KR100500485B1 - 지브 크레인 - Google Patents

Abstract

지브가 길이방향 중간부에 설치한 기복 로프에 의해 기복 가능하게 지지되어 있으며, 트러스 구조를 갖고 있는 지브가, 리프팅 지점과 지지 핀을 연결하는 하중 작용선에 대하여 상측으로 연장된 상현재와, 하측으로 연장된 하현재를 가지고, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 지브 선단으로부터 하중 작용선을 따르는 하중이 (P), 기복 로프의 설치점에 있어서의 지브의 상하 폭이 (H), 기복 로프의 설치점에 있어서의 하중 작용선에 대한 상현재의 연장 편심 길이가 (Eu), 하중 작용선에 대한 하현재의 연장 편심 길이가 (El), 상현재의 단면적이 (Au), 하현재의 단면적이 (Al) 일 때,

를 만족하도록, 상현재의 연장 편심 길이(Eu)와 하현재의 연장 편심 길이(El)에 따라서 상현재의 단면적(Au)과 하현재의 단면적(Al)을 결정하여, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 지브의 상부가 크레인 본체 측으로 젖혀지도록 한다.

Description

지브 크레인{Jib crane}

본 발명은 지브 크레인에 관한 것이며, 특히 리프팅 로드(弔荷; lifting load)를 매달아 올리는 리프트 오프(lift off)시 또는 리프팅 로드의 설치시에 리프팅 로드가 갑자기 움직이지 않도록 한 지브 크레인에 관한 것이다.

도 1은 지브 크레인의 일례를 도시하는 측면도로서, 1은 주행식 또는 정치(定置)식(도시한 경우는 주행식)의 지지 받침대, 2는 지지 받침대(1)의 상부에 선회대(3)를 통해 선회가 자유롭게 설치된 선회 프레임이며, 상기 지지 받침대(1)와 선회 프레임(2)에 의해 크레인 본체(4)가 구성되어 있다.

크레인 본체(4)에 있어서의 선회 프레임(2)의 전방부(前部)에는 지브(5)가 지지 핀(6)을 중심으로 기복(起伏)이 자유롭게 설치되어 있다. 또한, 선회 프레임(2) 상에 설치한 기복 윈치(7; winch)에 의해 권취하거나 풀리는 기복 로프(8)는 선회 프레임(2) 상에 설치된 A 프레임(9) 정상부의 시브(10a; sheave), 지브(5) 선단의 시브(10b) 및 다시 시브(10a)를 통해 선회 프레임(2)에 고정되어 있으며, 기복 윈치(7)로써 기복 로프(8)를 권취하거나 풀음으로써, 지브(5)를 기복하도록 하고 있다.

또한, 선회 프레임(2) 상에 설치한 권상(卷上) 윈치(11)에 의해 권취하거나 풀리는 리프팅 로프(12)는 A 프레임(9) 정상부의 시브(13)에 걸리며, 더욱이 해당 시브(13)와 지브(5) 정상부의 시브(14)(리프팅 지점(弔点)) 사이 및 해당 시브(14)와 후크 블록(15)의 시브(16) 사이에 걸리며, 상기 리프팅 로프(12)의 종단은 기복 윈치(7)에 연동하는 도시하지 않은 러핑(luffing) 드럼(2)에 권취 방향이 반대가 되도록 감겨 있다. 권상 윈치(11)를 구동하면, 후크 블록(15)에 매단 리프팅 로드(17)의 매달아 올리기 및 내리기를 행할 수 있게 되어 있다.

또한, 상기 기복 윈치(7)에 의해 기복 로프(8)를 권취하여 지브(5)가 기립할 때에는 러핑 드럼에 의해 리프팅 로프(12)를 풀고, 지브(5)가 기립 상태로부터 수평에 가까운 상태로 숙일 때에는 러핑 드럼에 의해 리프팅 로프(12)를 권취함으로써, 리프팅 로드(17)의 높이를 바꾸지 않고 수평 러핑(level luffing)을 행할 수 있도록 하고 있다. 더욱이, 리프팅 지점(14)의 시브와 후크 블록(15)의 시브(16) 사이에 리프팅 로프(12)를 거는 횟수에 대하여, 리프팅 지점(14)과 A 프레임(9) 상단의 시브(13) 사이에 거는 횟수를 예를 들어 2배로 함으로써, 리프팅 로프(12)에 의한 부하가 지브(5)의 기복 저항이 되지 않도록 해서, 지브(5)의 기복을 용이하게 하고, 리프팅 로드(17)의 수평 러핑을 매끄럽게 행할 수 있도록 하고 있다.

도 1은 지브 크레인의 지브(5)가 가장 기립한 상태(지브(5)의 수평면에 대한 기복각(θ)이 최대인 상태)를 도시하고 있으며, 이 상태 시에는 최대 하중(혹은 정격 하중)의 리프팅 로드(17)를 매달아 올릴 수 있다. 또한, 도 3의 상태로부터 지브(5)가 수평에 가까운 상태로 숙이면, 모멘트 하중의 증가 관계로부터, 매달아 올릴 수 있는 리프팅 로드(17)의 하중은 감소한다.

도 2는 상기 선회 프레임(2) 상에 설치되는 일반적으로 알려진 A 프레임(9)의 일례를 도시한 것으로, 이 A 프레임(9)은 강성 강도를 갖는 전방부 프레임(9a)과, 텐션 바아아로서 작용하는 단면적이 작은 후방부(後部) 프레임(9b)으로 구성되어 있다. 도 1에 있어서도, 전방부 프레임(9a)은 강성 강도를 갖는 구조물로 되어 있으며, 후방부 프레임(9b)은 단면적이 작은 텐션 바아로 되어 있다.

도 1, 도 2의 지브 크레인에 있어서, 지브(5)가 수평에 가까운 상태 시에는 A 프레임(9)의 전방부 프레임(9a)에는 압축 하중이 작용하고, 후방부 프레임(9b)에는 인장(引張) 하중이 작용한다. 또한, 지브(5)가 기립한 상태로 되어 최대 하중(혹은 정격 하중)의 리프팅 로드(17)를 매달아 올리게 되면, 전방부 프레임(9a)과 후방부 프레임(9b) 양쪽이 큰 인장 하중(T)을 받게 된다.

상기한 종래의 지브 크레인은 일반적으로 다음과 같은 문제를 갖고 있었다. 도 1의 실선은 지브(5)가 기립하고 있어 리프팅 로드(17)를 매달고 있지 않을 때의 지브 크레인 상태를 도시하고 있으며, 이 상태로부터 최대 과중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올리면, 크레인 본체(4) 및 지브(5)는 큰 하중의 부하에 의해 2점 쇄선으로 도시하는 바와 같이 전방으로 경사진 상태로 휘게 된다. 즉, 지브(5)의 선단이 아래쪽으로 굽어, 크레인 본체(4)의 지지 받침대(1)가 앞쪽으로 휘게 되어, 선회대(3)가 전방으로 휜다.

더욱이, 최대 하중을 매달아 올릴 때에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, A 프레임(9)의 전방부 프레임(9a)과 후방부 프레임(9b) 양쪽에 대단히 큰 인장 하중(T)이 작용하지만, 종래의 A 프레임(9)에 있어서의 후방부 프레임(9b)은 텐션 바아로서 사용되는 것으로 단면적이 작게 형성되어 있기 때문에, 이 후방부 프레임(9b)이 인장 하중(T)에 의해 연장되며, 이 때문에 A 프레임(9) 전체가 2점 쇄선으로 도시하는 바와 같이 앞쪽으로 경사지도록 휜다.

상기한 크레인 본체(4), 지브(5) 및 A 프레임(9)이 전방으로 휘는 변형은 지브(5)를 기립 상태로 하여 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올렸을 때가 가장 크고, 지브(5)의 각도가 수평에 근접한 경우에는 매달아 올릴 수 있는 리프팅 로드(17)의 하중이 작아지는 것 및 지브(5)의 수평면으로부터의 기복각(θ)의 관계로부터 지브(5) 선단의 전방 이동 거리는 감소한다.

상기한 바와 같이, 지브 크레인으로는 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올렸을 때에, 크레인 본체(4), 지브(5) 및 A 프레임(9)이 전방으로 경사진 상태로 휨으로써, 도 1에 도시하는 바와 같이, 지브(5) 선단의 리프팅 지점(14)의 위치가 전방 이동 거리(+X)만큼 전방으로 이동하게 되며, 이 때문에 리프팅 로드(17)의 위치가 예상되는 위치로부터 전방 이동 거리(+X)만큼 전방으로 이동하게 된다.

이 때문에, 도 1의 지브 크레인에 있어서, 후크 블록(15)을 리프팅 로드(17)의 중심 위치에 맞추어, 지상에 설치한 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올리는 리프트 오프 시에는 상기한 바와 같이 크레인 본체(4), 지브(5) 및 A 프레임(9)이 2점 쇄선의 상태로 전방으로 경사지고, 리프팅 로드(17)가 전방 이동 거리(+X)만큼 전방으로 흔들리게 되며, 이 때문에 매달아 올린 리프팅 로드(17)가 전후로 흔들린다는 문제가 생긴다.

또한, 도 1의 지브 크레인에 의해 2점 쇄선과 같이 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올린 상태로부터, 소정 위치에 설치하기 위해 리프팅 로드(17)를 소정의 위치에 맞추어 매달아 내리면, 리프팅 로드(17)가 설치 위치에 접한 순간에 리프팅 로드(17)의 하중이 경감됨으로써, 전방으로 경사져 있던 크레인 본체(4)가 실선으로 도시하는 바와 같이 일어나게 되고, 이 때문에 리프팅 로드(17)가 전방 이동 거리(+X) 분 만큼 후방으로 갑자기 끌려들어가게 된다.

이와 같이, 리프팅 로드(17)의 리프트 오프 시 및 리프팅 로드(17)의 설치 시에 리프팅 로드(17)가 이동하기 때문에, 리프팅 로드(17)가 근방의 구조물 등에 충돌한다는 문제를 초래할 가능성이 있다. 또한, 강철제 블록 등의 리프팅 로드(17)를 매달아 올려 이동하여, 용접 대상물에 위치 결정하여 설치할 경우에도, 강철제 블록이 용접 대상물에 설치되는 순간에 이동하여버리기 때문에, 정확한 위치 결정이 어렵고, 위치 결정 작업에 장시간을 요한다는 문제가 생겼었다.

도 1은 종래의 지브 크레인의 일례를 도시하는 측면도.

도 2는 도 1의 지브 크레인에 있어서의 A 프레임의 측면도.

도 3은 본 발명에 관한 지브 크레인의 실시예를 도시하는 측면도.

도 4는 도 3의 지브 크레인에 있어서의 지브의 측면도.

도 5는 도 4의 지브의 저면도.

도 6은 지브의 지지 방식과 변형을 도시한 측면도.

도 7은 도 3의 지브 크레인에 있어서의 A 프레임의 측면도.

본 발명은 지브를 구성하는 상현재의 연장 편심 길이와 하현재의 연장 편심 길이에 따라서 상현재의 단면적과 하현재의 단면적을 결정하고, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 지브의 상부가 크레인 본체 측으로 젖혀지도록 하여, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 크레인 본체가 전방으로 경사지는 것에 의한 지브 선단의 전방 이동 거리와, 지브가 크레인 본체 측으로 젖혀지는 것에 의한 지브 선단의 후방 이동 거리가 상쇄되도록 해서, 지브 크레인에 의해 리프팅 로드를 매달아 올리는 리프트 오프 시나, 리프팅 로드 설치 등을 행할 때에, 리프팅 로드가 갑자기 움직이지 않도록 한 지브 크레인을 제공한다.

또한, 본 발명은 A 프레임을 구성하는 전방부 프레임의 단면적과 후방부 프레임의 단면적을 최대 하중을 매달아 올릴 때에 전방부 프레임이 연장되어 A 프레임의 상단이 후방으로 이동하도록 결정하고, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 크레인 본체가 전방으로 경사지는 것에 의한 지브 선단의 전방 이동 거리와, A 프레임이 후방으로 변형하는 것에 의한 지브 선단의 후방 이동 거리가 상쇄되도록 하여, 지브 크레인에 의해 리프팅 로드를 매달아 올리는 리프트 오프 시나, 리프팅 로드 설치 등을 행할 때에, 리프팅 로드가 갑자기 움직이지 않도록 한 지브 크레인을 제공한다.

또한, 본 발명은 지브를 구성하는 상현재의 연장 편심 길이와 하현재의 연장 편심 길이에 따라서 상현재의 단면적과 하현재의 단면적을 결정하는 것과, A 프레임을 구성하는 전방부 프레임의 단면적과 후방부 프레임의 단면적을 결정하는 것을 동시에 행하여, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 지브 선단이 이동하지 않도록 한 지브 크레인을 제공한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 근거하여 설명한다. 도 3 내지 도 6은 본 발명에 관한 지브 크레인의 일례를 도시한 것으로, 도면 중, 도 1, 도 2와 동일한 것에 대해서는 동일 부호를 붙여 설명을 생략하고, 본 발명의 특징 부분에 대해서만 상세하게 설명한다.

도 3의 선회 프레임(2)의 전방부에는 도 4, 도 5에 도시하는 바와 같은 구성을 갖는 지브(18)가 지지 핀(6)으로부터 기복이 자유롭게 설치되어 있으며, 또한 선회 프레임(2) 상의 지브(18) 후방부에는 A 프레임(23)이 설치되어 있다.

선회 프레임(2)에 설치한 기복 윈치(7)로부터 풀려 선회 프레임(2) 상의 A 프레임(23) 상단의 시브(10a)에 걸린 기복 로프(8)는 지브(18)의 길이 방향 중간부에 설치한 시브(22)(설치점)에 걸려 있으며, 기복 윈치(7)의 작동에 의해 지브(18) 기복이 행하여지도록 되어 있다.

지브(18)는 도 4, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상현재(20)와 하현재(21)를 갖는 트러스(truss) 구조를 구비하고 있다. 상현재(20)는 지브(18) 선단의 리프팅 지점(14)과 지지 핀(6)을 연결하는 하중 작용선(19)에 대하여, 기복 로프(8)의 시브에 의한 설치점(22)에서 가장 간격이 커지도록 상측으로 큰 연장 편심 길이로 연장된 가는 1개의 파이프로 이루어져 있으며, 또한, 하현재(21)는 하중 작용선(19)에 대하여, 기복 로프(8)의 설치점(22)에서 가장 간격이 커지도록 하측에 작은 연장 편심 길이로 연장된 2개의 파이프로 이루어져 있다.

또한, 도 3의 권상 윈치(11)로부터 권취된 리프팅 로프(12)는 A 프레임(23) 상단의 시브(13)를 거쳐 지브(18) 선단의 리프팅 지점(14)의 시브에 걸려 후크 블록(15)에 의해 리프팅 로드(17)를 매달아 올리거나 매달아 내리도록 하고 있다. 이 때, 리프팅 로드(17)에 의해 지브(18) 선단에 작용하는 하중은 상현재(20)와 하현재(21)로 분담되어 마치 하중 작용선(19)을 통과하여 지지 핀(6)에 작용하게 된다. 이렇게, 지브(18)로의 하중은 거의 하중 작용선(19)을 따라 작용하게 되기 때문에, 지브(18) 선단의 리프팅 지점(14)은 리프팅 로프(12)에 의해 구속되는 일이 없으며, 따라서, 기복 로프(8)는 지브(18)의 자중만을 지지하고 있어, 기복 로프(8)의 권취 또는 풀림에 의해 지브(18)를 용이하게 기복시킬 수 있다.

상기 기복 로프(8)의 지브(18)에 대한 설치점(22)은 도 6에 도시하는 바와 같이, 지브(18)가 가장 기립한 최대 하중을 매달아 올릴 때에 있어서의 크레인 방향이 상기 하중 작용선(19)에 대하여 대략 직각 방향이 되는 위치로 하고 있다.

상기 구성에 있어서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 최대 하중의 리프팅 로드(17)에 의해 지브(18)의 하중 작용선(19)에 관련되는 압축 하중을 P, 기복 로프(8)의 설치점(22)에 있어서의 지브(18)의 상하 폭을 H, 기복 로프(8)의 설치점(22)에 있어서의 하중 작용선(19)에 대한 상현재(20)의 연장 편심 길이를 Eu, 마찬가지로 하중 작용선(19)에 대한 하현재(21)의 연장 편심 길이를 El, 1개로 이루어지는 상현재(20)의 단면적을 Au, 2개로 이루어지는 하현재(21)의 단면적 합계를 Al로 하면, 상현재(20)의 응력(σu)은 σu = P×{El/(H·Au)} 이며, 하현재(21)의 응력(σl)은 σl = P×{Eu/(H·Al)} 이다.

상기에 있어서, σu = σl이면, 지브(18)는 거의 도 6의 실선으로 도시하는 상태를 유지한다.

한편, σu > σl 이 되도록, 즉,

을 만족하도록 상현재(20)의 연장 편심 길이(Eu)와 하현재(21)의 연장 편심 길이(El)에 따라서, 상현재(20)의 단면적(Au)과 하현재(21)의 단면적(Al)을 결정한다.

즉, 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 상현재(20)의 연장 편심 길이(Eu)를 크게, 하현재(21)의 연장 편심 길이(El)를 작게 하여 편심 길이의 비를 크게 한 경우에는, 상현재(20)의 단면적(Au)을 작게 하고, 하현재(21)의 단면적(Al)을 크게 설정한다. 또한, 상현재(20)의 연장 편심 길이(Eu)를 하현재(21)의 연장 편심 길이(El)에 근접시켜 동일한 정도의 편심 길이로 한 경우에는 하현재(21)의 단면적(Al)에 대하여 상현재(20)의 단면적(Au)이 작아지도록 설정한다.

상기한 바와 같이, 상현재(20)의 연장 편심 길이(Eu)와 하현재(21)의 연장 편심 길이(El)에 따라서, 상현재(20)의 단면적(Au)과 하현재(21)의 단면적(Al)을 설정함으로써, 수학식 1 이 만족되도록 하면, 최대 하중을 매달아 올릴 때에, 지브(18)는 기복 로프(8)의 설치점(22)을 중심으로 그 상부가 도 6 중 파선으로 도시하는 바와 같이, 크레인 본체(4) 측으로 젖혀지도록 변형한다. 이로써, 지브(18) 선단의 리프팅 지점(14)은 수평 방향 후방으로 향하여 후방 이동 거리(-X)만큼 이동하게 된다.

더욱이, 이 때, 지브(18)에 대한 기복 로프(8)의 설치점(22)이 도 6에 도시하는 바와 같이, 지브(18)가 기립한 최대 하중을 매달아 올릴 때에 하중 작용선(19)에 대하여 대략 직각이 되도록 하여, 기복 로프(8)에 의한 러핑 하중이 지브(18) 변형에 영향을 주지 않도록 하고 있다.

도 3 내지 도 6에 도시한 지브 크레인은 이하와 같이 실시된다.

예를 들면 최대 하중 200톤(정격 하중이라도 된다)의 리프팅 로드(17)를 매달아 올릴 수 있는 도 1에 도시한 종래의 지브 크레인에 있어서, 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올렸을 때에, 크레인 본체(4)가 전방으로 경사지는 것 및 지브(5)가 변형하는 것에 의해, 지브(5) 선단이 수평 방향 전방으로 이동하는 전방 이동 거리(+X)를 미리 구해 둔다.

한편, 도 3에 도시한 예를 들면, 최대 하중 200톤의 크레인에 있어서, 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올릴 때에, 지브(18)의 상부가 크레인 본체(4) 측으로 젖혀지도록, 상기 수학식 1 즉,

의 상현재(20)의 연장 편심 길이(Eu)와 하현재(21)의 연장 편심 길이(El) 및 상현재(20)의 단면적(Au)과 하현재(21)의 단면적(Al)을 설정한다.

이 때, 수학식 1 중의 연장 편심 길이(El)의 값을 크게 하거나 연장 편심 길이(Eu)의 값을 작게 하고, 또는 단면적(Au)의 값을 작게 하거나 단면적(Al)을 크게 하거나, 혹은 이들을 동시에 행함으로써, 수학식 1 의 좌변의 응력(σu)이 우변의 응력(σ1)보다 커지도록 한다. 이로써, 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올렸을 때에, 지브(18)는 반드시 크레인 본체(4) 측을 향하여 젖혀지도록 변형됨으로써, 지브(18)의 변형을 한 방향으로 방향지을 수 있다.

그리고, 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올림으로써 종래의 크레인 본체(4)가 전방으로 경사지는 것에 의한 지브(5) 선단이 수평 방향 전방으로 이동하는 전방 이동 거리(+X)와, 지브(18)가 크레인 본체(4) 측으로 젖혀지도록 변형하여 지브(18) 선단이 수평 방향 후방으로 이동하는 후방 이동 거리(-X) 크기의 절대치가 대략 동일해지도록 한다. 이로써, 지브(18) 선단의 이동은 캔슬되어, 지브(18) 선단의 이동 거리는 최소가 된다.

상기한 바와 같이, 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올렸을 때에 있어서의 전방 이동 거리(+X)와 후방 이동 거리(-X)가 상쇄되도록 하고 있기 때문에, 최대 하중에 가까운 각종 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올릴 때에도, 지브(18) 선단이 이동하는 것을 최소한으로 억제할 수 있다.

따라서, 지브 크레인에 의해 리프팅 로드(17)를 매달아 올릴 때의 리프트 오프 시나 리프팅 로드(17)를 소정 위치에 설치할 때에, 리프팅 로드(17)가 갑자기 이동하는 것이 확실하게 방지되게 된다.

또한 이 때, 지브(18)에 대한 기복 로프(8)의 설치점(22)을 도 6에 도시하는 바와 같이 지브(18)가 기립한 최대 하중을 들어 올릴 때에 하중 작용선(19)에 대하여 대략 직각이 되는 위치로 하고 있기 때문에, 기복 로프(8)에 의한 러핑 하중이 지브(18)가 젖혀지는 변형에 영향을 주는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 지브(18)의 변형을 확실하게 행하게 할 수 있다.

본 발명에 관한 도 3의 지브 크레인의 작용을 확인하기 위해, 실기(實機) 데이터에 근거하여 지브 크레인의 변형 시뮬레이션을 실시하여, 그 결과를 도 1에 도시한 종래의 지브 크레인의 경우와 비교하였다.

도 3에 도시한 본 발명의 지브 크레인은 지브 선회 반경(선회대(3) 중심에서 지브(18) 선단의 리프팅 지점(14)까지의 거리)이 27.5m, 리프팅 로드(17)의 최대 하중(압축 하중(P))이 200톤이며, 상현재(20)의 단면적(Au)이 파이프 외경 406.6mm×두께 7.9mm = 5000㎟, 하현재(21)의 단면적(Al)이 파이프 외경 812.8mm×두께 12mm×2개 = 30416㎟, 상현재(20)의 연장 편심 길이(Eu)가 4300mm, 하현재(21)의 연장 편심 길이(El)가 1200mm이다.

한편, 도 1에 도시한 종래의 지브 크레인은 지브 선회 반경이 27.5m, 리프팅 로드의 최대 하중이 200톤이다.

상기 본 발명의 지브 크레인과, 종래의 지브 크레인에 있어서, 각각 200톤의 리프팅 로드를 매달아 올렸을 때의 지브 선단의 이동량을 구하였다. 그 결과를 표 1에 도시하였다. 표 1 중, 플러스(+)는 크레인 전방으로의 이동을 나타내며, 마이너스(-)는 크레인 후방으로의 이동을 나타낸다.

	본 발명	종래
지브 변형에 의한 리프팅 지점의 이동량	-169mm	+188mm
크레인 본체 변형에 의한 리프팅 지점의 이동량	+204mm	+204mm

표 1에 있어서 본 발명의 지브 크레인으로는 크레인 본체가 전방으로 경사짐으로써 리프팅 지점의 전방으로의 이동량이 지브(18)가 후방으로 젖혀지는 변형에 의해 거의 상쇄되며, 따라서 모든 이동량은 불과 35mm가 된다. 이에 대하여, 종래의 지브 크레인에 있어서의 리프팅 지점의 모든 이동량은 392mm이며, 양자를 비교하면 35/392 ≒ 0.089 가 되며, 본 발명의 지브 크레인에 의하면, 종래의 지브 크레인에 대하여, 리프팅 로드의 이동량을 약 11.2분의 1이라는 대단히 작은 이동량으로 감소시킬 수 있었다.

상기한 바와 같이, 최대 하중을 매달아 올릴 때에, 종래의 지브 크레인의 크레인 본체(4)가 전방으로 경사짐으로써 지브(5) 선단의 전방 이동 거리(+X)와, 지브(18)가 젖혀지도록 변형하는 것에 의한 지브(18) 선단의 후방 이동 거리(-X)가 상쇄되도록 함으로써, 지브 크레인에 의해 리프팅 로드(17)를 매달아 올리는 리프트 오프 시나, 리프팅 로드(17) 설치 등을 행할 때에, 리프팅 로드(17)가 갑자기 크게 움직인다는 문제를 확실하게 방지할 수 있었다.

따라서, 리프팅 로드(17)를 정확한 위치에 위치 결정하는 작업이 용이해지며, 따라서 강철제 블록의 위치 결정, 용접 등의 작업성을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 리프팅 로드(17)의 리프트 오프 시나 설치 시 등에 리프팅 로드(17)가 갑자기 움직이는 것이 방지되기 때문에, 작업 안전성도 향상할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명에 관한 지브 크레인의 다른 예를 도시한 것으로, 선회 프레임(2) 상에 구비되는 A 프레임(23)의 구성을 도시하고 있다.

도 7의 A 프레임(23)은 상단에 리프팅 로프(12)용 시브(13)를 상단에 구비하고 있어, 하단이 선회 프레임(2)에 핀(24)으로써 피벗 지지된 후방부 프레임(25)과, 해당 후방부 프레임(25)의 상단에 가까운 시브(13)로부터 핀(24) 측의 위치(후방)에 상단이 핀(26)으로써 피벗 지지되며, 하단이 선회 프레임(2)에 핀(27)으로써 피벗 지지된 전방부 프레임(28)을 갖고 있다. 이 때, 후방부 프레임(25)은 단면적(Ab)이 크고 강성 강도가 큰 구성으로 하고 있으며, 또한, 전방부 프레임(28)은 단면적(Af)이 작고 강성 강도가 작은 구성으로 하고 있다.

상기한 구성에 있어서, 도 3의 지브 크레인에 의해 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올린 상태(Ⅰ의 상태) 시에는, 도 7과 같이 A 프레임(23)에 큰 인장 하중(T)이 작용하지만, 이 때 전방부 프레임(28)은 인장 응력만을 받는다. 한편, 후방부 프레임(25)에는 그 상단의 시브(13)로부터 후방의 위치에 전방부 프레임(28)의 상단을 핀(26)으로써 피벗 지지하고 있기 때문에, 후방부 프레임(25)에는 인장 응력과 동시에 굽힘 모멘트에 의한 응력이 작용한다.

상기에 있어서, 전방부 프레임(28)에 작용하는 인장력을 Tf, 후방부 프레임(25)에 작용하는 인장력을 Tb, 전방부 프레임(28)의 단면적을 Af, 후방부 프레임(25)의 단면적을 Ab로 하면, 전방부 프레임(28)의 응력(σf)은 σf = Tf/Af 이며, 후방부 프레임(25)의 응력(σb)은 σb = Tb/Ab 이다.

이 때,

를 만족하도록, 전방부 프레임(28)의 단면적(Af)과, 후방부 프레임(25)의 단면적(Ab)을 결정한다.

즉, 도 7과 같이, 후방부 프레임(25)의 단면적(Ab)을 크게 설정하고, 전방부 프레임(28)의 단면적(Af)을 작게 설정한다.

이렇게, 수학식 2 를 만족하도록 전방부 프레임(28)의 단면적(Af)과, 후방부 프레임(25)의 단면적(Ab)을 설정하면, 최대 하중을 매달아 올릴 때에, 전방부 프레임(28)이 연장되며, 이로써 A 프레임(23)은 도 7에 파선으로 도시하는 바와 같이 그 상단이 후방으로 이동하도록 변형한다.

A 프레임(23)의 상단이 후방으로 이동하도록 변형하면, 도 3의 시브(1Oa)와 설치점(22) 사이에 걸려 있는 기복 로프(8)에 의해 지브(18)가 후방으로 인장되며, 이로써, 지브(18) 선단의 리프팅 지점(14)은 도 3에 파선으로 도시하는 바와 같이 수평 방향 후방으로 향하여 후방 이동 거리(-X)만큼 이동하게 된다.

도 7에 도시한 A 프레임(23)을 구비한 지브 크레인은 이하와 같이 실시된다.

예를 들면, 최대 하중 200톤(정격 하중이라도 된다)의 리프팅 로드(17)를 매달아 올릴 수 있는 도 1에 도시한 종래의 지브 크레인에 있어서, 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올렸을 때에, 크레인 본체(4)가 전방으로 경사지는 것 및 지브(5)가 변형하는 것에 의해, 지브(5) 선단이 수평 방향 전방으로 이동하는 전방 이동 거리(+X)를 미리 구해 둔다.

한편, 도 7의 A 프레임(23)을 구비한 예를 들면, 최대 하중 200톤의 도 3의 지브 크레인에 있어서, 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올렸을 때에, A 프레임(23)의 상단이 후방으로 이동하도록 변형함으로써 지브(18)의 상단이 후방으로 이동하도록 상기 수학식 2 즉,

를 만족하는, 전방부 프레임(28)의 단면적(Af)과, 후방부 프레임(25)의 단면적(Ab)을 설정한다. 즉, 후방부 프레임(25)의 단면적(Ab)을 크게 설정하고, 전방부 프레임(28)의 단면적(Af)을 작게 설정하여, 수학식 2 의 좌변의 응력(σf)이 우변의 응력(σb)보다 커지도록 한다. 이로써, 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올렸을 때에, A 프레임(23)은 반드시 후방을 향하여 변형되게 되어, A 프레임(23)의 변형을 한 방향으로 방향지을 수 있다.

그리고, 최대 하중의 리프팅 로드(17)를 매달아 올림으로써 종래의 지브 크레인의 크레인 본체(4)가 전방으로 경사지는 것에 의한 지브(5) 선단이 수평 방향 전방으로 이동하는 전방 이동 거리(+X)와, A 프레임(23)이 후방으로 변형하여 지브(18) 선단이 수평 방향 후방으로 이동하는 후방 이동 거리(-X) 크기의 절대치가 대략 동일해지도록 한다. 이로써, 지브(18) 선단의 이동은 캔슬되어, 지브(18) 선단의 이동 거리는 최소가 된다.

상기한 바와 같이, 최대 하중을 매달아 올릴 때에, 종래의 지브 크레인의 크레인 본체(4)가 전방으로 경사지는 것에 의한 지브(5) 선단의 전방 이동 거리(+X)와, A 프레임(23)이 후방으로 변형하는 것에 의한 지브(18) 선단의 후방 이동 거리(-X)가 상쇄되도록 함으로써, 지브 크레인에 의해 리프팅 로드(17)를 매달아 올리는 리프트 오프 시나, 리프팅 로드(17) 설치 등을 행할 때에, 리프팅 로드(17)가 갑자기 크게 움직인다는 문제를 확실하게 방지할 수 있다.

따라서, 리프팅 로드(17)를 정확한 위치에 위치 결정하는 작업이 용이해지며, 따라서 강철제 블록의 위치 결정, 용접 등의 작업성을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 리프팅 로드(17)의 리프트 오프 시나 설치 시 등에 리프팅 로드(17)가 갑자기 움직이는 것이 방지되기 때문에, 작업 안전성도 향상할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 지브(18)의 구성과, A 프레임(23)의 구성을 별도로 실시한 경우에 대해서 예시하였지만, 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 지브(18)의 상현재(20)의 연장 편심 길이(Eu)와 하현재(21)의 연장 편심 길이(El)에 따라서 하현재(21)의 단면적(Al)과 상현재(20)의 단면적(Au)을 결정하는 것과, 도 7에 도시한 바와 같이, A 프레임(23)의 전방부 프레임(28)의 단면적(Af)과, 후방부 프레임(25)의 단면적(Ab)을 설정하는 것을 동시에 실시해도 좋으며, 이 경우에도 지브 크레인에 의한 최대 하중을 매달아 올릴 때에 지브(18) 선단이 이동하지 않도록 할 수 있다.

더구나, 본 발명은 상기 형태예에만 한정되는 것이 아니라, 각종 형식의 지브 크레인에 적용할 수 있는 것, 지브 및 A 프레임의 형상, 치수 등은 도시예에만 한정되지 않고 각종 변경할 수 있는 것, 그 밖에 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 각종 변경을 가할 수 있는 것 등은 물론이다.

지브 크레인에 의한 최대 하중을 매달아 올릴 때에, 지브 크레인 본체가 전방으로 경사져서 지브의 선단이 전방으로 이동하는 것이 상쇄되어 지브 선단이 움직이지 않도록 하고 있기 때문에, 리프팅 로드를 매달아 올리는 리프트 오프 시나, 리프팅 로드 설치 등을 행할 때에, 리프팅 로드가 갑자기 움직이지 않고, 능률적이고 안전한 크레인 작업을 행하는 데 적합하다.

Claims (6)

1. 크레인 본체에 설치되는 지브가 길이방향 중간부에 설치한 기복 로프에 의해 기복 가능하게 지지되어 있으며, 또한 트러스 구조를 갖고 있는 지브가 리프팅 지점과 지지 핀을 연결하는 하중 작용선에 대하여 상측으로 연장된 상현재와, 하측으로 연장된 하현재를 가지고, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 지브 선단으로부터의 하중 작용선을 따르는 하중이 (P), 기복 로프의 설치점에 있어서의 지브의 상하 폭이 (H), 기복 로프의 설치점에 있어서의 하중 작용선에 대한 상현재의 연장 편심 길이가 (Eu), 하중 작용선에 대한 하현재의 연장 편심 길이가 (El), 상현재의 단면적이 (Au), 하현재의 단면적이 (Al) 일 때,

   를 만족하도록, 상현재의 연장 편심 길이(Eu)와 하현재의 연장 편심 길이(El)에 따라서 상현재의 단면적(Au)과 하현재의 단면적(Al)을 결정하고, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 지브의 상부가 크레인 본체 측으로 젖혀지도록 한 것을 특징으로 하는 지브 크레인.
2. 제 1 항에 있어서, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 크레인 본체가 전방으로 경사짐으로써 지브 선단이 수평 방향 전방으로 이동하는 전방 이동 거리와, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 지브가 크레인 본체 측으로 젖혀짐으로써 지브 선단이 수평 방향 후방으로 이동하는 후방 이동 거리가 대략 동일해지도록 한 것을 특징으로 하는 지브 크레인.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 지브의 하중 작용선에 대하여 대략 직각이 되도록 지브에 대하여 기복 로프를 설치한 것을 특징으로 하는 지브 크레인.
4. 크레인 본체에 지브가 기복이 자유롭게 설치되고, 또한 지브의 리프팅 지점으로 리프팅 로프를 유도하는 A 프레임이, 상단에 리프팅 로프용 시브를 구비하여 하단이 선회 프레임에 피벗 지지된 후방부 프레임과, 해당 후방부 프레임의 시브의 후방에 상단이 피벗 지지되어 하단이 선회 프레임에 피벗 지지된 전방부 프레임으로 구성되어 있으며, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 A 프레임의 전방부 프레임에 작용하는 인장력이 (Tf), 후방부 프레임에 작용하는 인장력이 (Tb), 전방부 프레임의 단면적이 (Af), 후방부 프레임의 단면적이 (Ab) 일 때,

   를 만족하도록, 전방부 프레임의 단면적(Af)과 후방부 프레임의 단면적(Ab)을 설정하고, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 전방부 프레임이 연장되어 A 프레임의 상단이 후방으로 이동하도록 한 것을 특징으로 하는 지브 크레인.
5. 제 4 항에 있어서, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 크레인 본체가 전방으로 경사짐으로써 지브 선단이 수평 방향 전방으로 이동하는 전방 이동 거리와, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 전방부 프레임이 연장되어 A 프레임의 상단이 후방으로 이동하여 지브 선단이 수평 방향 후방으로 이동하는 후방 이동 거리가 대략 동일해지도록 한 것을 특징으로 하는 지브 크레인.
6. 크레인 본체에 지브가 기복이 자유롭게 설치되고, 또한 지브의 리프팅 지점으로 리프팅 로프를 유도하는 A 프레임이, 상단에 리프팅 로프용 시브를 구비하여 하단이 선회 프레임에 피벗 지지된 후방부 프레임과, 해당 후방부 프레임의 시브의 후방에 상단이 피벗 지지되어 하단이 선회 프레임에 피벗 지지된 전방부 프레임으로 구성되어 있으며, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 A 프레임의 전방부 프레임에 작용하는 인장력이 (Tf), 후방부 프레임에 작용하는 인장력이 (Tb), 전방부 프레임의 단면적이 (Af), 후방부 프레임의 단면적이 (Ab) 일 때,

   를 만족하도록, 전방부 프레임의 단면적(Af)과 후방부 프레임의 단면적(Ab)을 설정하고, 또한, 크레인 본체에 설치되는 지브가 길이방향 중간부에 설치한 기복 로프에 의해 기복 가능하게 지지되어 있으며, 또한 트러스 구조를 갖고 있는 지브가 리프팅 지점과 지지 핀을 연결하는 하중 작용선에 대하여 상측으로 연장된 상현재와, 하측으로 연장된 하현재를 가지고, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 지브 선단으로부터의 하중 작용선을 따르는 하중이 (P), 기복 로프의 설치점에 있어서의 지브의 상하 폭이 (H), 기복 로프의 설치점에 있어서의 하중 작용선에 대한 상현재의 연장 편심 길이가 (Eu), 하중 작용선에 대한 하현재의 연장 편심 길이가 (El), 상현재의 단면적이 (Au), 하현재의 단면적이 (Al) 일 때,

   를 만족하도록, 상현재의 연장 편심 길이(Eu)와 하현재의 연장 편심 길이(El)에 따라서 상현재의 단면적(Au)과 하현재의 단면적(Al)을 결정하고, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 크레인 본체가 전방으로 경사짐으로써 지브 선단이 수평 방향 전방으로 이동하는 전방 이동 거리와, 최대 하중을 매달아 올릴 때에 지브가 크레인 본체 측으로 젖혀지는 것과 A 프레임의 상단이 후방으로 이동함으로써 지브 선단이 수평 방향 후방으로 이동하는 후방 이동 거리가 대략 동일해지도록 한 것을 특징으로 하는 지브 크레인.