개념 한 쪽
승강기에서 로프와 도르래의 관계는 안전과 수명에 직접적인 영향을 준다. 도르래의 피치직경과 로프의 공칭 직경 비율, 도르래 홈 형상, 와이어로프의 종류와 최소 본수 등이 핵심 규정이다. 이 항목은 해당 규격 수치와 원리를 정확히 숙지해야 정답을 고를 수 있다.
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출제기준 단원 「로프 및 벨트와 도르래의 관계」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 도르래와 로프 직경비 규정 | 1 | 권상도르래 피치직경과 로프 공칭직경의 최소 비율을 묻는다 |
| 도르래 홈 형상과 기능 구별 | 1 | 언더컷형 홈이 로프에 미치는 영향과 목적을 묻는다 |
| 와이어로프 본수·종류 판별 | 1 | 권상식 와이어로프의 최소 본수와 G/E종 특징을 구별한다 |
도르래의 피치직경과 로프 공칭직경의 비(D/d)는 로프의 굽힘 피로 수명 확보를 위한 기준값이며, 주택용을 제외한 일반 권상기에서는 그 비가 최소 40 이상이어야 한다. 도르래가 너무 작으면 로프가 반복 굴곡으로 빠르게 피로 파손되므로 규정된 최소 비율을 지켜야 한다.
권상도르래의 홈 형상 중 언더컷형은 홈 밑을 파내어 로프가 홈 측면과만 접촉하게 함으로써 접촉 면적을 줄이고 구속 각도를 증가시켜 마찰계수를 높인다. 이로써 트랙션 능력이 향상되어 로프의 미끄러짐을 줄인다. 제조 편의나 마모 저감은 언더컷형의 주된 목적이 아니며, 트랙션 증대가 핵심 이유다.
권상 방식 엘리베이터에서 권상용으로 쓰는 와이어로프는 안전을 위해 최소 3본 이상을 사용해야 한다. 본수는 로프의 파단 시 안전 여유 확보와 고정 신뢰성을 제공하므로 규정된 최소 본수를 지켜야 한다.
와이어로프의 종류는 소선의 물성 및 표면 처리에 따라 구분된다. G종은 아연 도금 처리로 부식 방지 특성을 가지므로 다습 환경에 적합하다. E종은 소선의 탄소량이 적고 연성이 좋아 반복 굽힘에 유리하며, 엘리베이터용으로 설계된 특성을 가진다.
로프와 도르래 사이의 미끄러짐은 마찰계수, 감기는 각도(접선 각도), 로프 장력비 등 마찰 조건과 직접 관련된 변수들에 의해 결정된다. 권상기 기어의 감속비는 구동 토크와 속도 변환 요소로서 마찰계수나 접촉 각도에 직접적인 영향은 주지 않는다.
대표 문제 유형은 세 가지로 정리된다. 첫째, 권상도르래와 로프 직경의 비가 얼마 이상이어야 하는지를 묻는 규정 문제로, 정답은 40배 이상이다. 둘째, 주 도르래의 언더컷형 사용 이유를 묻는 설계 원리 문제로, 정답은 마찰계수 증가에 따른 트랙션 향상이다. 셋째, 권상 방식 엘리베이터에서 사용하는 로프의 최소 본수나 와이어로프 종류의 특징을 묻는 선택형 문제로, 권상용 와이어로프는 최소 3본 이상이고 G종은 아연도금으로 부식 방지 특성이 있으며 E종은 엘리베이터용 연성 특성을 가진다.
문제 해결 요령은 규정 수치(40배, 최소 3본)와 언더컷의 목적(마찰계수 증대→트랙션 향상), 와이어로프 종류의 핵심 키워드(G=아연도금=방청, E=연성·엘리베이터용)를 빠르게 매칭하는 것이다.
권상기의 주 도르레(main sheave)의 홈 밑을 도려낸 언더컷(under cut)홈을 사용하는 이유는?
정답 ② · 엘리베이터 권상기 도르래의 홈 형상 중 언더컷(undercut) 홈은 V자 형태의 홈 밑부분을 의도적으로 깎아낸(pocket 형성) 형태입니다. 이는 로프가 홈에 닿을 때 접촉 면적과 구속 각도를 변화시켜 로프와 도르레 사이의 구속력과 마찰계수를 획기적으로 크게 끌어올리기 위함입니다.
언더컷 홈은 로프 접촉 면적을 줄여 구속 각도를 증가시켜 마찰계수를 높여 견인력을 향상시킨다.
권상식 엘리베이터의 권상용 와이어로프는 최소 몇 본이상인가?
정답 ① · 권상식(Traction) 엘리베이터는 권상기(권상 모터)의 회전력을 이용하여 카와 균형추를 연결하는 와이어로프를 마찰력으로 이동시키는 방식입니다. 이때 로프가 끊어질 경우의 안전사고를 방지하고 마찰력을 확보하기 위해, 관련 승강기 안전 규정에 따라 권상용 와이어로프는 최소 3본 이상을 사용해야 합니다.
권상식 엘리베이터의 권상용 와이어로프는 안전을 위해 최소 3본 이상 사용해야 한다.
소선강도에 의한 와이어로프의 설명 중 옳은 것은?
정답 ④ · 와이어로프는 내부 소선의 강도와 재질에 따라 여러 등급으로 분류됩니다. 일반적인 강도 기준에서 E종은 150 kgf/mm²급의 인장 강도를 가지는 소선으로 구성된 로프입니다(1번 참고).
G종 와이어로프는 아연 도금 처리로 부식을 방지하여 다습 환경에 적합하며, E종은 150kgf/mm²급 고강도입니다.
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