KR920006048B1

KR920006048B1 - 가열조건에서 마모분의 입도 분석이 가능한 내마모시험기

Info

Publication number: KR920006048B1
Application number: KR1019880015577A
Authority: KR
Inventors: 문범기
Original assignee: 주식회사 금성사; 최근선
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1992-07-27
Also published as: JPH02184738A; KR900008267A; US4986109A

Abstract

내용 없음.

Description

가열조건에서 마모분의 입도 분석이 가능한 내마모시험기

첨부한 도면은 본 발명에 의한 내마모시험기의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정반 2 : 통체

3 : 모터 5 : 마모판

6 : 지지간 6a : 지지봉

7 : 시편지지체 8 : 압축코일스프링

9 : 입도측정기구 10 : 마모분모음부

11 : 배출관 12 : 니크롬선

13 : 서모커플 14 : 디지탈 온도센서

l5 : 통체 16 : 메시유니트

17 : 체 18 : 망

19 : 진동판

본 발명은 내마모 시험기에 관한 것으로 특히 고온 내마모성 시험 및 마모 물성 등의 조사가 가능하도록한 내마모 시험기에 관한 것이다.

종래의 내마모 시험기에는 가변속 구동모터의 구동력으로 직선 운동하는 가동판에 마모재를 부착하고 시편을 고정바에 부착하여 그 시편을 마모재에 접촉, 마모시키면서 시편의 마모정도를 측정하는 왕복형 내마모 시험기가 있으며, 또한 가변속 구동모터의 구동력으로 회전운동하는 회전판에 마모재를 부착하고, 시편을 고정바에 부착하여 그 시편을 마모재에 접촉, 마모시키면서 시편의 마모 정도를 측정하는 회전형 내마모시험기가 알려지고 있다.

상기 마모재의 대표적인 종류는 샌드페이퍼, 러버마모재, 숯돌 등이고 마모 시험할 재료에 따라 사용하는 마모재는 달라진다. 즉 간단하게 마모도를 측정하기 위해서는 샌드페이퍼가 많이 사용되고 플라스틱 재료와 얇은 필름등은 러버마모재를 사용하며, 금속 및 세라믹 재료는 샌드페이퍼와 숯돌등이 병행하여 사용된다.

마모도는 주로 두가지 방법으로 계산하는데 첫째는 시험시편이 갈려나가면서 생긴 마모분을 모아서 마모회수에 따른 무게변화를 계산하는 것으로 몇개의 표준 마모 데이타에 비교하여 마모도를 산출한다. 둘째는 시험시편의 무게를 일정회수 마모후 연속적으로 달아서 변화를 계산에 의해 마모도를 산출한다.

상기와 같은 기존의 내마로 시험기는 마모시험중의 마모분을 사용자가 직접 붓으로 모으고, 체로 걸러서 입도 별도 불리한 후 SEM(Scanning Electron Microscope:주사 전자 현미경)등에 의해 입도 분석하여야하므로 공정시간이 길어지며, 마모시험 수율(yield)이 낮아지게 된다. 또한 모든 재료는 재료의 사용온도와 매우 밀접한 관계를 갖으므로 재료의 내마모치는 반드시 온도에 따른 관계가 표시되어야 실제 사용시 재료의 마모 물성을 규정할 수 있는 적합한 데이타가 되는 것이나, 기존의 내마모 시험기는 오로지 마모재의 온도가 상온으로 고정되어져 재료의 마모물성 예측이 실제로 용이하지 않다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래의 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 특히 가변속 모터의 구동축에 고정되어 회전하는 마모판을 열전도도와 내부식성이 양호한 스테인레스판으로 형성함과 아울러 그 마모판에 니크롬선을 부착하여 적정온도로 가열하면서 마모시험을 행함으로써 소정의 온도상태에서의 마모성질 검토가 가능하게 하고, 마모판이 상부에 설치되는 통체의 일측에 진동판에 의하여 진동되는 다단계 입도측정기구를 설치하여 마모판에서 마모되는 시편의 마모분을 입도 별로 자동 분리하여 관찰할 수 있도록한 것인바, 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

정반(1) 위의 통체(2) 내부에 변속 가능한 모터(3)가 설치되고 그의 구동축(4)에 마모판(5)이 고정되어 마모판(5)이 회동가능케 되어 있으며, 통체(2) 상면에 고정된 방사상 지지간(6)에는 수직지지봉(6a)이 각각 고정되고, 각 수직지지봉(6a)에는 시편(S)을 마모판(5)에 밀착시키기 위한 시편지지체(7)가 압축 코일스프링(8)에 의하여 하측으로 탄력 지지되게 설치된 것에 있어서, 상기 통체(2)의 일측에 입도측정기구(9)를 설치하고, 마모판(5)의 주연부 일측에는 마모분 모음부(10)를 설치함과 아울러 그 마모분 모음부(10)에 배출관(1l)을 연결하여, 시편의 마모분이 배출관(11)을 통해 입도측정기구(9)로 배출되게 하였으며, 통체(2)의 상면에는 마모판(5)을 가열하기 위한 히터가 설치되어 있다.

상기 마모판(5)은 열전도도가 양호하고 부식에 강한 재질로서 예를들어 스테인레스강(304 SUS)이 사용되며 두께는 약 1cm이다. 상기 마모판(5)은 아주 정밀하게 다듬질되어 표면 거칠기가 오차 ±0.lmm이내의 범위에 들도록 하였다. 상기 마모판(5)을 부식에 강한 재질로 사용하는 이유는 마모판(5)에 마모재 부착시 주로 고온 접착제를 사용함으로 마모시험이 끝난 후에는 이것을 제거해야 하는데 주로 메타놀(methano1) 또는 아세톤(aceton)등이 화학약품을 사용하기 때문이다. 상기 마모판(5)의 온도는 C-A(Chromel-Alumel) 서모커플(13)을 이용하여 측정 가능하도록 하였으며 A/D(Analog/Digital) 콘버터에 의하여 디지탈화가 가능하게 하였다. 부호 14는 A/D 콘버터가 내장된 디지탈 온도센서이다.

상기 히터에는 통체(2)의 상면에 단열판을 부착하고 그 단열판위에 니크롬선(12)을 와권상으로 부착한 전기히터(electric heater)를 이용할 수 있다.

상기 입도측정기구(9)는 투명 수지로 만든 사각형 또는 원형 단면의 통체(15) 내부에 메시 유니트(meshunit)(16)를 설치하고 하단부에 진동판(19)을 설치한 구성으로 되어 있다. 그 메시 유니트(l6)는 위로부터 아래로 가면서 메시 수가 차례로 증가하는 8개의 체(sieve)(17)로 되어 있고 각 체(17)의 망(18)의 메시 싸이즈는 위로부터 50,20,10,5,1,0.5,0.1,0.05이하(단위㎛)로 하였다.

상기 메시 유니트(16)의 각 체(17)는 상기 통체(15)내부에 용이하게 적재할 수 있도록 사각형 또는 원형단면을 갖을 수 있으며, 사기 각 체들의 틀은 마모분이 걸러지는 양태를 외부에서 관찰할 수 있도록 투명수지로 형성된다.

일반적으로 마모분중 큰 입자는 50㎛이상으로서, 상기 메시 유니트(16)의 상단 체에 걸러지고 메시 유니트(16)를 차례로 통과하면서 단계적으로 줄어들어 하단의 체에서는 0.05㎛ 이하의 극미분이 걸러져 마모치가 상당히 작은 것을 직관적으로 식별할 수 있다.

상기 8단계의 메시 유니트(16)를 통해 걸러진 분말의 상대량으로서 마모시편의 마모율을 직관적으로 관찰할 수 있으며, 싸이즈가 작은쪽의 분말이 많을수록 내마모성 재료임을 의미한다.

도면에서 20은 진동판(19)에 전원을 인가하기 위한 플러그를 보인 것이고, 21은 모터(3) 및 니크롬선(12)에 전원을 인가하기 위한 가변 전압공급장치를 보인 것이며,22는 마모판(5) 상면에 부착되는 마모재, 23운마모분 모음부(10) 주벽에 고정한 수집솔을 보인 것이다.

이와같이된 본 발명의 마모 시험기를 이용하여 마모시험을 행하는 경우에는 먼저 마모판(5) 위에 접착제를 바른 후 샌드페이퍼 등의 마모재(22)를 붙이고 시편지지체(7)의 하면에 시편(S)을 부착하며 이 때 각 시편(S)은 마모재(22)위에 균일한 힘으로 밀착되도록 해야 한다. 이와같이 한 후 전압공급장치(21)에 의해 가열용 니크롬선(12)에 전원을 인가하여 가열하고, 서모커플(13)과 연결된 디지탈 온도센서(14)로 온도를 확인하여 적정온도가 되면 전압공급장치(21)에 의해 모터(3)에 전원을 공급하여 적정한 속도로 일정시간 회전시킨다. 이와같이 하여 마모판(5)이 회전하면 마모재(22)에 의하여 시편(S)이 마모되며, 마모된 분말(P)은 마모분 수집솔(23)에 의하여 모아지고 배출관(11)을 통하여 입도측정기구(9)로 점차 유입된다.

이와같이 마모가 진행됨에 따라 진동판(19)을 진동시켜서 마모분이 8개의 체(17)로 이루어진 메쉬 유니트(16)를 잘 통과되도록 하여 마모분이 입도 별도 분리되게 하며, 마모작업을 정지하는때 마모판(5) 위에 남아 있는 마모분은 실제로 거의 무시할만한 분량이나, 별도의 수집솔을 이용하여 입도측정기구(9)로 쓸어 넣는 것이 좋다.

이와같이 하여 마모작업이 완료되면 메쉬 유니트(16)의 각 체(17)를 통체(15)에서 꺼내어 입도별로 중량을 즉정하거나 마모분의 형태 및 물성을 조사하기 위하여 금속현미경 및 전자현미경으로 관찰한다.

이와같이 작동되는 본 발명의 마모 시험기는 고온마모성을 시험하고 일반적인 마모분의 양상을 조사할 수 있어서 재료의 내마모 시험의 효율을 상승시킬 수 있다.

상술한 본 발명은 원하는 온도 상태에서의 마모성질의 검토가 가능하여 재료의 마모도 데이타에 관한 신뢰성 및 응용 가능성에 관한 신뢰치가 향상된다.

또 마모분의 입도관찰에 의해 직관적인 마모양상의 파악이 가능하며 싸이즈 별로 분리된 마모분의 관찰에의해 재료에 따른 마모 메카니즘 파악이 용이할 뿐아니라 제조 가격이 싸며 제조과정이 간단하다.

Claims

정반(1)위의 통체(2) 내부에 변속 가능한 모터(3)가 설치되고 그의 구동축(4)에 마모판(5)이 고정되며, 통체(2) 상면에 고정된 방사상 지지간(6)에는 수직 지지봉(6a)이 각각 형성되고 각 수직지지봉(6a)에는 시편(S)을 마모판(5)에 밀착시키기 위한 시편지지체(7)가 압축스프링(8)에 의하여 탄력지지된 것에 있어서, 상기 통체(2)의 일측에 마모분의 입도를 싸이즈 별로 분리할 수 있는 입도측정기구(9)를 설치하고, 마모판(5)의 주연부 일측에는 마모분 모음부(10)를 설치함과 아울러 그 마모분 모음부(10)에는 시편의 마모분을 상기 입도측정기구(9)로 배출하는 배출관(11)을 연결하며, 상기 통체(2)의 상면에는 마모판(5)을 가열하기 위한 히터를 설치하여 구성함을 특징으로 하는 가열조건에서 마모분의 입도분석이 가능한 내마모 시험기.
제l항에 있어서, 상기 입도측정기구(9)는 통체(15) 내부에 위에서부터 아래로 메시 수가 차례로 증가하는 수개의 체(17)를 적재한 것임을 특징으로 하는 가열조건에서 마모분의 입도 분석이 가능한 내마모 시험기.
제2항에 있어서, 상기 입도측정기구(9)는 그 하부에 진동을 가함으로써 마모분이 잘 걸러지도록 하기위한 진동판(19)이 설치된 것임을 특징으로 하는 가열조건에서 마모분의 입도 분석이 가능한 내마모 시험기.
제2항에 있어서, 상기 통체(15)와 각 체(17)들의 틀은 내부의 마모분이 관찰될 수 있도록 투명수지로 형성된 것임을 특징으로 하는 가열조건에서 마모분의 입도분석이 가능한 내마모 시험기.
제1항에 있어서, 상기 히터는 통체(2)의 상면에 단열제를 개재하고 니크롬선(12)을 부착하여서된 전열히터임을 특징으로 하는 가열조건에서 마모분의 입도분석이 가능한 내마모 시험기.
제1항에 있어서, 상기 마모판(5)은 그에 접착된 마모재(22)를 메타놀 또는 아세톤 등의 화학약품으로 제거할 때에 부식되지 않는 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 가열조건에서 마모분의 입도분석이 가능한 내마모 시험기.
제6항에 있어서, 상기 내부식 재질은 스테인레스강인것을 특징으로 하는 가열조건에서 마모분의 입도분석이 가능한 내마모 시험기.
제1항에 있어서, 상기 마모판(5)의 온도를 측정하기 위한 서모커플(13)과, 측정된 온도를 수치로 표시하기 위하여 A/D 콘버터가 내장된 온도센서(14)가 구비된것을 특징으로 하는 가열조건에서 마모분의 입도분석이 가능한 내마모 시험기.