개념 한 쪽
구동 능력의 계산은 권상기와 조속기 등 승강기 주요 기계부의 설계 기준을 확인하는 영역이다. 권상기와 브레이크의 하중 허용치, 과속조절기 풀리의 치수비, 조속기와 과속스위치의 작동 조건 등 안전 관련 수치와 원리를 숙지해야 한다.
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출제기준 단원 「구동 능력의 계산」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 화물용 권상능력 계산 | 1 | 차량 탑승형 화물용 권상기의 요구 권상능력 비율 적용 |
| 도르래 직경 변화 영향 판단 | 1 | 주도르래 직경 축소 시 회전수·토크·로프 특성의 영향 식별 |
| 권상기 브레이크 성능 기준 | 1 | 승객용 권상기 브레이크의 하중 기준을 묻기 |
과속조절기(조속기)의 로프가 지나가는 풀리의 피치직경과 로프의 공칭 지름의 비는 로프의 굽힘 피로와 수명을 보호하기 위해 최소 기준을 둔다. 과속조절기 로프의 경우 피치직경(D)과 공칭지름(d)의 비(D/d)는 30 이상이어야 한다는 규정이 명확히 제시되어 있다. 이 수치는 조속기 로프의 굽힘 특성에 맞춘 최소 기준으로 해석한다.
조속기의 종류는 기계적 작동 원리에 따라 분류한다. 대표적인 조속기 유형으로 플라이볼형, 디스크형, 마찰정지형 등이 있으며, 세이프티 또는 세프티 디바이스라는 명칭은 일반적인 안전장치나 별도 장치의 범주를 가리키므로 조속기 분류에는 포함시키지 않는다.
권상기와 관련하여 권상능력 및 브레이크 성능 기준이 중요하다. 화물용, 특히 포크리프트가 승강하는 화물용 엘리베이터는 착륙 시 충격 하중이 크기 때문에 권상기는 적재 하중의 150%까지 견딜 수 있도록 설계해야 한다. 승객용 엘리베이터의 브레이크는 정격하중의 125% 하중 상태에서 하강 시에도 안전하게 감속하여 정지할 수 있는 성능을 확보해야 한다.
기계적 치수 변화는 동력과 토크에 직결되는 물리적 관계를 따른다. 주도르래의 직경을 작게 설계하면 같은 선속도에서 회전수가 증가하고 기계 소형화와 로프 직경 감소가 가능하지만, 토크는 반지름에 비례하므로 직경 감소는 토크 감소로 이어진다. 따라서 직경 감소가 제동 토크를 증가시킨다고 보는 설명은 물리 법칙과 상충한다고 판단한다.
대표적 적용 예는 권상능력과 브레이크 요구치의 수치 적용이다. 예컨대 권상기의 정격 적재 하중이 1,000kg인 차량 진입형 화물용 엘리베이터는 권상능력을 적재 하중의 150%로 설계해야 하므로 요구 권상능력은 1,000kg × 1.50 = 1,500kg로 계산한다.
또 다른 적용 예는 승객용 엘리베이터 브레이크 성능 검증이다. 정격하중이 800kg인 경우 브레이크는 정격하중의 125% 하중, 즉 800kg × 1.25 = 1,000kg 상태에서 하강 시에도 안전하게 감속·정지할 수 있어야 한다.
포크 리프트 등을 사용하는 화물용 엘리베이터의 권상기에 대한 권상능력을 설정하는 방법으로 옳은 것은?
정답 ③ · 화물용 엘리베이터, 특히 포크 리프트 등의 차량이 진입하는 경우 충격 하중이 크게 작용합니다. 이에 따라 권상기의 권상 능력은 적재 하중의 150% 하중이 작용해도 안전하게 견딜 수 있도록 설계하여야 합니다.
포크 리프트 등 차량이 승강하는 화물용 엘리베이터는 충격 하중이 크므로, 권상기는 적재 하중의 150%까지 견딜 수 있도록 설계해야 한다.
동기 기어레스 권상기를 설계하려고 한다. 주도르래의 직경을 작게 설계할 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 문항은 주도르래의 직경을 작게 설계했을 때의 영향을 묻고 있다. 직경을 줄이면 동일한 선속을 유지하기 위해 회전수가 증가하므로 회전수는 빨라지고 기계 전체의 소형화가 가능하며 로프 지름을 작게 할 여지도 생긴다.
주도르래 직경이 작아지면 회전수는 빨라지지만, 토크는 작아져 제동 토크가 커진다는 설명은 물리적으로 틀렸다.
권상기에 대한 설명으로 옳은 것은?
정답 ③ · 문제는 권상기 관련 설명 중 옳은 것을 묻고 있다. 승객용 엘리베이터의 브레이크는 정격하중의 125% 하중에서 하강 시에도 안전하게 감속·정지할 수 있어야 한다는 안전 기준이 존재하므로 해당 선택지가 맞다.
승객용 엘리베이터 브레이크는 정격하중 125%에서 하강 시 안전하게 감속 정지해야 합니다.
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