KR20100137800A - 고무재료용 내구력 시험장치 - Google Patents

고무재료용 내구력 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고무재료의 내구력 시험시 구동축에 열이 전달되는 것을 차단함으로써 고온으로 인한 장치의 손상을 방지하도록 한 고무재료용 내구력 시험장치를 개시한다. 본 발명의 구성은 구동수단에서 구동력을 전달받아 회전하는 구동축; 상기 구동축의 일단과 단절된 상태로 체결수단을 매개로 연결되고, 말단에 마모부재 고정부가 형성된 동축 샤프트; 상기 동축 샤프트의 마모부재 고정부가 위치하여 상기 마모부재 고정부를 외기와 차단 및 밀폐시키는 챔버; 상기 동축 샤프트의 시편고정부와 대향하도록 설치되며 일단에 시편 고정수단이 설치된 시편 고정축; 및 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버로 열기를 제공하는 가열수단을 포함하여 이루어진다.
단절, 열전도, 고무재료, 챔버, 가열, 마모시험

Description

고무재료용 내구력 시험장치{Apparatus For Testing Durability Of Rubber Material}
본 발명은 고무재료용 내구력 시험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고무재료의 내구력 시험시 구동축으로 열이 전달되는 것을 차단함으로써 열전달로 인한 장치의 손상을 방지하도록 한 고무재료용 내구력 시험장치에 관한 것이다.
일반적으로, 산업용 고무제품들은 마찰, 압력, 및 온도 등과 같은 요소에 의해 마모가 발생되는데, 이렇게 발생된 고무제품의 마모율은 실측하기 어려워 동일한 재질로 형성된 고무시편을 내구력 시험장치에 적용하는 방식으로 마모율을 산출하고 있다.
도 1은 종래의 고무재료용 내구력 시험장치를 나타내는 예시도이다. 도 1과 같이 고무재료용 내구력 시험장치는 시편고정수단(10), 칼날(20), 회전수단(30), 가압수단(40), 측정수단(50), 챔버(60), 및 가열수단(70)으로 크게 구성된다.
시편고정수단(10)은 고무시편(1)을 일측의 시편연결부(11a)에 고정하기 위한 구성이다. 여기서 도면부호 11은 연결축이다.
칼날(20)은 회전수단(30)에 의해 회전되는데, 회전수단(30)은 칼날 고정축(31)과 구동모터(32)로 이루어진다.
가압수단(40)은 시편고정수단(70)을 일정압력으로 가압하기 위한 수단으로, 그 구성은 이동블럭(12)과 이에 로프(42a)를 매개로 중간에 롤러(41)가 연결된 무게추(42)로 이루어진다. 여기서 미설명 부호 12a는 리니어 가이드, 및 43은 연결부이다.
측정수단(50)는 시편고정수단(10)에 작용되는 가압력을 측정하기 위한 수단으로서, 로드셀(52)과 이 로드셀(52)에 일단이 연결되고 시편고정수단(10)의 일부에 타단이 연결된 돌출바(51)의 구성을 갖는다.
챔버(60)에는 가열수단(70)이 연결되어 온도변화에 따른 고무시편(1)의 마모상태를 시험할 수 있도록 한다. 따라서 챔버(60)는 고무시편(1)을 밀폐시키기 위한 밀폐구조로 이루어진다.
또한 가열수단(70)은 히터(71)와 송풍기(72)로 이루어지며, 상기 히터(71)와 송풍기(72)를 제어하기 위한 제어수단(74)을 포함한다. 여기서 제어수단(74)은 챔버(60) 내부에 장착된 온도센서(73)에 연결되어 온도변화에 따른 구동제어가 가능하다. 여기서 미설명 부호 61은 가스 주입용 밸브이다.
이와 같은 구성을 갖는 종래의 고무재료용 내구력 시험장치는 온도변화에 따른 고무시편의 마모상태를 간편하게 시험할 수 있었다.
그러나, 종래의 고무재료용 내구력 시험장치는 가동시 챔버(60) 내의 열이 칼날 고정축(31)을 따라 전도됨으로써 구동모터에 열이 전달되는 현상이 발생되었 다. 이렇게 칼날 고정축(31)으로 전달된 열은 구동모터 내부에 씰링(SEALING)부재를 손상시키거나 구동축의 강도를 저하시키게 된다.
아울러, 장시간 시험를 실시하는 경우 칼날 고정축(31)에는 지속적으로 열이 전달되어 시험완료후 작업자가 고온의 칼날 고정축(31)에 화상을 입는 경우가 종종발생되어 작업안전성을 해치는 문제점도 있었다.
본 발명은 위와 같은 필요에 의해 창안된 것으로서, 고무재료의 내구력 시험시 구동축에 열이 전달되는 것을 차단함으로써 고온으로 인한 장치의 손상을 방지하는 고무재료용 내구력 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 따르면, 제1구동부에서 구동력을 전달받아 회전하는 구동축과, 상기 구동축의 일단과 단절된 상태로 체결수단을 매개로 연결되고 말단에 마모부재 고정부가 형성된 동축 샤프트로 구성된 마모부재 고정축; 상기 동축 샤프트의 마모부재 고정부와 대향하도록 설치되며 일단에 시편 고정수단이 설치된 시편 고정축; 상기 마모부재 고정부와 상기 시편 고정수단이 내부에 위치하며 밀폐구조를 갖는 챔버; 및 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버로 열기를 제공하는 가열수단을 포함하여 이루어진 고무재료용 내구력 시험장치가 제공된다.
상기 시편 고정축은, 제2구동부에 연결되어 회전되는 제 1 고정축, 및 상기 제 1 고정축에 체결수단을 매개로 연결되고 상기 시편 고정수단이 설치된 동축의 제 2 고정축으로 이루어질 수 있다.
상기 체결수단은 축 말단에 평판이 각각 형성되고, 상기 평판의 외주면을 따라 다수의 체결봉이 장착되어 인접축을 연결하는 것이 바람직하다.
상기 체결봉은 양측에 나사부가 각각 형성되고, 상기 나사부에는 너트가 체 결되어 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 고무재료의 내구력 시험시 구동축에 열이 전달되는 것을 차단하여 고온으로 인한 장치의 손상을 방지함으로써 장치의 유지성능을 향상시킬 수있으며, 작업자의 작업 안전성을 높일 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고무재료용 내구력 시험장치를 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고무재료용 내구력 시험장치를 나타내는 평면도이다.
도 2 및 도 3과 같이, 본 발명의 고무재료용 내구력 시험장치는 본체(100), 시편 작동부(200), 마모부재 작동부(400), 및 챔버(300)로 구성된다.
상기 본체(100)에는 시편 작동부(200)를 수평방향으로 이송시키기 위한 이송핸들(110)이 형성된다. 또한, 챔버(300)에 연통되어 챔버(300)로 고온의 열기를 제공하는 가열수단(미도시)이 본체(100)의 내부에 설치된다.
상기 시편 작동부(200)는 프레임(210)에 장착된 제1구동모터(220)와 제1구동모터(220)에 연결된 제1구동축(230)으로 구성된다. 이 제1구동축(230)에는 체결수 단(250)을 매개로 시편 고정축(240)이 연결된다. 이 시편 고정축(240)에는 고무재료의 시편을 고정시키기 위한 시편 고정부(260)가 형성된다.
상기 제1구동축(230)은 프레임(210)에 설치된 베어링(도면부호 미부여)을 통해 원활한 회전이 가능하다.
한편, 상기 마모부재 작동부(400)는 본체(100)의 상부에 프레임(410)이 형성되고, 프레임(410)에는 제2구동모터(420)가 브라켓(470)에 회전축이 연결된 상태로 설치된다. 이 제2구동모터(420)에는 제2구동축(430)이 연결되는데, 이때 프레임(410)의 내부에는 베어링(도면부호 미부여)이 장착되어 제2구동축(430)이 원활히 회전되도록 한다.
또한, 상기 제2구동축(430)에는 체결부재(450)를 매개로 연결된 동축 샤프트(440)가 설치된다. 여기서 제2구동축(440)에는 마모부재를 고정하기 위한 마모부재 고정부(460)가 형성된다.
한편, 상기 챔버(300)에는 시편 고정축(240)과 동축 샤프트(440)의 일부가 내부에 수용된 상태로 설치된다. 이에 따라 시편 고정부(260)와 마모부재 고정부(460)가 챔버(300) 내에 밀폐된 상태로 위치하게 된다. 또한 챔버(300)에는 고온의 열기를 제공하는 가열수단(미도시)이 연통된 구성을 갖는다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고무재료용 내구력 시험장치의 체결부재를 나타내는 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고무재료용 내구력 시험장치의 체결부재가 결합된 상태의 'A'를 나타내는 부분 상태도이다.
본 발명의 고무재료용 내구력 시험장치에 채용되는 체결부재는 통상의 플랜 지이음과 같은 체결방식이 적용될 수 있다.
구체적으로 도 4와 같이, 시편 작동부(200)의 체결부재(250)를 예로 설명하면, 제1구동축(230)의 말단에는 제1이음편(235)이 형성된다. 이 제1이음편(235)에는 다수의 관통공(h1,h2...hn)이 형성된다.
한편 시편 고정축(240)에도 마찬가지로 말단에 동일한 형상을 갖는 제2이음편(245)이 형성된다. 이 제2이음편(245)에 형성된 관통공(h1,h2...hn)을 통해 체결봉(b1,b2...bn; 2개만 도시함)이 각각 장착되는데, 구체적으로 제1이음편(235)의 관통공(h1,h2...hn)으로 체결봉(b1,b2...bn)의 나사부가 각각 노출되고 너트(N1,N2...Nn)로 체결됨으로써 체결수단(250)의 고정이 이루어진다.
이러한 구성에 따라 챔버(300)에서 방출되는 고온의 열기가 시편 고정축(240)으로 전달되면, 이 전달되는 열은 다수의 체결봉(b1,b2..bn)으로 분산됨으로써 온도가 낮아진다.
즉, 시편 고정축(240)으로 전달되는 열은 직접적으로 제1구동축(230)에 전달되지 않고, 체결수단(250)인 각각의 체결봉(b1,b2...bn)으로 분산됨으로써 차단된다.
이와 같이 체결봉(b1,b2...bn)으로 전달된 열은 최초에 전달된 열온도 보다 대폭 감소된 온도를 갖게되고 특히 제1구동축(230)이 지속적으로 회전하게 됨으로써 체결봉(b1,b2...bn)으로 전달되는 잔류열도 대기로 대부분 소멸되는 것이다.
따라서, 챔버(300)에서 시편 고정축(240)으로 전달되는 열은 체결부재(250)의 각 체결봉(b1,b2...bn)에서 분산됨으로써 현저하게 감소하고 대부분은 대기로 소멸된다. 이러한 작용에 의해 챔버(300)에서 전달되는 열은 구동축(230)으로 전달되지 않고 체결수단(250)에서 대부분 소멸됨으로써 제1구동모터(220)에 열이 전달되는 것을 차단할 수 있다. 따라서 시험시 고온의 열이 전동축을 따라 전달됨으로써 제1구동모터(220)가 손상되는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상술한 설명에서는 시편 작동부(200)의 체결부재(250)를 예로 설명하였지만, 마모부재 작동부(400)의 체결부재(450)도 동일하게 플랜지 이음 방식이 적용되어 동일한 작용을 기대할 수 있음은 물론이다.
이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 고무재료용 내구력 시험장치를 나타내는 예시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고무재료용 내구력 시험장치를 나타내는 정면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고무재료용 내구력 시험장치를 나타내는 평면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고무재료용 내구력 시험장치의 체결부재를 나타내는 분해 사시도, 및
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고무재료용 내구력 시험장치의 체결부재가 결합된 상태의 'A'를 나타내는 부분 상태도이다.
<도면부호의 간단한 설명>
100: 본체 110: 이동핸들
200: 시편 작동부 210: 프레임
220: 제1구동모터 230: 제1구동축
300: 챔버 400: 마모부재 작동부
470: 브라켓 250, 450: 체결부재

Claims (4)

  1. 제1구동부에서 구동력을 전달받아 회전하는 구동축과, 상기 구동축의 일단과 단절된 상태로 체결수단을 매개로 연결되고 말단에 마모부재 고정부가 형성된 동축 샤프트로 구성된 마모부재 고정축;
    상기 동축 샤프트의 마모부재 고정부와 대향하도록 설치되며 일단에 시편 고정수단이 설치된 시편 고정축;
    상기 마모부재 고정부와 상기 시편 고정수단이 내부에 위치하며 밀폐구조를 갖는 챔버; 및
    상기 챔버에 연결되어 상기 챔버로 열기를 제공하는 가열수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고무재료용 내구력 시험장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 시편 고정축은,
    제2구동부에 연결되어 회전되는 제 1 고정축, 및
    상기 제 1 고정축에 체결수단을 매개로 연결되고 상기 시편 고정수단이 설치된 동축의 제 2 고정축으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고무재료용 내구력 시험장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 체결수단은 축 말단에 평판이 각각 형성되고,
    상기 평판의 외주면을 따라 다수의 체결봉이 장착되어 인접축을 연결하는 것을 특징으로 하는 고무재료용 내구력 시험장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 체결봉은 양측에 나사부가 각각 형성되고,
    상기 나사부에는 너트가 체결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 고무재료용 내구력 시험장치.
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