2 댐퍼에 가해지는 반력을 제1 및 제2 로드셀로 측정하는 단계인 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험 방법.
그리고, 상기 제2 단계 이후에, 조향구동부의 반복적인 내구시험 중 일정 사이클 마다 시험상태 정보를 로그 파일로 보관하는 제3 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 큰 반력을 필요로 하는 철도차량용 조향구동부의 신뢰성 검증을 위해 조향구동부의 양단을 고정하고 조향구동부의 작용을 실제 철도차량이 선로를 주행하는 것을 유사하게 모사할 수 있어 효율적인 내구시험이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 내구시험장치는 조향구동부와 같은 기능을 수행하는 다양한 기계장치의 내구시험에도 폭 넓게 적용 및 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 내구시험을 위한 철도차량용 조향구동부를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 내구시험을 위한 철도차량용 조향구동부의 작용 관계를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치를 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치의 제작 예이다.
이하, 본 발명에 따른 철도차량용 조향구동부의 내구시험 장치 및 방법을 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치(1)는 장시간 사용 시 신뢰성 확보를 위한 내구시험이 필수적인 철도차량용 능동조향시스템의 조향구동부(10)에 일정 회수 정현파 형태의 반복적인 작용 시험을 하여 조향구동부(10)의 파손, 손상 등을 확인할 수 있는 장치이다.
이때, 상기 조향구동부(10)는 철도차량이 선로의 곡선구간을 주행 시 원활한 곡선주행을 위한 조향시스템의 구성요소로서 전방 및 후방 윤축(20,30)의 전방 및 후방 차륜(22,32)의 조향 작용을 담당하는 기계장치이다. 이러한 조향구동부(10)는 본체(11)의 양단에 제1 및 제2 조향링크(12,13)가 구비되어 조향구동부(10)를 구동시 전방 및 후방 차륜(22,32)을 밀고 당겨주는 운동을 수행함으로써 전방 및 후방 윤축(20,30)의 조향각을 형성하게 하여 원활한 곡선 통과가 가능하게 한다.
특히, 상기 조향구동부(10)는 본체(11)의 양측에 구비되는 제1 및 제2 조향링크(12,13)에 작용하는 반력은 일정 크기 이상의 큰 힘이 작용하므로 이를 구현하기 위해서는 제1 및 제2 조향링크(12,13)의 단부에 스프링이나 댐퍼를 연결하여 제1 및 제2 조향링크(12,13)의 변위, 속도에 반응하게 하여 반력 하중이 부과되도록 설계하여야 하는데, 고하중의 반력을 구현하기에는 설계 상 크기가 커지고 구조강도, 메커니즘 구현 상 어려움이 많다. 이에 본 발명은 레버비를 이용한 내구시험 방식을 적용하며, 내구시험을 통해 일정 회수 정현파 형태의 반복 작용시험을 통한 조향구동부의 파손, 손상 등을 확인할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치(1)는 철도차량용 능동조향시스템을 구성하는 조향구동부(10)의 반력을 측정하는 반력측정부(100)와, 상기 반력측정부(100)를 통한 조향구동부(10)의 반력을 측정하도록 상기 조향구동부(10)를 구동하는 제어기(200)를 포함한다.
또한, 상기 내구시험장치(1)는 제어기(200)와 연결되어 상기 내구시험 반복회수를 계수하는 카운터(Counter)(300)를 더 포함한다.
이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.
상기 조향구동부(10)는 철도차량 곡선구간 주행 시 원활한 곡선주행을 위한 조향제어를 수행하는 공지(公知)의 조향시스템 구성요소로서 전방 및 후방 차륜(22,32)의 조향 작용을 담당하는 기계장치이다. 이러한 조향구동부(10)는 일 예로 철도차량의 대차 사이드프레임에 일체로 고정되는 본체(또는 케이스)의 내부에 구비되되 양측에 단부가 힌지결합되는 제1 및 제2 링크(미도시됨)와, 하우징의 일측은 상기 제2 링크의 타단부에 힌지결합되고 상기 하우징의 타측으로 돌출구비되어 상기 제1링크의 타단부에 힌지결합되는 피스톤 링크(미도시됨)를 전후진시키는 링크 작동수단(미도시됨)을 포함할 수 있다. 이와 같은 조향구동부(10)는 일 예로 등록특허 제10-1536658호(참고문헌 2)에서 제안된 조향 액추에이터 장치를 그대로 채용할 수 있다.
이러한 조향구동부(10)는 본체(11)의 일측에 전방 윤축(20)을 지지하는 전방 액슬박스(24)에 힌지결합되는 제1 조향링크(12)가 돌출되게 구비되고, 상기 본체(11)의 타측에 후방 윤축(32)을 지지하는 후방 액슬박스(34)에 힌지결합되는 제2 조향링크(13)가 돌출되게 구비된다.
이에 상기 조향구동부(10)는 본체(11)의 좌우 양측에 제1 및 제2 조향링크(12,13)가 구비되어 전방 및 후방 차륜(22,32)을 밀고 당겨주는 운동을 수행함으로써 전방 및 후방 윤축(20,30)의 조향각을 형성하게 하여 원활한 곡선 통과가 가능하게 한다.
한편, 상기 반력측정부(100)는 시험장의 바닥에 설치되는 베이스(110)의 중앙 상부에 구비되어 조향구동부(10)의 제1 조향링크(12)는 베이스(110)의 일측 방향으로 돌출되고 제2 조향링크(13)는 베이스(110)의 타측 방향으로 돌출되게 안착되는 지지대(120)와, 상기 베이스(110)의 일측 상부에 구비되어 상기 조향구동부(10)의 제1 조향링크(12)가 상단에 연결되는 제1 레버(130)와, 상기 제1 레버(130)의 하단에 연결되어 반력을 부과하는 제1 댐퍼(140)와, 상기 제1 댐퍼(140)에 가해지는 반력을 측정하는 제1 로드셀(150)과, 상기 베이스(110)의 타측 상부에 구비되어 상기 조향구동부(10)의 제2 조향링크(13)가 상단에 연결되는 제2 레버(160)와, 상기 제2 레버(160)의 하단에 연결되어 반력을 부과하는 제2 댐퍼(170)와, 상기 제2 댐퍼(170)에 가해지는 반력을 측정하는 제2 로드셀(180)을 포함한다.
이러한 구조는 지지대(120)를 기준으로 베이스(110)의 일측 상부에는 제1 레버(130), 제1 댐퍼(140) 및 제1 로드셀(150)이 순서대로 배치되며, 지지대(120)를 기준으로 베이스(110)의 타측 상부에는 제2 레버(160), 제2 댐퍼(170) 및 제2 로드셀(180)이 순서대로 배치되며, 상기 제1 및 제2 레버(130,160), 제1 및 제2 댐퍼(140,170), 제1 및 제2 로드셀(150,180)은 각각 동일한 구조로 이루어진다.
상기 지지대(120)는 시험장의 바닥에 설치되는 베이스(110)에서 조향구동부(10)가 다른 구성에 비해 상대적으로 높이 위치하도록 하기 위한 구성으로 사각 박스 형상으로 이루어지며, 상기 지지대(120)에 조향구동부(10)의 제1 및 제2 조향링크(12,13)가 베이스(110)의 일측 및 타측 방향으로 수평 돌출되게 지지된다.
물론, 상기 베이스(110)의 중앙에 지지대(120)를 구비하지 않고 조향구동부(10)를 안착시킬 수도 있으며, 이 경우 조향구동부(10)를 지지할 수 있도록 상측으로 돌출되게 지지부를 형성할 수도 있다.
그리고, 상기 제1 레버(130)는 제1 지지포스트(131) 상단에 구비되는 제1 회전조인트(132)에 힌지결합되고, 상기 제2 레버(160)는 제2 지지포스트(161) 상단에 구비되는 제2 회전조인트(162)에 힌지결합된다.
이때, 상기 제1 및 제2 회전조인트(132,162)에서 상기 조향구동부(10)의 제1 및 제2 조향링크(12,13)가 연결되는 제1 및 제2 레버(130,160)의 연결지점까지의 거리 a와, 제1 및 제2 회전조인트(132,162)에서 제1 및 제2 댐퍼(140,170)가 연결되는 제1 및 제2 레버(130,160)의 연결지점 까지의 거리 b의 비율인 a : b가 레버비가 된다.
이에 따라 제1 및 제2 회전조인트(132,162)를 중심으로 한 레버비를 a : b이라 할 때, a < b이면 반력은 레버비 만큼 증폭된다. 즉, 조향구동부(10)의 제1 및 제2 조향링크(12,13)의 속도를 V1이라 하고, 댐퍼의 속도를 V2라 하면
Figure 112021079019373-pat00001
가 된다. 그에 따라 조향구동부(10)의 반력인 제1 및 제2 댐퍼(140,170)의 하중(F)은
Figure 112021079019373-pat00002
가 된다. 여기서 C는 댐퍼의 속도에 따라 감쇠계수이다.
그리고, 상기 제1 댐퍼(140)는 제1 레버(130)의 하단에 일단부가 연결되고 타단부는 베이스(110)에 일측 상부에 설치되는 제1 댐퍼브라켓(141)에 지지되며, 상기 제2 댐퍼(170)는 제2 레버(160)의 하단에 일단부가 연결되고 타단부는 베이스(110)에 타측 상부에 설치되는 제2 댐퍼브라켓(171)에 지지된다.
이때, 상기 제1 댐퍼브라켓(141)에는 상기 제1 댐퍼(140)에 작용하는 반력을 측정하는 제1 로드셀(150)이 장착되고, 상기 제2 댐퍼브라켓(171)에는 상기 제2 댐퍼(170)에 작용하는 반력을 측정하는 제2 로드셀(180)이 장착된다. 이에 상기 제1 및 제2 로드셀(150,180)에서 측정되는 반력은 제어기(200)로 수집된다.
한편, 상기 제어기(200)는 내구시험을 반복하기 위해 상기 조향구동부(10)의 구동을 제어하며 반복적인 내구시험 반복회수는 카운터(300)에서 계수하여 저장한다.
이러한 제어기(200)는 조향구동부(10)의 내구시험 시 조향구동부(10)의 움직임을 모사할 수 있게 정현파 등의 변위, 진폭, 주파수 등을 설정할 수 있다.
아울러, 상기 제어기(200)는 내구시험을 위한 프로그램이 내장되는 마이컴 등을 포함하는 것은 물론 시험자가 내구시험을 위한 각종 설정을 할 수 있는 복수의 설정스위치와, 설정상태 및 분석 상태를 현시하는 디스플레이 등을 더 포함함이 바람직하다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참고로 본 발명에 따른 철도차량용 조향구동부의 내구시험 과정을 설명한다.
먼저, 내구시험장치(1)의 베이스(110) 중앙에 구비되는 지지대(120)에 조향구동부(10)의 제1 조향링크(12)는 베이스(110)의 일측 방향으로 돌출되고 제2 조향링크(13)는 베이스(110)의 타측 방향으로 돌출되게 설치하고, 조향구동부(10)의 제1 조향링크(12)를 제1 레버(130) 상단에 연결하고 제2 조향링크(13)는 제2 레버(160) 상단에 연결한다.
이후 제어기(200)를 통해 조향구동부(10)를 구동시킨다. 이 경우 시험자가 제어기(200)를 조작하여 조향구동부(10)의 움직임을 모사할 수 있게 정현파 등의 변위, 진폭, 주파수 등을 설정하여 조향구동부(10)에 움직임을 부여하며 내구시험을 진행할 수 있다.
물론, 상기 제어기(200)를 통한 조향구동부(10)의 내구시험 시 카운터(300)를 통해 반복 횟수를 측정하고 이를 현시할 수 있다.
또한, 상기 제어기(200)는 피시험체인 상기 조향구동부(10)의 파손, 손상으로 인한 감지 기능을 포함하여 정상적인 시험이 불가할 때 조향구동부(10)의 구동을 비상정지하고, 반복적인 내구시험 중 일정 사이클(cycle)마다 시험상태 정보를 로그(Log) 파일로 보관함이 바람직하다.
위에서 살펴본 철도차량용 조향구동부의 내구시험 방법을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 본체(11)의 양단에 제1 및 제2 조향링크(12,13)가 구비되는 철도차량용 조향구동부(10)를 구동하는 제1 단계 및 상기 본체의 양단에 제1 및 제2 조향링크(12,13)에 가해지는 반력을 측정하는 제2 단계로 구성된다.
그리고, 상기 제1 단계는 조향구동부(10)의 제1 및 제2 조향링크(12,13)에 제1 및 제2 레버(130,160)의 상단을 연결하고 상기 제1 및 제2 레버(130,160)의 하단에 반력을 부과하는 제1 및 제2 댐퍼(140,170)를 연결한 상태로 상기 조향구동부(10)를 구동하는 단계이며, 상기 제2단계는 상기 제1 및 제2 댐퍼(140,170)에 가해지는 반력을 제1 및 제2 로드셀(150,180)로 측정하는 단계로 이루어진다.
또한, 상기 제2 단계 이후에, 조향구동부(10)의 반복적인 내구시험 중 일정 사이클 마다 시험상태 정보를 로그 파일로 보관하는 제3 단계를 더 포함할 수 있다.
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 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 내구시험장치 10: 조향구동부
11: 본체 12: 제1 조향링크
13: 제1 조향링크 100: 반력측정부
110: 베이스 120: 지지대
130: 제1 레버 140: 제1 댐퍼
150: 제1 로드셀 160: 제2 레버
170: 제2 댐퍼 180: 제2 로드셀
200: 제어기 300: 카운터

Claims (11)

  1. 철도차량용 조향구동부의 반력을 측정하는 반력측정부와, 상기 반력측정부를 통한 조향구동부의 반력을 측정하도록 상기 조향구동부를 구동하는 제어기를 포함하여 이루어지고,
    상기 제어기는 정현파의 변위, 진폭, 주파수를 설정하여 실제 철도차량이 선로를 주행하는 상기 조향구동부의 움직임을 모사하며,
    상기 반력측정부는 중앙 상부에 조향구동부의 제1 조향링크는 베이스의 일측 방향으로 돌출되고 제2 조향링크는 타측 방향으로 돌출되게 안착되는 베이스와, 상기 베이스의 일측 상부에 구비되어 상기 조향구동부의 제1 조향링크가 상단에 연결되는 제1 레버와, 상기 제1 레버의 하단에 연결되어 반력을 부과하는 제1 댐퍼와, 상기 제1 댐퍼에 가해지는 반력을 측정하는 제1 로드셀과, 상기 베이스의 타측 상부에 구비되어 상기 조향구동부의 제2 조향링크가 상단에 연결되는 제2 레버와, 상기 제2 레버의 하단에 연결되어 반력을 부과하는 제2 댐퍼와, 상기 제2 댐퍼에 가해지는 반력을 측정하는 제2 로드셀을 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 레버는 제1 지지포스트 상단에 구비되는 제1 회전조인트에 힌지결합되고, 상기 제2 레버는 제2 지지포스트 상단에 구비되는 제2 회전조인트에 힌지결합되며,
    상기 제1 및 제2 회전조인트에서 상기 조향구동부의 제1 및 제2 조향링크가 연결되는 상기 제1 및 제2 레버의 연결지점까지의 거리 a와, 상기 제1 및 제2 회전조인트에서 상기 제1 및 제2 댐퍼가 연결되는 상기 제1 및 제2 레버의 연결지점 까지의 거리 b의 비율인 a : b를 레버비로 하고, 상기 제1 및 제2 조향링크의 변위, 속도에 반응하여 상기 레버비에 따라 반력 하중이 부과되도록 하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조향구동부는 본체의 양단에 제1 및 제2 조향링크가 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스의 중앙 상부에는 상기 조향구동부의 제1 조향링크는 베이스의 일측 방향으로 돌출되고 제2 조향링크는 베이스의 타측 방향으로 돌출되게 안착되는 지지대가 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 댐퍼는 제1 레버의 하단에 일단부가 연결되고 타단부는 베이스에 일측 상부에 설치되는 제1 댐퍼브라켓에 지지되며, 상기 제2 댐퍼는 제2 레버의 하단에 일단부가 연결되고 타단부는 베이스에 타측 상부에 설치되는 제2 댐퍼브라켓에 지지되며,
    상기 제1 댐퍼브라켓에는 상기 제1 댐퍼에 작용하는 반력을 측정하는 제1 로드셀이 장착되고, 상기 제2 댐퍼브라켓에는 상기 제2 댐퍼에 작용하는 반력을 측정하는 제2 로드셀이 장착되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 로드셀에서 측정되는 반력은 제어기로 수집되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기와 연결되어 내구시험 반복회수를 계수하는 카운터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험장치.
  9. 본체의 양단에 제1 및 제2 조향링크가 구비되는 철도차량용 조향구동부를 구동하는 제1 단계; 및
    상기 본체의 양단에 제1 및 제2 조향링크에 가해지는 반력을 측정하는 제2 단계;를 포함하고,
    상기 제1 단계는 제어기를 통하여 상기 조향구동부를 구동시키되, 상기 제어기는 정현파의 변위, 진폭, 주파수를 설정하여 실제 철도차량이 선로를 주행하는 상기 조향구동부의 움직임을 모사하며,
    상기 제2 단계에서는 반력측정부를 통하여 상기 조향구동부의 반력을 측정하되, 상기 반력측정부는 중앙 상부에 조향구동부의 제1 조향링크는 베이스의 일측 방향으로 돌출되고 제2 조향링크는 타측 방향으로 돌출되게 안착되는 베이스와, 상기 베이스의 일측 상부에 구비되어 상기 조향구동부의 제1 조향링크가 상단에 연결되는 제1 레버와, 상기 제1 레버의 하단에 연결되어 반력을 부과하는 제1 댐퍼와, 상기 제1 댐퍼에 가해지는 반력을 측정하는 제1 로드셀과, 상기 베이스의 타측 상부에 구비되어 상기 조향구동부의 제2 조향링크가 상단에 연결되는 제2 레버와, 상기 제2 레버의 하단에 연결되어 반력을 부과하는 제2 댐퍼와, 상기 제2 댐퍼에 가해지는 반력을 측정하는 제2 로드셀을 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 레버는 제1 지지포스트 상단에 구비되는 제1 회전조인트에 힌지결합되고, 상기 제2 레버는 제2 지지포스트 상단에 구비되는 제2 회전조인트에 힌지결합되며,
    상기 제1 및 제2 회전조인트에서 상기 조향구동부의 제1 및 제2 조향링크가 연결되는 상기 제1 및 제2 레버의 연결지점까지의 거리 a와, 상기 제1 및 제2 회전조인트에서 상기 제1 및 제2 댐퍼가 연결되는 상기 제1 및 제2 레버의 연결지점 까지의 거리 b의 비율인 a : b를 레버비로 하고, 상기 제1 및 제2 조향링크의 변위, 속도에 반응하여 상기 레버비에 따라 반력 하중이 부과되도록 하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 단계는 조향구동부의 제1 및 제2 조향링크에 제1 및 제2 레버의 상단을 연결하고 상기 제1 및 제2 레버의 하단에 반력을 부과하는 제1 및 제2 댐퍼를 연결한 상태로 상기 조향구동부를 구동하는 단계이며,
    상기 제2단계는 상기 제1 및 제2 댐퍼에 가해지는 반력을 제1 및 제2 로드셀로 측정하는 단계인 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 제2 단계 이후에, 조향구동부의 반복적인 내구시험 중 일정 사이클 마다 시험상태 정보를 로그 파일로 보관하는 제3 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 조향구동부의 내구시험 방법.
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