KR20210025975A

KR20210025975A - 면진장치 시험기

Info

Publication number: KR20210025975A
Application number: KR1020190106097A
Authority: KR
Inventors: 전승배; 나홍철
Original assignee: (주)제이.케이.에스
Priority date: 2019-08-28
Filing date: 2019-08-28
Publication date: 2021-03-10
Also published as: KR102259731B1

Abstract

면진장치의 면진 성능을 시험하기 위해 수직하중을 인가한 경우, 고하중 영역에서의 정밀한 측정뿐만 아니라, 저하중 영역에서도 정밀한 측정이 가능하도록 한 면진장치 시험기에 관한 것으로, 시편이 안착된 시험 베드, 시험 베드가 상부에 배치되고, 수평방향으로 이동 가능한 롤러를 상부에 구비하는 하부 프레임, 하부 프레임과 이격되어 배치되는 상부 프레임, 하부 프레임과 상부 프레임 사이에 배치되고, 하부에 홈이 형성되는 가압블럭, 상부 프레임과 가압블럭 사이에 구비되고, 수직 방향으로 신축하여 가압블럭이 시편을 가압할 때 발생하는 수직하중을 측정하는 제1 하중 측정부 및 가압블럭과 시편에 구비되고, 수직 방향으로 신축하여 상기 시편을 가압함에 따라 발생하는 수직하중을 측정하는 제2 하중 측정부를 포함하여 구성된다.

Description

면진장치 시험기{Apparatus for testing seismic isolation devices}

본 발명은 면진장치 시험기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 면진장치의 면진 성능을 시험하기 위해 수직하중을 인가한 경우, 고하중 영역에서의 정밀한 측정뿐만 아니라, 저하중 영역에서도 정밀한 측정이 가능하도록 한 면진장치 시험기에 관한 것이다.

지진이란 지구 내부 어느 지점에서 급격한 지각변동이 발생하여 그 충격으로 생긴 파동, 즉 지진파가 지표면까지 전해져 지반을 진동시키는 것이다.

이러한 지진으로 인한 피해를 최소화 하기 위하여 산업현장이나 건축, 토목 분야에서 구조물 및 건축물에는 내진이나 면진 또는 제진이 고려되어 설계된다. 특히, 구조물 또는 건축물의 내진 성능을 강화하기 위하여 외부로부터 유입되는 진동을 감쇄하거나 차단하는 면진장치를 채택하여 장착한다.

면진장치는 수요자가 요구하는 일정 규격과 성능을 만족하여야 한다. 이로 인해, 수요자가 요구하는 일정 규격과 성능을 만족하는지를 시험할 수 있는 장치가 개발되고 있다.

예를 들어, 하기의 <특허문헌 1> 에는 면진장치의 성능을 시험할 수 있는 장치가 개시되어 있다.

<특허문헌 1> 은 지진격리받침의 성능시험장치로, 지진격리받침 하부에 배치되어, 지진격리받침에 연직 하중을 인가하기 위한 수직 액츄에이터, 지진격리받침의 하부 플레이트에 수평력을 인가하기 위한 수평 액츄에이터, 지진격리받침의 상부에 배치되는 상부 지지부 및 상부 지지부와 지진격리받침 사이에 배치되어, 지진격리받침의 수직 변위를 수용하는 수직 변위 수용부를 포함하여 구성된다.

이러한 종래기술은 지진격리받침의 성능 시험과정에서 발생하는 수직 변위를 수용할 수 있고, 지진격리받침의 틸트를 방지함으로써 시험의 안정성 및 신뢰성을 높일 수 있는 장점이 있으나, 대하중을 인가할 수 있으면서도 작은 하중에서의 정밀한 측정이 어려운 단점이 있다. 즉, 작은 하중영역에서의 측정값이 정밀하지 못하여 수요자의 요구 사항을 만족시킬 수 없다.

대한민국 등록특허 제10-1835811호(2018년 2월 28일, 등록)

본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 면진장치의 면진 성능을 시험하기 위해 수직하중을 인가한 경우, 고하중 영역에서의 정밀한 측정뿐만 아니라, 저하중 영역에서도 정밀한 측정이 가능하도록 한 면진장치 시험기를 제공한다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 하중 측정 센서 및 하중 가압장치를 이원화 하여 기존 하나의 센서 및 하중 가압장치를 사용한 경우보다 저하중 영역에서의 제어 정밀도를 향상시키고자 한 면진장치 시험기를 제공한다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 면진장치 시험기는 시편이 안착된 시험 베드; 상기 시험 베드가 상부에 배치되고, 수평방향으로 이동 가능한 롤러를 상부에 구비하는 하부 프레임; 상기 하부 프레임과 이격되어 배치되는 상부 프레임; 상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임 사이에 배치되고, 하부에 홈이 형성되는 가압블럭; 상기 상부 프레임과 상기 가압블럭 사이에 구비되고, 수직 방향으로 신축하여 상기 가압블럭이 상기 시편을 가압할 때 발생하는 수직하중을 측정하는 제1 하중 측정부; 및 상기 가압블럭과 상기 시편에 구비되고, 수직 방향으로 신축하여 상기 시편을 가압함에 따라 발생하는 수직하중을 측정하는 제2 하중 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 면진장치 시험기에 의하면, 하나의 시험기에서 고하중 영역과 저하중 영역을 측정할 수 있으므로, 하나의 장비에서 여러 시편을 테스트할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 면진장치 시험기는 고하중 영역과 저하중 영역을 구분하여 구축하지 않아도 되므로, 구축비용이 절감된다.

또한, 본 발명에 따른 면진장치 시험기는 하중 가압수단과 하중 측정수단을 이원화하여, 작은 하중 범위에서도 정밀한 측정을 할 수 있고, 저하중 영역에서의 제어 정밀도가 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 면진장치 시험기의 측면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 면진장치 시험기의 블록 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.

첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다.

그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 면진장치 시험기의 측면을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 면진장치 시험기는 교량, 건축물 등에서 지진, 진동으로부터 구조물을 보호하기 위해 사용되는 면진장치의 규격 및 성능을 시험하기 위한 장치로, 하부 프레임(100), 상부 프레임(200), 가압블럭(300), 제1 하중 측정부(400) 및 제2 하중 측정부(500)를 포함한다.

하부 프레임(100)은 후술할 제1 가압기기(410) 및 제2 가압기기(510) 중 어느 하나에 의해 발생하는 수직하중을 받더라도 이동 또는 회전되지 않도록, 외부 프레임(미도시)에 볼팅 또는 용접과 같은 고정방식에 의해 견고하게 고정되어 설치된다.

이러한 하부 프레임(100)은 일정 형상의 길이 및 폭을 갖는 형태로 이루어지고, 상부에 롤러(120)가 수평방향으로 원활하게 이동 가능하도록 상부가 평평하게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 하부 프레임(100)은 후술할 제1 가압기기(410) 및 제2 가압기기(510) 중 어느 하나에 의해 발생하는 수직하중을 견딜 수 있도록 충분한 내구성 및 강성을 갖는 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 하부 프레임(100)은 시편(T)이 안착되는 시험 베드(110)와, 시험 베드(110)가 상부에 배치되고, 수평방향으로 이동 가능한 롤러(120)를 포함한다.

여기서, 시험 베드(110)는 상부에 시편(T)이 안착되는 것으로, 시편(T)을 테스트하기 위해 시편(T)보다 큰 면적을 갖도록 형성된다. 이러한 시험 베드(110)는 상면이 평탄하게 형성되는 것이 바람직하고, 롤러(120)에 의해 수평방향으로 이동가능하게 된다.

한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 시험 베드(110) 및 시험 베드(110)의 상부에 위치한 시편(T)을 수평방향으로 이동시킬 수 있도록 측방에서 수평력을 제공하는 가압부가 시험 베드(110)의 측방에 마련될 수 있다. 여기서, 가압부(미도시)는 유압 또는 전기 또는 공기압에 의해 로드가 신축되는 엑츄에이터로 이루어질 수 있다.

롤러(120)는 하부 프레임(100)의 상부에 배치되고, 상부에 시험 베드(110)가 배치되며, 수평방향으로 이동 가능하게 구성된다.

구체적으로, 롤러(120)는 원기둥 형상으로 형성되어 구름운동을 함에 따라 상부에 배치된 시험 베드(110)를 수평 방향으로 미끄러지게 이동할 수 있게 하는 것이다. 즉, 상기 가압부(미도시)가 시험 베드(110)를 측방향에서 횡력을 가하여 밀게되면, 시험 베드(110)는 롤러(120)에 의해 수평방향으로 이동하게 된다. 이러한 롤러(120)는 상부에 배치되는 시험 베드(110) 및 시편(T)에 가해지는 수직 하중을 지지할 수 있도록, 충분한 내구성 및 강성을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.

상부 프레임(200)은 하부 프레임(100)과 이격되어 배치된다. 상기 상부 프레임(200)은 후술할 제1 가압기기(410)가 신축하여 가압블럭(300)을 가압할 수 있도록, 외부 프레임(미도시)에 볼팅 또는 용접과 같은 고정방식에 의해 견고하게 고정되어 설치된다.

보다 상세하게 설명하면, 상부 프레임(200)은 제1 가압기기(410)가 신장함에 따라 가압블럭(300)측으로 수직하중을 부여하게 될 때, 제1 가압기기(410) 측으로 반력을 작용시키는 역할을 한다. 이러한 상부 프레임(200)은 하부 프레임(100)과 마찬가지로 일정 형상의 길이 및 폭을 갖는 형태로 이루어지고, 제1 가압기기(410)로부터 발생하는 반력을 견딜 수 있도록 충분한 내구성 및 강성을 갖는 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

가압블럭(300)은 하부 프레임(100)과 상부 프레임(200) 사이에 배치되는 것으로, 제1 가압기기(410)에 의해 수직하중이 부여됨에 따라 시편(T)을 가압하게 된다. 이러한 가압블럭(300)은 본 발명의 실시를 위해 새롭게 고안된 것이 아니고, 기존에 면진장치를 시험하는 장치에서 사용하고 있던 가압블럭을 사용하는 것도 가능하므로, 여기서는 자세하게 설명하지 않는다. 다만, 기존에 사용하던 가압블럭과는 달리, 본 발명에서 사용하는 가압블럭(300)은 제2 하중측정부(500)를 구비하기 위해 하부에 일정 형상의 홈(305)이 형성되어 있다. 가압블럭(300) 하부에 형성된 홈(305)은 제2 하중측정부(500)를 구비하기 위한 형상이면 어떠한 형상이던 문제가 되지 않지만, 가압블럭(300)이 시편(T)을 내리 누를 수 있도록 시편(T)의 면적보다는 좁게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 홈(305)은 후술할 제2 무게감지센서(520)가 인입 또는 인출될 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 제2 하중측정부(500)에 대해서는 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.

제1 하중 측정부(400)는 상부 프레임(200)과 가압블럭(300) 사이에 구비되고, 수직 방향으로 신축하여 가압블럭(300)이 시편(T)을 가압할 때 발생하는 수직하중을 측정하는 역할을 한다. 이러한 제1 하중 측정부(400)는 전 영역(Full Scale)의 하중을 감지하기 위한 것으로 특히, 전체 가압력의 10% 이상 고하중 영역을 정밀하게 측정하기 위한 것이다. 이를 위해, 제1 하중 측정부(400)는 제1 가압기기(410) 및 제1 무게감지센서(420)를 포함하여 구성된다.

제1 가압기기(410)는 상부 프레임(200)의 하부에 구비되고, 수직 방향으로 신축하여 가압블럭(300)의 상부를 가압하는 역할을 한다. 즉, 제1 가압기기(410)는 가압블럭(300)의 상부를 가압하여 가압블럭(300)이 시편(T)의 상부를 가압하도록 한다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1 가압기기(410)는 후술할 제어부(600)에서 미리 설정된 압력을 제1 서보밸브(210)를 통해 인가 받아 가압블럭(300)에 테스트 하고자 하는 크기의 테스트 하중을 가한다. 이러한 제1 가압기기(410)는 유압을 이용하여 전,후진 인출 동작이 가능한 로드가 양측에 구비되는 양로드 유압 실린더로 이루어질 수 있다. 제1 가압기기(410)는 제1 서보밸브(210)로부터 압력을 인가받기 위하여 제1 서보밸브(210)와 유압 파이롯 라인을 통해 연결된다.

이때, 제1 가압기기(410)는 상부 프레임(200)의 하부에 구비되는 것으로 설명하였으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 일례로, 제1 가압기기(410)는 제1 서보밸브(210)로 부터 압력을 인가받는 쳄버가 상부 프레임(200)의 내부에 장착되고, 제1 서보밸브(210)와 유압 파이롯 라인을 통해 연결되며, 로드는 상부 프레임(200)의 외부에서 가압블럭(300)을 가압하도록 구성될 수 있다.

또한, 제1 가압기기(410)는 적어도 하나 이상으로 분할되어 상부 프레임(200)의 하부에 구비된다. 제1 가압기기(410)를 적어도 하나 이상으로 분할하여 구성한 이유는 제작을 용이하게 하기 위함과 아울러, 높은 하중을 가할 수 있도록 하기 위함이다.

물론, 제1 가압기기(410)는 적어도 하나 이상으로 분할되는 것이 아니라, 단일로 형성될 수도 있다. 하지만, 높은 하중 예컨대, 5000톤 이상의 고하중을 인가하는 경우, 고하중 영역과 저하중 영역에서 정밀한 측정 및 제어를 하기 위해서는 제1 가압기기(410)를 적어도 하나 이상으로 분할하여 구비하는 것이 바람직하다.

제1 가압기기(410)가 적어도 하나 이상으로 분할되어 구성되는 경우, 각각의 제1 가압기기(410) 내부에는 편하중이 걸리지 않도록 하기 위한 유압회로가 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 각각의 제1 가압기기(410)는 후술할 제어부(600)에 의해 동작이 동기화 되는 것이 바람직하다.

한편, 제1 가압기기(410)에 각각 연결되는 제1 서보밸브(210)는 제1 가압기기(410)의 압력을 조절하기 위한 밸브로써, 대유량에 적합한 서보밸브로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제1 서보밸브(210)는 통상적인 3단형 서보밸브로 이루어질 수 있다. 제1 서보밸브(210)는 상술한 바와 같이 제1 가압기기(410) 각각에 유압 파이롯 라인을 통해 연결되고, 후술할 제어부(600)의 제어에 따라 개폐동작을 수행한다. 이를 위해, 제1 서보밸브(210)에는 밸브별 차단 밸브가 구비될 수 있다.

또한, 제1 서보밸브(210)는 제1 가압기기(410)와 최대한 가깝게 설치하여 후술할 제어부(600)로부터 응답 지연현상이 생기지 않도록 하는 것이 바람직하다.

제1 무게감지센서(420)는 가압블럭(300)의 상부에 구비되고, 제1 가압기기(410)가 가압블럭(300)을 가압함에 따라 발생하는 수직하중을 측정하여 제1 측정값을 작성한다. 이러한 제1 무게감지센서(420)는 미량의 무게에서 수천톤에 달하는 무게를 측정할 수 있는 로드셀을 적용할 수 있다. 여기서 로드셀은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 제1 무게감지센서(420)는 로드셀 뿐만 아니라, 공지의 다양한 무게감지측정 수단을 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 무게감지센서(420)는 압력센서로 이루어지고, 제1 가압기기(410)에 인가되는 유량의 압력을 이용하여 하중을 측정할 수도 있다.

하지만, 제1 무게감지센서(420)는 압력센서보다 시편에 가해지는 인장 압축 하중을 직접적이고 고응답으로 측정하기 위해 로드셀을 적용하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 무게감지센서(420)가 로드셀로 이루어짐에 따라, 제1 가압기기(410)에 의해 발생하는 수직하중을 용이하게 측정할 수 있고, 특히 제1 측정값에 따라 제1 서보밸브(210)를 제어하기 위한 제어값의 테어링 현상을 방지할 수 있다.

또, 상기 제1 무게감지센서(420)는 제1 가압기기(410)의 개수에 대응하여 가압블럭(300) 상부에 구비된다. 물론, 제1 가압기기(410)를 단일로 구비한 경우, 제1 무게감지센서(420) 또한 단일 구비되어야 한다.

하지만, 본 발명에서 사용하는 제1 무게감지센서(420)는 제1 가압기기(410)의 개수에 대응하여 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 제1 무게감지센서(420)를 단일로 구비한 경우보다 제작이 용이하기 때문이다. 또한, 교정 및 유지보수의 측면에 있어서도 유리하기 때문이다.

제2 하중측정부(500)는 가압블럭(300)과 시편(T) 사이에 위치하고, 수직 방향으로 신축하여 시편(T)을 가압함에 따라 발생하는 수직하중을 측정하는 역할을 한다. 이러한 제2 하중측정부(500)는 전 영역(Full scale)에 있어 저하중 영역의 하중을 감지하기 위한 것이다. 즉, 전체 가압력의 10% 이하의 저하중 영역을 정밀하게 측정하기 위한 것이다.

이를 위해, 제2 하중측정부(500)는 제2 가압기기(510) 및 제2 무게감지센서(520)를 포함하여 구성된다.

제2 가압기기(510)는 가압블럭(300)의 내부에 구비되고, 수직방향으로 신축하여 시편(T)의 상부를 가압하는 역할을 한다. 이때, 제2 가압기기(510)는 릴리프 밸브(320)에 의해 릴리프 세팅 압력까지 하중을 유지하면서 제2 무게감지센서(520)를 가압하게 된다. 여기서, 릴리프 밸브(320)에 대한 설명은 후술하기로 한다.

상기 제2 가압기기(510)는 저하중 영역을 측정하기 위해 사용되는 것으로, 후술할 제어부(600)에서 미리 설정된 압력을 제2 서보밸브(310)를 통해 인가받아 시편(T)에 테스트하고자 하는 크기의 테스트 하중을 가한다. 이러한 제2 가압기기(510)는 유압을 이용하여 전,후진 인출 동작이 가능한 로드 및 쳄버를 포함하는 유압 실린더로 이루어질 수 있다. 또한, 제2 가압기기(510)는 제2 서보밸브(310)로부터 압력을 인가받기 위하여 제2 서보밸브(310)와 유압 파이롯 라인을 통해 연결된다.

이와 같은 제2 가압기기(510)는 홈(305)과 수직선상인 가압블럭(300) 내부에 배치될 수 있다. 즉, 제2 서보밸브(310)로 부터 압력을 인가받는 쳄버는 가압블럭(300)내부에 위치하게 되고, 로드는 홈(305)의 수직선상에서 전,후진 인출 동작을 수행하여 후술할 제2 무게감지센서(520)가 구비된 시편(T)을 가압하게 된다.

이때, 제2 가압기기(510)에 연결되는 제2 서보밸브(310)는 제2 가압기기(410)의 압력을 조절하기 위한 밸브로써, 소유량에 적합한 서보밸브로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제2 서보밸브(310)는 통상적인 2단형 서보밸브로 이루어질 수 있다. 제2 서보밸브(310)는 상술한 바와 같이 제2 가압기기(510)에 유압 파이롯 라인을 통해 연결되고, 후술할 제어부(600)의 제어에 따라 개폐동작을 수행한다. 이를 위해, 제2 서보밸브(310)에는 차단 밸브가 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 제2 서보밸브(310)는 제2 가압기기(510)와 최대한 가깝게 설치하여 후술할 제어부(600)로부터 응답 지연현상이 생기지 않도록 하는 것이 바람직하다.

제2 무게감지센서(520)는 시편(T) 상부에 구비되고, 제2 가압기기(510)에 의해 발생하는 수직하중을 측정하여 제2 측정값을 작성한다. 이러한 제2 무게감지센서(520)는 미량의 무게에서 수천톤에 달하는 무게를 측정할 수 있는 로드셀을 적용할 수 있다. 여기서 로드셀은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은 제2 무게감지센서(520)는 압력센서로 이루어져 제2 가압기기(510)에 인가되는 유량의 압력을 이용하여 하중을 측정할 수도 있지만, 압력센서보다 시편에 가해지는 인장 압축 하중을 직접적이고 고응답으로 측정하기 위해 로드셀을 적용하는 것이 바람직하다. 또한, 제2 무게감지센서(520)가 로드셀로 이루어짐에 따라, 제2 가압기기(510)에 의해 발생하는 수직하중을 용이하게 측정할 수 있고, 특히 제2 측정값에 따라 제2 서보밸브(310)를 제어하기 위한 제어값의 테어링 현상을 방지할 수 있다.

제2 무게감지센서(520)는 크기 및 형태가 가압블럭(300)의 하부에 형성된 홈(305)의 크기 및 형태와 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 홈(305)의 크기 및 형태를 제2 무게감지센서(520)의 크기 및 형태와 대응되도록 형성한 이유는, 고하중 측정 시 제2 가압기기(510)를 사용하지 않고 제1 가압기기(410)만을 사용하여 측정하기 때문에, 가압블럭(300)이 시편(T)을 원활하게 가압할 수 있게 제2 무게감지센서(520)가 홈(305)에 삽입되도록 하기 위함이다.

이에 따라, 제2 무게감지센서(520)는 고하중 측정 시 제2 가압기기(510)의 로드가 후진하여 쳄버에 인입됨에 따라 홈(305)에 수직으로 삽입된다.

한편, 제2 무게감지센서(520)는 저하중을 측정하기 위한 로드셀이므로, 높은 하중이 가해지면 파손될 우려가 있다. 따라서, 저하중 영역 측정 시 제2 무게감지센서(520)의 파손을 방지하기 위해 제2 가압기기(510)의 압력을 설정값 이하로 유지시킬 수 있는 릴리프 밸브(320)를 더 구비하였다.

릴리프 밸브(320)는 가압블럭(300)의 일측에 구비되고, 제2 가압기기(510)의 압력이 소정의 압력 이상으로 올라가지 않도록 하는 역할을 한다.

구체적으로, 릴리프 밸브(320)는 후술할 제어부(600)에서 미리 설정되어 제2 가압기기(510)로 인가되는 압력이 설정값 이상으로 올라가는 경우, 유체의 일부 또는 전량을 배출시켜 제2 가압기기(510)의 압력을 일정 값 이하로 유지시킴에 따라 제2 무게감지센서(520)를 보호하는 것이다. 즉, 저하중 영역 한계에 이르면 릴리프 밸브(320)가 열리고, 제2 가압기기(510)의 로드가 후진하여 제2 무게감지센서(520)를 보호하게 된다.

한편, 가압블럭(300) 하부에 형성된 홈(305)의 양측에는 가이드 부싱(530)이 마련될 수 있다. 가이드 부싱(530)은 저하중 영역 측정 시, 수직 변위는 허용하면서 측하중에 의한 변위는 생기지 않도록 하는 역할을 한다.

따라서, 본 발명에 따른 면진장치 시험기는 하나의 시험기에서 고하중 영역과 저하중 영역을 측정할 수 있게 된다. 이로 인해, 하나의 장비에서 여러 시편을 테스트할 수 있고, 면진장치 시험기를 고하중 영역과 저하중 영역을 구분하여 구축하지 않아도 되므로, 구축비용이 절감된다.

도 2는 본 발명에 따른 면진장치 시험기의 블록 구성도이다.

도 2를 참조하여 제어부를 상세하게 설명하기로 한다.

이하에서 사용되는 용어 중, 미리 설정된 테스트 하중값은 작업자가 테스트하고자 사전에 지정한 테스트 하중으로 정의될 수 있다.

도 2를 참조하면, 제어부(600)는 미리 설정된 테스트 하중값이 입력되고, 제1 무게감지센서(420)의 제1 측정값과 제2 무게감지센서(520)의 제2 측정값에 따라 제1,2 서보밸브(210,310) 및 릴리프 밸브(320)의 개폐동작을 선택적으로 제어한다.

구체적으로, 제어부(600)는 제1 무게감지센서(420) 및 제2 무게감지센서(520)로부터 실시간 측정된 하중 데이터들을 기준으로, 미리 설정된 테스트 하중값 보다 이상이면, 제1 서보밸브(210)에 압력을 인가하여 제1 가압기기(410)가 제1 무게감지센서(420)로 수직하중을 부여하도록 제어하고, 미리 설정된 테스트 하중값 보다 이하이면, 제2 서보밸브(310)에 압력을 인가하여 제2 가압기기(510)가 제2 무게감지센서(520)로 수직하중을 부여하도록 제어한다.

이를 위해, 제어부(600)는 프로그램으로 PIDF 루프를 구성 한 다음 제1 무게감지센서(420)와 제2 무게감지센서(520)에서 고하중 영역의 값과 저하중 영역의 값을 각각 받는다. 즉, 하중영역이 전 영역(Full Scale)의 10% 이상이면 제1 무게감지센서(420)의 제1 측정값을 피드백 받고, 전 영역(Full Scale)의 10% 이하이면 제2 무게감지센서(520)의 제2 측정값을 피드백 받는다.

제어부(600)는 평상시 제1 무게감지센서(420)의 제1 측정값을 유지하면서, 미리 설정된 저하중 영역으로 들어가면 제2 무게감지센서(520)로 제어 피드백이 자동, 순간적으로 바뀌게 프로그래밍 된다.

이때, 스위칭 되는 타이밍은 1ms 이며 측정 단차는 필터링 알고리즘으로 개선한다.

따라서, 제어부(600)는 제1 무게감지센서(420)의 제1 측정값과 제2 무게감지센서(520)의 제2 측정값에 대한 피드백을 통해 제1,2 서보밸브(210,310)를 제어하여 제1,2 가압기기(410,510) 각각의 동작을 제어할 수 있다.

한편, 제어부(600)는 제2 무게감지센서(520)의 파손을 방지하기 위한 릴리프 밸브(320)의 개폐동작도 제2 무게감지센서(520)로부터 피드백 받은 제어값을 통해 제어할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따른 면진장치 시험기는 하중 가압수단과 하중 측정수단을 이원화하여, 작은 하중 범위에서도 정밀한 측정을 할 수 있다. 이로 인해, 저하중 영역에서의 제어 정밀도가 향상된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

100: 하부 프레임
110: 시험 베드 120: 롤러
200: 상부 프레임
210: 제1 서보밸브
300: 가압블럭
305: 홈 310: 제2 서보밸브 320: 릴리프 밸브
400: 제1 하중 측정부
410: 제1 가압기기 420: 제1 무게감지센서
500: 제2 하중 측정부
510: 제2 가압기기 520: 제2 무게감지센서 530: 가이드 부싱
600: 제어부
T: 시편

Claims

시편이 안착된 시험 베드;
상기 시험 베드가 상부에 배치되고, 수평방향으로 이동 가능한 롤러를 상부에 구비하는 하부 프레임;
상기 하부 프레임과 이격되어 배치되는 상부 프레임;
상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임 사이에 배치되고, 하부에 홈이 형성되는 가압블럭;
상기 상부 프레임과 상기 가압블럭 사이에 구비되고, 수직 방향으로 신축하여 상기 가압블럭이 상기 시편을 가압할 때 발생하는 수직하중을 측정하는 제1 하중 측정부; 및
상기 가압블럭과 상기 시편에 구비되고, 수직 방향으로 신축하여 상기 시편을 가압함에 따라 발생하는 수직하중을 측정하는 제2 하중 측정부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 면진 성능 시험장치.
청구항 1에서, 상기 제1 하중 측정부는
상기 상부 프레임의 하부에 구비되고, 수직 방향으로 신축하여 상기 가압블럭의 상부를 가압하는 제1 가압기기; 및
상기 가압블럭의 상부에 구비되고, 상기 제1 가압기기가 상기 가압블럭을 가압함에 따라 발생하는 수직하중을 측정하여 제1 측정값을 작성하는 제1 무게감지센서; 를 포함하고,
상기 제1 가압기기는
단일로 구비되거나 적어도 하나 이상으로 분할되어 구비되고,
상기 제1 무게감지센서는
상기 제1 가압기기의 개수에 대응하여 상기 가압블럭의 상부에 구비되는 것을 특징으로 하는 면진 성능 시험장치.
청구항 2에서, 상기 제2 하중 측정부는
상기 가압블럭의 내부에 구비되고, 수직 방향으로 신축하여 상기 시편의 상부를 가압하는 제2 가압기기; 및
상기 시편의 상부에 구비되고, 상기 제2 가압기기에 의해 발생하는 수직하중을 측정하여 제2 측정값을 작성하는 제2 무게감지센서; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 면진 성능 시험장치.
청구항 3에서, 상기 상부 프레임은
상기 제1 가압기기의 압력을 조절하기 위한 제1 서보밸브가 구비되고,
상기 가압블럭은
상기 제2 가압기기의 압력을 조절하기 위한 제2 서보밸브; 및
상기 제2 가압기기의 압력이 소정의 압력 이상으로 올라가지 않도록 하는 릴리프 밸브를 포함하며,
상기 제1 무게감지센서의 제1 측정값과 상기 제2 무게감지센서의 제2 측정값에 따라 상기 제1,2 서보밸브 및 릴리프 밸브의 개폐동작을 선택적으로 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면진 성능 시험장치.