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축방향 회전방식 커팅 헤드의 전체 또는 일부분만을 모델링하기 위한 장치로서, 하나 또는 서로 결합되는 두 개 이상의 적층체(110)(120)(130);적층체(110)(120)(130)를 결합시키는 결합부재(140); 및,적층체(110)(120)(130)를 회전시키는 회전축(150);을 포함하고, 각각의 적층체(110)(120)(130)는 적어도 하나 이상의 평판(112)이 적층되어 이루어지며, 하부 적층체는 상부 적층체 보다 직경이 크고, 상부 적층체는 실제 커팅 헤드(1)의 노즈(3) 쪽의 적층체이고 하부 적층체는 노즈의 반대쪽 적층체이며, 각 적층체(110)(120)(130)의 상면에는 픽커터(101)가 설치될 수 있으며, 픽커터(101)는 모델링하고자 하는 실제 커팅 헤드(1)의 픽커터(5)의 위치와 방향에 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 적층 구조를 이용한 축방향 회전방식 커팅헤드의 성능 및 내구성 시험 장치
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제1항에 있어서, 적층체(110)(120)(130)의 중앙에는 축공(113)이 형성되고 축공(113)의 둘레에는 관통공(114)이 형성되며, 회전축(150)은 축공(113)에 설치되고, 결합부재(140)는 관통공(114)에 설치되어 적층체(110)(120)(130)를 결합시키며, 결합부재(140)는 적층체(110)(120)(130)를 관통하도록 설치되는 볼트이고, 상기 볼트는 상부 적층체의 하면이 하부 적층체의 상면과 접하도록 상,하부 적층체를 착탈 가능하게 결합시키는 것을 특징으로 하는, 적층 구조를 이용한 축방향 회전방식 커팅헤드의 성능 및 내구성 시험 장치
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제2항에 있어서, 각각의 적층체(110)(120)(130)에서 최상단의 평판(112)에는 픽커터(101)를 평판(112)에 체결하기 위한 안착홈(116)이 형성되고, 안착홈(116)에는 볼트 체결공(117)이 형성되며,안착홈(116)은 픽커터(101)의 하단과 형합하는 형상을 갖고, 이에 따라 상기 하단이 안착홈(116)에 설치되면 픽커터(101)의 임의 회전이 방지되며, 픽커터(101)와 평판(112)을 체결하는 볼트(118)가 볼트 체결공(117)에 설치되는 것을 특징으로 하는, 적층 구조를 이용한 축방향 회전방식 커팅헤드의 성능 및 내구성 시험 장치
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제3항에 있어서, 픽커터(101)의 어택 각도(attack angle)를 조절하기 위해서, 각각의 적층체(110)(120)(130)에서 최상단의 평판(112)과 픽커터(101) 사이에 삼각형 단면형상을 갖는 삼각부재(103)가 설치된 것을 특징으로 하는, 적층 구조를 이용한 축방향 회전방식 커팅헤드의 성능 및 내구성 시험 장치
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제3항에 있어서, 하나의 픽커터(101)를 체결하기 위해 적어도 두 개 이상의 볼트 체결공(117)이 구비되고, 볼트 체결공(117)은 픽커터(101)의 스큐 각도(skew angle)에 대응되도록 형성되며, 볼트 체결공(117)을 관통한 볼트(118)가 픽커터(101)에 체결되는 것을 특징으로 하는, 적층 구조를 이용한 축방향 회전방식 커팅헤드의 성능 및 내구성 시험 장치
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제3항에 있어서, 상부 적층체의 측면과 하부 적층체의 상면을 서로 연결하도록 경사지게 설치된 경사판(160)을 포함하고, 경사판(160)의 상면에 픽커터(101)가 설치되는 것을 특징으로 하는, 적층 구조를 이용한 축방향 회전방식 커팅헤드의 성능 및 내구성 시험 장치
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제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 평판(112)은 소정 높이(p)와 직경을 갖는 원판이고,각각의 적층체(110)(120)(130)는 동일한 높이(p)와 직경을 갖는 원판이 적층되어 이루어지며, 상기 높이(p)와 직경 및 원판의 갯수는 원판에 설치되는 픽커터(101)의 위치와 방향이 모델링하고자 하는 커팅헤드(1) 부분의 픽커터(5)의 위치와 방향에 대응하도록 결정되고, 평판(112)의 테두리쪽에는 적층체(110)(120)(130)의 평판들을 결합시키기 위한 관통공(114)이 형성되고, 평판(112)의 중앙쪽에는 상,하부 적층체의 평판들을 결합시키기 위한 관통공(114)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 적층 구조를 이용한 축방향 회전방식 커팅헤드의 성능 및 내구성 시험 장치
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제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 모델링하고자 하는 실제 커팅 헤드(1)의 픽커터(5)의 위치와 방향 및 드럼(2)의 형태에 대한 3차원적 데이터를 획득하기 위한 수단;모터(210);모터(210)의 축에 연결되고, 모터(210)의 축의 회전 속도를 낮추는 대신에 회전 토크를 증가시키는 감속기(220);감속기(220)의 출력측에 설치되어 상기 회전 토크의 크기를 측정하는 토크 센서(230);시험편(S)을 고정하기 위한 고정부(270); 및,고정부(270)를 이동시키기 위한 이동부;를 포함하고, 이동부는 제1 이동부(250)와 제2 이동부(260)를 포함하며,제1 이동부(250)는 섬핑 모드(sumping mode)를 모델링하기 위하여 고정부(270)를 적층체(110)(120)(130)을 향하여 회전축(150) 방향으로 이동시키고, 제2 이동부(260)는, 쉬어링 모드(shearing mode)를 모델링하기 위하여, 제1 이동부(250)가 고정부(270)를 적층체(110)(120)(130) 쪽으로 밀고 있는 상태에서 고정부(270)를 회전축(150)과 직각되는 방향으로 이동시키며,상기 회전축(150)은 모터(210)와 감속기(220) 및 토크 센서(230)를 경유하여 전달된 회전력에 의해서 회전되고, 고정부(270)는 시험편(S)을 수용하는 공간을 내부에 가진 직사각 형상의 프레임인 것을 특징으로 하는, 적층 구조를 이용한 축방향 회전방식 커팅헤드의 성능 및 내구성 시험 장치
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(a) 모델링하고자 하는 실제 커팅 헤드(1)의 구조에 대응하여 적층체(110)(120)(130)의 직경과 높이 및, 픽커터(101)의 위치와 방향을 결정하는 단계;(b) 상기 (a) 단계에서 결정된 직경과 높이를 이용하여, 각 적층체(110)(120)(130)를 이루는 평판(112)의 개수를 결정하는 단계; 및,(c) 평판(112)을 결합시켜 적층체(110)(120)(130)를 만들고, 적층체(110)(120)(130)를 결합시키는 단계;를 포함하고, 상기 (a) 단계는,(a1) 실제 커팅 헤드(1)의 픽커터(5)의 위치와 방향에 대한 데이터를 얻는 단계; 및,(a2) 상기 (a1) 단계에서 획득된 위치와 방향에 대응되도록 적층체(110)(120)(130)의 직경과 높이 및 픽커터(101)의 위치와 방향을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 적층 구조를 이용한 축방향 회전방식 커팅헤드의 성능 및 내구성 시험 방법
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제9항에 있어서, 상기 (c) 단계는, (c1) 원하는 스큐 각도를 형성할 수 있는 볼트공(117)을 갖는 평판(112)을 선택하는 단계; (c2) 평판(112)을 적층하여 하부 적층체를 만들되, 회전축(150)이 평판(112)의 중앙을 관통하도록 적층하는 단계;(c3) 하부 적층체의 평판(112) 중 가장 상측에 설치될, (c1) 단계에서 선택된 평판(112)의 볼트공(117)에 픽커터(101)를 체결한 후 회전축(150)에 설치하고, 이어서 하부 적층체를 관통하는 결합부재(140)를 이용하여 하부 적층체의 평판(112)들을 체결하는 단계; 및,(c4) 하부 적층체의 상면에 상부 적층체를 이루는 평판(112)을 적층하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 적층 구조를 이용한 축방향 회전방식 커팅헤드의 성능 및 내구성 시험 방법
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제10항에 있어서, 각각의 적층체(110)(120)(130)에서 최상단의 평판(112)에는 픽커터(101)를 평판(112)에 체결하기 위한 안착홈(116)이 형성되고, 안착홈(116)에는 볼트 체결공(117)이 형성되며,안착홈(116)은 픽커터(101)의 하단과 형합하는 형상을 갖고, 이에 따라 상기 하단이 안착홈(116)에 설치되면 픽커터(101)의 임의 회전이 방지되며, 픽커터(101)와 평판(112)을 체결하는 볼트(118)가 볼트 체결공(117)에 설치되는 것을 특징으로 하는, 적층 구조를 이용한 축방향 회전방식 커팅헤드의 성능 및 내구성 시험 방법
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제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 실제 커팅 헤드(1)의 일부분만을 모델링하고,상기 (a1) 단계는 3차원 좌표 데이터 획득 수단을 이용하여 상기 일부분의 픽커터(5)의 최외곽 팁 위치와 방향에 대한 데이터를 얻고,상기 (a2)는 (a1) 단계에서 획득된 픽커터(5)의 최외곽 팁 위치와 방향에 대응되도록 적층체(110)(120)(130)의 직경과 높이 및 픽커터(101)의 위치와 방향을 결정하고,(d) 상기 (a) ~ (c) 단계를 통해서 만들어진 커팅헤드 유닛(100)을 커플러(240)를 이용하여 모터 축에 결합시키는 단계; 및, (e) 모터(210)를 작동시켜 커팅헤드 유닛(100)을 회전시키고, 커팅헤드 유닛(100)의 위치가 고정된 상태에서 시험편(S)을 커팅헤드 유닛(100)쪽으로 이동시키거나 회전축(150)과 직각이 되도록 이동시키면서 시험편(S)을 파쇄하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 적층 구조를 이용한 축방향 회전방식 커팅헤드의 성능 및 내구성 시험 방법
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