KR20100046930A - 연결핀 하중 시험장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각종 산업설비나 장치 중 하중을 지탱하는 연결핀의 파손 여부를 확인할 수 있는 연결핀 하중 시험장치에 관한 것으로, 이를 위해 프레임과, 상기 프레임에 고정되어 연결핀의 양단을 지지하는 지지수단과, 상기 연결핀을 당겨 반복 하중을 가하는 유압가력기를 포함하여 이루어지되, 상기 유압가력기의 단부에는 상기 연결핀에 반복하중을 가하기 위한 하중부하 어셈블리가 연결되는 것을 특징으로 한다.
유압가력기, 시험, 피로하중, 프레임, 연결핀

Description

연결핀 하중 시험장치{A Load-testing Apparatus for Connecting-Pin}
본 발명은 각종 산업설비나 장치 중 하중을 지탱하는 연결핀의 파손 여부를 확인할 수 있는 연결핀 하중 시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실제 연결핀 파손 원인에 근사한 4점 굽힘 시험 셋업 방식을 4개의 블럭과 유압가력기를 통해 채택하고, 또한 연결핀과 밀착되어 각각의 2개 블럭에 가해지는 서로 다른 하중 부하점 및 반력지지점의 마모를 최소하하기 위해 고강 소재를 활용한 롤러를 블럭에 모두 적용하고, 아울러 유압가력기를 연결핀에 대해 연직 하방으로 설치하여 얼라이먼트가 틀어짐에 따라 발생되는 유압가력기의 실링 파손 문제를 방지할 수 있는 구조의 연결핀 하중 시험장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 산업설비나 장치 또는 무한궤도 차량에는 하중을 지탱하는 연결핀이 많이 장착되어 있다.
이러한 연결핀은 장치나 설비 또는 차량의 하중을 지탱하는 것으로, 매우 중요시 되고 있으며, 파손시 장치나 설비 또는 차량의 기기 운용이 불가능하다.
때문에 이러한 연결핀은 하중을 지탱하기 때문에 고강도강으로 생산되고 있다.
하지만 이러한 중요부품의 하나로 생산되고 있는 연결핀의 수명과, 강도를 시험하여 예측할 수 있는 장치가 전무(全無)한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 연결핀 파손 원인에 근사한 4점 굽힘 시험 셋업 방식을 4개의 블럭과 유압가력기를 통해 채택하고, 또한 연결핀과 밀착되어 각각의 2개 블럭에 가해지는 서로 다른 하중 부하점 및 반력지지점의 마모를 최소하하기 위해 고강 소재를 활용한 롤러를 블럭에 모두 적용하고, 아울러 유압가력기를 연결핀에 대해 연직 하방으로 설치하여 얼라이먼트가 틀어짐에 따라 발생되는 유압가력기의 실링 파손 문제를 방지할 수 있는 구조의 연결핀 하중 시험장치를 제공하는데 있다.
더 나아가 본 발명의 목적은, 프레임과, 상기 프레임에 고정되어 연결핀의 양단을 지지하는 지지수단과, 상기 연결핀을 당겨 반복 하중을 가하는 유압가력기를 포함하여 이루어지되, 상기 유압가력기의 단부에는 상기 연결핀에 반복하중을 가하기 위한 하중부하 어셈블리가 연결되는 것을 특징으로 하는 연결핀 하중 시험장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 연결핀 하중 시험장치에 따르면, 4점 굽힘 시험 셋업 방식을 4개의 V블럭과 유압가력기를 통해 채택하고, 또한 연결핀과 밀착되어 각각의 2개 V블럭에 가해지는 서로 다른 하중 부하점 및 반력지지점의 마모를 최소하하기 위해 초경소재를 활용한 롤러를 V블럭에 모두 적용하여 연결핀의 실제 연결핀 파손 원인에 근사한 환경을 구축할 수 있는 특징이 있다.
또한 유압가력기를 연결핀에 대해 연직 하방으로 설치하여 얼라이먼트가 틀어짐에 따라 발생되는 유압가력기의 실링 파손 문제를 방지할 수 있는 특징이 있다.
아울러, 연결핀을 시험하여 연결핀의 재질에 따른 강도를 측정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명을 설명하기에 앞서 본 발명의 연결핀 하중 시험장치는 지면에 이격 시킨 채 천정에 유압가력기를 고정하여 설치할 수 있으며, 또한 지면에 수평방향으로 유압가력기를 고정하여 설치할 수 있으며, 또한 지면에 유압가력기를 수직으로 설치할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 실시예에서는 지면에 유압가력기를 수직으로 설치한 예를 설명하기로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 연결핀 하중 시험장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연결핀 하중 시험장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 주요부분에 대한 분해사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 각종 산업설비나 장치 중 하중을 지탱하는 연결핀의 파손 여부를 확인할 수 있는 연결핀 하중 시험장치(100)에 관한 것이다.
이러한 연결핀 하중 시험장치(100)는 실제 연결핀 파손 원인에 근사한 4점 굽힘 시험 셋업 방식을 4개의 블럭과 유압가력기를 통해 채택하고, 또한 연결핀과 밀착되어 각각의 2개 블럭에 가해지는 서로 다른 하중 부하점 및 반력지지점의 마모를 최소하하기 위해 고강도소재를 활용한 롤러를 블럭에 모두 적용하고, 아울러 유압가력기를 연결핀에 대해 연직 하방으로 설치하여 얼라이먼트가 틀어짐에 따라 발생되는 유압가력기의 실링 파손 문제를 방지할 수 있는 구조이다.
여기서 블럭은 연결핀을 부분 수용할 수 있도록 V블럭 또는 U블럭과 같은 다양한 형성으로 구성할 수 있으며, 이하에서는 V블럭으로 통칭하기로 한다.
연결핀 하중 시험장치(100)는 크게 2부분으로 구성되는데, 이는 연결핀(200)을 지지하는 지지수단(40)과, 상기 연결핀(200)에 반복하중을 가할 수 있도록 유압가력기(20)가 연결된 하중부하 어셈블리(30)로 구성된다.
여기서 지지수단(40)은 지면과 이격되어 설치되는데, 이러한 구조는 프레임에 가능하다. 상기 프레임은 지지프레임(11)과, 지주프레임(12)과, 수평프레임(13)으로 구성된다.
상기 지지프레임(11)은 지면에 밀착되며, 상기 지지프레임(11)의 상부면에 한쌍의 지주프레임(12)이 상호 간격을 두고 수직으로 직립되어 고정된다.
그리고 지주프레임(12)의 상단에는 수평프레임(13)이 결합되며, 이러한 수평프레임(13)의 상부면에는 연결핀(200)의 양단을 지지하는 지지수단(40)이 결합되어 구성된다.
아울러 유압가력기(20)는 지지프레임(11)의 상부면에 고정됨과 더불어 상기 지주프레임(12)의 사이에 배치되어 연직 하방으로 상기 연결핀(200)에 반복 하중을 가할 수 있도록 구성된다.
이러한 유압가력기(20)는 단부에 설치되는 하중부하 어셈블리(30)를 통해 연결핀(200)에 반복 하중을 가할 수 있도록 구성된다.
여기서 만약 유압가력기(20)가 연결핀(200)의 상부에 설치되어 수직 하방으로 연결핀(200)에 반복 하중을 가할 수 있도록 구성하면, 유압가력기(20)를 구성하는 실린더(21)와 피스톤로드(22) 간에 얼라이먼트가 틀어짐에 따라 유압가력기(20) 내의 실링이 파손되는 문제점 때문에 바람직하지 않다.
한편 상기 하중부하 어셈블리(30)는 상기 수평프레임(13)을 관통하여 설치되는바, 상기 수평프레임(13)의 중앙부위에는 유압가력기(20)를 통해 승강되는 하중부하 어셈블리(30)를 가이드 하는 개구(131)가 형성되는 구조이다.
여기서 하중부하 어셈블리(30)는 4개의 연결봉(32)을 통해 상호 이격되는 하중부하블럭(31)과, 개구(131)에서 승강되어 가이드 되는 가이드블럭(33)으로 구성된다.
이 때 상기 하중부하블럭(31)의 저면에는 연결핀(200)에 2점(②③) 하중을 가하기 위한 2개의 제 1V블럭(311)이 결합되어 구성된다.
한편 수평프레임(13)의 상부면에 설치되어 연결핀(200)의 양단을 지지하는 지지수단(40)은 상기 수평프레임(13)의 상부면에 결합되는 2개의 고정블럭(41)과, 상기 각 고정블럭(41)의 상부면에 결합되어 상기 연결핀(200)의 양단 2점(①④)을 반력 지지하는 2개의 제 2 V블럭(43)과, 상기 각 고정블럭(41)의 상부면에 결합되어 연결핀(200)의 단부를 삽입시키는 지지블럭(42)으로 구성된다.
상기와 같은 구성을 살펴보면, 상기 연결핀(200)은 제 1 V블럭(311)과, 제 2 V블럭(43)을 통해 실제 연결핀(200)에 받게 되는 4개의 하중 점을 구현할 수 있다.
또한 상기 지지수단(40)은 연결핀(200)의 양측에 형성시킨 홈부(210)에 형상적으로 대응되는 회전방지블럭(44)이 더 결합되어 연결핀(200)이 반복하중에 따른 진동에 의한 회전을 방지할 수 있는 구조이다.
이러한 구조는 핀(200)의 단면은 일반적으로 원형이므로 피로하중 부하시 제 1 및 2 V블럭(311, 43) 사이에서 회전하게 되어, 부하점 및 지지점이 수시로 변하 는 문제가 있다. 이를 개선하기 위하여 핀(200)의 양 끝단에 홈부(210)을 가공하고, 상기 홈부를 지지수단(40)의 회전방지블록에 접하여 설치한다. 이를 통해 피로시험 시 핀(200)의 회전을 방지하여, 원하는 부위에 최대 응력이 작용할 수 있는 시험이 구현될 수 있는 구조이다.
아울러 상기 연결핀(200)은 고강도의 재질을 가지는 바, 연결핀(200)과 밀착되는 상기 제 1 V블럭(311)과, 제 2 V블럭(43)은 마모가 발생될 수 있는 문제점이 발생될 수 있다. 따라서 상기 제 1 V블럭(311)과, 제 2 V블럭(43)의 경사면에는 반복피로하중에 의한 마모방지를 위해 연결핀과 유사하거나 더 강한 고강도롤러(50)가 더 결합되어 구성된다.
한편 상기 유압가력기(20)에는 로드셀(231)이 장착되어 있어 연결핀(200)에 가해지는 하중을 조절할 수 있도록 구성된다.
이하에서는 본 발명에 따른 연결핀 하중 시험장치의 작동에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 간단히 설명하기로 한다.
도 3은 1에 따른 연결핀 하중 시험장치의 작동도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 로드셀(231)을 통해 연결핀(200)의 항복점을 측정하여 유압가력기(20)를 가동시킨다.
그러면 피스톤로드(22)는 실린더(21)의 내부로 이동되고, 하중부하 어셈블리(30)에 결합된 2개의 제 1 V블럭(311)이 연결핀(200)의 2점(②③)에 순간적으로 하중을 가하게 된다.(제 1 V블럭 도 2에 도시)
그러면 연결핀(200)은 2개의 제 2 V블럭(43) 의해 2점(①④)반력지지점이 형성되어 순간적으로 휘어지고, 동시에 연결핀(200)의 탄성복귀력으로 인해 다시 수평으로 복귀된다.
이러한 반복하중을 수 만번에서 수 백만번 가하여 연결핀(200)의 피로강도를 측정할 수 있는 것이다.
상기와 같은 시험장치를 통해 연결핀의 재질에 따른 강도를 측정하고, 또한 반복하중에 따른 파손부위를 알 수 있는 것이다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연결핀 하중 시험장치의 사시도,
도 2는 도 1의 주요부분에 대한 분해사시도,
도 3은 도 1에 따른 연결핀 하중 시험장치의 작동도,
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11: 지지프레임 12: 지주프레임
13: 수평프레임 131: 개구
20: 유압가력기 21: 실린더
22: 피스톤로드 231: 로드셀
30: 하중부하 어셈블리 31: 하중부하블럭
311: 제 1 V블럭 32: 연결봉
33: 가이드블럭
40: 지지수단 41: 고정블럭
42: 지지블럭 43: 제 2 V블럭
44: 회전방지블럭
50: 초경합금롤러
100: 연결핀 하중 시험장치
200: 연결핀 210: 홈부

Claims (5)

  1. 프레임과,
    상기 프레임에 고정되어 연결핀(200)의 양단을 지지하는 지지수단(40)과,
    상기 연결핀(200)을 당겨 반복 하중을 가하는 유압가력기(20)를 포함하여 이루어지되,
    상기 유압가력기(20)의 단부에는 상기 연결핀(200)에 반복하중을 가하기 위한 하중부하 어셈블리(30)가 연결되는 것을 특징으로 하는 연결핀 하중 시험장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하중부하 어셈블리(30)는 4개의 연결봉(32)을 통해 상호 이격되는 하중부하블럭(31)과, 가이드블럭(33)으로 구성되되, 상기 하중부하블럭(31)의 저면에는 연결핀(200)에 2점 하중을 가하기 위한 2개의 제 1블럭(311)이 결합되는 것을 특징으로 하는 연결핀 하중 시험장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지지수단(40)은 2개의 고정블럭(41)과, 상기 각 고정블럭(41)의 상부면에 결합되어 상기 연결핀(200)의 양단 2점을 반력 지지하는 2개의 제 2블럭(43)과, 상기 각 고정블럭(41)의 상부면에 결합되어 연결핀(200)의 단부를 삽입시키는 지지블럭(42)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연결핀 하중 시험장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 지지수단(40)은 연결핀(200)의 양측에 형성시킨 홈부(210)에 형상적으로 대응되는 회전방지블럭(44)이 더 결합되는 것을 특징으로 하는 연결핀 하중 시험장치.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 연결핀(200)과 밀착되는 상기 제 1블럭(311)과, 제 2블럭(43)의 경사면에는 반복피로하중에 의한 마모방지를 위해 고강도롤러(50)가 더 결합되는 것을 특징으로 하는 연결핀 하중 시험장치.
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