KR20000067589A - 염회 시험기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선재(線材)의 염회특성(捻回特性)을 측정하는 데 사용되는 염회 시험기에 관한 것이다.

본 발명의 염회 시험기는, 제어반(42)이 구비된 베이스 프레임(20)과, 베이스 프레임(20)의 상부 일측에 수평으로 설치되는 구동모터(21)와, 구동모터로부터 수평으로 연장된 모터(21a)축에 결합되어 회전하는 회전 척(22)과, 회전 척(22)에 대하여 상대적인 이동이 가능하도록 설치되며 회전 척(22)과 함께 시편 와이어(23)를 고정시키는 고정 척(24)과, 상기 회전 척(22)과 고정 척(24) 사이에서 수평이동이 가능하게 설치되는 에어 실린더(25)와, 상기 회전 척(22)의 척 드라이버(22a) 외주면 상에 등간격으로 다수개 설치된 접점(27)과 이들 접점의 회전이동을 감지하는 회전 감지센서(28)로 이루어진 회전수 감지수단(29)과, 회전수 감지수단(29)으로부터 감지된 출력에 의해 현재 시편 와이어(23)의 염회치를 표시하는 카운터(30)를 포함하여 이루어진 구조이다.

본 발명의 염회 시험기는 회전 척과 고정 척 사이에 장착된 시편 와이어에 가해지는 인장력의 조정이 손쉽게 이루어지는 장점이 있으며, 회전 척의 척 드라이버 외주면상에 등간격으로 설치된 복수개의 접점에 의해서 염회시험의 정밀도 향상을 도모할 수 있고, 시편 와이어의 파단과 거의 동시에 구동모터의 회전이 정지됨으로써 보다 정밀한 염회시험 결과를 얻을 수 있는 이점이 있다.

Description

염회 시험기{Torsion tester}

본 발명은 선재(線材)의 염회특성(捻回特性)을 측정하는 데 사용되는 염회 시험기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 에어 실린더를 이용하여 회전 척과 고정 척 사이에 장착되는 시편 와이어의 인장력이 일정하게 유지되도록 함과 아울러 시편 와이어의 단선시에 즉각적인 구동모터의 정지 및 카운터의 카운팅 중단이 이루어지도록 함으로써 염회시험의 정밀도를 향상시킨 염회 시험기에 관한 것이다.

일반적으로 각종 선재(wire)에 있어서는 인장강도나 연신율등을 비롯하여 염회치 역시 선재의 품질특성을 결정짓는 중요한 물리적 특성의 하나로 작용하고 있다.

따라서, 선재의 생산업체나 사용처를 비롯한 각급 시험기관에서는 염회 시험기를 이용하여 선재에 대한 염회치를 측정하게 되는 데, 통상적으로 이러한 염회 시험은 일정한 길이로 절단된 시편 와이어의 한쪽을 고정시킨 상태에서 타측 단부를 잡고 있는 그립이나 척을 회전시켜 시편 와이어의 파단이 일어났을 때의 회전수(비틀림수)를 측정하는 방식을 취하고 있으며, 동일한 소재의 시편 와이어 여러 개에 대하여 시험을 행하여 얻어진 결과의 평균치를 염회치로 정하고 있다.

이와같은 염회 시험기의 구조 및 시험 방법을 도1에 도시된 종래 염회 시험기에 의하여 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와같이, 종래의 염회 시험기는, 베이스 프레임(1)의 상면에 제1, 및 제2 가이드(2)(3)가 장착되어 이들 가이드(2)(3)에 안내되는 슬라이딩 샤프트(4)가 수평이동이 가능하게 설치되고, 슬라이딩 샤프트(4)의 일측 단부에는 지지 와이어(5)의 일단부가 고정된다. 상기 지지 와이어(5)는 베이스 프레임(1)의 모서리 외측으로 설치된 가이드 롤러(6)를 경유하여 아랫쪽으로 늘여뜨려 지며, 그 단부에는 중량추(7)가 매달린다.

그리고, 상기 슬라이딩 샤프트(4)의 타측 단부에는 시편 와이어(8)의 일단부를 고정시키는 고정 드릴척(9)이 결합된다.

한편, 상기 고정 드릴척(9)과 일정한 거리만큼 떨어진 위치의 베이스 프레임(1)상에는 시편 와이어(9)의 타단부를 고정시킨 상태로 회전하는 회전 드릴척(10)이 설치되며, 회전 드릴척(10)은 베이스 프레임(1)의 일측에 장착된 구동모터(11)로부터 회전 구동력을 전달받아 회전하도록 구성된다.

이때, 상기 구동모터(11)와 회전 드릴척(10) 사이에는 감속기어(12) 및 브이(V) 벨트(13)가 설치되어 구동모터(11)로부터의 회전구동력은 감속기어(12)에 의해서 일정한 감속비로 감속되어 회전 드릴척(10)으로 전해지게 된다.

상기 회전 드릴척(10)의 외주면 일측에는 접점(14)이 돌출형성되고, 그 접점(14)과 근접한 위치의 베이스 프레임(1) 상면에는 회전수 감지센서(15)가 설치되어 그로부터 감지된 회전수를 베이스 프레임(1)상에 설치된 카운터(16)상에 표시하도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 슬라이딩 샤프트(4)의 일측 외주면에는 접점(17)이 돌출 형성되고, 그 접점(17)과 근접한 위치의 베이스 프레임(1) 상면에는 단선 감지센서(18)가 설치되어 시편 와이어(8)의 단선에 의한 슬라이딩 샤프트(4)의 이동을 감지하여 구동모터(11)로 구동정지 신호를 보내도록 구성되어 있다.

이와같은 구조로 이루어진 종래 염회 시험기를 이용한 염회 시험과정은 다음과 같다.

먼저, 시험 대상 시편 와이어(8)의 양 단부를 각각 고정 드릴척(9) 및 회전 드릴척(10)에 물려서 고정시킨다.

다음, 시편 와이어(8)의 선경에 따라 정해진 무게의 중량추(7)를 지지 와이어(5)의 단부에 매달아서 상기 양 드릴척(9)(10) 사이에 고정된 시편 와이어(8)상에 일정한 인장력이 가해지도록 한다.

이때, 슬라이딩 샤프트(4)는 회전 드릴척(10)측으로 이동된 상태이므로 슬라이딩 샤프트(4)상에 돌출형성된 접점(17)은 단선 감지센서(18)로부터 우측으로 이동된 상태에 있게 된다.

이같이 일정한 인장력이 가해진 상태로 양 드릴척(9)(10) 사이에 위치하는 시편 와이어(8)는 구동모터(11)의 구동에 의한 회전 드릴척(10)의 회전에 의해서 자체적인 비틀림이 이루어지게 된다.

이때, 회전 드릴척(10)의 회전수는 회전수 감지센서(15)에 의해서 감지되어 카운터(16)상에 표시된다.

한편, 회전 드릴척(10)의 계속적인 회전의 결과로 시편 와이어(8)의 파단이 발생하게 되면, 중량추(7)의 무게에 의해서 슬라이딩 샤프트(4)가 가이드 롤러(6)측으로 이동하게 되고, 이러한 슬라이딩 샤프트의 이동은 단선 감지센서(18)에 의해 감지된다.

단선 감지센서(18)에 의해 슬라이딩 샤프트(4)의 이동, 즉 시편 와이어(8)의 단선이 감지되면 그 센서(18)로부터 구동모터(11)에 구동정지 신호를 보내 구동모터가 정지되도록 한다.

이와같이 구동모터(11)가 정지된 시점에 카운터(16)상에 나타난 회전수가 그 시편 와이어의 염회치로 된다.

그러나, 상기 종래의 염회 시험기는 시편 와이어의 단선 후 슬라이딩 샤프트의 이동에 의한 단선 감지센서의 감지가 이루어지기까지의 시간과, 단선 감지센서로부터의 제어신호에 의해 구동모터가 정지된 후 회전 드릴척이 완전히 정지하기까지의 시간 동안에 회전 드릴척의 회전이 지속됨으로써 그만큼 측정오차가 커지게 된다.

그리고, 종래 염회 시험기는 회전 드릴척의 외주면 한곳에만 접점이 형성되어 있어서 정밀한 카운터가 불가능하게 된다.

또한, 종래 염회 시험기에서는 드릴 척을 이용하여 시편 와이어의 고정이 이루어지도록 하는 구조를 취함에 따라 선경이 굵은 와이어에 대한 시험이 곤란하고, 시편 와이어의 장력조절이 중량추에 의해서 이루어지기 때문에 시험 와이어의 선경에 따른 여러 종류의 중량추가 구비되어야 하며, 중량추에 의해 작용되는 인장력의 정도를 정확하게 파악할 수 없으며, 중량추를 장착하는 과정이 번거롭다는 문제점이 따르고 있다.

이에 더하여, 종래 염회 시험기에서는 구동모터와 감속기가 서로 분리되어 있음과 아울러 이들 사이에 브이 벨트를 통해서 동력전달이 이루어지므로 시험장치의 복잡화가 초래되고 시험중에 소음이 발생하는 등의 단점도 아울러 지적되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래 염회 시험기의 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 베이스 프레임상에 서로 대향되게 설치된 회전 척에는 모터축이 직결되도록 하고 고정 척에는 수평이동이 가능하게 설치된 에어 실린더의 공압이 작용하도록 하여 회전 척과 고정 척 사이에 고정된 시편 와이어에 소정의 인장력이 작용할 수 있도록 한 염회 시험기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 회전 척의 척 드라이버 외주면상에 다수개의 접점을 형성하고, 그 접점의 회전이동 경로와 인접한 곳에 회전수 감지센서를 설치함으로써 염회시험의 정밀도를 향상시킨 염회 시험기를 제공하는 데 두고 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전 척과 고정 척 사이의 시편 와이어를 통해서 전기가 흐르도록 하고, 고정 척과 제어반 사이를 전선으로 연결하여 시편 와이어의 단선시 제어반에서 이를 감지하여 카운터상에서 더 이상 카운터가 이루어지지 않도록 함과 아울러 구동모터의 회전이 정지되도록 하여 보다 정확한 염회 시험이 이루어지도록 하는 염회 시험기를 제공하는 데 있다.

도1은 종래 염회 시험기의 전체구조를 보인 정면도.

도2는 본 발명의 일실시예 염회 시험기 구조를 보인 정면도.

도3은 도2에 도시된 시험기의 평면도.

(( 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ))

20. 베이스 프레임 21. 구동 모터

21a. 모터 축 22. 회전 척

23. 시편 와이어 24. 고정 척

25. 에어 실린더 26. 이송 스크류

27. 접점 28. 회전수 감지센서

29. 회전수 감지수단 30. 카운터

31. 모터 지지구 32. 가이드 바

33. 슬라이드 브래킷 38. 압력 조정변

39. 압력 게이지 41. 전선

본 발명의 상기 목적은 구동 모터나 카운터로 제어신호를 인가하는 제어반이 구비된 베이스 프레임과, 베이스 프레임의 상부 일측에 설치되는 구동모터와, 수평으로 연장된 모터축에 결합되어 회전하는 회전 척과, 회전 척에 대하여 상대적인 이동이 가능하도록 설치된 고정 척과, 상기 회전 척과 고정 척 사이에서 수평이동 가능하게 설치되는 에어 실린더와, 베이스 프레임 상면에 설치되어 에어 실린더의 수평이동이 가능하도록 하는 이송 스크류와, 상기 회전 척의 척 드라이버 외주면 상에 등간격으로 다수개 설치된 접점과 이들 접점의 회전이동을 감지하는 회전 감지센서로 이루어진 회전수 감지수단과, 회전수 감지수단으로부터 감지된 출력에 의해 현재 시편 와이어의 염회치를 표시하는 카운터를 포함하여 이루어진 염회 시험기 구조에 의해서 달성된다.

이때, 상기 베이스 프레임의 상면에는 고정 척이 이송가능하게 설치되도록 하는 한쌍의 가이드 바가 설치되며, 이들 가이드 바 사이에는 일측에 조절핸들이 구비된 이송 스크류가 설치되어 이에 에어 실린더가 장착되는 구조를 취하고 있다.

그리고, 상기 에어 실린더는 압력조정변에 의해서 실린더 내부의 압력조정이 가능하도록 구성되고, 실린더 내부의 현재 압력은 압력게이지상에 표시되도록 구성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도2는 본 발명의 일실시예 염회 시험기 구조를 보인 정면도이고, 도3은 도2에 도시된 시험기의 평면도이다.

도시된 바와같이, 본 발명의 염회 시험기는, 베이스 프레임(20)과, 베이스 프레임(20)의 상부 일측에 수평으로 설치되는 구동모터(21)와, 구동모터로부터 수평으로 연장된 모터(21a)축에 결합되어 회전하는 회전 척(22)과, 회전 척(22)에 대하여 상대적인 이동이 가능하도록 설치되어 시편 와이어(23)를 고정시키는 고정 척(24)과, 상기 회전 척(22)과 고정 척(24) 사이에서 수평이동 가능하게 설치되는 에어 실린더(25)와, 베이스 프레임(20) 상면에 설치되어 에어 실린더(25)의 수평이동이 가능하도록 하는 이송 스크류(26)와, 상기 회전 척(22)의 척 드라이버(22a) 외주면 상에 등간격으로 다수개 설치된 접점(27)과 이들 접점의 회전이동을 감지하는 회전 감지센서(28)로 이루어진 회전수 감지수단(29)과, 회전수 감지수단(29)으로부터 감지된 출력에 의해 시편 와이어(23)의 염회치를 표시하는 카운터(30)로 이루어진다.

이때, 상기 구동모터(21)는 기어드 모터(geared motor)인 것이 바람직하며, 베이스 프레임(20)의 상면에 고정된 모터 고정반(31)의 일측면에 모터 고정용 브래킷(21b)을 통해서 장착된다. 그리고, 상기 모터 고정반(31)의 타측면에는 척 드라이버(22a)와 회전 척(22)이 결합됨에 있어 이들의 회전 중심축은 상기 구동모터(21)의 모터축(21a)과 일직선을 이루게 된다.

다음, 상기 고정 척(24)은 베이스 프레임(20)의 상면 양측에 서로 평행하게 설치된 한쌍의 가이드 바(32)에 안내되어 수평이동이 가능하도록 설치되는 슬라이드 브래킷(33)상에 고정된다.

상기 슬라이드 브래킷(33)은 에어 실린더(25) 대향면측에 단턱면(33a)이 구비되어 이에 실린더 램(25a)이 접촉하도록 구성된다. 그리고, 슬라이드 브래킷(33)의 수직부(33b)상에 결합되는 고정 척(24)은 수직부(33b)와 고정 척(24) 사이에 절연판(34)이 개재된 상태에서 고정 스크류(35)가 체결됨에 의해 서로 고정되는 데, 이때 고정 스크류(35)의 주위에는 절연부싱(36)이 끼워짐으로써 고정 척(24)과 슬라이드 브래킷(33) 사이에는 전기적인 절연상태가 유지된다.

한편, 상기 베이스 프레임(20) 상면에 설치된 한쌍의 가이드 바(32) 사이에 설치되는 이송 스크류(26)의 외측단부에는 조절핸들(26a)이 설치되며, 이들 가이드 바(32)와 이송 스크류(26)의 양 외측 단부는 가이드 프레임(20)의 상면에 고정된 고정편(37a)(37b)에 고정결합된다.

그리고, 상기 에어 실린더(25)는 압력조정변(38)에 의해서 실린더 내부의 압력조정이 가능하도록 구성되고, 실린더 내부의 현재 압력은 압력 게이지(39)상에 표시되도록 구성되며, 압력조정변(28)과 에어 실린더(25) 사이는 에어통로(40)로 연결된다.

다음, 상기 고정 척(24)에는 전선(41)이 연결되는 데, 이 전선은 베이스 프레임(20)상에 설치된 제어반(42)과 연결된다.

이와같은 구조로 이루어진 본 발명의 염회시험기를 이용한 염회시험 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 시험 대상 시편 와이어(23)를 적절한 길이로 절단하여 회전 척(22)과 고정 척(24) 사이에 물린다.

다음, 조절 핸들(26a)을 조작하여 이송 스크류(26)가 회전하도록 함으로써 이송 스크류에 나사결합된 상태로 장착된 에어 실린더(25)가 고정 척(24)으로 이동되도록 한다.

에어 에어 실린더(25)의 이동에 의해서 실린더 램(25a)이 고정 척(24)이 탑재된 슬라이드 브래킷(33)의 단턱면(33a)에 접촉된 때에는 압력 게이지(39)를 관찰하면서 압력조정변(38)을 조정하여 에어 실린더(25) 내부에 소정의 압력이 작용하도록 조정하게 된다.

이와같이, 에어 실린더(25)를 통해서 고정 척(24)으로 소정의 공압이 작용하게 되면 회전 척(22)과 고정 척(24) 사이의 시편 와이어(23)에 소정의 인장력이 작용하는 상태로 된다.

상기와 같이 시편 와이어(23)에 소정의 인장력이 작용된 상태에서 구동모터(21)를 구동시켜 회전 척(22)의 회전이 이루어지도록 하게 되는 데, 이때에는 구동모터(21)로부터의 전류는 시편 와이어(23)를 타고 흘러 고정 척(24)에 연결된 전선(41)을 통해서 제어반(42)으로 인가되며, 이와같이 시편 와이어(23)를 통해서 전류가 흐르는 동안에는 구동모터(21)의 회전이 계속된다.

구동모터(21)의 회전이 계속되는 동안 그 회전수는 척 드라이버(22a)상에 형성된 접점(27)의 이동을 감지하는 회전수 감지센서(28)에 의해서 감지되어 카운터(30)상에 표시된다.

다음, 구동모터(21)의 계속적인 회전에 의해서 회전 척(22)과 고정 척(24) 사이에 고정된 시편 와이어(23)의 파단이 이루어지게 되면, 상기 시편 와이어(23)를 통해서 흐르던 전류가 더 이상 흐르지 못하는 상태로 되고, 제어반(42)에서는 이를 감지하여 구동모터(21)의 브레이크가 작동하도록 제어신호를 보내 모터의 즉각적인 멈춤이 이루어지도록 함과 아울러 카운터(30)에서도 더 이상의 카운팅이 일어나지 않도록 하게 된다.

즉, 시편 와이어(23)의 단선, 시편 와이어(23)를 흐르는 전류의 끊김, 구동모터(21)의 회전이 정지 및 카운터의 카운팅 멈춤은 거의 동시에 일어나게 되므로 카운터의 멈춤이 일어난 시점에 표시된 카운터 표시부상의 회전수는 실제 시편 와이어의 염회와 거의 일치하게 된다.

이상에서 살펴본 바와같이, 본 발명의 염회 시험기는 베이스 프레임상에 서로 대향되게 설치된 회전 척에 모터축이 직결되도록 하고 고정 척에는 압력조정변이 구비된 에어 실린더의 공압이 작용하도록 구성됨에 따라 시편 와이어에 가해지는 인장력의 조정이 손쉽게 이루어지는 장점이 있다.

그리고, 본 발명은 회전척의 척 드라이버 외주면상에 다수개의 접점을 등간격으로 형성하고, 그 접점의 회전이동 경로상에 회전수 감지센서를 설치함으로써 염회시험의 정밀도 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 염회 시험기는 회전 척과 고정 척 사이의 시편 와이어를 통해서 전기가 흐르도록 하고, 고정 척과 제어반 사이를 전선으로 연결하여 시편 와이어의 단선시 제어반에서 이를 감지하여 카운터상에서 더 이상 카운터가 이루어지지 않도록 함과 아울러 구동모터의 회전이 정지되도록 함으로써 보다 정밀한 염회시험 결과를 얻을 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 염회 시험기는 시편 와이어의 길이를 눈으로 직접 확인하면서 장착할 수 있고 에어 실린더가 독립적으로 이송되므로 다양한 길이 및 직경을 갖는 와이어에 대하여 시험을 행할 수 있음과 아울러 시험작업이 간편하다는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 제어반(42)이 구비된 베이스 프레임(20)과, 베이스 프레임(20)의 상부 일측에 수평으로 설치되는 구동모터(21)와, 구동모터로부터 수평으로 연장된 모터(21a)축에 결합되어 회전하는 회전 척(22)과, 회전 척(22)에 대하여 상대적인 이동이 가능하도록 설치되며 회전 척(22)과 함께 시편 와이어(23)를 고정시키는 고정 척(24)과, 상기 회전 척(22)과 고정 척(24) 사이에서 수평이동이 가능하게 설치되는 에어 실린더(25)와, 상기 회전 척(22)의 척 드라이버(22a) 외주면 상에 등간격으로 다수개 설치된 접점(27)과 이들 접점의 회전이동을 감지하는 회전 감지센서(28)로 이루어진 회전수 감지수단(29)과, 회전수 감지수단(29)으로부터 감지된 출력에 의해 현재 시편 와이어(23)의 염회치를 표시하는 카운터(30)로 이루어짐을 특징으로 하는 염회 시험기.
2. 제1항에 있어서, 상기 에어 실린더(25)는 실린더 내부의 압력조정을 위한 압력조정변(38)과 실린더 내부의 현재 압력을 표시하는 압력 게이지(39)가 구비됨을 특징으로 하는 염회 시험기.
3. 제1항에 있어서, 상기 에어 실린더(25)는 조절핸들(26a)이 구비된 이송 스크류(26)과 나사결합되어 조절핸들(26a)의 회전에 의해 고정 척(24)에 대한 상대적인 이동이 이루어지도록 구성됨을 특징으로 하는 염회 시험기.
4. 제1항에 있어서, 상기 고정 척(24)과 제어반(42) 사이에는 전선(41)이 연결되어 고정모터(21)로부터 시편 와이어(23)를 타고 흐르는 전류가 제어반(42)로 인가되도록 함을 특징으로 하는 염회 시험기.