철도차량 객차용 자동승강문 부품 수명 시험기 및 이에 따른 시험방법{Passenger rail car components for life tester and the corresponding test methods}
본 발명은 철도차량 즉, 열차의 객차에 설치되어 있는 자동승강문의 부품 수명을 시험하기 위한 시험기에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 승강문 시험기의 본체와 본체의 정면 또는 배면 중 어느 하나에 설치된 출입문과 본체의 내부에 설치되고 출입문에 공압을 제공하는 공기탱크와 본체의 내부에 설치되며 출입문의 개폐 동작을 명령하는 조작회로가 내장된 PLC프로그램 및 본체의 일측면에 설치되고 PLC프로그램을 작동시키는 출입문구동장치를 포함하여 구성되는 철도차량 객차용 자동승강문 부품 수명 시험기와, 승강문 시험기의 출입문에 철도차량의 객차에 사용되는 록킹장치, 망원경가이드레일, 도어엔진 등의 부품을 설치하는 준비단계와 PLC프로그램을 이용하여 철도차량 객차의 개폐 속도와 같은 출입문의 개폐속도를 1회/30초로 설정하고, 개 폐횟수를 설정하는 설정단계와 출입문구동장치를 이용하여 출입문의 개폐를 반복하는 작동단계와 출입문의 개폐 횟수를 카운터를 이용하여 측정하는 측정단계와 출입문의 개폐 횟수 증가에 따른 부품의 성능 및 마모도의 변화를 측정하는 확인단계를 포함하여 구성되는 철도차량 객차용 자동승강문 부품 수명 시험방법에 관한 기술분야이다.
일반적으로 철도차량 객차의 자동승강문은 각각의 객차의 좌우에 설치되어 승객의 탑승 및 하차를 하는 곳으로서, 열차 정차시에 자동승강문이 열리게 되고, 열차 출발전에 자동승강문이 닫히게 된다. 이러한 철도차량 객차 자동승강문의 주요 구성품은 록킹장치, 망원경가이드레일, 도어엔진 등의 부품으로 구성되어 있고, 열차 운행중 자동승강문 부품의 결함이 발생하였을 경우 열차의 운행을 멈추고 수리를 해야하기 때문에 열차 운행 지연의 원인이 된다. 아울러, 자동승강문의 부품 수명을 예측하여 교체하기 위해서는 수년간 열차를 운행하고, 해당 열차의 데이터를 추적 및 기록해서 관리해야하는 번거로움이 있고, 부품의 수명이 다하지 않은 상태에서 부품을 교체하는 것은 작업의 공수가 증가하고 부품의 교체에 따른 비용이 낭비되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 열차 운행중 자동승강문의 고장이 발생할 경우 수리에 따른 열차 운행이 지연되는 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 시험기를 통해 적절한 교체시기에 부품의 교체가 이루어질 수 있도록 부품 수명의 주기를 파악하여 기록함으로써 열차 운행시 자동승강문에 대한 열차 지연을 방지하고자 하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 승강문 시험기(100)의 본체(10);와 본체(10)의 정면 또는 배면 중 어느 하나 이상에 설치된 출입문(20);과 본체(10)의 내부에 설치되고 출입문(20)에 공압을 제공하는 공기탱크(30);와 본체(10)의 내부에 설치되며 출입문(20)의 개폐 동작을 명령하는 조작회로(42)가 내장된 PLC프로그램(40); 및 본체(10)의 일측면에 설치되고 PLC프로그램(40)을 작동시키는 출입문구동장치(50);를 포함하여 구성되는 철도차량 객차용 자동승강문 부품 수명 시험기를 제한다. 또한 PLC프로그램(40)은 출입문(20)이 개폐되는 속도를 조작할 수 있는 PLC회로(44);를 더 포함하고, PLC회로(44)는 1회/30초의 속도로 출입문의 개폐를 반복 동작시키는 것을 특징으로 한다. 아울러, 승강문 시험기(100)의 출입문(20)에 철도차량의 객차에 사용되는 록킹장치, 망원경가이드레일, 도어엔진 등의 부품을 설치하는 준비단계(S10);와 PLC프로그램을 이용하여 철도차량 객차의 개폐 속도와 같은 출입문(20)의 개폐속도를 1회/30초로 설정하고, 개폐횟수를 설정하는 설정단계(S20);와 출입문구동장치(50)를 이용하여 출입문(20)의 반복하는 작동단계(S30);와 출입문(20)의 개폐 횟수를 디지털 카운터(52)를 이용하여 측정하는 측정단계(S40);와 출입문(10)의 개폐 횟수 증가에 따른 부품의 성능 및 마모도의 변화를 측정하는 확인단계(S50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철도차량 객차용 자동승강문 부품 수명 시험방법을 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 철도차량 객차용 자동승강문 부품 수명 시험기 및 이에 따른 시험방법은 자동승강문의 주요 부품들의 수명주기를 파악하여 적절한 시기에 교체를 할 수 있도록 하는 효과와, 부품 교체를 통해 열차 운행중 자동승강문의 고장에 따른 열차 운행 지연을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 승강문 시험기의 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 PLC 회로도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 승강문 시험기의 작동회로 구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동승강문 부품 수명 시험방법의 순서도.
본 발명은 철도차량 즉, 열차의 객차에 설치되어 있는 자동승강문의 부품 불량시 열차 운행도중 자동승강문에 장애가 발생할 경우 열차 운행 지연을 방지하고, 자동승강문의 각종 부품의 수명의 주기를 파악하기 위한 것으로서, 자동승강문 부품의 성능 및 마모상태를 시험할 수 있는 전용시험기 및 자동승강문 부품의 성능 및 마모상태 시험방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 자동승강문의 주요 부품들의 수명주기를 파악하여 적절한 시기에 교체를 할 수 있도록 하고, 적시에 적절히 부품을 교체하여 열차 운행중 자동승강문의 고장에 따른 열차 운행 지연을 방지할 수 있는 효과가 있다.
구체적으로, 본 발명의 철도차량 객차용 자동승강문 부품 수명 시험기(이하, '승강문 시험기(100)'와 동일한 명칭으로 명명한다.)는 승강문 시험기(100)의 본체(10);와 본체(10)의 정면 또는 배면 중 어느 하나에 설치된 출입문(20);과 본체(10)의 내부에 설치되고 출입문(20)에 공압을 제공하는 공기탱크(30);와 본체(10)의 내부에 설치되며 출입문(20)의 개폐 동작을 명령하는 조작회로(42)가 내장된 PLC프로그램(40); 및 본체(10)의 일측면에 설치되고 PLC프로그램(40)을 작동시키는 출입문구동장치(50);를 포함하여 구성된다. 또한 본 발명의 PLC프로그램(40)은 출입문(20)이 개폐되는 속도를 조작할 수 있는 PLC회로(44);를 더 포함하여 구성되고, PLC회로(44)는 1회/30초의 속도로 출입문의 개폐를 반복 동작시키는 것을 특징으로 하며, 출입문구동장치(50)는 하부에 출입문(20)의 개폐 횟수를 기록하는 디지털 카운터(52)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 철도차량 객차용 자동승강문 부품 수명 시험방법은 승강문 시험기(100)의 출입문(20)에 철도차량의 객차에 사용되는 록킹장치, 망원경가이드레일, 도어엔진 등의 부품을 설치하는 준비단계(S10);와 PLC프로그램을 이용하여 철도차량 객차의 개폐 속도와 같은 출입문(20)의 개폐속도를 1회/30초로 설정하고, 개폐횟수를 설정하는 설정단계(S20);와 출입문구동장치(50)를 이용하여 출입문(20)의 개폐를 반복하는 작동단계(S30);와 출입문(20)의 개폐 횟수를 디지털 카운터(52)를 이용하여 측정하는 측정단계(S40);와 출입문(10)의 개폐 횟수 증가에 따른 부품의 성능 및 마모도의 변화를 측정하는 확인단계(S50);를 포함하여 구성되고, 설정단계(S20)는 1회/10초 ~ 1회/30초 중 어느 하나의 속도를 출입문구동장치(50)를 이용하여 PLC회로(44)에 설정하고, 1회, 10회, 50회, 100회 중 어느 하나 이상의 단위로 작동이 정지되도록 출입문구동장치(50)를 이용하여 조작회로(42)에 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 4를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 승강문 시험기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(10)와 본체(10)의 상부를 덮는 지붕(미표시)과 이동이 가능하도록 복수개의 바퀴(미표시)를 구비하고, 본체(10)의 정면에 열차의 객차에 실제로 설치되는 출입문과 동일한 좌측 또는 우측 출입문 중 어느 하나가 설치된다. 또한 본 발명의 본체(10)는 내부에 이하에서 언급될 PLC프로그램(40) 및 출입문(20)을 구동시키는 공기탱크(30) 등의 구성요소들이 설치되고, 본체(10)의 측면에는 출입문구동장치(50)가 설치된다. 즉, 승강문 시험기(100)는 열차의 객차 중 출입문(20) 부분을 축소시켜 출입문(20)에 관련된 주요 부품의 수명주기와 사용횟수에 따른 부품의 마모도를 측정하기 위한 것으로서, 출입문(20)에 사용되는 중요부품이 맞닿는 곳과 연계되어 사용되는 부품은 실제로 사용되는 부품을 이용하는 것이 바람직하다. 아울러, 본 발명의 출입문(20)의 부품 수명주기를 측정할 때는 모든 중요부품을 새것으로 교환한 후 모든 중요부품의 수명주기를 측정하고, 특정 중요부품의 수명주기만을 측정할 경우에는 다른 부품들을 교환하면서 특정 중요부품의 수명주기를 측정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 출입문(20)은 본체(10)의 정면 또는 배면 중 어느 하나 이상에 설치되는 것으로서, 실제 열차의 객차에서 사용되는 자동승강문과 동일한 부품을 사용하여 설치되고, 출입문(20)의 작동에 관계가 없는 부품들은 실제 자동승강문의 무게와 동일하도록 고정설치된다. 즉, 철도차량 객차 자동승강문의 주요 구성부품인 록킹장치, 망원경가이드레일, 도어엔진 등의 부품은 실제와 동일하게 설치되고, 실제 자동승강문의 구동과 관계없는 부품은 실제 작동환경과 동일하도록 설치되는 것이 바람직하다. 또한 이하에서 설명될 출입문(20)의 작동에 관련된 공기탱크(30)와 PLC프로그램(40)은 실제 객차와 같이 유기적으로 연결하되 출입문(20) 부품의 수명주기와 관련이 없기 때문에 출입문(20)이 실제와 같이 작동되는 환경을 조성하도록 설치되는 것이 바람직하다. 아울러, 실제 객차의 자동승강문은 좌측 또는 우측으로 열리도록 설치되어 있기때문에 본체(10)의 정면에 우측으로 열리는 출입문(20)이 설치되면 배면에는 좌측으로 열리는 출입문(20)을 설치하여 별도의 승강문 시험기(100)를 구비하지 않고서도 좌우측 자동승강문에 쓰이는 부품을 시험할 수 있다.
본 발명의 공기탱크(30)는 본체(10)의 내부에 설치되어 출입문(20)에 공압을 제공하는 것으로서, 실제로 열차 객차에 설치된 자동승강문이 공압에 의해 열고 닫히기 때문에 실제와 같은 공압을 제공하는 것을 특징으로 한다. 이때, 공개탱크(30)는 출입문(20)에 사용되는 5.0kg/㎠보다 큰 압력을 가진 7.5kg/㎠을 사용하는 것이 바람직한데, 이는 공기탱크(30)의 압력이 보다 크게 제공되고 감압변(미도시)에서 실제 사용되는 압력으로 변환되어 출입문(20)에 제공하도록 충분한 공압을 제공할 수 있는 공기탱크(30)이면 종래에 사용되는 어떠한 공기탱크를 사용해도 무방하다. 아울러, 공압탱크(30)는 공기공급라인(미도시)으로 감압변을 통해 출입문(20)까지 연결되어 공압이 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 PLC프로그램(40)은 출입문(20)의 공기탱크(30)를 통하여 출입문(20)의 개폐 동작을 명령하는 조작회로(42)와 출입문(20)이 개폐되는 속도를 조작할 수 있는 PLC회로(44)를 포함하여 구성되는 것으로서, 이후에 설명될 출입문구동장치(50)에서 입력된 정보를 바탕으로 출입문(20)의 개폐 동작을 구동시킨다. 즉, PLC프로그램(40)은 출입문구동장치(50)에서 입력된 개폐속도와 개폐횟수를 입력받아 공기탱크(30)를 작동시켜 출입문(20)을 구동시키고, 입력된 개폐횟수 만큼 출입문(20)의 구동이 정지되면 부품의 마모도를 측정하여 기록하는 것을 특징으로 한다. 이때, 조작회로(42)와 PLC회로(44)는 서로 연계되어 출입문(20)을 구동시키고, 출입문(20)이 개방되고 폐쇠되는 것을 1회의 개폐횟수로 인지하며, PLC회로(44)는 1회/10초 ~ 1회/30초 중 어느 하나의 속도로 출입문(20)을 구동시키는 것을 특징으로 한다. 이는 실제 열차 객차의 자동승강문의 개폐속도가 1회/30초이기 때문에 1회/30초로 개폐속도를 설정하는 것이 가장 바람직하나, 속도에 의한 오차를 측정하여 부품의 마모도를 측정한다면 개폐속도를 빠르게 하여 부품의 수명주기 측정을 단시간에 파악할 수 있는 효과를 실현한다. 또한 조작회로(42)는 1회, 10회, 50회, 100회 중 어느 하나 이상의 단위로 출입문(20)의 구동 즉, 작동을 정지할 수 있도록 설정하여 시험자가 개폐횟수를 따로 파악 후 직접 정지시키지 않고 자동으로 정지시킬 수 있는 효과를 실현한다.
본 발명의 출입문구동장치(50)는 본체(10)의 일측면에 설치되고 PLC프로그램(40)을 작동시키는 것으로서, 출입문(20)의 개폐속도 및 개폐횟수의 정보를 입력하고, 승강문 시험기(100)의 작동 및 정지를 제어하는 것을 특징으로 한다. 또한 출입문(20)의 개폐회수를 측정하여 기록하는 디지털 카운터(52)를 더 포함하여 구성되고, 디지털 카운터(52)를 이용하여 출입문(20)의 개폐횟수를 파악할 수 있으며, 디지털 카운터(52)에 입력된 출입문(20)의 개폐횟수와 조작회로(42)에서 입력된 출입문(20)의 개폐횟수를 바탕으로 출입문(20)의 구동을 정지시킬 수 있는 효과를 실현한다. 아울러, 출입문구동장치(50)는 이상에서 설명한 PLC회로(42)에 출입문(20) 개폐속도를 입력하여 전달하고, 조작회로(42)에 출입문(20)의 개폐횟수를 입력하여 전달하며, 공기탱크(30)와 감압변의 공압을 표시하여 승강문 시험기(100)의 작동상태를 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 출입문구동장치(50)는 승강문 시험기(100)의 작동 및 정지 버튼과 공기탱크(30) 및 감압변의 공압 표시와 PLC프로그램(40)에 입력되는 출입문(20)의 개폐속도 및 개폐횟수와 출입문(20)의 개폐횟수를 측정하여 기록하는 디지털 카운터(52)가 구비되어 승강문 시험기(100)의 전반적인 입력정보와 측정정보를 확인할 수 있다.
상기와 연관하여, 승강문 시험기(100)의 일측면에는 승강문 시험기(100)의 내부로 출입이 가능하도록 입출입문(미표시)이 더 포함하여 구성되고, 이러한 입출입문을 통하여 출입문(20)의 설치, 주요 부품의 설치 및 PLC프로그램(40)의 설정 및 출입문구동장치(50)의 설정을 승강문 시험기(100)의 내부 즉, 본체(10)의 내부에서 시행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 이상에서 설명한 승강문 시험기(100)를 이용한 철도차량 객차용 자동승강문 부품 수명 시험방법을 실시예를 들어 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
1. 승강문 시험기(100)의 출입문(20)에 철도차량의 객차에 사용되는 주요 부품인 록킹장치, 망원경가이드레일, 도어엔진 등의 부품을 설치하는 준비단계(S10)는 측정하고자 하는 자동승강문의 주요 부품을 새것으로 설치하는 것으로서, 주요 부품 전체가 새것이면 부품 전체를 새것으로 설치하고, 주요 부품 중 특정 부품을 측정하려면 특정 부품만을 새것으로 교환한다. 특정 부품의 수명주기를 측정할 때, 다른 주요 부품의 마모도는 특정 부품의 마모도와 연관이 없다면 사용하던 것을 사용해도 무방하고, 특정 부품의 마모도와 직접적으로 연관이 있다면 새것을 사용하는 것이 바람직하다.
2. PLC프로그램을 이용하여 철도차량 객차의 개폐속도와 같은 출입문(20)의 개폐속도를 1회30초로 설정하고, 개폐횟수를 설정하는 설정단계(S20)는 출입문구동장치(50)에 구비된 입력 계기판(미도시)을 이용하여 출입문(20)의 개폐속도와 개폐횟수를 설정하여 입력하는 것을 특징으로 한다. 조작회로(42)에 입력되는 개폐횟수는 1회, 10회, 50회, 100회 중 어느 하나 이상의 단위로 작정이 정지되도록 입력가능하다. 즉, 출입문(20) 개폐횟수를 162회로 설정하려면 100회 한번과 50회 한번과 10회 한번과 1회 두번을 입력하게 되는 것이다. PLC회로(44)에 입력되는 개폐속도는 1회/10초 ~ 1회/30초 중 어느 하나의 속도로 작동되도록 입력가능하다. 즉, 빠른시간에 부품 수명주기를 측정하기 위해서는 1회/10초의 속도로 출입문(20)의 개폐속도를 설정할 수 있으나, 실제로 철도차량 객차의 자동승강문이 작동되는 속도인 1회/30초로 설정되는 것이 가장 바람직하다. 즉, PLC회로(44)에 입력되는 개폐속도는 출입문(20)의 개폐속도를 1회/10초 미만의 속도로 개폐시키면 너무 빨라 속도와 마찰열에 의한 오차가 커져 부품의 수명주기를 정확히 측정하기 어렵고, 1회/30초를 초과한 속도로 개폐시키면 소모되는 전기 등의 에너지가 너무 많아 비용적인 면에서 효율적이지 못하기 때문이다.
3. 출입문구동장치(50)를 이용하여 출입문(20)을 1회/30초로 개폐를 반복하는 작동단계(S30)는 설정단계(S20)에서 설정된 출입문(20)의 개폐횟수와 개폐속도를 바탕으로 공기탱크(30)를 작동시켜 출입문(20)의 개폐를 구동시키는 것으로서, 본체(10)의 정면 및 배면에 설치된 출입문(20) 중 어느 하나 이상을 작동시켜 부품을 시험할 수 있는 것을 특징으로 한다.
4. 출입문(20)의 개폐횟수를 디지털 카운터(52)를 이용하여 측정하는 측정단계(S40)는 출입문(20)의 개방 및 폐쇄를 1회로 측정하여 출입문구동장치(50)에 구비된 디지털 카운터(52)에 기록하는 단계로서, 좌우측 출입문(20)의 디지털 카운터(52)를 각각 구비하여 측정하는 것을 특징으로 한다.
5. 출입문(10)의 개폐횟수 증가에 따른 부품의 성능 및 마모도의 변화를 측정하는 확인단계(S50)는 출입문구동장치(50)와 PLC프로그램(40)에 의해 출입문(20)개폐 동작의 구동이 완료되고 시험자가 직접 부품의 마모도 및 형태의 변화를 측정하는 것으로서, 준비단계(S10)에서 수명주기를 파악하기 위한 부품을 분해하고, 새부품과 직접비교하여 형태변화를 측정하여 기록하는 것을 특징으로 한다. 즉, 일정한 개폐횟수마다 부품의 마모도를 측정하고 기록함으로써, 부품 수명주기에 의한 자동승강문의 고장시기를 예측할 수 있게 하고, 열차 운행에 따른 자동승강문의 개폐 횟수를 파악하여 주요 부품을 적시에 교체해 줌으로써 열차 운행 지연을 예방할 수 있는 효과를 실현한다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시 에에 한정되지 아니하고, 상기의 실시 예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
10 : 본체 20 : 출입문
30 : 공기탱크 40 : PLC프로그램
42 : 조작회로 44 : PLC회로
50 : 출입문구동장치 52 : 디지털카운터
100 : 승강문 시험기 |
