개념 한 쪽
엘리베이터의 로핑과 래핑 방식은 카와 균형추를 연결하여 하중을 지지하고 구동력을 전달하는 핵심 설계 요소라고 한다. 로핑 비(N:1)에 따라 로프에 걸리는 장력이 달라지고, 도르래에 감는 회수(랩 수)는 권부각을 바꿔 트랙션 능력과 마찰을 조절한다고 한다.
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출제기준 단원 「로프 및 벨트의 로핑(걸기)방법 및 래핑(감기)방법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 주로프 구조 규격 판단 | 1 | 엘리베이터에 일반적으로 사용되는 주로프의 구조 특성을 고르기 |
| 도르래 래핑 방식 구별 | 1 | 도르래에 로프를 감는 방식(싱글/더블 등)과 효과를 판별하기 |
| 와이어로프의 안전율 및 역할 | 1 | 와이어로프의 역할과 요구되는 안전율을 식별하기 |
로핑 방식은 로프가 구동계와 카를 어떻게 연결하는지에 따른 구조적 차이를 나타낸다고 한다. 1:1 로핑은 모터가 로프를 통해 직접 카를 들어 올리는 방식으로, 로프에 걸리는 장력은 카와 균형추의 무게 합과 거의 같다고 한다. 반면 2:1 로핑은 로프를 한 번 더 왕복시켜 하중을 두 줄의 로프가 나누어 지탱하는 방식으로, 동일 하중에서 개별 로프에 걸리는 인장력은 1:1 대비 1/2가 된다고 한다.
더블랩(두 번 감기)은 도르래에 로프를 두 번 감아 권부각을 늘려 도르래와 로프 사이의 마찰력을 증가시키는 방법이라고 한다. 권부각이 증가하면 구동 시 로프의 미끄럼을 방지하는 능력이 높아져 고속이나 대용량 엘리베이터에서 유리하다고 한다. 다만 마찰 증가로 인한 마모 영향과 로프 간 간섭을 함께 고려해야 한다고 한다.
와이어로프의 구조 표기법은 꼬임 수, 심 종류, 1스트랜드당 본선 수 순서로 표기한다고 한다. 예컨대 필러형으로 6꼬임이고 중심섬유를 가진 채 1스트랜드당 29본선이면 '6×Fi(29)'로 표기한다고 한다. 주로프는 높은 강도와 마모 저항이 요구되므로 8×S(19) 구조의 E종 강선과 보통 Z꼬임을 조합하는 사례가 일반적이라고 한다.
트랙션비는 도르래에 걸린 로프의 고장력측과 저장력측 장력의 비율로 정의한다고 한다. 트랙션비가 높을수록 로프-도르레 간 마찰과 마모가 증가하여 로프 수명이 단축될 수 있고, 반대로 트랙션비가 낮으면 마찰이 적어 마모가 줄어 로프 수명이 길어지는 경향을 보인다고 한다. 적정 트랙션비 범위를 유지하여 슬립 위험과 과도한 마모를 동시에 관리해야 한다고 한다.
- 2:1 로핑의 장력 비교 예시 동일한 하중을 인양할 때 1:1 로핑에서 로프 장력을 1이라 하면, 2:1 로핑에서는 로프 장력이 1/2가 된다고 한다. 따라서 로프 굵기나 모터 용량을 2:1 로핑 설계에 맞추어 경감할 수 있다고 한다.
- 도르래 래핑(더블랩)의 효과 예시 싱글랩보다 더블랩으로 도르래에 두 번 감으면 권부각이 늘어나 마찰력이 증가하여 미끄럼 방지 능력이 향상된다고 한다. 이로 인해 고속·대용량 엘리베이터의 구동 안정성을 확보할 수 있다고 한다.
엘리베이터용 주로프에 가장 일반적으로 사용되는 와이어로프는?
정답 ④ · 엘리베이터의 주로프는 높은 강도와 유연성, 마모 저항성이 필요하므로 일반적으로 8×S(19) 또는 8×W(19) 구조의 와이어로프가 사용됩니다. 여기서 엘리베이터의 하중과 반복 휨 응력을 견디기 위해 강도가 높은 E종(Extra) 강선을 사용하며, 로프가 꼬일 때의 응력 분산과 취급 편의를 위해 보통 Z꼬임(Regular Lang's Lay 혼용 등 규격에 따른 표준 꼬임) 방식이 가장 일반적으로 채택됩니다.
엘리베이터 주로프는 높은 강도와 유연성, 마모 저항성이 필요하며, 일반적으로 8×S(19) 구조의 E종 강선을 보통 Z꼬임으로 제작한다.
도르래에 와이어 로프를 감는 방법으로 옳은 것은?
정답 ③ · 도르래와 와이어 로프의 감기는 방식 중 더블랩(Double wrap) 방식은 와이어 로프가 구동도르래에 2번 걸쳐지도록 감리는 방식입니다. 이는 권부각(Wrap angle, 접촉각)을 증가시켜 도르래와 로프 사이의 마찰력(구동력)을 크게 증가시키기 위해 사용됩니다.
더블랩 방식은 도르래에 로프를 두 번 감아 권부각을 넓혀 마찰력을 높이는 방식이다.
로프식 엘리베이터에서 카와 균형추를 연결하여 카의 상하운동에 대한 매개체 역할을 하며, 특히 안전에 매우 중요한 부품으로 안전율이 10 이상의 성계가 필요한 것은?
정답 ③ · 문항은 로프식 엘리베이터에서 카와 균형추를 연결하는 부품 중 안전율이 10 이상으로 요구되는 부품을 묻고 있다. 카와 균형추를 직접 연결하여 승강하중을 전달하는 와이어로프는 파단에 대한 안전성을 확보하기 위해 높은 안전율(일반적으로 10 이상)이 요구되는 핵심 부품이다.
와이어로프는 카와 균형추를 연결하여 상하 운동을 매개하며, 안전을 위해 최소 10 이상의 높은 안전율을 갖도록 설계된다.
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