스프링식 자동장력조정장치

스프링식 자동장력조정장치
Spring Type Automatic Tensioning Device

 

1. 적용범위 및 분류
1.1 적용 범위
이 규격은 가공전차선로의 전차선과 조가선의 온도변화에 의한 장력변화를 코일스프링의 탄성을 이용하여 자동으로 조정하는 스프링식 자동장력조정장치(이하 ‘장력장치’라 한다)에 대하여 적용한다.
1.2 분류
장력장치는 다음 표 1과 같이 분류한다.

[표 1]

종류	표준장력(kgf)	동작범위(㎝)	최대(표준)장력거리(m)
KRSB-20-S50	2,000	50	570(550)
KRSB-20-S63		63	680(650)
KRSB-20-S76		76	800(750)
KRSB-24-S37	2,400	37	470(450)
KRSB-24-S49		49	630(600)
KRSB-24-S62		62	800(750)
KRSB-28-S36	2,800	36	470(450)
KRSB-28-S48		48	630(600)
KRSB-28-S60		60	800(750)
KRSB-30-S39	3,000	39	470(450)
KRSB-30-S53		53	630(600)
KRSB-30-S63		63	800(750)

 

※ 장력장치의 호칭은 규격명과 종별로 표시한다.
(예) 스프링식 자동장력조정장치 KRSB-20-S50
< KRSB(Korea Railroad Spring Tension Balancer) - 표준장력 - 동작범위 >

 

 

2. 적용자료
KS D 0201 용융 아연 도금 시험방법
KS D 8308 용융 아연 도금

 

3. 필요조건
3.1 재료 및 구조
3.1.1 재료
3.1.1.1 장력장치의 본체 및 각 부품에 사용하는 재료는 제작도면에 의한다.
3.1.1.2 스프링의 화학성분 및 기계적 성질은 [표2] 및 [표 3]과 같으며, 화학성분은 [표 3] 및 [표 5] 및 [표 6]을 만족할 경우 [표 2]와 다르게 구성할 수 있다.

[표 2] 화학성분

C[%]	Si[%]	Mn[%]	P[%]	S[%]	Cu[%]	Cr[%]	V[%]
0.58～0.6	1.35～1.6	0.35～0.6	max 0.03	max 0.03	max 0.25	0.4～0.7	0.15～0.2

 

[표 3] 기계적 특성

인장강도 [MPa]	내력(0.2%) [MPa]	신장[%]	압축[%]	경도(HB)
Tensile Strength	Yield Strength	Elongation	Reduction of  Area	Hardness
1230 이상	1080 이상	9 이상	20 이상	363～429

 

3.1.1.3 스프링 및 내․중통 표면에 도포하는 그리스(Grease)는 [표 4]에 의한 것 이상이어야 한다.

[표 4]

증조제	외관	적점	최고사용온도	조도
Ca 비누	버터모양	85[℃]	70[℃]	220～250

 

3.1.2 구조
3.1.2.1 장력장치 본체의 구조는 코일스프링, 통, 회전방지기구, 취부금구 등으로 구성한다.
3.1.2.2 장력장치의 눈금자는 합성전차선 등 외력 및 통의 회전에 의한 비틀림이 생겨도 그 취부상태는 변함없이 상시 하향 구조로 한다.
3.1.2.3 플레이트와 내․중․외통부의 용접은 반자동아크용접(탄산가스 용접)을 시행한다.
3.1.2.4 내장되어 있는 스프링은 쇼트 피닝(Shot peening) 후 오일 프라이머(Primer)를 가하고, 소부 도색을 행하며, 스프링 및 내․중통 표면에 그리스(Grease)를 충분히 도포하여야 한다.

3.2 형상 및 치수
장력장치의 형상 및 치수는 제작도면, [표 5], [표 6]에 의한다.

 

[표 5] <장력장치 외형도 >

 

구분	조립길이 L0[㎜]		표준길이 L[㎜]		B1a, B1b [㎜]	B2 [㎜]	M1a, M1b [㎜]	M2 [㎜]	L1 [㎜]		C1 [㎜]
KRSB-20-S50	1621	±11	1987	±11	26±1	22±1	M20	M16	1000	±7	32.5 ±1
KRSB-20-S63	1939		2397
KRSB-20-S76	2257		2808
KRSB-24-S37	1376		1648		32±1	26±1	M24	M20	600		35±1
KRSB-24-S49	1689		2051						1000
KRSB-24-S62	2002		2455
KRSB-28-S36	1382		1642		41±1	26±1	M30	M20	600		40±1
KRSB-28-S48	1697		2043						1000
KRSB-28-S60	2012		2445
KRSB-30-S39	1472		1763
KRSB-30-S53	1817		2206
KRSB-30-S63	2162		2649

 

[표 6]

구분	H [㎜]	G [㎜]	E [㎜]	I [㎜]	J	C2 [㎜]	D [㎜]	최대질량 [㎏]
KRSB-20-S50	46±2	18±1	60～ 100	47±3	20±1	32.5±1	241.8±2.5	240
KRSB-20-S63								290
KRSB-20-S76								330
KRSB-24-S37	53±2	28±1		62±3	25±1	35±1	267.4±2.5	240
KRSB-24-S49								300
KRSB-24-S62								350
KRSB-28-S36	53±2	28±1		62±3	25±1	40±1	318.5±2.5	290
KRSB-28-S48								360
KRSB-28-S60								430
KRSB-30-S39								310
KRSB-30-S53								390
KRSB-30-S63								470

 

3.3 제조 및 가공
3.3.1 장력장치는 부도에 의하여 각 부를 관계치수로 정밀하게 제작하고 사용상 결함이 없어야 하며 스프링의 동작은 항상 원활하고 충분한 기능을 가져 사용목적에 이상이 없도록 제작하여야 한다.
3.3.2 용접부의 용접면은 용접에 앞서 불순물을 깨끗이 제거한 후 시행하고 용접완료 후는 스패터 (Spatter) 및 슬래그(Slag) 등을 완전히 제거하여 도금에 지장이 없도록 하여야 한다.
3.3.3 장력장치 내부에는 본체가 동작할 때 발생하는 중통, 내통의 회전을 방지할 수 있는 구조이어야 한다.
3.3.4 장력장치의 코일스프링 및 스테인레스 제품을 제외한 부분에는 KS D 8308에 의한 용융 아연 도금을 시행하여야 한다.
3.3.5 스프링의 기계적 성질은 합성전차선의 장력변화에 대응하여 신속히 동작하여야 하며, 장기간 사용하여도 탄성력의 변화가 없도록 가공(열처리 등) 하여야 한다.

3.4 성능 및 특성
3.4.1 장력장치의 사용 온도범위는 –20 ℃ ～ +40 ℃로 하며 대기 온도변화(60 ℃)에 충분히 대응할 수 있어야 한다.
3.4.2 장력장치는 동작이 원활하여야 하며 동작방향은 전차선로 장력방향과 일치하여야 한다. 또한 각 종류마다 규정한 동작범위 외에 축소(마이너스)와 신장(플러스)에 각각 그 동작범위의 20 %의 여유 동작범위를 가져야 하며 측정방법 및 기준은 [표 7]과 같다.

 

[표 7]

	종류	a	S/2
		[㎜]	[㎜]
	KRSB-20-S50	116	250
	KRSB-20-S63	143	315
	KRSB-20-S76	171	380
	KRSB-24-S37	87	185
	KRSB-24-S49	117	245
	KRSB-24-S62	143	3410
	KRSB-28-S36	80	180
	KRSB-28-S48	106	240
	KRSB-28-S60	133	300
	KRSB-30-S39	96	195
	KRSB-30-S53	124	265
	KRSB-30-S63	172	315
1) A,B,C,D,E,F 점의 순서대로 장력 측정(가압, 감압) 2) A,B,C,D,E,F 점의 표준장력에 대한 장력변화율을 기록한다 a : 조립시부터 최소 하중시까지의 인출길이 S : 유효 스트로크

 

3.4.3 장력의 허용차는 Stroke의 양단부에서 접촉저항의 히스테리시스를 포함 [표 8]과 같이 표준장력의 ±15 % 미만으로 한다.
3.4.4 장력장치의 인장내하중은 장력을 서서히 크게 할 경우, 최대장력(표준장력의 10 % 증)의 2.5배의 값에서 장력장치 각 부에 이상이 없어야 하며 종류별 인장내하중치는 [표 8]에 의한다.

[표 8]

구 분	인장내하중		시험허용장력 (표준장력 ±15 %이하)
	사용최대장력 [㎏f]	인장내하중 [㎏f]	최소허용장력 [㎏f]	최대허용장력 [㎏f]
KRSB-20-S50	2,200	5,500	1,700	2,300
KRSB-20-S63
KRSB-20-S76
KRSB-24-S37	2,640	6,600	2,040	2,760
KRSB-24-S49
KRSB-24-S62
KRSB-28-S36	3,080	7,700	2,380	3,220
KRSB-28-S48
KRSB-28-S60
KRSB-30-S39	3,300	8,250	2,550	3,450
KRSB-30-S53
KRSB-30-S63

 

 

4. 시험 및 검사
시험은 인정시험과 검수시험으로 구분하며 시험 및 검사는 다음 기준에 의하여 시행한다.
4.1 시험 및 검사 항목
시험 및 검사 항목은 다음과 같으며 시험결과의 양부는 국가공인기관에서 시행한 시험성적서에 의한다.
4.1.1 외관검사
육안으로 검사하여 사용상 유해한 흠, 변형, 변색, 도금 박리현상 등이 없어야 한다.
4.1.2 구조 및 치수검사
장력장치의 구조 및 치수는 3.1.2항 및 3.2항, [표 5], [표 6]을 만족 하여야 한다.
4.1.3 재질시험
제작도면에 명시한 주요 재품재료에 대하여 실시하여 3.1.1항의 기준을 만족하여야 하며, 국가공인 기관의 시험성적서로 대체할 수 있다.
4.1.4 하중시험
스프링에 대하여 시험하며 스프링 종류별로 [표 9]의 값을 만족하여야 한다.

[표 9]

구 분		조립시		표준시
		높이[㎜]	하중[kgf]	높이[㎜]	하중[kgf]
KRSB-20	외스프링	321.0	1710±6[%]	269.0	2000±6[%]
	내스프링	316.0	1710±6[%]	276.0	2000±6[%]
KRSB-24	외스프링	313.0	2050±6[%]	261.0	2400±6[%]
	내스프링	313.0	2050±6[%]	274.0	2400±6[%]
KRSB-28	외스프링	315.0	2395±6[%]	265.5	2800±6[%]
	내스프링	315.0	2395±6[%]	278.4	2800±6[%]
KRSB-30	외스프링	346.0	2560±6[%]	290.0	3000±6[%]
	내스프링	341.0	2560±6[%]	302.5	3000±6[%]

 

4.1.5 내구시험
스프링에 대하여 시험하며 시험방법은 스프링 종류별로 [표 10]의 하중으로 5×10 4회를 반복하여 시험한 후 4.1.4항의 기준 값을 만족하여야 한다.
4.1.6 크리프(Creep) 시험
스프링에 대하여 시험하며 시험방법은 스프링 종류별로 [표 10]의 기준으로 상온에서 압축시험을 한 후 피로유무를 확인하여 4.1.4항의 기준 값을 만족하여야 한다.

 

[표 10]

구분	시험수량	내구시험		크리프시험
		하중범위[kgf]	가진 주파수[㎐]	압축하중[kgf]	압축시간[h]
KRSB-20	외스프링 및 내스프링의 우권, 좌권 (각 1개)	1800 ～ 2200	0.5 ～ 5.0	2200	200
KRSB-24		2160 ～ 2640	0.5 ～ 5.0	2640	200
KRSB-28		2520 ～ 3080	0.5 ～ 10.0	3080	200
KRSB-30		2700 ～ 3300	0.5 ～ 10.0	3300	200

 

4.1.7 용융아연도금 시험
용융아연도금 시험은 KS D 0201에 의하되 부착량은 본체는 610 [g/㎡] 이상 유산동 시험횟수 6회 이상, 볼트․너트류는 350 [g/㎡] 이상 유산동 시험횟수 4회 이상으로 한다.
4.1.8 인장 내하중시험
조립상태에서 시험하되 사용최대장력의 2.5배의 하중을 3분간 가하여 각부에 이상이 없어야 한다.
4.1.9 동작시험
조립상태에서 시험하며 장력장치에 서서히 장력을 가하여 종단까지 인출한 후 서서히 장력을 감하면서 [표 7]에서 정한 각 지점의 장력표시눈금에서 장력을 측정하여 [표 8]의 값을 만족하여야 한다.

4.2 검사 방식과 수준
4.2.1 검사방식
시험은 인정시험 및 검수시험으로 구분하며 다음에 의하여 시행한다.
4.2.1.1 형식시험
본 제품의 초기 개발 시에는 다음 [표 11]의 전 항목을 시험하여야 하며 또한 제품에 영향을 줄 수 있는 설계․재료의 변경 시에는 해당항목에 대하여 시험하고 국가공인기관에서 발행한 시험성적서를 제출하여야 한다.

[표 11]

종 류	형식시험 (개)	검수시험(개)			비 고
		n≤50	50<n≤200	n>200
외관검사	발췌 전수량	전량	전량	전량
구조 및 치수검사	2	2	10	20
재질시험	1	-	-	1
하중시험(set)	2	-	-	2	1set 4개
내구시험(set)	1	-	-	1	1set 4개
크리프시험(set)	1	-	-	1	1set 4개
용융 아연 도금 시험	2	1	1	2
인장내하중시험	2	전량	전량	전량
동작시험	2	전량	전량	전량

 

4.2.1.2 검수시험
형식시험에 합격한 규격의 제품에 한하여 제품의 제작이 완료되어 주문자에게 인수․인도되는 단계에서 실시하며 검사 및 시험용 시료의 발췌는 임의로 추출되며 수량은 [표11]에 따른다.
4.2.2 검사수준은 [표 11]에 의하되 내구시험 및 크리프시험은 다음 순서대로 시행하여야 한다.
- 하중시험(톤수별 스프링 4개) → 내구시험 → 하중시험
- 하중시험(톤수별 스프링 4개) → 크리프시험 → 하중시험

4.3 합격 품질수준
3항 및 4항에 적합할 때 합격으로 한다.
5. 표시 및 포장

 

5.1 표시
1) 내부표시 : 제품의 사용상 지장이 없는 곳에 쉽게 지워지지 않는 방법으로 품명, 제작년월, 제작자명 또는 그 약호를 표시하여야 한다.
2) 외부표시 : 외부 포장 표면의 적당한 곳에 품명, 제작년월, 제작자명 또는 그 약호, 수량, 중량을 표시하여야 하며, 기타 필요한 추가사항은 인수․인도 당사자 간의 협정에 따라 별도 정할 수 있다.
5.2 포장
포장 방법 및 세부사항은 인수․인도 당사자 간의 협정에 따른다.

 

한국철도표준규격 KRS PW 0012 - 15 (R)