도로 시험에 사용되는 조 크러셔: 까다로운 환경 조건에서 신뢰성 있는 측정 결과

Terex® MPS는 돌을 분쇄하는 각종 기계에 가해지는 응력을 측정하기 위해 신뢰성 있고 유연한 시스템이 필요하자 HBM에게 솔루션을 요청하였습니다. HBM은 강력한 제품 개발을 위해 지속적인 연구를 수행하던 중, 개발 완료 시 해당 제품군 내에서 최대 규모의 트랙형 이동식 기계가 될 수 있는 ‘LJ5139’ 크러셔에 대한 문의를 접수하였습니다.

문제

Terex® MPS에서는 채석장에서 LJ5139 조 크러셔를 대상으로 한 각종 장기 시험을 실시하기 위해서는 견고한 러기드 측정 증폭 시스템을 필요하다고 판단하였습니다. 조 크러셔는 울퉁불퉁한 표면, 높은 충격, 먼지 등 극한 환경에서 높은 하중의 영향을 받게 되며, 증폭 시스템도 이러한 하중들을 견뎌내야 합니다.

솔루션

러기드 SomatXR 측정 증폭 시스템은 매우 까다로운 요구사항을 충족시켜야 합니다. 예상하지 못한 사건 또는 부하가 발생하는 경우에도 극한 환경에서 신뢰성 있는 시험 결과를 보장합니다. 결정적으로 SomatXR 시스템을 이용하면 정전 시에도 측정 데이터 손실이 전혀 발생하지 않는다는 이점을 가지고 있습니다. 이러한 장점은 장기 시험에 매우 중요합니다.

결과

이전의 Terex® MPS 시스템은 간섭 노이즈와 부하에 지나치게 취약한 임대 장비를 이용하였으나, 당사는 자체 측정 증폭 시스템 개발에 투자하였고 결과는 성공적이었습니다. SomatXR 시스템을 이용하면 Terex로 미리 계획된 시간 내에 이동식 장기 시험을 유연하게 수행할 수 있고, 자동차 시험을 통해 얻은 결정적인 결과를 신뢰할 수 있습니다.

도전과제: 울퉁불퉁한 표면, 강한 충격 및 먼지

LJ5139 조 크러셔를 채석장에서 사용했을 때 여러 가지 유형의 문제가 발생했습니다. 최대 중량이 110톤인 기계를 사용하는 경우 차체가 울퉁불퉁한 표면 위를 이동 시 높은 하중의 영향을 받게 됩니다. 또한 크러셔가 장착되는 굴삭기에서 부피가 최대 1세제곱미터인 큰 돌이 낙하하면 호퍼와 피더가 높은 충격력을 받습니다. 크러셔도 분쇄 과정에서 최대 8000 kN의 힘을 받게 됩니다.

Terex Corporation의 Ian Boast에 따르면, “당사는 이와 같은 문제를 해결하기 위해서 설계 공정에서 유한요소분석을 실시하였고 스트레인 게이지를 이용하여 분석 결과를 현장에서 확인하였습니다. 이전에는 임대 장비에 의존했다면 지금은 유연성을 향상시키기 위해 당사에서 자체 장비 개발에 투자하였습니다.”  

초기에 사용된 장비는 주변 장비에서 발생하는 간섭 잡음에 취약했습니다. 크러셔에 적재되는 하중이 가지는 일시적이고 무작위적 속성 때문에 혼란과 오류를 초래할 수도 있기 때문에 더욱 문제가 되었습니다. 채석장의 물리적 환경에도 비산 먼지가 많기 때문에 현장에서 수행할 수 있는 시험의 종류가 한정적일 수밖에 없었고, 기존 장비를 이용할 경우 각별한 주의가 요구되었습니다.

 

돌발 정전 또는 충격에도 신뢰성을 보장하는 장비: SomatXR

HBM에서는 위의 문제를 연구 및 조사한 결과 극한 환경에서 사용하기에 적합한 자체 데이터수집(DAQ) 장비인 SomatXR 시리즈를 선택하였습니다. 또한 이 패키지를 보완할 수 있도록 SomatXR MX1615B-R 모듈과 RF-9 로제트 스트레인 게이지를 포함한 관련 보조 장치들을 권장하였습니다. 까다로운 환경일수록 올바른 장비를 선택하는 것이 무엇보다 중요합니다. 습하고 가혹한 환경에서는 운전 시 돌발적인 충격을 받아도 신뢰성을 보장할 수 있는 능력이 매우 중요한 요인입니다. 이처럼 극한 환경에서 장비를 운전할 경우 정전 등 돌발 상황으로 인한 측정값 손실을 비롯 현장에서 발생할 수 있는 갖가지 문제를 예상하기 어렵습니다.

Terex® MPS에서 필요로 하는 장기 시험을 실시하는 경우 이것은 특히 문제가 됩니다. 이때 SomatXR 시스템을 이용하면 데이터를 연속적으로 기록할 수 있습니다. 그러면 정전이 발생하여 시험이 중단되어도 그 시점까지 기록된 데이터가 저장됩니다. 사용자와 시스템 간에 별도의 상호 작용이 없어도 운전 중단 후에도 데이터 로깅을 자동으로 계속하므로 사용자에게 유리합니다.

HBM의 데이터수집 시스템은 다양한 종류의 이동식 시험에 적합하지만, Terex® MPS의 요구에 따라 높은 하중 또는 극한 환경에서 시험을 실시하는 경우 문제가 발생하였습니다. HBM은 이동식 시험 및 까다로운 현장 분야에서 폭넓은 경험을 쌓아왔기 때문에, Terex® MPS가 편리하게 이용 가능한 시험 장비를 유연하게 운용할 수 있도록 돕는 솔루션을 제공할 수 있었습니다. HBM은 Terex® MPS에서 필요로 하는 시스템을 선정하여 공급할 뿐아니라 교육훈련 및 지원을 위해 엔지니어들을 파견하기도 했습니다.

직관적이고 이해가 쉬운 소프트웨어 솔루션

“Terex Corporation의 Ian Boast에 따르면, “HBM에서 제공한 분석 소프트웨어는 직관적이고 이해하기 쉬운 솔루션입니다. 사용자 친화적인 시각화 모듈을 장착하여 데이터가 현장에서 기록되는 즉시 실시간 조회가 가능합니다. 크러셔가 작동 중일 때 토글 플레이트의 하중에 해당하는 수치들을 실시간으로 접수하고 이에 따른 실시간으로 계산된 결과값들을 바탕으로 한 맞춤형 측정값들을 생성할 수 있습니다. 또한 데이터를 로깅하는 동안 화면에 표시되는 값들을 연속 변경할 수 있기 때문에 각각의 게이지를 전체 화면에 걸친 그래프로 모니터링할 수 있고, 즉각적으로 높은 하중이 무엇인지 파악할 수 있습니다. 이 분석 소프트웨어는 사후 처리 능력도 뛰어납니다. 다양한 형식으로 데이터를 내보내기 전에 여러 가지 방식으로 데이터 필터링 및 트리밍을 수행할 수 있습니다.”

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참고 자료

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