KR102507102B1

KR102507102B1 - 보증 하중 시험장치

Info

Publication number: KR102507102B1
Application number: KR1020210012080A
Authority: KR
Inventors: 윤창호; 김근호
Original assignee: 한국항공우주산업 주식회사
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2023-03-07
Also published as: KR20220108961A

Abstract

본 발명은 시험대상에 하중을 인가하여 시험대상의 상태를 시험하는 압박부와, 압박부가 장착되며 공급받는 기체의 압력으로 압박부의 움직임을 조절하여 시험대상에 인가되는 하중을 조절하는 몸체부를 포함하여 이루어져, 보증 하중 시험에 필요한 인력 및 소요 시간을 최소화 가능하고, 재현성을 높여 신뢰성 있는 데이터를 획득 가능하게 하는 보증 하중 시험장치에 관한 것이다.

Description

보증 하중 시험장치{Proof loda test device}

본 발명은 보증 하중 시험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공압을 이용하여 비행기의 표면에 본딩된 넛 플레이트의 보증 하중 시험을 보다 용이하게 가능한 보증 하중 시험장치에 관한 것이다.

항공기 제작 시 날개의 표면(wing skin) 뿐만 아니라 넛 플레이트가 접착제로 1차 결합된 후 볼트 체결되는 다양한 부위에 보증 하중 시험(Push-off proof load test)이 이루어진다.

이때, 규격서에서 요구되는 스펙은 약 50lb~60lb의 힘을 접착제로 파트에 부착된 넛 플레이트에 2~3초간 인가할 경우, 넛 플레이트가 파트에서 떨어지지 않고 유지되어야 하므로, 시험을 실행하는 작업자는 수백개에 이르는 넛 플레이트에 시험장치를 삽입 후 2~3초간 50lb~60lb의 힘으로 밀어주는 작업을 반복 수행하여야 했으며, 이러한 시험은 많은 작업인원과 시간을 필요로 하는 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 숙련되지 못한 작업자가 시험을 실행 시 넛 플레이트를 압박하는 힘과 시간이 일정하지 못하여 시험의 신뢰성이 떨어지는 문제 또한 가지고 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결 가능한 새로운 보증 하중 시험장치의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

특허문헌 1) 국내등록특허공보 제1379770(명칭: 볼 조인트 나사강도 시험장치, 공고일: 2014.04.01)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보증 하중 시험에 필요한 작업 인원과 소요 시간을 최소화 가능한 보증 하중 시험장치를 제공하는 것이다.

또한, 보증 하중 시험의 재현성을 높여 보다 신뢰성 있는 시험 결과를 도출 가능한 보증 하중 시험장를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 보증 하중 시험장치는, 시험대상에 하중을 인가하여 시험대상의 상태를 시험하는 압박부(100); 및 상기 압박부(100)가 장착되며, 공급받는 기체의 압력으로 상기 압박부(100)의 움직임을 조절하여 시험대상에 인가되는 하중을 조절하는 몸체부(200);를 포함하는 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체부(200)는 상기 압박부(100)에 인가되는 기체의 압력을 조절하는 압력 설정부(210)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체부(200)는 공급받는 기체로 상기 압박부(100)를 밀어주는 시점과 유지 시간을 조절하는 작동 조절부(220)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압박부(100)가 시험대상을 압박하는 동안 상기 압박부(100)의 중심축과 시험대상의 접촉면이 일정한 경사를 형성하게 보조하는 접촉각 조절부(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접촉각 조절부(300)는 시험대상이 결합되어 있는 플레이트에 밀착되는 상기 몸체부(200)의 단부에 형성되며, 원주방향으로 복수개가 이격 배치되는 레이저 센서(310)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접촉각 조절부(300)는 시험대상이 결합되어 있는 플레이트에 밀착되는 상기 몸체부(200)의 단부에 형성되며, 원주방향으로 복수개가 이격 배치되는 광 센서(320)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접촉각 조절부(300)는 시험대상이 결합되어 있는 플레이트에 밀착되는 상기 몸체부(200)의 단부 가장자리에 형성되어 상기 몸체부(200)의 단부 면적을 확장하는 확장 플레이트(330)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 보증 하중 시험장치는 공압을 이용하여 시험대상에 일정한 힘을 인가 가능하므로, 보증 하중 시험에 필요한 인력과 소요되는 시간을 최소화 가능한 장점이 있다.

또한, 압력을 시험대상에 맞게 조절 가능하므로 시험 가능한 대상의 종류를 다양화 가능한 장점이 있다.

그리고, 시험대상에 일정한 압력을 인가 가능하므로 재현성을 높일 수 있는 장점이 있다. 즉, 초보자가 시험을 할 경우에도 높은 재현성을 가질 수 있으므로 시험자가 바뀌어도 시험 신뢰성을 극대화 가능한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 보증 하중 시험장치를 나타낸 사시도.
도 2는 보증 하중 시험장치를 설명하기 위한 단면도.
도 3 및 도 4는 보증 하중 시험장치를 이용하여 진행되는 보증 하중 시험을 나타낸 개념도.
도 5는 본 발명인 보증 하중 시험장를 나타낸 정면도.
도 6은 보증 하중 시험장치 상에 구비된 접촉각 조절부의 작동 원리를 설명하기 위한 개념도.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 보증 하중 시험장치(1000)에 관하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 보증 하중 시험장치(1000)를 나타낸 사시도이고, 도 2는 보증 하중 시험장치(1000)를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1을 참조하면 본 발명인 보증 하중 시험장치(1000)는 시험대상에 하중을 인가하여 시험대상의 상태를 시험하는 압박부(100)와, 상기 압박부(100)가 장착되며, 공급받는 기체의 압력으로 상기 압박부(100)의 움직임을 조절하여 시험대상에 인가되는 하중을 조절하는 몸체부(200)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상세히 설명하면, 보증 하중 시험은 시험 대상에 일정한 힘을 지정된 시간동안 지속적으로 인가할 시, 인가된 힘에 의해 결함, 변형이 발생하지 않는지를 파악하는 시험으로, 대상에 일정한 힘을 지정된 시간동안 인가하여야 하기 때문에 많은 인력을 필요로 하였을 뿐만 아니라, 많은 시간이 소요되는 문제가 있었으며, 이러한 문제는 특히 시방서에 따른 정확한 성능 시험을 요구하는 구성이 많은 항공기 분야에서 더욱 크게 부각되므로, 본 발명에서는 상기 압박부(100)가 상기 몸체부(200)의 제어에 의해 시험 대상에 지정된 시간동안 일정한 압력을 인가 가능하게 함으로써, 종래의 보증 하중 시험에서 발생하는 문제를 최소화 한 것이다.

그리고, 상기 압박부(100)가 상기 시험대상에 하중을 인가하는 방법은 다양한 방법일 수 있으나, 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이 기체 유입부(201)를 통하여 기체가 상기 몸체부(200)로 공급되고, 공급된 기체가 몸체부(200) 내부에 형성된 수용공간(202)으로 주입되어, 수용공간(202) 상에 위치된 압박부(100)가 기체의 압력으로 시험대상을 밀어주는 것을 권장하며, 상기 몸체주(200)는 압박부(100)에 인가되는 기체의 압력을 조절하는 압력 설정부(210)와, 공급받는 기체로 압박부(100)를 밀어주는 시점과 유지 시간을 조절하는 작동 조절부(220)를 포함하여 이루어져, 수용공간(202)으로 주입되는 기체의 양과 시간을 조절하여 줌으로써 압박부(100)의 움직임을 조절 가능하다.

다시한번 설명하면, 상기 압력 설정부(210)에서 상기 기체 유입부(201)에서 상기 수용공간(202)으로 주입되는 기체의 양과 세기를 조절하고, 상기 작동 조절부(220)는 상기 수용공간(202)로의 기체주입 유무와 상기 수용공간(202)에 위치된 기체의 배출 유무를 결정하므로, 본 발명인 하나의 보증 하중 시험장치(1000)를 이용하여 사용자가 압력 설정부(210)와 작동 조절부(220) 조작을 통하여 보증 하중 시험 시 서로 다른 힘이 서로 다른 시간동안 인가되어야 하는 다양한 시험대상의 시험을 진행 가능한 것이다.

아울러, 본 발명에서 상기 기체 유입부(201)에서 상기 수용공간(202)으로 기체가 유입되는 별도의 유로가 개시되어 있지 않으나, 이는 기체 유입부(201)와 수용공간(202)이 통로를 이용하여 직접적으로 연결되고, 이러한 통로에 상기 압력 설정부(210)와 상기 작동 조절부(220)의 일부가 위치되거나 관여하는 형태일 수 있으며, 이 외에도 다양한 형태가 가능하므로 한정하지 않는다.

도 3 및 도 4는 보증 하중 시험장치(1000)를 이용하여 진행되는 보증 하중 시험을 나타낸 개념도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면 시험대상은 항공기의 파트(1)에 결합되는 넛 플레이트(2)일 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 항공기의 파트(1)에는 넛 플레이트(2)를 파트에 결합하기 위해 볼트가 삽입되는 홀이 천공되어 있으므로, 홀에 상기 압박부(100)가 삽입된 상태에서 상기 작동 조절부(200)에 의해 작동 시, 도 4에 도시된 바와 같이 압박부(100)가 기체의 압력에 의해 돌출되며 상기 넛 플레이트(2)를 밀어주게 되고, 작동 조절부(200)에 의해 작동이 멈추게 되면 상기 수용공간(202)으로 주입되는 기체가 줄어들거나 수용공간(202)으로 주입되는 기체가 외부로 방출되며 돌출되었던 상기 압박부(100)가 다시 도 3에 도시된 바와 같이 수용공간(202) 내부로 이동하게 되는 것이다.

이때, 도면상에는 도시되지 않았지만 상기 수용공간(202)을 형성하는 상기 작동 조절부(200) 상에 상기 압박부(100)를 수용공간(202)으로 당기는 스프링과 같은 탄성부재가 구비될 수 있음은 물론이다.

도 5는 본 발명인 보증 하중 시험장치(1000)를 나타낸 정면도이고, 도 6은 보증 하중 시험장치 상에 구비된 접촉각 조절부의 작동 원리를 설명하기 위한 개념도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명인 보증 하중 시험장치(1000)는 상기 압박부(100)의 중심축과 상기 넛 플레이트(2)의 접촉면이 일정한 경사를 형성하게 보조하는 접촉각 조절부(300)를 더 포함할 수 있으며, 상기 접촉각 조절부(300)는 상기 파트(1)와 밀착되는 상기 몸체부(200)의 단부에 형성되며, 원주방향으로 복수개가 이격 배치되는 레이저 센서(310)와 광 센서(320)를 포함할 수 있다.

상세히 설명하면, 본 발명인 보증 하중 시험장치(1000)는 상기 압박부(100)를 이용하여 상기 넛 플레이트(2)에 일정한 힘을 인가하여야 한다. 이때, 압박부(100)의 길이방향으로 연장 형성된 중심축을 연장한 선과, 상기 넛 플레이트(2)의 접촉면이 형성하는 각도가 일정하지 않고 가변될 경우 넛 플레이트(2)에 인가되는 힘이 변화되어 시험 신뢰성이 떨어지게 되므로, 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 접촉각 조절부(300)가 상기 압박부(100)의 중심축과 상기 넛 플레이트(2)의 표면이 항상 일정한 각도를 가지게 하여, 보다 신뢰성 있는 시험 결과를 얻을 수 있게 한 것이다.

이때, 상기 접촉각 조절부(300)가 상기 몸체부(200)에 원주방향으로 배치된 복수개의 레이저 센서(310)를 포함할 경우, 상기 접촉각 조절부(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 상기 레이저 센서(310)가 파트(1)와의 거리를 측정하게 되며, 측정된 거리 정보가 동일할 경우 압박부(100)가 수직 삽입되어 중심축이 넛 플레이트(2)의 접촉면과 수직 상태를 유지하게 되므로, 사용자에게 수직 상태임을 알릴 수 있으며, 상기 접촉각 조절부(300)가 몸체부(200)의 원주방향으로 배치된 복수개의 광 센서(320)를 포함할 경우, 상기 접촉각 조절부(300)는 몸체부(200)가 파트(1)에 밀착된 상황에서 각각의 광 센서(320)를 통해 측정되는 빛이 동일할 경우 압박부(100)가 수직 삽입되는 상황임을 사용자에게 알릴 수 있으며, 접촉각 조절부(300)는 상기 레이저 센서(310) 또는 상기 광 센서(320)에서 수집되는 정보를 기반으로 상기 압박부(100)가 정확히 삽입되어 넛 플레이트(2)에 일정한 힘을 인가하고 있는지를 판단하는 판단부와, 판단부에서 판단된 정보를 기반으로 광 또는 소리를 이용하여 사용자에게 판단된 정보를 알리는 표시부를 포함할 수 있음은 물론이다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100 : 압박부
200 : 몸체부 210 : 압력 설정부
220 : 작동 조절부
300 : 접촉각 조절부 310 : 레이저 센서
320 : 광 센서 330 : 확장 플레이트

Claims

시험대상에 하중을 인가하여 시험대상의 상태를 시험하는 압박부(100); 및
상기 압박부(100)가 장착되며, 공급받는 기체의 압력으로 상기 압박부(100)의 움직임을 조절하여 시험대상에 인가되는 하중을 조절하되,
내부에 상기 압박부(100)에 압력을 가하는 기체가 유입되는 수용공간(202)을 포함하는 몸체부(200); 및
상기 압박부(100)가 시험대상을 압박하는 동안 상기 압박부(100)의 중심축과 시험대상의 접촉면이 일정한 경사를 형성하게 보조하는 접촉각 조절부(300)를 포함하고,
상기 몸체부(200)는 공급받는 기체로 상기 압박부(100)를 밀어주는 시점과 유지 시간을 조절하는 작동 조절부(220)를 포함하며,
상기 작동 조절부(220)는 상기 압박부(100)를 상기 수용공간(202)의 내측으로 당기는 탄성부재를 포함하고,
상기 접촉각 조절부(300)는 시험대상이 결합되어 있는 플레이트에 밀착되는 상기 몸체부(200)의 단부에 배치되되, 상기 플레이트와 상기 몸체부(200)의 단부 간 거리를 측정하는 3개 이상의 센서를 포함하며,
각각의 상기 센서 중 3개의 센서는 일직선상에 위치하지 않도록 배치되는, 보증 하중 시험장치.
제 1항에 있어서,
상기 몸체부(200)는 상기 압박부(100)에 인가되는 기체의 압력을 조절하는 압력 설정부(210)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 보증 하중 시험장치.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 접촉각 조절부(300)는 시험대상이 결합되어 있는 플레이트에 밀착되는 상기 몸체부(200)의 단부에 형성되며, 원주방향으로 복수개가 이격 배치되는 레이저 센서(310)를 포함하는, 보증 하중 시험장치.
제 1항에 있어서,
상기 접촉각 조절부(300)는 시험대상이 결합되어 있는 플레이트에 밀착되는 상기 몸체부(200)의 단부에 형성되며, 원주방향으로 복수개가 이격 배치되는 광 센서(320)를 포함하는, 보증 하중 시험장치.
제 1항에 있어서,
상기 접촉각 조절부(300)는 시험대상이 결합되어 있는 플레이트에 밀착되는 상기 몸체부(200)의 단부 가장자리에 형성되어 상기 몸체부(200)의 단부 면적을 확장하는 확장 플레이트(330)를 더 포함하는, 보증 하중 시험장치.