개념 한 쪽
이 개념은 엘리베이터의 안전과 구동 특성에 관련된 핵심 요소들을 다룬다. 유압식 시스템의 과압을 방지하는 안전밸브 작동 기준과, 유압 구동 방식에서 와이어로프의 사용 여부에 따른 분류, 그리고 전동기 회전수에서 엘리베이터 속도로 환산하는 계산 절차를 중심으로 정리한다.
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출제기준 단원 「블록 브레이크 및 밴드 브레이크」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 안전밸브 작동 기준 판별 | 1 | 안전밸브의 개시 압력 기준이 규정 범위인지 판정하기 |
| 구동방식별 구분 | 1 | 와이어로프 사용 여부로 유압 구동방식 분류하기 |
| 속도 계산 절차 적용 | 1 | 전동기 회전수에서 도르래 선속도로 환산하여 정격속도 구하기 |
유압식 엘리베이터에서는 펌프가 생성한 유압으로 카를 올리는 구조를 취한다. 유압이 상용 범위를 넘어서 과도하게 상승하면 카에 과부하나 손상이 발생할 수 있으므로, 펌프와 체크밸브 사이에 안전밸브를 설치하여 과압 시 유체를 배출하도록 한다. 이 안전밸브의 작동 개시 압력은 상용압력의 130% 이내로 규정되어 있다는 점을 기억해야 한다.
엘리베이터의 유압 구동 방식은 설계에 따라 직접식·팬더그래프식·간접식으로 나뉜다. 유압 직접식과 팬더그래프식은 유압 실린더가 직접 카를 밀어 올리는 방식으로 와이어로프를 사용하지 않는다. 반면 유압 간접식은 실린더의 직선운동을 풀리와 와이어로프를 통해 전달하여 카를 이동시키므로 와이어로프를 구동 매체로 사용한다.
엘리베이터의 정격속도는 전동기의 회전속도에서 출발하여 슬립 보정, 감속비 적용, 그리고 도르래 둘레에 의한 선속도 환산 순으로 계산한다. 동기속도는 120×주파수÷극수로 구하며, 여기에 슬립을 고려해 실제 회전수를 구한다. 감속비를 적용하여 도르래 회전수로 환산한 뒤 도르래 둘레(π×지름)를 곱하면 분당 이동거리를 얻는다.
위 세 가지 주제는 서로 별개로 출제되는 패턴을 보인다. 안전 관련 수치(예: 안전밸브 개시 압력 130%)는 정확히 암기해야 하고, 구동방식 구분은 와이어로프 사용 유무로 빠르게 식별해야 한다. 속도 계산 문제는 단계별 계산 순서(동기속도 → 슬립 보정 → 감속비 → 도르래 둘레)를 체계적으로 적용해야 정답을 얻는다.
대표 계산 예시(자료에 따른 풀이 순서). 1) 동기속도 계산: 120 × 주파수(60Hz) ÷ 극수(4) = 1,800 rpm. 2) 슬립 보정: 실제 회전수 = 동기속도 × (1 - 슬립) = 1,800 × 0.97 = 1,746 rpm. 3) 감속 적용: 기어감속비 49:2는 49/2로 감속되므로 도르래 회전수 = 1,746 × (2/49) ≈ 71.27 rpm. 4) 선속도 환산: 도르래 지름 540 mm의 둘레 = π × 0.54 m ≈ 1.6965 m, 분당 속도 ≈ 71.27 × 1.6965 ≈ 120.9 m/min. 따라서 정격속도는 약 120 m/min 수준이 된다.
안전밸브 관련 대표 판단 예시. - 안전밸브 개시 압력이 상용압력의 150%라고 제시되면 규정(130% 이내)을 벗어나므로 오답으로 판단한다.
구동방식 판별 대표 예시. - 와이어로프에 의해 카가 움직이는 구동방식은 유압 간접식으로 판별한다.
유압식엘리베이터의 카가 상승할 때, 유압이 상용압력 이상으로 상승하는 경우에 작동하는 안전밸브에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 문항은 유압식 엘리베이터에서 상용압력 이상으로 유압이 상승하면 작동하는 안전밸브에 대한 설명 중 틀린 것을 찾는 문제이다. 안전밸브의 작동 개시압력은 상용압력의 130% 이내로 규정되므로 150%로 적은 보기(3번)는 잘못이다.
유압식 엘리베이터 안전밸브 작동 개시 압력은 상용압력의 130% 이내로 해야 하므로 150%는 오답이다.
다음 중 와이어로프에 의해 카가 움직이는 것은?
정답 ① · 엘리베이터의 구동 방식은 카를 움직이는 매체에 따라 분류할 수 있습니다. 유압 직접식은 유압 실린더가 직접 카의 하부를 밀어 올리는 방식으로 와이어로프가 사용되지 않습니다(2번).
와이어로프를 이용해 카를 움직이는 방식은 유압 간접식이며, 직접식과 팬더그래프식은 와이어로프를 사용하지 않는다.
전동기의 입력주파수 60Hz, 극수 4, 슬립 3%, 기어감속비 49:2, 도르래의 지름 540㎜일 때 엘리베이터의 정격속도는 약 몇 [m/min]인가?
정답 ④ · 전동기의 동기 속도는 Ns = 120 × f / P 공식으로 구합니다. 주파수 f = 60Hz, 극수 P = 4이므로 Ns = 1800rpm입니다.
정격속도는 동기속도에서 슬립을 제외하고 감속비와 도르래 둘레로 환산한다.
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