KR860001290Y1 - 시험편에 피로결함을 형성시키는 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

시험편에 피로결함을 형성시키는 장치

제1도는 본 고안의 일부절개의 정면도.

제2도는 본 고안의 평면도.

제3a도는 본 고안 하우징의 단면도이고, (b)는 (a)의 일부생략정면도이다.

제4a도는 본 고안 고정판의 단면도이고, (b)는 (a)의 일부생략의 정면도이다.

제5a도는 본 고안 편심링의 단면도이고, (b)는 (a)의 일부생략의 정면도이다.

제6도는 하우징의 기준 볼트공(8a)과 고정판(13)의 볼트공(20a)(20b)(20c) (20d)(20e)(20f)(20g)(20h)이 체결된 상태 각각의 편심차를 나타내는 그래프.

제7a도는 시험판을 종래의 방법인 액체질소로 냉각한 후 파괴한 파괴 단면사진이고, (b)는 (a)의 중심부사진이며, (c)는 본 고안으로 파괴한 시험편의 파괴단면사진이다.

본 고안은 원운동을 상, 하운동으로 바꾸어 시험판의 노치(Notch)하단에 작은진폭의 인장하중이 반복적으로 부여되도록 한 시험편에 피로결함을 형성시키는 장치에 관 한 것이다. 종래로부터 V형 노치(Notch)가 형성된 표준 샤르피(Charpy) 시험편 및 4점 굴곡시험편등에 미세한 결함(Charpy Crack)을 형성시키거나 강재의 특성연구시 생성된 결함만을 구분하기 위하여 즉, 고온성 취성파괴단면을 저온성취성 파괴 단면과 구분하기 위하여 시험편에 피로결함을 형성시키는 장치로는 액체질소에서 충격을 주어 깨뜨리는 통상의 방법이 알려져 있었다.

그러나 이와 같은 방법으로 고온에서 시험한 시험편을 파괴하면 파괴 단면성의 취성파괴 단면이 고온의 것인지 저온의 것인지를 분간할 수 없다. 즉, 제7의(a)에서 나타나는 바와같이 시험편(SA 533－B : 원자로 압력용기강)을 섭씨 600도에서 장시간 응력시험을 한후 액체질소에서 충격을 주어 파괴한 파괴 단면이 중앙에 다른부분과 상이한 모습을 나타내고 있으며 더 확대한 제7b도의 사진에서는 주위에 많은 공동 (Cavity)이 보이는 것으로 고온에서 생긴 것 임을 판단할 수 있으나 같은 사진의 중심부 및 우하단부는 매끈하여 액체질소에서 파괴될때에 고온에서 생긴 것인지는 판단이 불가능한 것이다.

본 고안은 이와 같은 시험편의 파괴단면상태를 가늘고 작은 흰무늬를 나타내는 피로결함의 전형적모습으로 나타내도록 하기 위한 장치를 제안하는 것이다. 이와 같은 고온 취성파괴단면과 저온취성파괴단면을 구분하기위하여 시험편에 피로결함을 형성시키는 하나의 방법으로서는 반복적으로 인장하중을 부여함으로써 임의의 피로결함 을 형성시키는 장치가 효과적이다.

본 고안은 이와 같은 반복하중을 시험편에 부여할 수 있는 장치를 새로이 하고자 한다. 즉, 내주면 중심점으로부터 최대높이 만큼 편심되게 외주면을 구성하고 이와 같은 편심된 폭의 최대로 넓은 폭의 부분에 괘지공을 형성 한 편심링과, 이 편심링의 외주면에 일치되어 편심된 내경으로 내주면을 이루고 편심링을 내장하는 삽입요부를 형성함과 아울러 원주상으로 다수의 볼트공을 형성하고 구동축수와 일체로 되는 하우징과, 상기편심링의 괘지공에 고정되는 괘지핀을 돌설하고 상기 하우징의 볼트공에 대응되는 볼트공을 구성한 고정판과, 선단이 상기 편심링의 내주면에서 틈을 갖고베어링으로 유착됨과 아울러 타단에서 승강가이드로서 상, 하 안내되어 최종 상, 하 진동력을 발생토록하는 진동축으로 이루어지는 장치로서 된다. 첨부도면에 의거 본 고안의 실시구조를 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 전체적으로 제2도와 같이 샤후트(Shaft)(5)를 구동시키는 모우터 (1)와, 샤후트(5)의 회전으로서 일체로 회전되는 고정판(13) 일체의 하우징(7)과, 이 하우징(7) 내에는 원통상 선단이 인입되어 유착되고 노출부분에서는 양측면이 절개 되어 길게 잘룩한 허리부분으로 되고 끝단에는 직사각형으로 이루어지는 진동축(15)으로 이루어진다.

그중 하우징(7)과, 이하우징(7) 내부에 결합되는 진동축(15)의 구조를 세부적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저 하우징(7)의 내부구조는 제3(a), (b)도와 같이 중심축상으로는 샤후트(5)가 굴대설치되는 축수공(7´)이 형성 되어있고 그 일측으로는 내주면상의 원호가 상기 축수공(7´)의 중심선 보다 편심되는 원형요부(9)가 상기 축수공(7´)과 연통되게 굴설되어 있다.

이와 같은 원형요부(9) 보다 더 큰 반경(축수공(7´)의 중심선이 중심점이됨) 내에는 다수의 볼트공(8a)이 제3b도와 같이 형성되어 있다. 이하우징(7)의 원형요부 (9) 내에 삽입되는 편심링(10)의 구조는 제5(a), (b)도와 같이 내주면 중심선(축수공 (7´)의 중심선)으로부터 최대높이(a)만큼 편심되게 외주면을 구성하고 이와 같은 편심된 내, 외주면 사이의 최대넓은폭(b) 상에는 괘지공(12)이 천공되어 있다.

이 괘지공(12)에는 후술하는 고정판(13)의 괘지판(14)이 충분한 공간을 갖고 끼워지게 된다. 또한, 편심링(10)의 내주면에는 베어링(11)이 끼워지며 이와 같은 편심링(10)과 베어링(11)에 삽착된 상태에서 고정판(13)을 볼트(21)로서 결합시킨다. 고정판(13)은 제4(a), (b)도와 같이 축수공(부호생략)과 괘지핀(14)을 형성하고 이 축수공의 중심선으로부터 일정반경내에서 상기 하우징(7)의 볼트공(8a)에 일치되는 볼트공(20)을 구성하여서 된다. 이 볼트공(20)에 있어 수직선상의 볼트공(20a) 하부에는 괘지핀(14)이 위치하게 된다.

특히, 괘지핀(14)을 편심링(10)의 괘지공(12)에 괘지시킨뒤 고정판(13)을 하우징(7)에 볼트(21)로 체결할경우 편심링(10)의 편심회전폭을 고정판(13)으로써 조절 할 수 있다. 그것은 최초광폭(a)으로 편심링(10)을 회전시키고자 하면 고정판((13)의 고정핀(14) 상의 볼트공(20a)이 하우징(7)의 볼트공(8a)에 일치되게 하면서 나머지 볼트공(20b)(20c)(20d)(20e)(20f)(20g)(20h)을 서로 대응되게 볼트공(8)들에 체결하면되고, 이때의 회전폭을 사인곡선으로 나타내면 제6도의 ˝20a˝와 ˝8a˝ 사이의 높이로서 나타나며 이 높이는 진동축(15)의 편심된 최대 진동폭이된다.

점차적으로 이 진동폭을 낮추고자할 경우에는 고정판(13)의 볼트공(20b)에서 볼트공(20h)까지 선택적으로 하우징(7)의 볼트공(8a)에 맞추어 조립하므로서 이루어진다. 따라서, 고정판(13)의 직각 볼트공(20h)과 하우징(7)의 기준볼트공(8a)를 일치시켜 조립된 상태에서는 편심차(a)가 전연없이 샤후트(5)와 진동축(15)이 동일 중심선상에 놓이게 된다. (이때 편심링은 90° 좌측으로 회전이동되어 있게됨) 따라서 이와 같은 편심차(a)의 조절은 결국 후술하는 진동축(15)의 진동폭에 비례하여되는 것이다.

하우징(7)과 편심링(10), 베어링(11), 고정판(13)이 결합된 상태에서 자체로는 회전이 되지않으며(단지 상, 하, 좌, 우 진동만됨) 선단이 일정주면의 타원상으로되고, 타단은 직사각형으로 되어 볼트공이 형성되며 선단과 기단사이의 허리부분은 양측에서 상, 하로 일정길이 절개시켜 잘룩하게 가늘어진 구조의 진동축(15)이, 전술한 편심링(10)의 베어링(11) 내주면에 틈(c)을 갖고 유착되게 된다. 이 진동축(15)의 허리부분에는 상, 하로만 공간이 형성되고 좌, 우벽면은 틈이없는 승강가이드(17)과 구성된다. 미설명부호 2은 모터 풀리, 3은 벨트, 4, 4´는 샤후트풀리, 6은 베어링, 18은 시험편, 19는 시험편 고정볼트, 22는 본 장치의 베이스이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 진동축(15) 끝에 고정볼트(16)로서 시험편(18)을 고정한 뒤 시험편고정볼트(19)로서 시험편(18)의 타측을 베이스(22)상에 고정하고나서 모터(1)를 구동하면 샤후트(5)와 함께 하우징(7), 고정판(13)이 일체로 회전된다. 따라서 고정판(13)의 괘지핀(14)에 걸려있는 편심링(10)이 소정의 편심폭으로 같이 회전되면서 베어링(11)으로 유착된 진동축(15)의 선단외주면이 상, 하, 좌, 우로 진동을 반복하게 된다. 이때의 좌, 우 운동량은 진동축(15) 선단의 단면부분길이가 상, 하로 장축을 갖는 타원형이므로 좌, 우 운동량이 거의 없는 타원운동을 하게 되며 이 타원운동량을 승강가이드(17)에서 상, 하로만 안내 시켜주기때문에 진동축(15)의 가이드 (17)를 지난부분에서는 상, 하운동만이 반복되게 된다. 따라서, 진동축(15)의 기단에 구성된 시험편(18)의 직하부에는 상하 인장력이 반복적으로 부여된다.

이와 같은 시험편(18)의 피로결함을 형성시키는 진척상태는 확대경(도시생략)으로 확인되며, 이와 같은 피로결함이 형성된 시험편(18)의 파괴후단면은 그대로 노츨되어 특유의 피로결함상태를 갖이므로 구분이용 이해진다. 본 고안에 의하여 파괴된 시험편을 제7c도와 같이 좌측부 및 하단부의 파괴단면상태가 작은 흰무늬를 나타내어 피로결함의 전형적모습을 나타내므로서(우측부 파괴단면이 매끈한 상태로 나타난 것은 본 고안장치에 의하여 생긴것이 아니고, 섭씨 600도의 고온에서 실험할 때 형성된 것이 입증됨) 종래 제7b도와 같이 중심부 및 우하단부가 고온에서 생긴것인지의 구별이 불가능해지던 문제점이 없게 된다.

즉, 본 고안은 종래액체질소내에서의 단순한 충격으로 파괴시키는 장치가 갖는 시험편의 파괴방식과 달리 일정폭의 상, 하진동으로 인장하중을 연속적으로 가하므로서 파괴단면상태가 피로결함의 전형적 모습을 지니게되어 그것이 섭씨 600도의 고온에서 실험되었는가의 여부를 파악하기가 쉬어지는 것이다.

Claims (1)

1. 내주면 중심점으로부터 최대높이(a) 만큼 편심 되게 외주면을 구성하고, 이와 같은 편심된폭의 최대광폭부(b) 상에 괘지공(12)을 형성한 편심링(10)과 이 편심링 (10)의 외주면에 일치되면서 편심된 내경으로 내주면을 이루고 편심링(10)을 내장하는 삽입요부(9)를 형성함과 아울러 원주상으로 다수의 볼트공(8)을 형성하여 구동축수 (5)와 일체로되는 하우징(7)과, 상기 편심링(10)의 괘지공(12)에 고정되는 괘지핀 (14)을 돌설하고 상기 하우징(7)의 볼트공(8)에 대응되는 볼트공(20)을 구성한 고정판(13)과, 선단이 상기편심링(10)의 내주면에서 틈(c)을 갖고 베어링(11)으로 유착됨과 아울러 타단에서 승강가이드(17)로서 상, 하안내되어 최종 상, 하 진동력을 발생토록하는 진동축(15)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 시험편에 피로결함을 형성시키는 장치.