KR101381394B1 - 와이어로프 수명 예측 장치 - Google Patents

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KR101381394B1
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이병민
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Abstract

본 발명의 와이어로프 수명 예측 장치는 시브에 걸리는 와이어로프의 벤딩 사이클 수를 측정하는 제1 측정부, 상기 와이어로프의 장력을 측정하는 제2 측정부 및 상기 벤딩 사이클 수와 상기 장력을 이용하여 상기 와이어로프의 수명을 예측하는 예측부를 포함함으로써, 신뢰성 있게 로프의 수명을 예측할 수 있다.

Description

와이어로프 수명 예측 장치{APPARATUS FOR PREDICTING LIFE TIME OF WIRE ROPE}
본 발명은 와이어로프 수명 예측 장치 및 방법에 관한 것으로, 건설기계의 유압 시스템에 적용된 와이어로프의 수명을 용이하고 신뢰성 있게 예측할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
굴착기 등에 설치되는 다단 신축 암에 있어서, 인상 로프의 절단에 의한 중간 암 이하의 암의 낙하를 방지하기 위해 중간 암의 하단에 2개의 시브를 설치하고 각 시브에 인상 로프를 걸고 그 양단을 인상 로프에 인접하는 내외의 암에 연결시킨다.
다단 신축 암의 구동에 의해 각 암을 지지하는 인상 로프에 피로가 쌓이게 되며, 피로에 의해 종국에는 인상 로프가 절단된다. 인상 로프의 절단은 안전 사고에 직결되므로 인상 로프를 설정 주기마다 교체해서 이용하고 있다.
그런데, 인상 로프의 교체는 인상 로프의 상태에 근거하지 않는 관계로 비효율이고 안전상으로 문제가 있다.
한국등록특허공보 제0251085호에는 각 단마다 각 단에 적절한 장력을 부여하는 장력 조정 볼트를 구비하여 각 구동 체인의 장력을 용이하게 조절하는 기술이 개시되고 있다. 그러나, 시브에 걸리는 로프의 수명을 예측하는 방안은 개시되지 않고 있다.
한국등록특허공보 제0251085호
본 발명은 건설기계의 유압 시스템에 적용된 와이어로프의 수명을 용이하고 신뢰성 있게 예측할 수 있는 와이어로프 수명 예측 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 와이어로프 수명 예측 장치는 시브에 걸리는 와이어로프의 벤딩 사이클 수를 측정하는 제1 측정부, 상기 와이어로프의 장력을 측정하는 제2 측정부 및 상기 벤딩 사이클 수와 상기 장력을 이용하여 상기 와이어로프의 수명을 예측하는 예측부를 포함할 수 있다.
본 발명의 와이어로프 수명 예측 방법은 시브에 걸리는 와이어로프에 가해지는 장력과 상기 와이어로프의 벤딩 사이클 수를 측정하는 단계 및 상기 장력과 상기 벤딩 사이클 수를 이용하여 상기 와이어로프의 수명을 예측하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 와이어로프 수명 예측 장치 및 방법은 와이어로프의 수명과 관련된 와이어로프의 장력과 벤딩 사이클을 파악하고, 파악된 장력 및 벤딩 사이클을 이용해 와이어로프의 수명을 예측함으로써 와이어로프의 수명을 용이하고 신뢰성 있게 예측할 수 있다.
도 1은 본 발명의 와이어로프 수명 예측 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 와이어로프의 수명을 나타낸 그래프이다.
도 3은 와이어로프의 벤딩 사이클을 나타낸 개략도이다.
도 4는 와이어로프의 지름과 허용 벤딩 사이클 수의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 와이어로프를 가이드하는 시브(110)의 지름과 허용 벤딩 사이클 수의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 장력과 허용 벤딩 사이클 수의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 와이어로프 수명 예측 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 다단 신축 암을 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 와이어로프 수명 예측 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 와이어로프 수명 예측 장치는 시브에 걸리는 와이어로프의 벤딩 사이클 수를 측정하는 제1 측정부(210), 와이어로프의 장력을 측정하는 제2 측정부(220) 및 제1 측정부(210)에서 측정된 벤딩 사이클 수와 제2 측정부(220)에서 측정된 장력을 이용하여 와이어로프의 수명을 예측하는 예측부(230)를 포함할 수 있다.
건설 기계 장비에 사용되는 와이어로프는 큰 하중을 지지하므로 와이어로프의 수명이 다해 끊어지게 되면 큰 사고로 이어지게 된다. 따라서, 굴삭기 등 건설 기계 장비 등에 사용되는 와이어로프의 수명 예측은 대단히 중요한 사안이다.
도 8에는 다단 신축 암이 개시되어 있다. 다단 신축 암은 복수의 암(20)과 각 암(20)을 연결하는 시브(110)와 와이어로프(130)를 포함할 수 있다. 이때 시브(110)는 이동 도르레일 수 있다. 다단 신축 암은 붐(boom)(10)을 통해 굴삭기 본체에 연결된다. 도 8에 도시된 것은 3개의 암이 설치된 실시예이며, 붐(10)에 연결된 암과 클램쉘 버켓(30)이 설치되는 암 사이에 중간 암이 개재된다. 시브(110)가 중간 암에 고정될 때 와이어로프(130)의 양단은 붐(10)에 연결된 암 및 클램쉘 버켓이 설치되는 암에 각각 고정된다. 이러한 구성에 의하면 중간 암이 1의 거리만큼 이동할 때 클램쉘 버켓이 설치되는 암은 2의 거리만큼 이동한다.
도 8에는 시브(110) 및 와이어로프(130)가 적용된 다단 신축 암을 나타내었으나 이외에도 다양한 건설 기계 장비에서 시브(110)와 와이어로프(130)를 이용하고 있다.
도 2는 와이어로프의 수명을 나타낸 그래프이다. 도 2를 살펴보면 와이어로프의 수명은 크게 구조적 신장(construction stretch) 구간, 탄성 신장(progressive stretch) 구간, 영구 신장(permanent stretch) 구간으로 나눌 수 있다.
구조적 신장 구간은 와이어로프 사용 초기 단계 구간으로 와이어로프의 내부 공극 등이 줄어듦으로써 와이어로프가 신장되는 구간에 해당할 수 있다.
탄성 신장 구간은 와이어로프의 마모와 피로가 누적되는 구간으로 일반적으로 와이어로프를 사용하는 구간에 해당할 수 있다.
영구 신장 구간은 와이어로프 신연이 급격한 상태이거나 와이어로프가 급격히 열화된 상태 구간으로 영구 신장 구간 전에 와이어로프를 교체하는 것이 바람직하다.
반복적인 와이어로프의 벤딩(bending)과 인장은 와이어로프에 피로를 발생시키고, 결국 피로 파괴를 일으키게 된다. 건설기계 등에 사용되는 와이어로프는 마모로 단선되는 경우가 드물다. 이러한 와이어로프는 대부분 벤딩(bending) 피로에 의해 단선된다. 따라서, 와이어로프의 벤딩 빈도는 와이어로프의 수명에 많은 영향을 미치는 인자가 된다. 와이어로프의 벤딩 피로는 마멸, 홈 또는 꼬임과 같은 형태 손상 등으로 가속화될 수 있다.
와이어로프는 대부분 원형의 시브(110)에 걸린 상태에서 운용된다. 따라서 와이어로프에 가해지는 벤딩 피로는 주로 시브(110)에 의해 발생된다.
도 3은 와이어로프의 벤딩 사이클을 나타낸 개략도이다.
도 3과 같이 벤딩 사이클은 직선 상태의 와이어로프(130)가 시브(110)의 회전에 의해 벤딩 상태로 되고, 다시 시브(110)의 회전에 의해 벤딩 상태가 직선 상태로 펴지는 주기를 나타낸다. 정리하면 벤딩 사이클은 와이어로프가 직선 상태-벤딩 상태-직선 상태로 변화하는 것일 수 있으며, 벤딩 상태-직선 상태-벤딩 상태로 변화하는 것 역시 벤딩 사이클을 형성한다.
벤딩 사이클에 대한 정의는 "CASAR® SPECIAL WIRE ROPES - R. Verreet, Calculating the service life of running steel wire ropes, 8/98"에 수록되어 있다.
본 명세서에서 언급되는 벤딩 사이클은 위 논문의 벤딩 사이클을 따를 수 있다. 또는 시브의 움직임이 정지된 상태에서 움직이는 경우와 일방향으로 회전하던 시브가 반대 방향으로 회전하는 경우를 합쳐 벤딩 사이클로 정의하여 이용할 수도 있다. 동일한 장비의 구동시 새롭게 정의된 벤딩 사이클의 회수는 위 논문의 벤딩 사이클의 회수보다 많을 수 있다. 그러나 안전을 보장하는 방향으로 벤딩 사이클 회수가 추가되는 것이므로 별다른 문제는 없다.
벤딩 사이클을 위와 같이 정의할 때, 와이어로프의 지속 가능한 허용 벤딩 사이클 수 N은 다음의 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure 112012096175960-pat00001
여기서, d는 와이어로프의 지름(mm)이고,
D는 쉬브의 지름(mm)이며,
S는 와이어로프 라인풀(rope line pull), 즉 와이어로프의 장력(N)이고,
ℓ은 가장 심하게 변형되는 와이어로프 구간의 길이(mm)이며,
R0는 와이어로프의 인장 강도(항복이 일어나는 인장 응력)(N/mm2)이고,
S0는 단위 라인풀(=1N/mm2)이며,
d0는 단위 지름(=1mm)이고,
b0 ~ b5는 모든 단일 와이어로프 디자인에 대해 무수한 벤딩 피로 테스트별로 각각 결정되어야 하는 와이어로프의 특성 파라미터이다.
도 4는 와이어로프의 지름과 허용 벤딩 사이클 수의 관계를 나타낸 그래프이다.
수학식1에 의하면 와이어로프의 허용 벤딩 사이클 수 N에 와이어로프의 지름이 관련됨을 알 수 있다. 도 4에서 break는 와이어로프가 단선되는 벤딩 사이클 수를 나타내고 있으며, discard는 와이어로프의 교체 시기를 나타내고 있다. 와이어로프의 교체 시기는 와이어로프가 단선되는 벤딩 사이클 회수의 절반에 해당할 수 있다.
도 4를 살펴보면 와이어로프의 지름이 너무 작거나 큰 경우에 와이어로프의 허용 벤딩 사이클 수(break 시점 또는 discard 시점일 수 있다. 안전상 discard 시점인 것이 바람직하다)가 줄어드는 것을 알 수 있다. 도면 상으로 수명 연장에 적절한 와이어로프의 지름은 24~32mm일 수 있다.
도 5는 와이어로프를 가이드하는 시브(110)의 지름과 허용 벤딩 사이클 수의 관계를 나타낸 그래프이다.
살펴보면, 시브(110)의 지름이 클수록 와이어로프가 단선될 때까지의 허용 벤딩 사이클 수가 증가하는 것을 알 수 있다.
도 6은 장력과 허용 벤딩 사이클 수의 관계를 나타낸 그래프이다.
살펴보면, 장력(line pull)이 커질수록 와이어로프가 단선될 때까지의 벤딩 사이클 수가 감소하는 것을 알 수 있다.
이상의 내용을 정리하면 와이어로프의 수명과 관련된 허용 벤딩 사이클 수를 결정하는 다양한 인자가 존재하는데, 이들 인자 중 변수로는 장력이 존재함을 알 수 있다. 장력 이외의 인자들은 상수로서 그 값이 고정된다.
와이어로프의 수명 예측은 벤딩 사이클 수를 측정하고, 측정된 벤딩 사이클 수를 수학식 1을 통해 산출된 허용 벤딩 사이클 수와 비교함으로써 이루어질 수 있다.
이때, 장력은 대표값을 이용할 수 있다. 즉, 건설 기계 장비의 초기 설계시 해당 장비의 환경을 고려하여 대표적인 장력을 결정하고, 결정된 장력을 위 수학식 1에 적용시켜 허용 벤딩 사이클 수를 산출할 수 있다.
그러나, 이와 같이 장력의 대표값을 이용한 수명 예측 방식은 신뢰성이 낮을 것이 자명하다.
본 발명의 와이어로프 수명 예측 장치는 건설 기계 장비의 구동시의 장력을 측정하고 측정된 장력을 와이어로프의 수명 예측에 이용함으로써 신뢰성 있는 수명 예측이 가능하다.
제1 측정부(210)는 시브에 걸리는 와이어로프의 벤딩 사이클 수를 측정하고, 제2 측정부(220)는 와이어로프의 장력을 측정한다. 수학식 1로 산출되는 허용 벤딩 사이클 수 N은 측정된 장력 환경에서 결정되는 것이므로 제1 측정부(210)와 제2 측정부(220)가 다른 시점에 구동된다면 측정된 벤딩 사이클 수와 허용 벤딩 사이클 수의 비교에 대한 신뢰성이 낮아질 수밖에 없다.
따라서, 본 발명의 와이어로프 수명 예측 장치를 구성하는 제1 측정부(210)와 제2 측정부(220)는 함께 구동되는 것이 좋다. 제1 측정부(210)와 제2 측정부(220)가 동시에 구동됨으로써, 측정된 장력에서의 벤딩 사이클 수를 신뢰성 있게 획득할 수 있다. 이렇게 획득된 벤딩 사이클 수는 측정된 장력에서의 허용 벤딩 사이클 수와 신뢰성 있는 비교가 가능하다.
제1 측정부(210)는 다양한 방법으로 벤딩 사이클 수를 측정할 수 있다. 예를 들어 제1 측정부(210)는 시브의 회전을 감지하는 인코더 등의 회전 감지 센서를 포함할 수 있다. 이외에도 제1 측정부(210)는 유압을 측정하는 압력 센서를 통해서도 벤딩 사이클 수를 측정할 수 있다. 예를 들어 제1 측정부(210)는 시브의 회전을 유발시키는 실린더의 압력을 감지하거나, 시브의 회전을 유발시키는 실린더를 제어하는 컨트롤 밸브의 파이로트 압력을 감지하거나, 시브의 회전을 유발시키는 실린더에 유체를 제공하는 펌프의 압력을 감지할 수 있다. 이상에 열거된 압력은 시브의 회전을 유발시키는 유압으로 시브의 회전을 추정할 수 있다. 이렇게 추정된 시브의 회전을 통해 벤딩 사이클 수를 측정할 수 있다. 이상의 압력 센서는 건설 기계 장비에 기설비된 것일 수 있으며, 이를 이용해 별도의 센서를 추가하지 않고도 벤딩 사이클 수를 측정할 수 있다.
제2 측정부(220)는 와이어로프의 장력을 다양한 방법으로 측정할 수 있다. 예를 들어 제2 측정부(220)는 와이어로프의 장력을 직접 측정하거나, 와이어로프의 장력과 비례하는 압력을 갖는 실린더의 압력을 측정하는 것으로 와이어로프의 장력을 측정할 수 있다. 와이어로프의 장력은 와이어로프를 지지하는 실린더에도 그대로 전달된다. 따라서, 와이어로프의 장력은 실린더의 유압에 반영되므로 실린더의 유압을 측정하는 것으로 와이어로프의 장력을 측정할 수 있다. 안전상 실린더의 유압을 측정하는 압력계가 기설비된 상태일 수 있으므로, 별도의 측정 수단을 부가하지 않고도 와이어로프의 장력을 측정할 수 있다.
예측부(230)는 제2 측정부(220)에서 측정된 와이어로프의 장력에 대해 산출된 와이어로프의 허용 벤딩 사이클 수와 제1 측정부(210)에서 측정된 벤딩 사이클 수의 비교를 통해 와이어로프의 수명을 예측할 수 있다. 다시 말해 소정 장력에 대해 와이어로프의 수명을 의미하는 허용 벤딩 사이클 수를 산출해 놓고, 위 장력 환경 하에서 측정된 벤딩 사이클 수가 허용 벤딩 사이클 수에 어느 정도 근접했는지를 파악함으로써 와이어로프의 수명을 예측할 수 있다.
예를 들어, 예측부(230)는 제2 측정부(220)에서 측정된 와이어로프의 장력에 대해 산출된 와이어로프의 허용 벤딩 사이클 수와 제2 측정부(220)에서 측정된 와이어로프의 장력에 대해 제1 측정부(210)에서 측정되고 누적된 벤딩 사이클 수의 비율을 산출할 수 있다. 이때, 예측부(230)에서 산출된 비율(표 1의 Di)은 복수의 장력 구간(표 1의 Si)별로 구분될 수 있다. 예측부(230)는 각 장력 구간별로 산출된 비율의 합산 결과(표 1의 Dt)가 설정값(예를 들어 표 1에서는 1)을 만족하는지 여부로 와이어로프의 수명을 예측할 수 있다.
와이어로프의 장력은 부하에 따라 가변되는 값이므로 와이어로프가 적용된 건설 기계 장비의 구동 환경에서 예상되는 가능한 범위의 모든 장력에 대해 허용 벤딩 사이클 수가 산출되는 것이 좋다. 구성을 간소화시키기 위해 예상 범위의 장력을 복수의 구간으로 나눌 수 있다.
예측부는 제2 측정부(220)에서 측정된 장력이 속하는 장력 구간을 찾고, 해당 장력 구간에 대해 산출된 허용 벤딩 사이클 수와, 제1 측정부(210)에서 측정되고 해당 장력 구간에서 누적된 벤딩 사이클 수를 비교함으로써 와이어로프의 수명을 예측할 수 있다.
다음의 표 1을 참조하여 설명하도록 한다.
i 와이어로프 장력(Si) 허용 벤딩 사이클 수(Ni) 측정된 벤딩 사이클 수(ni) 데미지(Di)
1 10~20 500000 0 0
2 21~30 400000 1254 0.00314
3 31~40 300000 5632 0.01877
4 41~50 200000 18952 0.09476
... ... ... ... ...
Dt 0.9254
표 1에서 와이어로프 장력 Si는 초기 설계시 구분해 놓은 장력 구간이다.
i는 자연수로 1~I의 범위를 가질 수 있다.
허용 벤딩 사이클 수 Ni는 각 Si의 대표값에 대해 수학식 1을 통해 산출된 허용 벤딩 사이클 수이다.
측정된 벤딩 사이클 수 ni는 제1 측정부(210)에서 측정된 벤딩 사이클 수이다. 예측부(230)는 제1 측정부(210) 구동시 함께 구동된 제2 측정부(220)에서 측정된 장력이 해당하는 구간을 Si에서 찾은 후 제1 측정부(210)에서 측정된 벤딩 사이클 수를 맵핑시킨다. 이때 맵핑되는 벤딩 사이클 수는 누적되어 ni를 형성한다.
각 Si별 데미지 Di는 다음의 수학식 2로부터 산출될 수 있다.
Figure 112012096175960-pat00002
와이어로프의 총 데미지 Dt는 다음의 수학식 3으로부터 산출될 수 있다.
Figure 112012096175960-pat00003
예측부(230)는 Dt≥설정값 이면 와이어로프의 수명이 종료된 것으로 판단하고, 해당 결과를 알람부 등 표시부(250)를 통해 사용자에게 표시할 수 있다. 이때의 설정값은 1일 수 있다.
표시부(250)는 산출된 비율의 합산 결과, 즉 총 데미지 Dt와 설정값 중 적어도 하나를 표시할 수 있다. 표시부(250)를 통해 Dt와 설정값을 표시하면 사용자는 와이어로프 수명의 잔여 상태를 용이하게 파악할 수 있다.
예측부(230)는 Dt=설정값이 되면 와이어로프의 이상 발생을 방지하기 위해 와이어로프를 구동시키는 제어부로 하여금 와이어로프의 구동을 비상 정지시키도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 와이어로프 수명 예측 방법을 나타낸 순서도이다. 도 7은 도 1의 와이어로프 수명 예측 장치의 동작으로 설명될 수도 있다.
먼저, 시브에 걸리는 와이어로프에 가해지는 장력과 상기 와이어로프의 벤딩 사이클 수를 측정한다(S 510). 제1 측정부(210)와 제2 측정부(220)에서 이루어지는 동작일 수 있다. 제1 측정부(210)는 와이어로프의 벤딩 사이클 수를 측정하고, 제2 측정부(220)는 와이어로프의 장력을 측정할 수 있다.
다음으로, 장력과 벤딩 사이클 수를 이용하여 와이어로프의 수명을 예측한다(S 530). 예측부(230)에서 이루어지는 동작일 수 있다. 구체적으로, 예측부(230)는 측정 단계에서 측정 가능한 장력을 복수의 장력 구간으로 구분하고, 측정 단계에서 측정된 장력이 포함된 장력 구간에 대해 산출된 와이어로프의 허용 벤딩 사이클 수를 표 1 과 같이 마련할 수 있다. 예측부(230)는 측정 단계에서 측정되고 장력 구간별로 누적된 와이어로프의 벤딩 사이클 수와 허용 벤딩 사이클 수의 비율을 산출하고, 장력 구간별로 산출된 상기 비율의 합산 결과가 설정값을 만족하는지 여부로 와이어로프의 수명을 예측할 수 있다.
예측부(230)에 의한 수명 예측은 다음의 과정을 거칠 수 있다.
예측부(230)는 제1 측정부(210)에서 측정된 벤딩 사이클 수를 표 1에 업데이트한다(S 531). 이때의 업데이트는 표 1에서 제2 측정부(220)에서 측정된 장력이 포함되는 구간에 벤딩 사이클 수를 누적시키는 것일 수 있다.
벤딩 사이클 수의 업데이트 후에 예측부(230)는 Di를 산출한다(S 532). 그 후에 각 장력 구간에 대한 Di를 합산하여 Dt를 산출한다(S 533).
예측부(230)는 산출된 Dt가 설정값 1 이상이 되면(S 534) 와이어로프의 구동을 비상 정지시키거나 표시부(250)를 통해 사용자에게 경고할 수 있다(S 535). 표시부(250)를 통한 경고는 설정값인 1보다 낮은 경고값에서부터 이루어질 수 있다. 경고값을 이용하면 와이어로프의 수명이 다 되가는 것을 사용자에게 미리 알려줄 수 있다. 이에 따라 사용자는 사전에 대비할 수 있다.
예측부(230)는 산출된 Dt가 설정값 미만이면(S 534) 비상 정지 동작이나 경고 동작을 수행하지 않을 수 있다. 따라서, 건설 기계 장비는 정상적으로 구동된다(S 536).
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10...붐 20...암
30...클램쉘 버켓
110...시브 130...와이어로프
210...제1 측정부 220...제2 측정부
230...예측부 250...표시부

Claims (9)

  1. 시브에 걸리는 와이어로프의 벤딩 사이클 수를 측정하는 제1 측정부;
    상기 와이어로프의 장력을 측정하는 제2 측정부; 및
    상기 벤딩 사이클 수와 상기 장력을 이용하여 상기 와이어로프의 수명을 예측하는 예측부;를 포함하고,
    상기 와이어로프의 장력은 상기 와이어로프를 지지하는 실린더에 전달되며,
    상기 실린더에는 상기 실린더의 압력을 측정하는 압력계가 기설비되고,
    상기 제2 측정부는 상기 압력계에서 측정된 상기 실린더의 유압으로 상기 와이어로프의 장력을 측정하는 와이어로프 수명 예측 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 예측부는 상기 제2 측정부에서 측정된 상기 와이어로프의 장력에 대해 산출된 상기 와이어로프의 허용 벤딩 사이클 수와 상기 제2 측정부에서 측정된 상기 와이어로프의 장력에 대해 상기 제1 측정부에서 측정되고 누적된 상기 벤딩 사이클 수의 비율을 산출하고, 상기 산출된 비율은 복수의 장력 구간별로 구분되고 상기 각 장력 구간별로 산출된 상기 비율의 합산 결과가 설정값을 만족하는지 여부로 상기 와이어로프의 수명을 예측하고,
    상기 와이어로프의 장력 Si(여기서, i는 자연수로 1~I의 범위를 가짐)는 초기 설계시 구분해 놓은 장력 구간이며,
    상기 허용 벤딩 사이클 수 Ni는 상기 각 Si의 대표값에 대해 다음의 수학식으로 산출된 것이고,
    Figure 112014008292303-pat00012

    여기서, d는 와이어로프의 지름(mm)이고,
    D는 쉬브의 지름(mm)이며,
    S는 와이어로프 라인풀(rope line pull), 즉 와이어로프의 장력(N)이고,
    ℓ은 가장 심하게 변형되는 와이어로프 구간의 길이(mm)이며,
    R0는 와이어로프의 인장 강도(항복이 일어나는 인장 응력)(N/mm2)이고,
    S0는 단위 라인풀(=1N/mm2)이며,
    d0는 단위 지름(=1mm)이고,
    b0 ~ b5는 와이어로프의 특성 파라미터이다.
    상기 예측부는 상기 제1 측정부의 구동시 함께 구동된 상기 제2 측정부에서 측정된 장력이 해당하는 구간을 상기 Si에서 찾은 후 상기 제1 측정부에서 측정된 벤딩 사이클 수를 맵핑시키고, 상기 맵핑되는 벤딩 사이클 수를 누적시켜 ni를 형성하며,
    상기 각 Si별 데미지 Di는 상기 ni를 상기 Ni로 나눈 값이고,
    상기 와이어로프의 총 데미지 Dt는 다음의 수학식으로부터 산출되며,
    Figure 112014008292303-pat00013

    상기 예측부는 상기 Dt≥설정값이면 상기 와이어로프의 수명이 종료된 것으로 판단하는 와이어로프 수명 예측 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 비율의 합산 결과와 상기 설정값 중 적어도 하나를 표시하는 표시부;를 포함하는 와이어로프 수명 예측 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
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