KR920000150Y1 - 강판의 온라인(on-line)경도 측정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

강판의 온라인(on-line)경도 측정장치

제1도는 본 고안의 개략적인 구성도.

제2도는 본 고안에 의한 경도측정용 회전원판을 분해한 상태의 요부확대도.

제3도는 본 고안에 의한 경도측정용 회전원판의 측면도.

제4도는 본 고안의 슬립링과 베아링부를 나타내는 요부확대 단면도.

제5도는 본 고안에 의한 경도계산식의 정의한 설명도.

제6도는 본 고안에 의한 경도값계산의 계통도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 경도측정용 회전 원파부 2 : 받침용 회전원판부

3a,3b : 상하단 이송지지대부 10,20 : 회전원판

12 : 로드셀 13 : 푸쉬로드

14 : 압자 15 : 리이드선

30a,30b : 상하단 이송지지대 32 : 관통회전촉

33 : 슬립링 34 : 입력단자

35 : 출력단자몸체 36 : 출력단자

37 : 신호증폭기 38 : 변환기

39 : 컴퓨터 계산기

본 고안은 강판 제조시 품질보증 항목인 경도값을 온라인(on-line)상태에서 일정간격 연속적으로 신속하게 측정하기 위한 강판의 온라인(on-line)경도 측정장치에 관한 것이다.

종래, 강판의 경도측정 방법에는, 접촉식 경도측정 방법과 충격식경도 측정방법이 알려져 있다.

전자의 접촉식에 의한 강판의 경도측정방법은 극히 강하고 단단한 재료(예, 다이아몬드 또는 소입강)로 된 일정한 형상과 치수의 압자를 강판에 일정한 하중으로 압축하여 얻어진 영구변형 흔적(이하 ˝암흔˝이라함)의 단위표면적당 하중값이나 특정하중에 의한 압흔의 깊이변화를 경도 값으로 하는 것이었다.

또한, 후자의 충격식에 의한 강판의 경도측정 방법은 일정한 형상, 치수, 중량의 해머(hammer)를 강판의 표면에 낙하출동시켰을때, 해머의 반발 높이나 진동자방식의 해머를 강판의 표면에 부딪치게 하여 이때, 반발되는 각도를 경도값으로 하는 것이었다.

그러나, 이러한 종래강판의 경도측정방법 중에 전자의 접촉식에 의한 강판의 경도측정방법에 있어서는 주로 강판을 절단채취하여 즉, 오프라인(off-line)상태에서 측정하게 되며 더우기 압흔을 만들기위한 일정한 하중 시간이 소요되기 때문에, 온라인 (on-line)에서 신속하게 측정하기에는 곤란한 문제점이 있었다.

그리고, 후자의 충격식에 의한 강판의 경도측정 방법에 있어서는 온라인(on-line)상테에서도 경도측정이 가능하나 반발높이 또는 반발각도가 강판의 표면상태, 특히 조도에 크게 영향을 받고 강판의 탄성변형에 주로 의존하기 때문에 일반의 경도측정값과 상대비교가 비교적 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 온라인(on-line)중에 신속하게 강판의 경도를 측정하기 위해서는 압자를 통하여 강판에 하중을 가하는 시간문제를 해결하여야함과 동시에 접촉식에 의한 소성적 변형요인으로 경도값이 얻어져야 하는 기술적수단과, 강판의 조도등 표면성질에 영향을 받지않는 기술적 수단이 절실히 요구 된다.

본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 특히 강판의 표면 특성의 영향을 작게 받은 접촉식 하중방법을 이용하여 강판의 경도값을 온라인 (on-line)상태에서 일정간격으로 신속, 용이하게 이동 시키면서 연속적으로 측정할수 있도록 한 강판의 온라인 경도 측정장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 고안의 목적을 달성하기위한 실시 구조로는 로드셀(load-cell)과 압자 (dent)를 내장한 경도측정용 회전원판부와, 강판의 밑면에서 윗면의 압자에 의한 하중을 지지하는 받침용 회전원판부를 각가의 상하단 이송지지 대부에 연결시킴과 동시에 강판의 폭방향으로 이동시킴에 의해 가능케 된다.

이하도면에 따라 본 고안의 실시구조를 상세히 설명한다.

본 고안은 제1도 내지 제5도에서 도시한 바와 같이 결도측정용 회전원판부(1)와 받침용 회전원판부(2)가 각각의 상하단 이송지지대부(3a, 3b)에 회전 가능토록 축착함에 의해 강판의 폭방향으로 이동시키는 구성으로 된다.

상기 경도측정용 회전 원판부(1)는 2개로 분할된 결도측정용 회전 원판(10)으로 되고, 상기 경도측정용 회전 원판(10)의 내면에 제2도와 같이 120。간격의 방사 형으로 요홈(11)이 요설되고, 상기 요홈(11)에 로드셀(12)과 푸쉬로드(13)및 압자(14)가 외주방향으로 순서적으로 내설되며, 상기 로드셀(12)의 내면에 리이스선(15)이 연결된 구성으로 되고, 상기 압자(14)는 경도측정용 회전 원판(10)의 외주연부에서 일정한 높이로 돌출되어 밖으로 이탈되지 않도록 구성되며, 상기 2조로 분할된 결도측정용 회전원판(1)의 고정결합을 하기위산 복수개의 관통홀(16)이 천설되는 구성으로 된다.

상기 받침용 회전원판부(2)는 받침용 회전원판(20)으로 상기 경도측정용 회전원판(10)의 하중을 지지하기 위하여 추후에 설명될 강판(4)의 저면에 밀착되게 설치한다.

상기 상하단 이송재지 대부(3a,3b)에는 ˝ㄷ˝자형으로 상호 대칭되게 상하단에 각각 설치된 상하단 이송지지대(30a,30b)의 측벽에 베어링(31)이 관통삽입 고정되고, 상기 베어링(31)에는 상기 경도측정용, 받침용 회전원판(10,20)을 보유하는 관통 회전축(32)이 회전가능하게 설치되며, 상기 경도측정용, 받침용 회전원판(10,20)을 보유하는 관통 회전축(32)이 회전가능하게 설치되며, 상기 결도측정용, 받침용 회전원판 (10 ,20)과의 사이에 강판(4)이 밀착되게 설치한다.

한편, 상기 상단 이송지지대(3a)의 일측에는 관통회전축(32)의 일측내면에 형성된 너트부와 입력단자(34)가 마련된 슬립링(33)의 일측단부에 형성된 볼트부를 결합고정하여 경도측정용 회전원판(10)이 회전할 때 동시에 회전할수 있도록 하였으며, 상기 입력단자(34)는 로드셀(12)의 리이드선(15)에 연결된다.

또한, 상기 슬립링(33)의 외주연부에는 출력단자(36)가 마련된 출력단자 몸체 (35)를 삽입시킨 다음에 상기 출력단자 몸체(35)의 일측면과 상단 이송 지지대(30a)의 일측외벽면을 맞닿게 하여 다수개의 볼트로 결합고정함에 의해, 상기 슬립링(33)의 외주연부와 출력단자(36)가 접촉되어 신호를 무선으로 전달하게 되며, 상기 출력단자 (36)에 연결된 신호증폭기(37)와 아날로그(anlog)-디지탈(Digital) 변환기(38)및 컴퓨터 계산기(39)를 거쳐 차례로 신호가 전달된다.

한편, 상기 상하단 이송지지대(30a,30b)는 강판(4)의 상하부에 우치한 두 회전원판(10,20)을 말착심키기 위하여 압자(14)의 반발력보다 더 큰 클램핑 압력을 가할수 있도록 되어지고 동력장치와 연결되어 본 고안의 장치로 강판(4)의 폭방향으로 이동시킨다.

이와같이 구성된 본 고안에 의한 실시구조의 작용 및 효과를 설명한다.

즉, 본 고안은 제1도 내지 제5도에서 도시한 바와같이 강판(4)은 제1도와 같이 설치된 결도측정용 회전원판(10)과 받침용 회전원판(20)과의 사이의 중간에 이송되어 일시정지하게 된다.

이때, 상기 강판(4)이 일시정지된 상태에서 제1도에서돠 같이 상하단 이송지지대(30a,30b)에 의해 강판(4)의 윗면에 밀착되어 회전하는 경도측정용 회전원판(10)의 외주연부에 일정간격으로 돌출되어 있는 압자(14)가 강판(4)과 접촉하게 된다.

상기 상하단 이송지지대(30a,30b)의 클램핑 압력에 의해 두 회전원판(10,20)이 밀착되기 때문에 압자(14)는 강판(4)에 돌출된 높이 만큼 압입되려하고, 이 압력에 대한 강판(4)의 저항력은 압자(14)와 푸쉬로드(13)를 거쳐 로드셀(12)에 전달된다.

상기 로드셀(12)에 의해 측정된 저항력은 리이드선(15)과 슬립링(33)의 입력단자(34)및 출력단자(36)를 통하여 신호 증폭기(37)에서 증폭된 다음, 아날로그 (anlog)-디지탈(Digital)변화기(38)를 거쳐 계산기(39)에 입력된후 주어진 계산식에 의해 경도값을 구하게 된다.

경도값의 계산은 제5도에서와 같이 클램핑 압력에 의해 압자(14)가 완전히 강판(4)에 압입되기 때문에 압자(14)의 돌출된 높이(h)와 압자(14)의 지름(D)을 미리 게산기(39)에 입력하고, 이때 로드셀(12)에서 얻어진 하중(P)을 하기의 식(Ⅰ)에 대입함으로써 자동적으로 이루어지게 된다.

본 고안의 경우에는 입자(14)에 하중이 가해지는 시간은 자연히 두회전원판 (10,20)의 이동속도에 의해 결정되게 한다.

따라서, 본 고안의 경우는 입자(14)의 크기(D)와 돌출높이(h)는 강판(4)의 두께에 의해 결정되며, 본 고안에 있어서 강판(4)의 두께대 돌출높이(h)의 적정비는 ISO 규격에 따라 최소한 8이상이 되어야하며, 압흔의 크기가 압자(14)의 지름(D)에 대하여 20-50% 범위에 만족하는 허용 돌출높이(h), 그리고 본 고안에서 최적조건으로 채택한 조건인 압흔의 크기를 압자(14)의 37.5%로 했을때 동출높이(h)및, 이때 연질냉연 강판(HB범위가 72-142)에서 최소한 요구되는 클램핑압력은 하기표1에서와 같다.

[표 1]

[실시예]

본 고안에 의해 지름 5mm의 원형강구를 압자(14)로 돌출높이 0.18mm, 압자 (14)와 강판(4)의 접촉시간 1초에서 현장생산된 강판(4)을 이용하여 경도값을 측정한 결과의 종래의 브린넬(Brinell)경도기에 의해 측정된 경도값을 하기표2에서 나타내었다.

[표 2]

상기 표2에서 알수 있는 바와같이 본 고안에 의한 접촉식 경도측정방법을 이용하면서, 충격식 압력을 로드셀(12)에 의해 측정하는 방법에 의해서도 종래의 경우와 거의 동일한 경도값을 구할수 있었다.

이와같이된 본 고안은 종래의 경도측정방법과는 달리, 온라인(on-line)상태에서 신속, 용이하게 경도값을 구할수 있을뿐만 아니라 압자(14)의 선택에 따라서는 브린넬경도값 혹은 비커스(Vickers)경도값도 측정계산 할수 있는 실용적인 고안이다.

Claims (1)

1. 압자를 이용하여 강판의 경도값을 측정하는 장치에 있어서, 일정한 높이를 돌출된 압자(14)와 푸쉬로드(13)및 리이드선(15)이 연결된 로드셀(12)을 보유하는 2조의 회전원판(10)이 분할 가능하게 되는 경도측정용 회전원판부(1)와; 하중을 지지지하는 회전원판(20)으로되는 받침용 회전원판부(2)및; 상호대칭되게 형성된 상, 하단 이송지지대(30a,30b)의 측벽면에 회전원판(10,20)이 관통회전축(32)에 의해 축착되고, 상기 상단 이송지지재(30a)일측의 관통회전축(32)과 슬립링(33)이 결합고정되며, 슬립링(33)의 입력단자(34)가 상기 리이드선(15)에 연결됨과 동시에 슬립링(33)의 외주연부에 회전가능하게 축착고정되는 출력단자 몸체(35)가 상단이송지지대(30a)에 부착고정되고, 상기 출력 단자몸체(35)의 출력단자(36)에 신호증폭기(37), 변환기(38), 컴퓨터계산기(39)가 차례로 연결되는 상, 하단이송지지대부 (3a,3b)로 이루어짐을 특징으로 하는 강판의 온라인(on-line)경도 측정장치.