1, 공산품의 수명 에 관한 상식
1) 냉장고 문이나 자동차의 문은 10만회 반복시험을 합니다.
1일 10회씩 작동한다면, 27년에 해당하는 성능(수명)입니다.
2) 의자, 소파 등은 100만회 반복시험을 합니다.
1일 100회씩 사용하면, 27년에 해당하는 수명입니다.
▶ 일반적으로 작동하는 제품의 수명은 10만회,
정지상태에서 하중이 작용하는 제품의 수명은 100만회가 상식입니다.
2, 저울의 상식적인 수명
1) 80년대에 판 지시저울(스프링 저울)과 판 수동저울(추 저울)을 KS지정 하면서10만회 반복시험을
하였습니다.
▶ 냉장고나 자동차의 문과 달리 10만회 반복시험으로 모든 부품이 헐거워진 상태에서
“정밀도를 유지” 한다는 것은 상당히 어려운 기술이지요.
▶ “저울의 수명”은 측정 불확도가 “사용공차(트럭스케일은 ±20kg)이하”의 보증한계입니다.
2) 디지탈방식의 전기식 지시저울(목욕탕, 정육점 저울)의 수명은 100만회입니다.
▶ 이 저울은 의자나 소파와 같이 정지 상태에서 무게를 측정하는 저울입니다.
3, 로드셀의 구조적 특성 및 계근대용 셀의 종류와 수명
1) 로드셀은 탄성소재(모재)에 스트레인 게이지를 부착한 제품(셀)입니다.
탄성소재와 게이지와의 관계는
힘은 탄성소재에서 게이지로 정확히 전달하고,
전류는 게이지에서 탄성소재로 흐르지 않도록 확실히 차단(2,000MΩ이상)하여야 합니다.
▶ 낙뢰에 의하여 셀이 손상되는 현상은 과전류에 의해 탄성소재와 게이지사이의 절연막 파괴(산화)
되어서 전류가 누전되고 이로 인하여 축정값이 변하고, Indicator가 Down 되는 현상.
2) 셀이 충격, 반복하중 등으로 손상된다면 탄성소재와 게이지의 부착강도가 낮아져서(쿠션작용)
힘의 전달율이 낮아지고, 변하는 것입니다.
즉 측정 불확도가 증가하는 것입니다.
▶ 충격에의하여 셀이 손상되면 계량값이 적게 측정 됩니다.
▶ 낙뢰에의하여 셀이 손상되면 보통 1개가 손상되는 반면
충격에의하여 손상되면 다수개의 셀이 비슷하게 손상됩니다.
(1대의 계근대에 장착된 셀을 전부 교체 하여야 합니다.)
4) 트럭스케일용 로드셀의 종류와 수명과의 관계
트럭스케일용 셀은 수직형과 수평형(볼 타입)이 있으며, 모두 자동조심형입니다.
이중 볼 타입은 수평형 셀에 볼을 올려놓아 자동조심기능을 추가한 것으로서 하중 방향과 게이지
부착방향이 일치하여 충격에 약하고, 볼의 직경(3″)이 너무 작아 충격을 유발 하는 문제로 인하여
수평형은 “수직형의 1/3이하”로 보아야합니다. (가격은 2/3 정도)
▶ 당 사에서는 수평형(볼 타입) 로드셀을 사용하지 않습니다.
▶ 수직형 셀의 탄성소재(모재)를 수평형 셀의 볼과 비교하면 직경 400mm이상의 볼에 해당합니다.
4, 트럭스케일(계근대)의 이론 수명
1) 스프링 저울과 추 저울의 10만회 반복시험은 저울 용량의 추를 수직으로 내려서 저울에 적재하고
또 수직으로 올려서 제거하는 시험을 반복합니다.
그러나 계근대는 차량(추)이 자체 구동력으로 바퀴를 굴려서 저울에 적재하고, 정지하여 계량하고,
또 바퀴를 굴려서 나가는 방식으로 계량을 합니다.
이는 스프링(또는 추)저울의 반복시험보다 악 조건하에서 사용하는 저울입니다.
그러나 로드셀이 튼튼한 구조물임으로 계근대의 수명을 스프링저울과 동등이상으로 볼 수 있습니다.
즉 계근대의 최대 수명은 “100,000회 이하”입니다.
▶ 볼 타입 로드셀(수평형)을 사용할 경우 최대수명은 “33,300회”이하입니다.
▶ “계근대의 수명”은 계근대가 “파손 될 때 까지”가 아닌 계량법상의 “사용공차(±20kg)”를 유지하는
기간(계량횟수) 입니다. (“계량 및 측정에관한 법률”에 근거함)
즉> 계근대의 계량오차가 ?(±20kg)을 초과하면 수명이 경과한 것 입니다.
2) 계근대의 범퍼(Limit Stopper) 구조(재질)와 수명
계근대용 로드셀이 자동조심형이므로 부득이 범퍼를 제작하여 부착합니다.
이때 범퍼의 재질이 금속재(볼트)이면 차량이 저울위를 구를때, 정차할 때, 발차 할때 무수히 많은
충돌(충격)이 발생하고, 이때 발생된 충격파가 로드셀을 관통 합니다.
금속재 범퍼를 사용하면 충격파로 인하여 수명이 “1/3 이하”로 감소합니다.?
<수직형 로드셀과 우레탄범퍼>
▶ 당사에서는 이러한 수명 감소현상을 없애기위하여 우레탄 범퍼를 사용합니다.
고무 재질의 범퍼를 사용하면 범퍼로인한 수명 감소현상은 없습니다.
3) 계량판 의 형상과 계근대의 구조에 의한 수명 감소
계근대의 구조는 여러 종류가 있지만 수명에 영향을 주는 인자는 계량판의 형상입니다.
그 종류는 “용접식 계량판”과 “조립식 계량판”이 있습니다.
“용접식”은 보강빔을 차량의 주행방향으로 배치하고 상판을 용접한 구조이고,
“조립식”은 보강빔을 법선방향으로 배치하고 상판을 볼트로 조립한 구조입니다.
이와 같은 계량판위를 바퀴가 굴러갈 때 용접식은 소음이 없는 반면 조립식은 소음이 발생합니다.
이 소음은 바퀴의 하중에의하여 상판이 굴곡되고 이로인해 상판과 보강빔이 미끄러지면서 발생하는
것으로 필연적으로 충격파가 발생하며 이 충격파는 로드셀을 관통합니다.
이로 인한 수명감소효과는 조립식은 용접식의 “1/2 이하”로 감소합니다.
4) 계근대의 주요 구조에 따른 이론 수명
no | 로드셀 형식 | 범퍼 재질 | 계량판 구조 | 계근대의 수명(계량횟수) | |||||
1 | 수직형 | 고무 | 용접식 | 100,000회 이하 | |||||
2 | 조립식 | 50,000회 이하 | |||||||
3 | 금속 | 용접식 | 33,300회 이하 | ||||||
4 | 조립식 | 16,600회 이하 | |||||||
5 | 수평형 | 고무 | 용접식 | 33,300회 이하 | |||||
6 | 조립식 | 16,600회 이하 | |||||||
7 | 금속 | 용접식 | 11,100회 이하 | ||||||
8 | 조립식 | 5,500회 이하 | |||||||
비고 -1) 여기서 수명은 측정 불확도가 “사용공차(±20Kg)이하”의 보증한계 -2) 계근대의 실제 수명은 상기한 요인 외에도 제작 정밀도, 기타 제작상의 요인과 사용자의 관리상태 등 여러 요인에 따라 변동 될 수 | |||||||||
5, 결론
1) 3월 14일자로 “계근대의 정밀도 유지방법”을 게제한 후로 “계근대의 수명이 얼마입니까”하는 질문을 많이 받았습니다.
그래서 그 질문에 답변하는 것이니 참고 하시기 바랍니다.
2) 계근대의 수명을 좌.우할 요인은 많이 있겠지만 주 요인은 “로드셀의 구조”, “범퍼의 재질”, “계량판의 형상”이며 가장 중요한 요인은 사용자의 관리상태 입니다.
계근대를 설치할때 예상 사용빈도, 요구 정밀도 등 사용 여건에 맞추어 계근대의 구조를 선정하시면 효과적으로 사용 할 수 있을 것입니다.
※ 상기한 수명을 확인하는 방법은 주변에 있는 “계량증명업소” 여러곳을 다니면서 실제 측정을 해보시면 위에 수록한 수명을 확인 할 수 있을 것입니다.
“계량증명업소”의 계근대 구조는 대부분 “수평형 셀”, “금속재질의 범퍼”, “조립식 계량판” 이며, 매 2년마다 검정(계량 및 측정 에 관한 법률)을 받아야 합니다. 끝.
15, 04,
엠티스케일 대표, 정밀측정기술사 김두봉
상담전화 010-5389-1085?