개념 한 쪽
트랙션비는 카측 로프 장력과 균형추측 로프 장력의 비를 말하며, 와이어로프와 도르래 사이의 마찰 구동 능력을 나타내는 핵심 지표이다. 균형추 무게는 빈 카 자중에 적재하중의 일정 비율을 더하여 정하며, 이 비율을 오버밸런스율(Overbalance rate)이라 한다. 트랙션비 계산은 카측과 균형추측에 걸리는 하중 구성 요소를 명확히 구분하여 산정하는 것이 핵심이다.
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출제기준 단원 「트랙션 비(견인비)의 계산」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 균형추 무게 정의·명칭 | 1 | 적재하중의 추가 비율 명칭을 묻는다 |
| 오버밸런스율 정의 선지판정 | 1 | 오버밸런스율의 올바른 설명을 고른다 |
| 트랙션비의 목적 선택 | 1 | 오버밸런스율 설정 이유로 타당한 항목을 찾는다 |
트랙션비는 카측 하중을 균형추측 하중으로 나눈 값으로 정의한다. 카측 하중은 일반적으로 카 자중과 적재하중, 그리고 해당 위치에서 로프가 부담하는 무게를 포함한다. 균형추측 하중은 균형추의 총중량과 해당 위치에서의 로프 무게 영향 등을 고려하여 산정한다.
균형추의 총중량은 빈 카의 자중에 적재하중의 일정 비율을 더한 값으로 정하는 것이 보통이다. 이때 적재하중의 몇 퍼센트를 더할 것인가를 나타내는 비율을 오버밸런스율이라 하고, 설계상 보통 35~55% 범위를 사용하며 문제의 해설에서는 40~50%를 자주 언급한다. 오버밸런스율은 트랙션비 확보와 와이어로프의 미끄러짐 방지에 영향을 주므로 적절히 설정해야 한다.
트랙션비 산정식은 상황에 따라 보정항을 포함한다. 예를 들어 로프 본수와 로프의 선단 위치(카가 최상층인지 등), 로프 단위중량과 보상율 등을 반영하는 식을 사용하여 보다 정확한 트랙션비를 계산한다. 카와 균형추의 하중 구성 요소를 올바르게 식에 대입하면 설계상의 허용 범위 내인지 검토할 수 있다.
트랙션비가 너무 낮으면 도르래에서 로프가 미끄러질 위험이 커지므로 안전성과 구동 효율을 위해 적정 범위를 유지해야 한다. 반대로 과도한 오버밸런스는 운전 중 불필요한 부하 분포를 초래할 수 있으므로 균형을 고려하여 오버밸런스율을 설정해야 한다.
대표 계산 1 — 균형추 무게 계산 예: 공식으로 균형추 무게 Wb는 빈 카 무게(Wc)에 적재하중(Q)×오버밸런스율(r)을 더하여 구한다. 예로 카 무게 800kg, 적재하중 600kg, 오버밸런스율 45%일 때 균형추 무게는 Wb = 800 + 600×0.45 = 800 + 270 = 1070kg이 된다. 계산 시 퍼센트(%)를 소수로 변환하는 점에 주의한다.
대표 계산 2 — 트랙션비 근사식 예: 트랙션비 T의 근사식으로는 T = (Wc + Q + n×L×w) / (Wb + n×(H−L)×w) 형태를 사용한다는 설명이 있다. 여기서 Wc는 카 자중, Q는 정격하중, Wb는 균형추 중량, n은 로프 본수, L은 카 위치(예: 최상층이면 L=H), w는 로프 단위중량, H는 승강행정이다. 오버밸런스율 적용 시 Wb = Wc + r·Q로 설정하여 대입하면 된다. 문제에서 제시된 수치들을 대입하여 계산하면 약 1.27의 값이 도출된다는 해설이 제시된다.
균형추 방식의 엘리베이터에 대한 설명 중 옳은 것은?
정답 ① · 문항은 균형추 방식 엘리베이터의 장점을 묻고 있다. 균형추는 카 무게의 일부를 상쇄하여 구동 전동기가 처리해야 할 순 하중을 줄여 동일한 용량과 속도에서 전동기 출력 용량을 감소시킬 수 있다.
균형추 방식은 카 무게와 균형추 무게가 서로 상쇄되므로 구동 전동기의 출력용량을 줄일 수 있습니다.
오버밸러스율(Over Balance)에 대한 설명 중 틀린 것은?
정답 ④ · 오버밸런스율의 정의와 범위를 묻는 문제로, 오버밸런스율은 정격하중 대비 몇 퍼센트를 더할 것인가를 나타내는 비율이다. 일반적으로 설계상 35~55% 범위를 사용하고 소형 엘리베이터는 50%를 넘는 경우도 있으므로 관련 진술들은 맞는다.
오버밸러스율은 정격하중 대비 과적하중을 의미하며, 소형 엘리베이터라도 1명 승차 시 불평형 하중이 발생할 수 있으므로 ④가 틀린 설명이다.
균형추(Counter Weight)의 오버밸런스율을 적절하게 하여야 하는 이유로 가장 타당한 것은?
정답 ④ · 문제는 균형추의 오버밸런스율을 적절히 설정하는 이유가 무엇인지 묻고 있다. 오버밸런스율은 트랙션비 확보를 위해 설정되며, 충분한 오버밸런스가 있어야 도르래에서 와이어로프가 미끄러지지 않고 구동력이 안정적으로 전달된다.
균형추 오버밸런스는 트랙션비 확보를 위해 필요하며, 와이어로프 미끄러짐 방지 및 안전 운행의 핵심 요소이다.
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