WO2018092980A1 - 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설장비의 무한궤도와 지면 간의 접지압력을 감지하고, 이를 기반으로 건설장비의 전도사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치 및 방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 건설장비의 무한궤도 구성 중 하부롤러에 무한궤도와 지면 간의 접지압력을 감지할 수 있는 센서를 장착하여, 지반과의 접지압력 분포 감지 및 지반상태(연약지,함몰지 등)를 감지하고 정확한 전도 모멘트를 측정함으로써, 무한궤도식 건설장비의 전도 사고 등을 미연에 방지할 수 있도록 한 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치 및 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치 및 방법

본 발명은 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건설장비의 무한궤도와 지면 간의 접지압력을 감지하고, 이를 기반으로 건설장비의 전도사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.

건설장비 중 무한궤도를 이용하는 장비로서, 크롤라 크레인(기중기), 항타/항발기, 천공기, 굴삭기 등을 들 수 있다.

상기 무한궤도식 건설장비는 험지 노면 또는 불규칙한 노면 등에서 주로 작업을 함에 따라, 작업 중 또는 이동 중에 다음과 같은 전도 위험이 항상 존재하고 있다.

1) 토목 작업장 우수로 인한 지반 침하에 따른 전도 가능성,

2) 반복 인양작업 및 주행에 의한 지반 균열과 침하에 따른 전도,

3) 지반 종류에 따른 허용 지내력 검토 오류 및 누락에 따른 전도,

4) 이동 경로상 지반침하에 의한 크레인 전도,

5) 경사로 구간 노면의 불균일에 의한 전도,

6) 무한궤도식 건설장비(특히, 크레인)의 이동 경사로가 완만하게 형성되어야하나, 경사로 구간이 어느 정도 안식각을 유지하면서 형성되어, 무한궤도 전방이 경사로 상단부에 위치할 때 무한궤도 후방이 소량 침하되면서 전도.

이러한 전도 위험으로 인하여, 토목공사 등 건설 현장에서 지반, 환경, 조작부주의 등 건설기계의 전도 사고가 빈번히 발생하고 있다.

참고로, 여타 건설기계와는 달리 무한궤도식 건설장비는 연약지반이나 좁은 곳에서도 작업이 가능한 장점이 있으며, 이때 무한궤도는 지면과의 접지 상태가 고르게 분포되어 있어야 가장 안정적인 상태를 유지할 수 있고, 평탄한 지반에서 접지 상태가 고르게 분포되어 있다고 할 때 인양하중표에 따라 인양작업을 시행하면 크레인과 같은 건설장비의 전도는 발생하지 않는다.

특히, 무한궤도식 건설장비의 작업시, 지면이 평탄하지 않으면 과경사 방지 장치와 과모멘트 방지 장치, 그리고 연약 지반 등에 부판 및 철판 등을 설치하여 전도를 예방할 수 있지만, 경사에 의한 크레인과 같은 건설장비의 모멘트 값 변화와 주행 및 인양 반복 작업에 의한 지반 침하 등 조건이 동일하지 않고 지속적으로 변하기 때문에 완벽하게 전도 방지를 도모할 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 건설장비의 무한궤도 구성 중 하부롤러에 무한궤도와 지면 간의 접지압력을 감지할 수 있는 센서를 장착하여, 지반과의 접지압력 분포 감지 및 지반상태(연약지,함몰지 등)를 감지하고 정확한 전도 모멘트를 측정함으로써, 무한궤도식 건설장비의 전도 사고 등을 미연에 방지할 수 있도록 한 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 무한궤도와 내접하는 하부롤러에 장착되어, 무한궤도와 지면 간의 접지하중을 감지하는 하중감지센서; 상기 하중감지센서의 감지신호를 기반으로, 무한궤도의 전체 접지 구간에 대한 접지하중 분포를 분석하는 제어기; 및 상기 제어기에서 분석된 무한궤도의 접지하중 분포를 표시하는 디스플레이; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 하중감지센서는 무한궤도의 트랙슈와 내접하는 다수의 하부롤러 각각에 장착되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 하중감지센서는 각 하부롤러의 회전축에 형성된 장착홀내에 핀 타입 방식으로 삽입 체결되는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 무한궤도와 내접하는 하부롤러에 장착된 하중감지센서에서 무한궤도와 지면 간의 접지하중을 감지하는 단계; 상기 하중감지센서의 감지신호를 기반으로, 제어기에서 무한궤도의 전체 접지 구간에 대한 접지하중 분포를 분석하는 단계; 및 상기 제어기에서 분석된 무한궤도의 접지하중 분포를 디스플레이에 표시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 제어기에서 분석된 무한궤도의 전체 접지 구간에 대한 접지하중 분포 정보는 통신모듈을 매개로 건설장비 운전실로 전송되는 실시간 전송되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 제어기에서 분석된 무한궤도의 접지하중 분포에 따라 전도 가능성을 판단하여 경고수단을 통해 경고하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 무한궤도의 구성 중 하부롤러에 무한궤도와 지면 간의 접지압력을 감지할 수 있는 하중감지센서를 장착하여, 지면과 닿는 무한궤도의 전체 구간에 대한 접지압력 분포 및 그에 따른 정확한 전도 모멘트를 운전자 등이 알 수 있도록 함으로써, 무한궤도식 건설장비의 전도 사고 등을 미연에 방지할 수 있다.

즉, 무한궤도와 지면 간의 뷸균일한 접지 상태 뿐만 아니라, 수평 접지 상태에서 선회 및 이동 상황시 접지압력이 가변되는 경우와, 바람 등 기상 조건에 따른 외력이 작용하는 경우에도 지면과 닿는 무한궤도의 전체 구간에 대한 접지압력 분포 및 그에 따른 정확한 전도 모멘트를 운전자 등이 알 수 있도록 함으로써, 무한궤도식 건설장비의 전도 사고 등을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 무한궤도식 건설장비의 일종인 크레인을 도시한 측면도,

도 2는 무한궤도식 건설장비의 일종인 크레인의 전도 조건에 대한 일례를 도시한 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치를 도시한 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 무한궤도식 건설장비의 무한궤도로부터 하부롤러쪽으로 접지하중이 작용하는 것을 도시한 이미지도,

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 무한궤도식 건설장비의 작업 조건에 따라 무한궤도의 접지하중을 감지하여 표시하는 것을 도시한 이미지도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 무한궤도식 건설장비의 일종인 크롤러 크레인에 대한 구성을 살펴보면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 무한궤도식 건설장비의 일종인 크레인을 도시한 측면도로서,도면부호 10은 무한궤도를 지시한다.

상기 무한궤도(10)는 다수의 트랙슈(11)가 하나로 연결된 구조로 구비되어, 상기 크레인의 구동륜인 턴블러(15) 및 아이들 상태의 아이들러(16)에 회전 가능하게 감기게 된다.

또한, 상기 턴블러(15)와 아이들러(16) 사이에는 사이드프레임(18)이 존재하는데, 이 사이드프레임(18)의 위쪽에는 상부쪽 무한궤도(10)와 내접하며 회전 안내하는 상부롤러(17)가 장착되고, 사이드프레임(18)의 아래쪽에는 하부쪽 무한궤도 즉, 지면과 접지되는 무한궤도(10)와 내접하며 회전 안내하는 하부롤러(12)가 장착된다.

이때, 상기 하부롤러(12)는 무한궤도의 회전방향을 따라 다수개가 일정 간격으로 배열되어, 무한궤도(10)를 구성하는 트랙슈(11)와 내접하면서 무한궤도의 회전을 안내하게 된다.

이러한 구성을 갖는 크롤러 크레인은 전술한 바와 같이 험지 노면 또는 불규칙한 노면 등에서 주로 작업을 함에 따라, 작업 중 또는 이동 중에 전도 위험이 항상 존재한다.

예를 들어, 도 2에서 보듯이 경사로 구간 노면의 불균일에 의하여 전도될 위험이 존재하고, 이에 깔판(강판, 철판 등)을 대고 이동할 경우 전도를 예방할 수 있지만, 경사에 의한 크레인과 같은 건설장비의 모멘트 값 변화와 주행 및 인양 반복 작업에 의한 지반 침하 등 조건이 동일하지 않고 지속적으로 변하기 때문에 완벽하게 전도 방지를 도모할 수 없다.

이를 위해, 본 발명은 건설장비의 무한궤도 구성 중 하부롤러에 무한궤도와 지면 간의 접지압력을 감지할 수 있는 센서를 장착하여, 지반과의 접지압력 분포 감지 및 지반상태(연약지,함몰지 등)를 감지하고 정확한 전도 모멘트를 측정함으로써, 무한궤도식 건설장비의 전도 사고 등을 미연에 방지할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치를 도시한 구성도를 나타낸다.

도 3에서 도면부호 12는 크레인의 무한궤도(10)와 내접하는 하부롤러를 지시한다.

여기서, 상기 하부롤러(12)에 핀타입의 하중감지센서(20)가 장착되어, 무한궤도(12)와 지면 간의 접지하중을 감지하게 된다.

보다 상세하게는, 상기 하중감지센서(20)는 무한궤도(10)의 트랙슈(11)와 내접하는 다수의 하부롤러(12) 각각에 장착되며, 각 하부롤러(12)의 회전축(13)에 형성된 장착홀(14)내에 핀 타입 방식으로 삽입 체결되어 회전축 역할을 하는 동시에 무한궤도(12)와 지면 간의 접지하중을 감지하게 된다.

한편, 상기 무한궤도(10)가 회전할 때, 무한궤도를 구성하는 각 트랙슈(11)가 지면과 접지하게 되는데, 이때의 접지하중이 도 4에서 보듯이 트랙슈로부터 하부롤러(12)쪽으로 전달된다.

이때, 상기 트랙슈(11)로부터 하부롤러(12)쪽으로 전달되는 접지하중을 하중감지센서(20)에 감지하게 된다.

이렇게 감지된 하중감지센서(20)의 감지신호는 운전실 등에 내설된 제어기(30)에 전송되고, 제어기(30)에서는 하중감지센서(20)의 감지신호를 기반으로 지면과 접한 무한궤도의 전체 접지 구간에 대한 접지하중 분포를 분석하게 된다.

이어서, 상기 제어기(30)는 무한궤도의 접지하중 분포를 운전자 등이 볼 수 있도록 디스플레이(40)에 표시하는 제어를 하게 된다.

여기서, 상기한 구성을 기반으로 하는 본 발명의 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 방법을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 무한궤도(10)와 내접하는 하부롤러(12)에 장착된 하중감지센서(20)에서 무한궤도와 지면 간의 접지하중을 감지한다.

즉, 상기 무한궤도를 구성하는 트랙슈(11)로부터 하부롤러(12)쪽으로 전달되는 접지하중을 하중감지센서(20)에서 감지하게 된다.

이렇게 감지된 하중감지센서(20)의 감지신호가 제어기(30)로 전송되면, 제어기(30)에서 무한궤도의 전체 접지 구간에 대한 접지하중 분포를 분석한다.

예를 들어, 상기 제어기(30)에서 하중감지센서(20)에서 취득된 데이터를 토대로 임계하중 상태를 판단하게 되고, 작업 상황과 조건별 정격하중과 정격 총하중을 판단하게 된다.

* 정격총하중 : 인양된 최대 허용하중과 부가하중(후크와 그 외 인양된 도구들의 무게)를 합한 하중.

* 정격하중 : 정격총하중에서 후크, 그래브, 버킷 등의 장비 부가물 하중을 뺀 하중

* 임계하중 : 전도 발생되기 직전 크레인 붐 끝단에서 양중할 수 있는 최대하중, 즉 최대하중을 들어 올렸을 때 크레인의 뒷부분인 카운터웨이트가 들리려는 순간의 하중.

이어서, 상기 제어기(30)에서 분석된 무한궤도의 접지하중 분포가 디스플레이(40)에 표시 제어되는데, 조업 중 전도 모멘트가 발생하여 임계하중에 다다르게 되면, 도 5a 내지 도 5e에서 보듯이 전도 방향(디스플레이에 녹색 하부롤러로 표시됨)으로 하중이 집중되고, 전도 반대방향 지면과 접하는 하부 트랙슈에서 하부롤러로 전달되는 하중이 감소(디스플레이에 붉은색 하부롤러로 표시됨)하게 된다.

도 5a는 지형 및 지반에 따라 무한궤도와 지면 간의 접지하중 차이로 크레인의 인양 외 조업시 전도 가능성을 감지하거나, 반복 인양작업 등으로 인하여 침하된 지반 위에 무한궤도가 위치할 때의 전도 가능성을 감지하여 디스플레이에 표시한 예를 나타낸다.

도 5b는 크레인의 인양작업 중 지반의 전방 침하 또는 연약 지반으로 인하여, 무한궤도와 지면 간의 앞쪽이 다른 곳에 비하여 접지하중 차이가 발생함으로써, 전도 가능성을 감지하여 디스플레이에 표시한 예를 나탄내다.

도 5c는 각각 인양 작업 중 전방 측면 경사에 따른 전도 가능성을 감지한 예이고, 도 5d는 경사지에서 인양 선회 작업 중 전도 가능성을 감지하여 디스플레이에 표시한 예를 나타낸다.

또한, 도 5e는 정상적인 지면과의 접지 상태를 유지하고 있다가 기상(특히, 바람) 상태로 인하여 한쪽의 무한궤도 접지력이 다른 한 쪽의 무한궤도 접지력과 차이가 나는 예를 나타낸다.

이와 같이, 상기 무한궤도와 지면 간의 뷸균일한 접지 상태 뿐만 아니라, 수평 접지 상태에서 선회 및 이동 상황시 접지압력이 가변되는 경우와, 바람 등 기상 조건에 따른 외력이 작용하는 경우에도 지면과 닿는 무한궤도의 전체 구간에 대한 접지압력 분포 및 그에 따른 정확한 전도 모멘트를 운전자 등이 알 수 있도록 함으로써, 운전을 중지하는 등의 조치를 취하여 무한궤도식 건설장비의 전도 사고 등을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 상기 제어기(30)에서 분석된 무한궤도의 접지하중 분포에 따라 전도 가능성이 있는 경우, 청각적 경고수단(36)을 통해 운전자가 들을 수 있도록 함으로써, 디스플레이를 보지 않은 상태의 운전자가 경고음을 듣고 전도 가능성을 인지할 수 있고, 그에 따라 작업을 중지하는 조치를 통해 전도사고를 예방할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 크롤라 크레인(기중기), 항타 및 항발기, 천공기, 굴삭기 등 모든 건설 중장비의 무한궤도에 하중감지센서를 장착하여, 작업장의 조건(지반 종류, 기울기, 지반 상태(연약지 등)), 그리고 환경(바람,기후 등) 및 작업의 종류에 관계없이 건설장비의 무한궤도와 지반 간의 접지압력을 감지할 수 있고, 감지된 값을 토대로 표시 및 제어하여 건설장비의 전도사고 등을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 회전축(13)의 둘레에는 마모방지도포층이 도포될 수 있다.

이 마모방지도포층은, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 회전축(13)에 용사되어서 이루어지고, 50∼600㎛의 두께로 이루어지며, 경도는 900∼1000HV를 유지하도록 플라즈마 도포된다.

회전축(13)의 외주면에 세라믹 도포를 하는 이유는 마모 방지 및 부식 방지가 주목적이다. 세라믹 도포는 크롬도금 또는 니켈크롬도금에 비해 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어나다.

산화크롬(Cr₂O₃)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.

이산화티타늄(TiO₂)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO₂)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO₂)은, 마모방지도포층이 회전축(13)의 외주면에 확실하게 피복되도록 하며, 마모방지도포층에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 마모방지도포층의 손상을 방지시킨다.

여기서, 산화크롬(Cr₂O₃)과 이산화티타늄(TiO₂)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98중량%에 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.

산화크롬(Cr₂O₃)의 혼합비율이 96∼98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr₂O₃)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 회전축(13)의 외주면의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.

이산화티타늄(TiO₂)의 혼합비율이 2∼4중량%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr₂O₃)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO₂)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO₂)은 회전축(13)의 외주면 둘레에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 회전축(13)의 외주면이 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4중량%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

이러한 재료들로 이루어진 마모방지도포층은, 회전축(13)의 외주면의 둘레에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 도포된다.

이러한 마모방지도포층은, 상기의 분말가루와 1400℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 회전축(13)의 외주면의 둘레에 제트분사하여서 50∼600㎛으로 용사한다.

마모방지도포층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 도포층에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 마모방지도포층의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹도포에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.

회전축(13)의 외주면에 마모방지도포층이 도포되는 동안 회전축(13)의 외주면의 온도는 상승되는데, 가열된 회전축(13)의 외주면의 변형이 방지되도록 회전축(13)의 외주면이 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.

마모방지도포층의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO₃)으로 이루어진 실링재가 더 도포될 수 있다. 무수크롬산은 무기실링재로써 크롬니켈 분말로 이루어진 도포층 둘레에 도포된다.

무수크롬산(CrO₃)은, 높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 크며, 내마모성과 내식성이 좋다. 실링재의 도포 두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다. 실링재의 도포두께가 0.3㎛ 미만이면 약간의 스크래치홈에도 실링재가 쉽게 파이면서 벗겨지게 되므로 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 실링재의 도포두께가 0.5㎛를 초과할 정도로 두껍게 하면 도금면에 핀홀(pin hole), 균열 등이 많게 된다. 따라서 실링재의 도포두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다.

따라서 회전축(13)의 외주면의 둘레에 내마모성 및 내산화성이 뛰어난 도포층이 형성되므로 회전축(13)의 외주면이 마모되거나 산화되는 것이 방지되고, 이에 따라 제품의 수명이 연장된다.

또한, 장착홀(14)의 둘레에는 먼지, 오염물질 등으로부터 표면의 부식현상을 방지시키기 위해 금속재의 표면 도포재료로 부식방지도포층이 형성될 수 있다. 이 부식방지도포층은 알루미나 분말 60중량%, NH₄Cl 30중량%, 아연 2.5중량%, 구리 2.5중량%, 마그네슘 2.5중량%, 티타늄 2.5중량%로 구성된다.

상기 알루미나 분말은 고온으로 가열될 때 소결, 엉킴, 융착 방지 등의 목적으로 첨가된다. 이러한 알루미나 분말이 60중량% 미만으로 첨가되면, 소결, 엉킴, 융착 방지의 효과가 떨어지며, 알루미나 분말이 60중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에, 재료비가 크게 증가된다. 따라서, 알루미나 분말은 60중량%를 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 NH₄Cl은 증기 상태의 알루미늄, 아연, 주식, 구리 및 마그네슘과 반응하여 확산 및 침투를 활성화시키는 역할을 한다. 이러한 NH₄Cl은 30중량% 첨가된다. NH₄Cl이 30중량% 미만으로 첨가되면, 증기 상태의 알루미늄, 아연, 주식 구리 및 마그네슘과 반응이 제대로 이루어지지 않으며 이에 따라 확산 및 침투를 활성화시키지 못한다. 반면에, NH₄Cl이 30중량% 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에, 재료비가 크게 증가된다. 따라서 NH₄Cl은 30중량%를 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 아연은 물에 닿는 금속의 부식을 방지하는 것과 전기 방식용으로 사용되도록 배합된다. 이러한 아연은 2.5중량%가 혼합된다. 아연의 혼합비율이 2.5중량%를 초과하면 물에 닿는 금속의 부식을 제대로 방지시키지 못하게 된다. 반면에 아연의 혼합비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비가 크게 증가된다. 따라서 아연은 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 구리는 상기 알루미늄과 조합하여 금속의 경도 및 인장강도를 높이게 된다. 이러한 구리는 2.5중량% 혼합된다. 구리의 혼합 비율이 2.5중량% 미만이면, 알루미늄과 조합될시 금속의 경도 및 인장강도를 제대로 높이지 못하게 된다. 반면에 구리의 혼합 비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비가 크게 증가된다. 따라서 구리는 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 마그네슘의 순수한 금속은 구조강도가 낮으므로 상기 아연 등과 함께 조합하여 금속의 경도, 인장강도 및 염수에 대한 내식성을 높이는 용도로 배합된다. 이러한 마그네슘은 2.5중량% 혼합된다. 마그네슘의 혼합 비율이 2.5중량% 미만이면, 아연 등과 함께 조합될 시 금속의 경도, 인장강도 및 염수에 대한 내식성이 크게 개선되지 않는다. 반면에 마그네슘의 혼합 비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비가 크게 증가된다. 따라서 마그네슘는 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 티타늄은 가볍고 단단하고 내부식성이 있는 전이 금속 원소로 은백색의 금속광택이 있는바, 뛰어난 내식성과 비중이 낮아 강철 대비 무게는 60% 밖에 되지 않으므로 금속모재에 도포되는 도포재의 중량은 줄이되 광택을 높이고 뛰어난 방수성 및 내식성을 갖도록 배합된다.

이러한 티타늄은 2.5중량% 혼합된다. 티타늄의 혼합 비율이 2.5중량% 미만이면, 금속모재에 도포되는 도포재의 중량이 그다지 경감되지 않고, 광택성, 방수성, 내식성이 크게 개선되지 않는다. 반면에, 티타늄의 혼합 비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비는 크게 증가된다. 따라서 티타늄은 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 장착홀(14)의 표면 도포방법은 다음과 같다.

부식방지도포층이 형성되어야 할 장착홀(14)과 상기 구성으로 배합된 도포재료를 폐쇄로 내에 함께 투입시키고 폐쇄로 내부에는 장착홀(14)의 산화를 방지하기 위하여 2 L/min의 비율로 아르곤 가스를 주입시킨다, 아르곤 가스가 주입된 상태에서 700℃ 내지 800℃의 온도로 4 ~ 5 시간 동안 유지한다.

상기 단계를 수행하여 증기 상태의 알루미나 분말, 아연, 구리, 마그네슘 및 티타늄이 폐쇄로 내부에 형성되고, 알루미늄 분말, 알루미나 분말, 아연, 구리, 마그네슘 및 티타늄 배합물은 장착홀(14)의 표면에 침투하여 도포층이 형성된다.

부식방지도포층이 형성된 후 폐쇄로 내부의 온도를 도포 물질/기재 복합물이 800℃~900℃로 하여 30 ~ 40시간을 유지하면 모재의 표면에는 부식 방지용 도포층이 형성되어 모재의 표면과 외기를 격리시키게 된다. 이때 상기 공정을 수행함에 있어 급격한 온도 변화는 모재 표면의 도포층이 박리될 수 있으므로 60℃/hr의 비율로 온도 변화를 시킨다.

본 발명의 부식방지도포층은 다음과 같은 장점이 있다.

본 발명의 부식방지도포층은 매우 넓은 범위의 용도를 가지므로 커튼 도포, 스프레이 페인팅, 딥 도포, 플루딩(flooding) 등과 같은 여러 가지 방법에 의해 도포될 수 있다.

본 발명의 부식방지도포층은 부식 및/또는 스케일에 대한 원칙적인 보호 기능에 추가하여 도포가 매우 얇은 층두께로 도포될 수 있어 전기전도성을 개선하는 것은 물론 물질 및 비용 절감이 가능하다. 열간 성형 과정 이후에도 높은 전기전도성이 바람직하다면 얇은 전기전도성 프라이머가 부식방지도포층의 상부에 도포될 수 있다.

성형 과정 또는 열간 성형 과정 이후, 도포 물질은 기재의 표면상에 유지될 수 있으며, 예를 들어, 긁힘 내성을 증가시키며, 부식 보호를 개선하고, 미적 외관을 충족시키며, 변색을 방지하고, 전기전도성을 변화시키며 종래 다운스트림 공정(예, 침린 및 전기이동 딥 도포)용 프라이머로 제공될 수 있다.

이러한 본 발명은 본 발명의 장착홀(14)에 알루미나 분말, NH₄Cl, 아연, 구리, 마그네슘, 티타늄으로 이루어진 도포층이 도포되므로 먼지, 오염물질 등으로부터 장착홀(14)의 표면 부식현상을 방지시킬 수 있다.

또한, 하중감지센서(20)에는 하중감지센서(20)의 오지시 및 수명단축의 원인이 되는 표면오염문제를 해결하기 위하여 실리콘 성분을 포함한 표면보호도포층이 형성될 수 있다.

상기 표면보호도포층은 미생물 및 부유물 등의 부착을 억제하여 오지시를 방지하고 하중감지센서(20)의 사용기간을 반영구적으로 연장할 수 있게 된다. 상기 도포액을 제조하는 방법에 대하여 간략하게 설명하자면, 우선 에틸아세테이트(ethyl acetate)용액에 디메틸디클로로실란 용액을 부피비로 2-5% 용해시켜 도포액을 제조한다. 이때, 상기 디메틸디클로로실란 용액의 함량이 2%에 미치지 못하면 도포의 효과를 충분히 얻을 수 없고, 5%를 초과하면 표면보호도포층이 너무 두꺼워져 효율이 떨어진다. 상기와 같은 비율로 용해된 도포액은 도포시간 및 도포두께를 고려하여 용액의 점도가 0.8-2cp(센티포아제)의 범위인 것이 바람직하다. 이는 점도가 너무 낮으면 도포시간을 오래해야 하며, 점도가 너무 높으면 도포가 두껍게 일어나고 건조가 안되며 또한 불균일한 도포로 인하여 센서의 오지시를 유발할 수 있기 때문이다.

본 발명에서는 상기와 같이 제조된 도포용액으로 하중감지센서(20)의 표면을 1㎛이하의 두께로 도포한다. 이때, 표면보호도포층의 두께가 1㎛를 초과하면 오히려 센서의 감도를 저하시키기 때문에 본 발명에서는 표면보호도포층의 두께를 1㎛이하로 한정한다. 또한, 상기와 같은 두께로 도포하는 방법으로서는 하중감지센서(20) 표면에 2-3회 정도 분사하는 스프레이 방법이 사용될 수 있다.

또한, 제어기(30)의 외부케이스 내측면에는 흡음층이 도포될 수 있다. 상기 흡음층을 구성하는 부직포로는 니들펀치 부직포가 사용될 수 있다.

니들펀치 부직포로 이루어진 흡음층을 구성하는 섬유의 종류는, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 아크릴 섬유, 천연 섬유 등이 있다.

상기 흡음층의 두께는, 0.3 ~ 15㎜인 것이 바람직하다. 상기 흡음층의 두께가 0.3㎜ 미만에서는 충분한 흡음 효과가 얻어지지 않고, 15㎜를 초과하면 제어기(30)의 외부케이스 내부공간이 저감되어 제어기(30)의 외부케이스 스페이스가 충분히 얻어지지 않는 단점이 되므로 바람직하지 않다.

상기 흡음층의 단위 무게는 10 ~ 1000g/m² 로 하는 것이 바람직하다. 10g/m² 미만에서는 충분한 흡음효과가 얻어지지 않고, 또한 1000g/m² 을 넘으면 제어기(30)의 외부케이스의 경량성을 확보할 수 없으므로 바람직하지 않다.

상기 흡음층을 구성하는 섬유의 섬도는 0.1 ~ 30데시텍스의 범위인 것이 바람직하다. 0.1데시텍스 미만에서는 저주파 소음의 흡수가 어렵고, 쿠션성도 저하되므로 바람직하지 않다. 또한 30데시텍스를 넘으면 고주파 소음의 흡수가 어려우므로 바람직하지 않다. 그 중에서도 흡음층을 구성하는 섬유의 섬도는 0.1 ~ 15데시텍스의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다.

이러한 상기 흡음층이 제어기(30)의 외부케이스 내측면에 구비되므로 제어기(30)의 구동시 소음을 저감시킬 수 있다.

또한, 통신모듈(32)의 외부케이스는 합성수지재로 이루어지고, 이 합성수지재의 외부케이스에는 내산화성을 증가시키기 위해 페놀계 산화방지제인 BHT(2,6-DI-BUTYL-4-METHYLPHENOL)를 첨가한다. 이러한 BHT는 내오존성 및 내산화성을 증가시키며, 통신모듈(32)의 외부케이스의 부식 및 산화를 방지시킨다.

본 발명은 합성수지재와 BHT의 합이 100 중량부일 경우, BHT는 0.4~1.2 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 BHT의 첨가량이 상술된 범위보다 적은 경우에는 내산화성을 획득하기 어려우며, 상술된 범위를 초과하는 경우에는 조직의 밀도 및 견고성에 영향을 주는 문제가 있기 때문이다.

이러한 본 발명은 합성수지재의 통신모듈(32)의 외부케이스에 BHT가 더 첨가되므로 내산화성이 크게 향상되며, 이에 따라 제품의 수명을 극대화시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 무한궤도(10)와 내접하는 하부롤러(12)에 장착되어, 무한궤도(12)와 지면 간의 접지하중을 감지하는 하중감지센서(20);

   상기 하중감지센서(20)의 감지신호를 기반으로, 지면과 접한 무한궤도의 전체 접지 구간에 대한 접지하중 분포를 분석하는 제어기(30); 및

   상기 제어기(30)에서 분석된 무한궤도의 접지하중 분포를 표시하는 디스플레이(40);

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 하중감지센서(20)는 무한궤도(10)의 트랙슈(11)와 내접하는 다수의 하부롤러(12) 각각에 장착되는 것을 특징으로 하는 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 하중감지센서(20)는 각 하부롤러(12)의 회전축(13)에 형성된 장착홀(14)내에 핀 타입 방식으로 삽입 체결되는 것을 특징으로 하는 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 장치.
4. 무한궤도(10)와 내접하는 하부롤러(12)에 장착된 하중감지센서(20)에서 무한궤도와 지면 간의 접지하중을 감지하는 단계;

   상기 하중감지센서(20)의 감지신호를 기반으로, 제어기(30)에서 무한궤도의 전체 접지 구간에 대한 접지하중 분포를 분석하는 단계;

   상기 제어기(30)에서 분석된 무한궤도의 접지하중 분포를 디스플레이(40)에 표시하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 제어기(30)에서 분석된 무한궤도의 전체 접지 구간에 대한 접지하중 분포 정보는 통신모듈(32)을 매개로 건설장비 운전실로 실시간으로 전송되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 방법.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 제어기(30)에서 분석된 무한궤도의 접지하중 분포에 따라 전도 가능성을 판단하여 경고수단(36)을 통해 경고하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무한궤도식 건설장비의 전도 방지 방법.

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