KR101682482B1 - 크레인용 권상장치 및 이를 구비한 트롤리시스템 - Google Patents

크레인용 권상장치 및 이를 구비한 트롤리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 크레인용 권상장치에 관한 것으로, 드럼프레임과; 축선방향을 따라 순차적으로 구획된 상호 대응하는 복수의 권취구간을 가지고 상기 드럼프레임에 회전축선이 상호 평행하게 설치되며, 표면에 홈이 형성된 한 쌍의 제1스플릿와이어드럼과 제2스플릿와이어드럼과; 상기 한 쌍의 스플릿와이어드럼을 회전구동하는 구동부와; 승강운동용 승강블록과; 상기 각 권취구간에 배속되어 상기 스플릿와이어드럼들의 축선과 평행한 축선을 가지고 상기 드럼프레임에 설치되며, 축선을 따라 순차적으로 정렬된 복수의 시브를 가지는 복수의 고정시브유니트와; 상기 고정시브유니트에 각각 대응하여 상기 승강블록에 설치되며, 축선을 따라 순차적으로 정렬된 복수의 시브를 가지는 복수의 가동시브유니트와; 상기 각 권취구간에 배속되어 해당 권취구간의 고정시브유니트와 가동시브유니트를 거쳐 일단이 상기 제1스플릿와이어드럼의 해당 권취구간에 연결되고 타단이 상기 제2스플릿와이어드럼의 해당 권취구간에 연결되는 복수의 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인용 권상장치에 의해 달성된다.
본 발명의 구성을 갖는 크레인용 권상장치는 와이어드럼의 크기를 소형화할 수 있으며, 와이딩가이드장치가 불필요하며, 후크사이의 간격조절범위가 넓어질 수 있다. 또한, 용이하게 인양속도를 증가시킬 수 있다.

Description

크레인용 권상장치 및 이를 구비한 트롤리시스템 {Hoist apparatus for crane and Trolley system using the same}
본 발명은 크레인용 권상장치 및 이를 구비한 트롤리시스템에 관한 것이다.
조선소 등에서 널리 이용되는 크레인의 권상장치는 최근 건조되는 선박의 크기가 점점 커짐에 따라 권상높이가 높아지고 있다. 또한 생산성 향상을 위하여 권상중량, 권상속도 등에 대한 요구조건도 높아지고 있다. 이러한 요구조건을 충족시키기 위하여 권상와이어의 직경이 커지고 그 길이도 길어지고, 권상와이어를 권취하는 와이어드럼 역시 그 직경이 커지고 길이가 길어지고 있다.
기존의 권상장치에서는 권상 와이어의 양단부가 하나의 와이어드럼에 동시에 감긴다. 권상와이어는 와이어드럼에 다층권을 이루며 감기지 못하고 단일층으로 권취되게 되며, 따라서 와이어드럼의 직경과 길이가 와이어의 직경과 길이가 커지는 만큼 더 커져야 한다. 이에 의해 와이어드럼이 대형화되고, 이러한 대형화는 제작비용과 유지보수비용의 증가시킬 뿐만 아니라, 전체 구조물의 설비비용 및 사고의 위험까지도 증대시키고 있다.
또한 기존의 권상장치는 와이어드럼의 축선과 시브장치의 축선이 교차되어 와이어의 방향을 바꿔주기 위한 와이어가이딩장치가 필수적이다. 하지만, 이러한 와이어가이딩장치에는 매우 큰 와이어장력의 영향을 받아 고장이 잦고, 와이어가 노출되는 부분이 많아져 사고의 위험성이 높아진다.
따라서, 본 발명의 목적은 와이어드럼의 크기를 소형화할 수 있는 권상장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 와이어가이딩장치가 불필요하며, 후크사이의 간격조절범위가 넓은 권상장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적은, 크레인용 권상장치에 있어서, 드럼프레임과; 축선방향을 따라 순차적으로 구획된 상호 대응하는 복수의 권취구간을 가지고 상기 드럼프레임에 회전축선이 상호 평행하게 설치되며, 표면에 홈이 형성된 한 쌍의 제1스플릿와이어드럼과 제2스플릿와이어드럼과; 상기 한 쌍의 스플릿와이어드럼을 회전구동하는 구동부와; 승강운동용 승강블록과; 상기 각 권취구간에 배속되어 상기 스플릿와이어드럼들의 축선과 평행한 축선을 가지고 상기 드럼프레임에 설치되며, 축선을 따라 순차적으로 정렬된 복수의 시브를 가지는 복수의 고정시브유니트와; 상기 고정시브유니트에 각각 대응하여 상기 승강블록에 설치되며, 축선을 따라 순차적으로 정렬된 복수의 시브를 가지는 복수의 가동시브유니트와; 상기 각 권취구간에 배속되어 해당 권취구간의 고정시브유니트와 가동시브유니트를 거쳐 일단이 상기 제1스플릿와이어드럼의 해당 권취구간에 연결되고 타단이 상기 제2스플릿와이어드럼의 해당 권취구간에 연결되는 복수의 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인용 권상장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 구동부는 상기 한 쌍의 스플릿와이어드럼을 상호 반대방향으로 회전구동하며, 상기 와이어의 양 단부는 상기 한 쌍의 스플릿와이어드럼의 상호 대향한 표면으로부터 권취되는 것이 바람직하다.
여기서, 메인프레임과, 상기 메인프레임 상에 마련된 이동레일과, 상기 드럼프레임을 상기 이동레일 상에서 이동가능하도록 지지하는 이동부를 더 포함하고, 상기 이동부가 포함된 권상장치를 승강블록간의 거리를 조절할 수 있도록 쌍으로 상호 대향하도록 배치되도록 구성할 수도 있다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 와이어드럼의 크기를 소형화할 수 있으며, 와이딩가이드장치가 불필요하며, 후크사이의 간격조절범위가 넓어질 수 있다. 또한, 용이하게 인양속도를 증가시킬 수 있다.
도1은 본 발명에 의한 권상장치를 적용한 트롤리 시스템이며,
도2은 본 발명에 의한 실시예의 정면도이며,
도3는 본 발명에 의한 실시예의 평면도이며,
도4은 본 발명에 의한 실시예의 측면도이다.
도5는 본 발명에 의한 실시예의 권상개념도이며,
도6는 본 발명의 다른 실시예의 권상개념도이다.
도7는 본 발명에 따른 구성요소들의 배치도이다.
이하 도면을 참고하여 본 발명에 따른 크레인용 권상장치(1)를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 권상장치(1)로 크레인용 트롤리 시스템을 구성할 수 있으며, 이는 도1에 도시된 바와 같다. 권상장치(1)는 크레인의 메인프레임(10)의 길이방향을 따라 이동가능하게 구성된 이동대차(20)에 설치되어 중량물을 이동시킬 수 있다. 이 때, 메인프레임(10)에 이동레일을 마련하여 이동대차(20)가 이동레일을 따라 이동하게 할 수 있다. 또한 권상장치(1)를 상호 대응하도록 한 쌍으로 구성하고 메인프레임(10)의 길이방향에 수직방향으로 권상장치(1)가 이동가능하도록 배치하여, 파지하려는 중량물의 폭에 따라 권상장치(1)의 폭을 조절할 수 있게 할 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 권상장치(1)에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 권상장치(1)는 각각 평면도, 정면도, 측면도를 나타내는 도1 내지 도3에 도시된 바와 같다. 한 쌍의 스플릿와이어드럼(210, 220)은 드럼프레임(100)에 설치되고, 구동부(300)에 의해 회전구동하게 된다. 하나의 스플릿와이어드럼(210)에 권취되어 있는 와이어(601, 602)는 가동시브유니트(701, 702)와 고정시브유니트(501, 502)를 거친 후, 다른 스플릿와이어드럼(220)에 권취된다. 고정시브유니트(501, 502)는 드럼프레임(100)에 설치되고, 고정시브유니트(501, 502)와 와이어(601, 602)로 연결된 가동시브유니트(701, 702)에는 승강블록(900)이 연결되어 있다. 이하, 본 발명에 따른 권상장치(1)의 각각의 구성요소에 대해 상세히 설명한다.
스플릿와이어드럼(210, 220)은 드럼프레임(100)에 회전축선이 상호 평행하도록 설치되며, 스플릿와이어드럼(210, 220)에 와이어(601, 602)를 감으면서 중량물을 끌어올린다. 스플릿와이어드럼(210, 220)의 표면에 홈을 마련하여 와이어(601, 602)를 스플릿와이어드럼(210, 220)의 표면의 정해진 위치에 감기게 할 수 있다.
고정시브유니트(501, 502)는 드럼프레임(100)에 설치되며, 축선을 따라 순차적으로 정렬된 복수의 시브로 구성되어 있다. 또한 고정시브유니트(501, 502)의 축선은 스플릿와이어드럼(210, 220)의 축선과 평행하고, 제1스플릿와이어드럼(210)과 제2스플릿와이어드럼(220)의 각각의 축선과 같은 거리에 있는 것이 바람직하다.
가동시브유니트(701, 702)는 와이어(601, 602)를 통해 고정시브유니트(501, 502)에 연결되고, 축선을 따라 순차적으로 정렬된 복수의 시브로 구성되어 있다. 또한 가동시브유니트(701, 702)의 축선은 스플릿와이어드럼(210, 220)의 축선과 평행하고, 제1스플릿와이어드럼(210)과 제2스플릿와이어드럼(220)의 각각의 축선과 같은 거리에 있는 것이 바람직하다.
승강블록(900)은 복수의 가동시브유니트(701, 702)를 연결한다. 또한, 승강블록(900)에 후크(910)와 같은 장치를 설치하여 중량물을 매달고 승강운동을 한다.
본 발명에 따른 권상장치(1)는 스플릿와이어드럼(210, 220), 고정시브유니트(501, 502), 가동시브유니트(701, 702)의 축선이 서로 평행하다. 따라서, 축선이 정렬되어 축선에 수직인 면에서 승강블록(600)은 고정시브유니트(501, 502)를 회전중심으로 회전할 수 있는 범위가 넓어진다. 따라서, 일정범위 안에서는 권상장치를 이동시키지 않고도, 승강블록(600)의 위치를 조절할 수 있고, 승강블록(600)사이의 거리도 조절할 수 있게 되어, 중량물을 파지하는 작업의 효율성을 높힐 수 있다. 또한, 축선이 정렬되어 와이어의 방향을 크게 변경할 필요가 없어져 와이어가이딩장치가 불필요하다.
스플릿와이어드럼(210, 220)은 플랜지(215)에 의해 구획된 복수의 권취구간을 가지고 있다. 복수의 권취구간은 제1스플릿와이어드럼(210)과 제2스플릿와이어드럼(220)간에 상호 대응하도록 마련되어 있다. 각 권취구간마다 고정시브유니트(501, 502), 가동시브유니트(701, 702), 및 와이어(601, 602)가 각각 배속된다. 즉, 2개의 권취구간을 가지도록 스플릿와이어드럼(210, 220)을 구성한다면, 제1권취구간에 제1고정시브유니트(501), 제1가동시브유니트(701) 및 제1와이어(601)가 배속되고, 제2권취구간에 제2고정시브유니트(502), 제2가동시브유니트(702), 및 제2와이어(602)가 배속된다. 와이어(601, 602)은 배속된 권취구간에 각각 권취됨으로써 와이어(601, 602)들간의 교차가 발생하지 않는다.
제1와이어(601)의 일단은 제1스플릿와이어드럼(210)의 제1권취구간에 연결되고 타단은 제2스플릿와이어드럼(220)의 제1권취구간에 연결되어 권취되어 있다. 제1스플릿와이어드럼(210)의 제1권취구간에 권취된 제1와이어(601)의 한가닥은 제1가동시브유니트(701)의 제1시브를 밑에서 위로 감아돌면서 감긴 후 제1고정시브유니트(501)의 제1시브를 위에서 밑으로 감아돌면서 감긴다. 이와 같이 제1가동시브유니트(701)의 시브와, 제1고정시브유니트(501)의 시브에 순차적으로 번갈아가면서 감긴다. 최종적으로 제1가동시브유니트(701)의 최종시브를 위에서 밑으로 감아돌면서 감긴 후, 제2스플릿와이어드럼(220)의 제1권취구간에 연결되어 권취된다.
제2와이어(602)의 일단은 제1스플릿와이어드럼(210)의 제2권취구간에 연결되고 타단은 제2스플릿와이어드럼(220)의 제2권취구간에 연결되어 권취되어 있다. 제1스플릿와이어드럼(220)의 제2권취구간에 권취된 제2와이어(602)의 한가닥은 제2가동시브유니트(702)의 제1시브를 밑에서 위로 감아돌면서 감긴 후 제2고정시브유니트(502)의 제1시브를 위에서 밑으로 감아돌면서 감긴다. 이와 같이 제2가동시브유니트(702)의 시브와, 제2고정시브유니트(502)의 시브에 순차적으로 번갈아가면서 감긴다. 최종적으로 제2가동시브유니트(702)의 최종시브를 위에서 밑으로 감아돌면서 감긴 후, 제2스플릿와이어드럼(220)의 제2권취구간에 연결되어 권취된다.
도4에 도시된 바와 같이, 3개 이상의 권취구간을 가지게 구성할 수 있으며, 권취구간의 숫자가 증가됨에 따라 같은 수로 고정시브유니트, 가동시브유니트, 와이어의 수도 증가되며, 각각의 권취구간에 배속된다. 또한, 권취구간을 증가시킴에 따라 인양속도를 증가시킬 수 있고, 드럼에 가해지는 하중을 분산시킬 수 있다.
구동부(300)의 회전구동에 의해 스플릿와이어드럼(210, 220)은 상호 반대방향으로 회전구동을 한다. 구동부(300)의 드럼모터(310)가 일방향으로 회전하면 제1스플릿와이어드럼(210)은 일방향으로 회전구동을 하고 제2스플릿와이어드럼(220)은 타방향으로 회전구동을 하게 된다. 그러면 제1스플릿와이어드럼(210)과 제2스플릿와이어드럼(220)에 와이어(601, 602)가 감기면서 승강블록(900)은 위로 상승을 한다. 제1스플릿와이어드럼(210)에서 감기는 와이어(601, 602)의 위치는 일방향으로 이동하게 되고, 제2스플릿와이어드럼(220)에서 감기는 와이어(601, 602)의 위치는 타방향으로 이동하게 된다.
구동부(300)의 드럼모터(310)가 타방향으로 회전하면 제1스플릿와이어드럼(210)은 타방향으로 회전구동을 하고 제2스플릿와이어드럼(220)은 일방향으로 회전구동을 하게 된다. 그러면 제1스플릿와이어드럼(210)과 제2스플릿와이어드럼(220)에 와이어(601, 602)가 감기면서 승강블록(900)은 아래로 하강을 한다. 제1스플릿와이어드럼(210)에서 감기는 와이어(601, 602)의 위치는 타방향으로 이동하게 되고, 제2스플릿와이어드럼(220)에서 감기는 와이어(601, 602)의 위치는 일방향으로 이동하게 된다.
상기 설명한 바와 같이, 스플릿와이어드럼(210, 220)은 상호 반대방향으로 회전구동을 하기 때문에, 스플릿와이어드럼(210, 220)에 와이어(601, 602)는 서로 반대방향으로 권취된다. 또한, 스플릿와이어드럼(210, 220)에 권취된 와이어(601, 602)의 제1와이어(601)와 제2와이어(602)의 양 단부는 스플릿와이어드럼(210, 220)의 상호 대향한 표면으로부터 권취된다. 이에 따라, 와이어(601, 602)에 가해지는 장력이 서로 상쇄되며, 비틀림을 최소화 할 수 있어 와이어(601, 602)의 수명을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 유지보수비용이 줄어들게 된다.
와이어(601, 602)는 스플릿와이어드럼(210, 220)의 표면에 마련된 홈을 따라서 일정한 간격으로 미리 정해진 위치에 권취된다. 스플릿와이어드럼(210, 220)이 회전구동하면 와이어(601, 602)는 일방향으로 감긴다. 일방향으로 감기다가 플랜지(215)와 같은 구획을 구분하기 위한 구조물에 도달하면 와이어(601, 602)는 타방향으로 감기기 시작한다. 이와 같은 과정을 반복하면서 와이어(601, 602)는 스플릿와이어드럼(210, 220)에 다층으로 권취된다. 이때, 다층으로 권취됨에 따라 하층 와이어에 상층 와이어의 하중에 의한 변형이 발생할 수 있다. 이러한 와이어(601, 602) 자체하중에 의한 변형을 방지하기 위하여 내부에 특수물질이 충전된 다층권용 와이어를 사용하는 것이 바람직하다.
와이어(601, 602)가 미리 정해진 위치, 즉 스플릿와이어드럼(210, 220)에 마련된 홈을 따라 경로의 이탈없이 스플릿와이어드럼(210, 220)에 권취되기 위해서는 가동시브유니트(701, 702)의 최외각시브의 거리가 아래의 식(1)과 식(2)을 만족해야 한다. 구성요소들의 배치는 도7과 같다.
D = L - H*tanθe*2………………………………… (1)
D : 복수의 가동시브유니트(701, 702)의 최외각시브사이의 거리
L : 드럼의 총길이
H : 드럼의 축선과 가동시브유니트(701, 702)의 축선의 최소값
θe : 허용외각
d = H*tanθi*2 ………………………………… (2)
d : 복수의 가동시브유니트(701, 702)의 내각시브사이의 거리
θi : 허용내각
여기서, 최외각시브는 복수의 가동시브유니트를 구성하는 모든 시브 중 가장 멀리 위치한 두 개의 시브이고, 내각시브는 이웃하는 가동시브유니트에 가장 가깝게 위치한 시브이다. 또한 허용외각과 허용내각은 스플릿와이어드럼에 마련된 홈의 형상에 따라 달라질 수 있으며, 홈의 형상을 리버스 그루브를 채택할 경우에 허용외각은 1.25°이고, 허용내각은 1.5°이다.
최외각시브와 내각시브의 거리와 위치가 상기 식(1)과 식(2)을 만족하면, 별도의 장치없이 스플릿와이어드럼의 홈를 따라 와이어(601, 602)를 권취할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 시브의 개수를 증가시킬 수 있는 최외각시브와 내각시브 사이의 거리가 충분하여, 모터의 용량을 증가시키는 등의 장치사양변경없이 시브의 개수를 증가시키는 것만으로 용이하게 요구권상속도를 만족할 수 있게 된다.
상술한 대로 본 발명에 따르면, 와이어드럼의 크기를 소형화할 수 있어 권상장치의 제작비용 및 유지보수비용을 줄일 수 있으며, 권상장치를 지지하는 거더 나 레그의 중량이 줄어들어 전체 크레인 장치의 중량이 줄어들고 이에 제반되는 토목비용 또한 줄어들 수 있다. 또한, 스플릿와이어드럼과 시브유니트의 축선을 평행하게 정렬하여 중량물의 이동가능한 범위가 보다 넓어져 작업효율성이 높아지고, 시브의 개수의 증가가 용이하여 간단하게 요구권상속도를 만족할 수 있게 된다.
1 : 권상장치
10 : 메인프레임
20 : 이동대차
100 : 드럼프레임
110 : 드럼프레임휠
210 : 제1스플릿와이어드럼
211 : 제1스플릿와이어드럼의 제1구획
212 : 제1스플릿와이어드럼의 제2구획
215 : 플랜지
220 : 제2스플릿와이어드럼
221 : 제2스플릿와이어드럼의 제1구획
222 : 제2스플릿와이어드럼의 제2구획
300 : 구동부
310 : 구동모터
501 : 제1고정시브유니트
502 : 제2고정시브유니트
601 : 제1와이어
602 : 제2와이어
701 : 제1가동시브유니트
702 : 제2가동시브유니트
900 : 승강블록
910 : 후크

Claims (4)

  1. 크레인용 권상장치에 있어서,
    드럼프레임과;
    축선방향을 따라 순차적으로 구획된 상호 대응하는 복수의 권취구간을 가지고 상기 드럼프레임에 회전축선이 상호 평행하게 설치되며, 표면에 홈이 형성된 한 쌍의 제1스플릿와이어드럼과 제2스플릿와이어드럼과;
    상기 한 쌍의 스플릿와이어드럼을 회전구동하는 구동부와;
    승강운동용 승강블록과;
    상기 각 권취구간에 배속되어 상기 스플릿와이어드럼들의 축선과 평행한 축선을 가지고 상기 드럼프레임에 설치되며, 축선을 따라 순차적으로 정렬된 복수의 시브를 가지는 복수의 고정시브유니트와;
    상기 고정시브유니트에 각각 대응하여 상기 스플릿와이어드럼들의 축선과 평행한 축선을 가지고 상기 승강블록에 설치되며, 상기 스플릿와이어드럼들의 축선과 평행한 축선을 따라 순차적으로 정렬된 복수의 시브를 가지는 복수의 가동시브유니트와;
    상기 각 권취구간에 배속되어 해당 권취구간의 고정시브유니트와 가동시브유니트를 거쳐 일단이 상기 제1스플릿와이어드럼의 해당 권취구간에 연결되고 타단이 상기 제2스플릿와이어드럼의 해당 권취구간에 연결되는 복수의 와이어를 포함하며,
    상기 구동부는 상기 한 쌍의 스플릿와이어드럼을 상호 반대방향으로 회전구동하며, 상기 와이어의 양 단부는 상기 한 쌍의 스플릿와이어드럼의 상호 대향한 표면으로부터 권취되고,
    상기 복수의 고정시브유니트는 축선을 따라 순차적으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 크레인용 권상장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    메인프레임과,
    상기 메인프레임 상에 마련된 이동레일과,
    상기 드럼프레임을 상기 이동레일 상에서 이동가능하도록 지지하는 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인용 권상장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 따른 크레인용 권상장치가 승강블록간의 거리를 조절할 수 있도록 쌍으로 상호 대향하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 트롤리 시스템.
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