KR20220060280A - 유압 윈치 시험 장치 및 방법 - Google Patents

유압 윈치 시험 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 두 대의 유압 윈치를 이격 배치하여 고정하고 하나의 와이어의 일측을 하나의 유압 윈치에 감고 와이어의 타측을 다른 하나의 유압 윈치에 감은 상태에서, 두 대의 유압 윈치 중 하나를 시험부로 하여 와이어가 감기도록 작동시키고 동시에 다른 하나의 유압 윈치를 부하부로 하여 와이어에 미리 설정된 장력이 작용하면서 와이어가 풀리도록 작동시켜 시험하되, 두 대의 유압 윈치의 정회전 및 역회전을 주기적으로 전환하면서 시험하여, 두 대의 유압 윈치를 한 번에 시험할 수 있으며 보다 안전하게 내구수명 및 성능을 시험할 수 있는 유압 윈치 시험 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

유압 윈치 시험 장치 및 방법{Apparatus and method for testing hydraulic winches}
본 발명은 와이어를 통해 중량물을 들어 올리거나 내리는 기능을 할 수 있는 유압 윈치의 내구수명 및 성능을 시험할 수 있는 유압 윈치 시험 장치 및 방법에 관한 것이다.
유압 윈치는 굴삭기, 선박, 특장차 등에서 사용되는 필수적인 장치로서, 유압 윈치는 유압을 이용해 와이어 감거나 풀어서 무거운 중량물을 들어 올리거나 내리는 기능을 할 수 있는 장치이다.
기존에는 이러한 유압 윈치의 내구수명 및 성능을 시험하는데 있어서, 상승과 하강을 위해 높은 타워(10)를 건설하고 유압 윈치(20)를 타워에 설치한 후 와이어(30)에 중량물(40)을 매달은 상태에서 중량물(40)을 중력방향 상하로 이동시키는 방식의 시험 장치가 개발되어 활용되었다.
그런데 기존의 유압 윈치 시험 장치는 와이어 및 부품들의 고장 발생으로 인해 윈치의 시험 도중 중량물이 추락하는 상황이 재현될 시 작업자들 및 주면 건물 등에 상당한 피해를 유발할 수 있으므로 이에 대한 개선이 필수적이었다.
JP 5823196 B2 (2015.10.16.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 중량물을 중력방향 상하로 이송하면서 시험하는 방식 대신 수평방향으로 와이어를 당기는 방식을 이용하여, 보다 안전한 조건하에 하중을 유지하면서 유압 윈치의 내구수명 및 성능을 시험할 수 있는 유압 윈치 시험 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유압 윈치 시험 장치는, 베이스; 상기 베이스 상의 일측에 배치되어 고정된 제1유압 윈치; 상기 베이스 상의 타측에 배치되고, 상기 제1유압 윈치와 이격된 방향으로 상기 베이스에 이동 가능하게 결합된 제2유압 윈치; 상기 제1유압 윈치에 일측이 감겨있고 상기 제2유압 윈치에 타측이 감겨있는 와이어; 상기 제1유압 윈치와 제2유압 윈치의 사이에 배치되고, 상기 제2유압 윈치에 인접하여 상기 베이스에 고정된 부하 측정 장치; 및 상기 제1유압 윈치 또는 제2유압 윈치에 설치되어, 상기 제1유압 윈치 또는 제2유압 윈치에 와이어가 감겨있는 정도를 측정할 수 있는 와이어 권취 정도 측정 장치; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1유압 윈치 및 제2유압 윈치는 서로 동일한 사양의 유압 윈치일 수 있다.
또한, 상기 부하 측정 장치는 로드셀일 수 있다.
또한, 상기 와이어 권취 정도 측정 장치는 폭 방향으로 이격 배치된 한 쌍의 근접 센서일 수 있다.
또한, 상기 제1유압 윈치와 제2유압 윈치의 사이에 배치되어 상기 베이스에 고정되며, 상기 제1유압 윈치와 제2유압 윈치를 연결하는 와이어의 폭방향 양측에 이격 배치된 한 쌍의 리미트 스위치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 와이어가 감겨있는 제1유압 윈치 또는 제2유압 윈치의 드럼의 회전수를 측정할 수 있는 회전수 측정 장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1유압 윈치의 드럼과 및 제2유압 윈치의 드럼은 회전축이 서로 나란하게 배치되고, 상기 제1유압 윈치와 제2유압 윈치를 연결하는 와이어는 드럼들의 회전축에 수직으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1유압 윈치의 드럼에 감겨있는 와이어와 상기 제2유압 윈치의 드럼에 감겨있는 와이어는 폭방향으로 서로 반대쪽에 감겨있을 수 있다.
그리고 본 발명의 유압 윈치 시험 장치는, 두 대의 유압 윈치를 이격 배치하여 고정하고, 하나의 와이어의 일측을 하나의 유압 윈치에 감고 와이어의 타측을 다른 하나의 유압 윈치에 감는 준비 단계; 상기 두 대의 유압 윈치 중 하나를 시험부로 하여 와이어가 감기도록 작동시키고 동시에 다른 하나의 유압 윈치를 부하부로 하여 와이어에 미리 설정된 장력이 작용하면서 와이어가 풀리도록 작동시켜 시험하는 시험 단계; 및 상기 두 대의 유압 윈치의 정회전 및 역회전을 주기적으로 전환하면서 시험하여, 상기 두 대의 유압 윈치를 함께 시험하는 반복 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 동일한 사양의 두 대의 유압 윈치를 이용해 시험할 수 있다.
본 발명의 유압 윈치 시험 장치 및 방법은 수평방향으로 와이어를 당겨 하중을 유지하면서 시험할 수 있어, 중량물이 추락할 위험이 없으므로 보다 안전하게 유압 윈치의 내구수명 및 성능을 시험할 수 있는 장점이 있다.
그리고 두 개의 유압 윈치를 연결하여 와이어를 직접 당기는 방식으로 구성하여, 두 개의 유압 윈치의 정역 절환을 통해 시험부와 부하부가 번갈아 가면서 작동되도록 시험할 수 있어, 한 번에 두 개의 유압 윈치를 시험할 수 있는 장점이 있다.
또한, 시험하고자 하는 하중을 자유롭게 조절할 수 있어, 시험이 용이하고 다양한 하중에 대한 시험이 가능한 장점이 있다.
도 1은 종래의 유압 윈치 시험 장치 및 방법을 나타낸 개략도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유압 윈치 시험 장치를 나타낸 사시도, 정면도 및 평면도이다.
도 5는 도 4의 부분 확대도이다.
이하, 본 발명의 유압 윈치 시험 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유압 윈치 시험 장치를 나타낸 사시도, 정면도 및 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유압 윈치 시험 장치는 크게 베이스(100), 두 개의 유압 윈치(200, 400), 와이어(300), 부하 측정 장치(500) 및 와이어 권취 정도 측정 장치(600)를 포함하여 구성될 수 있다.
베이스(100)는 유압 윈치들 및 시험을 위한 부품들을 고정하기 위한 구조물이며, 일례로 충분한 구조적 강성을 갖도록 금속 플레이트와 빔 등을 결합 구조로 이루어질 수 있다. 그리고 베이스(100)는 폭방향에 비해 길이방향으로 더 길게 형성될 수 있으며, 상면이 평평한 평면으로 형성될 수 있다. 또한, 베이스(100)의 상면에는 부품들을 볼트 등으로 체결하여 고정하기 위한 체결공들이 형성될 수 있다.
두 개의 유압 윈치 중 하나인 제1유압 윈치(200)는 유압을 이용해 와이어(300)를 감거나 풀 수 있는 윈치이며, 베이스(100) 상의 길이방향 일측에 고정될 수 있다. 이때, 베이스(100)의 길이방향 일측 상면에는 제1고정 브라켓(110)이 놓여 고정될 수 있으며, 제1고정 브라켓(110)의 상면에 제1유압 윈치(200)가 놓여 고정될 수 있다. 그리고 제1유압 윈치(200)는 폭방향으로 서로 이격된 양측의 프레임(210) 사이에 드럼(220)이 개재되어 있고, 드럼(220)은 베어링 등을 통해 프레임(210)에 결합되어 회전 가능하게 형성될 수 있다. 또한, 드럼(220)의 외주면에는 와이어(300)가 감겨있으며, 프레임(210)의 폭방향 바깥쪽면에 유압 모터(230)가 고정되어 유압 모터(230)의 구동축이 드럼(220)에 연결될 수 있다. 또한, 드럼(220)은 원통 형태의 본체(221)의 폭방향 양측에 원판 형태의 측판(222)이 각각 결합되어 있는 형태로 형성될 수 있다.
두 개의 유압 윈치 중 다른 하나인 제2유압 윈치(400)는 유압을 이용해 와이어를 감거나 풀 수 있는 윈치이며, 일례로 제2유압 윈치(400)는 제1유압 윈치(200)와 동일한 사향의 유압 윈치일 수 있다. 그리고 제2유압 윈치(400)는 베이스(100) 상의 길이방향 타측에 결합될 수 있다. 이때, 베이스(100)의 길이방향 타측 상면에는 고정판(130)이 길이방향을 따라 이동 가능하도록 베이스(100)에 결합되고, 고정판(130)의 상면에 제2유압 윈치(400)가 놓여 고정될 수 있다. 그리하여 제2유압 윈치(400) 및 고정판(130)이 길이방향을 따라 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 또한, 제1유압 윈치(200)와 마찬가지로 제2유압 윈치(400)도 폭방향 양측의 프레임(410) 사이에 드럼(420)이 개재되어 있고, 드럼(420)의 외주면에는 와이어(300)가 감겨있으며, 프레임(410)의 폭방향 바깥쪽면에 유압 모터(430)가 고정되어 유압 모터(430)의 구동축이 드럼(420)에 연결될 수 있다. 또한, 드럼(420)은 원통 형태의 본체(421)의 폭방향 양측에 원판 형태의 측판(422)이 각각 결합되어 있는 형태로 형성될 수 있다.
와이어(300)는 한 줄로 연결되어 있는 형태이며, 와이어(300)의 일측은 제1유압 윈치(200)의 드럼(220)에 감겨있고 타측은 제2유압 윈치(400)의 드럼(420)에 감겨있을 수 있다. 그리하여 하나의 와이어(300)에 의해 제1유압 윈치(200)와 제2유압 윈치(400)가 연결되어 있는 형태가 될 수 있다.
부하 측정 장치(500)는 일례로 압축 하중을 측정할 수 있는 로드셀일 수 있다. 그리고 부하 측정 장치(500)는 제1유압 윈치(200)와 제2유압 윈치(400)의 사이에 배치될 수 있으며, 부하 측정 장치(500)는 제2유압 윈치(400)에 인접하되 제2유압 윈치(400)가 제1유압 윈치(200)와 마주보는 제2유압 윈치(400)의 측면쪽에 배치될 수 있다. 또한, 부하 측정 장치(500)는 베이스(100)의 상면에 제2고정 브라켓(120)이 고정되어 있는 상태에서 제2고정 브라켓(120)이 제2유압 윈치(400)를 바라보는쪽 측면에 결합될 수 있다. 그리하여 제1유압 윈치(200)의 드럼(220)과 제2유압 윈치(400)의 드럼(420)을 연결하는 와이어(300)에 특정한 장력이 걸려 팽팽한 상태가 되면, 제2유압 윈치(400)와 결합되어 있는 고정되어 있는 고정판(130)이 길이방향으로 제1유압 윈치(200)쪽을 향해 약간 이동하여 부하 측정 장치(500)를 가압함으로써 와이어(300)에 걸리는 장력을 측정할 수 있다.
와이어 권취 정도 측정 장치(600)는 제1유압 윈치(200) 또는 제2유압 윈치(400)에 와이어(300)가 얼마만큼 감겨있는지를 측정할 수 있는 장치이다. 일례로 와이어 권취 정도 측정 장치(600)는 제2유압 윈치(400)의 프레임(210)에 설치될 수 있고, 와이어 권취 정도 측정 장치(600)는 제2유압 윈치(400)의 드럼(420)에 감겨있는 와이어(300)에 근접하게 배치된 근접센서일 수 있다. 그리고 와이어 권취 정도 측정 장치(600)는 한 쌍으로 구성되어 폭방향으로 특정한 거리만큼 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
그리하여 제1유압 윈치는 시험부로, 다른 하나의 유압 윈치는 부하부로 작동되어, 제2유압 윈치(400)의 드럼(420)에 와이어(300)가 감기도록 작동시키고 제1유압 윈치(200)의 드럼(220)에서는 와이어(300)가 풀리도록 작동시키되, 와이어(300)에 미리 설정된 특정한 장력이 작용하도록 하면서 유압 윈치에 대한 성능 시험을 할 수 있다. 그리고 두 대의 유압 윈치의 정회전 및 역회전을 주기적으로 전환하면서 특정한 횟수만큼 반복 시험하여, 두 대의 유압 윈치에 대한 내구수명 및 성능 시험을 할 수 있다.
그리고 본 발명의 일실시예에 따른 유압 윈치 시험 장치는 유압 윈치들에 유압을 공급하기 위한 유압 동력 발생 장치, 유압 및 전기 제어를 위한 제어부, 유압 및 각종 센서들을 통해 측정된 정보를 수집하는 DAQ(data acquisition) 시스템 등을 더 포함하여 구성 될 수 있다.
또한, 제1유압 윈치(200)와 제2유압 윈치(400)를 동일한 사향의 유압 윈치로 구성하여 시험할 경우에는, 유압의 제어가 용이하여 두 대의 유압 윈치에 걸리는 부하 및 회전 속도 등을 제어하기 용이할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제1유압 윈치(200)와 제2유압 윈치(400)의 사이에 배치되어 베이스(100)에 고정된 한 쌍의 리미트 스위치(700)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 한 쌍의 리미트 스위치(700)는 제1유압 윈치(200)와 제2유압 윈치(400)를 연결하는 와이어(300)를 사이에 두고 폭방향 양측에 배치될 수 있다. 여기에서 한 쌍의 리미트 스위치(700)는 와이어 권취 정도 측정 장치(600)인 한 쌍의 근접센서에 의해 와이어(300)가 폭방향으로 이동될 수 있는 범위보다 폭방향으로 약간 바깥쪽에 배치되어, 근접센서의 고장으로 와이어가 정해진 범위를 이탈하였을 때나 와이어의 끊어짐 등의 상황이 발생했을 때, 와이어(300)가 리미트 스위치(700)와 접촉되어 리미트 스위치(700)가 작동됨으로써 유압 윈치들이 비상 정지되도록 할 수 있다. 그리고 베이스(100)의 상면에 고정 가이드(710)가 고정되고, 고정 가이드(710)에 리미트 스위치(700)가 결합될 수 있으며, 한 쌍의 리미트 스위치(700)는 고정 가이드(710)의 위치 조절을 통해 길이방향의 위치, 폭방향 거리 및 위치 등이 조절될 수 있다.
또한, 제1유압 윈치(200)의 드럼(220)과 및 제2유압 윈치(400)의 드럼(420)은 회전축이 서로 나란하게 배치되고, 제1유압 윈치(200)와 제2유압 윈치(400)를 연결하는 와이어(300)는 드럼(220, 420)들의 회전축에 수직으로 배치된 상태에서, 와이어(300)가 드럼(220, 420)에 감기거나 풀리도록 구성될 수 있다. 이때, 제1유압 윈치(200)의 드럼(220)에 감겨있는 와이어(300)와 제2유압 윈치(400)의 드럼(420)에 감겨있는 와이어(300)는 폭방향으로 서로 반대쪽에 감겨있을 수 있다.
즉, 제1유압 윈치(200) 및 제2유압 윈치(400)가 작동되어 와이어(300)가 감기거나 풀릴 때, 제1유압 윈치(200)와 제2유압 윈치(400) 사이의 와이어(300)가 길이방향과 나란한 상태를 유지하면서 폭방향으로 이동될 수 있다. 그리하여 와이어(300)와 드럼(220, 420)들 간의 마찰이나 미끄러짐 등이 없어 보다 정확한 시험이 가능하며, 리미트 스위치(700)를 통한 와이어(300)의 이탈 등의 여부를 보다 정확하게 감지할 수 있다.
도 5는 도 4의 부분 확대도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 유압 윈치 시험 장치는 제1유압 윈치(200)의 드럼(220) 또는 제2유압 윈치(400)의 드럼(420)의 회전수를 측정할 수 있는 회전수 측정 장치(800)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 일례로 회전수 측정 장치(800)는 엔코더가 될 수 있으며, 도시된 바와 같이 제2유압 윈치(400)의 드럼(420)에 회전수 측정 장치(800)가 접촉되어 드럼(420)의 회전수를 측정할 수 있으며, 특정한 회전수만큼 작동시켜 내구수명 시험을 할 수 있다.
또한, 제2유압 윈치(400)는 베이스(100) 상에서 길이방향을 따라 이동 가능하도록 베이스(100)에 결합되되, LM 레일(160) 및 LM 블록(150)을 통해 결합될 수 있다. 보다 상세하게는 베이스(100)의 길이방향 타측 상면에는 LM 레일(160)들이 길이방향과 나란하게 배치되어 고정될 수 있고, LM 레일(160)들에는 LM 블록(150)이 끼워져 결합될 수 있으며, LM 블록(150)들의 상측에는 평판 형태의 고정판(130)이 놓인 상태에서 고정판(130)과 LM 블록(150)들이 결합될 수 있다. 또한, 고정판(130)의 상면에는 제2유압 윈치(400)가 놓여 고정될 수 있다. 그리하여 제2유압 윈치(400), 고정판(130) 및 LM 블록(150)들이 함께 LM 레일(160)을 따라 길이방향으로 이동 가능하도록 베이스(100)에 결합된 형태로 구성될 수 있다. 또한, LM 레일(160)을 기준으로 길이방향 일측에는 제2고정 브라켓(120)이 위치하고 타측에는 스토퍼(140)가 배치되어 스토퍼(140)가 베이스(100)에 고정될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 유압 윈치 시험 장치 및 방법은 수평방향으로 와이어를 당겨 하중을 유지하면서 시험할 수 있어, 중량물이 추락할 위험이 없으므로 보다 안전한 유압 윈치의 시험이 가능하다. 또한, 한 번에 두 개의 유압 윈치를 시험할 수 있으며, 시험하고자 하는 하중을 자유롭게 조절할 수 있어 시험이 용이하고 다양한 하중에 대한 시험이 가능할 수 있다.
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 : 베이스
110 : 제1고정 브라켓 120 : 제2고정 브라켓
130 : 고정판 140 : 스토퍼
150 : LM 블록 160 : LM 레일
200 : 제1유압 윈치
210 : 프레임 220 : 드럼
221 : 본체 222 : 측판
230 : 유압 모터
300 : 와이어
400 : 제2유압 윈치
410 : 프레임 420 : 드럼
421 : 본체 422 : 측판
430 : 유압 모터
500 : 부하 측정 장치
600 : 와이어 권취 정도 측정 장치
700 : 리미트 스위치 710 : 고정 가이드
800 : 회전수 측정 장치

Claims (10)

  1. 베이스;
    상기 베이스 상의 일측에 배치되어 고정된 제1유압 윈치;
    상기 베이스 상의 타측에 배치되고, 상기 제1유압 윈치와 이격된 방향으로 상기 베이스에 이동 가능하게 결합된 제2유압 윈치;
    상기 제1유압 윈치에 일측이 감겨있고 상기 제2유압 윈치에 타측이 감겨있는 와이어;
    상기 제1유압 윈치와 제2유압 윈치의 사이에 배치되고, 상기 제2유압 윈치에 인접하여 상기 베이스에 고정된 부하 측정 장치; 및
    상기 제1유압 윈치 또는 제2유압 윈치에 설치되어, 상기 제1유압 윈치 또는 제2유압 윈치에 와이어가 감겨있는 정도를 측정할 수 있는 와이어 권취 정도 측정 장치;
    를 포함하는 유압 윈치 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1유압 윈치 및 제2유압 윈치는 서로 동일한 사양의 유압 윈치인 것을 특징으로 하는 유압 윈치 시험 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부하 측정 장치는 로드셀인 것을 특징으로 하는 유압 윈치 시험 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 와이어 권취 정도 측정 장치는 폭 방향으로 이격 배치된 한 쌍의 근접 센서인 것을 특징으로 하는 유압 윈치 시험 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1유압 윈치와 제2유압 윈치의 사이에 배치되어 상기 베이스에 고정되며, 상기 제1유압 윈치와 제2유압 윈치를 연결하는 와이어의 폭방향 양측에 이격 배치된 한 쌍의 리미트 스위치를 더 포함하는 유압 윈치 시험 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 와이어가 감겨있는 제1유압 윈치 또는 제2유압 윈치의 드럼의 회전수를 측정할 수 있는 회전수 측정 장치를 더 포함하는 유압 윈치 시험 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1유압 윈치의 드럼과 및 제2유압 윈치의 드럼은 회전축이 서로 나란하게 배치되고, 상기 제1유압 윈치와 제2유압 윈치를 연결하는 와이어는 드럼들의 회전축에 수직으로 배치된 것을 특징으로 하는 유압 윈치 시험 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1유압 윈치의 드럼에 감겨있는 와이어와 상기 제2유압 윈치의 드럼에 감겨있는 와이어는 폭방향으로 서로 반대쪽에 감겨있는 것을 특징으로 하는 유압 윈치 시험 장치.
  9. 두 대의 유압 윈치를 이격 배치하여 고정하고, 하나의 와이어의 일측을 하나의 유압 윈치에 감고 와이어의 타측을 다른 하나의 유압 윈치에 감는 준비 단계;
    상기 두 대의 유압 윈치 중 하나를 시험부로 하여 와이어가 감기도록 작동시키고 동시에 다른 하나의 유압 윈치를 부하부로 하여 와이어에 미리 설정된 장력이 작용하면서 와이어가 풀리도록 작동시켜 시험하는 시험 단계; 및
    상기 두 대의 유압 윈치의 정회전 및 역회전을 주기적으로 전환하면서 시험하여, 상기 두 대의 유압 윈치를 함께 시험하는 반복 단계;
    를 포함하는 유압 윈치 시험 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    동일한 사양의 두 대의 유압 윈치를 이용해 시험하는 것을 특징으로 하는 유압 윈치 시험 방법.
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