KR19980059632U - 하역장비 와이어 로프 철금속 잠금장치 - Google Patents

Abstract

와이어로프에 고리를 만들어 빠지지 않도록 하기 위한 장치를 와이어로프 잠금장치라고한다. 와이어로프가 하중을 받을 때 로프가 빠지지 않기 위해서는 잠금장치 부위의 마찰력이 커야 한다. 현재 국내/외에서 사용하고 있는 와이어로프는 알루미늄을 압착시켜 잠금장치로 사용하거나, 와이어로프를 여러번 꼬아 여타 재료를 사용하지 않고 꼬임에 의한 마찰력만을 이용하는 스링 와이어로프가 이용되고 있다. 알루미늄을 압착시켜 잠금장치로 쓰는 제품은 알루미늄이 전량 수입에 의존되므로 가격이 비싸며, 여러번 꼬아서 사용하는 제품은 노동력이 많이 들며 재료의 낭비가 많다. 그리고 무엇보다 중요한 것은 안전사고 예방인데, 이들 제품은 와이어로프의 최소절단 이전에 무리한 힘이 가해져도 잠금장치 부위에 파손위험이 있다는 징후가 나타나지 않다가, 갑자기 파손된다는 단점이 있다. 이에 재료가격이 싸며 국내에서 조달이 가능한 철금속을 사용하여 저렴한 잠금장치를 제작하되, 마찰력을 증대시켜 역학적으로 유리하게 하고 파손 전에 육안으로 관찰 가능한 징후가 나타나도록 하여 안전도가 높으면서도 가격이 저렴한 잠금장치를 고안하였다.

본 고안에서는 철금속 잠금장치에 요철을 두어 와이어와의 마찰력을 증대시켜 역학적으로 유리하게 하였으며 와이어로프 고리의 제작을 위한 꼬아 잇기 방식을 고안하여 잠금장치에 하중이 집중되지 않도록 하면서 파괴전에 특별한 징후가 나타나도록 히여 안전도를 높였다.

본 고안은 와이어로프 잠금장치의 재료로 철금속을 사용하여 알루미늄의 수입대체 및 가격절감을 가져오고, 와이어로프 고리 제작시에 꼬아 잇기를 함으로써 마찰력을 증대시키고 파괴이전에 와이어로프에 육안으로 식별이 가능한 징후가 나타나도록 하여 안전성을 증대시켰다는 측면에서 그 가치가 크다.

Description

하역장비 와이어 로프 철금속 잠금장치

기계 및 부수장비를 올리고, 내리는 일련의 하역작업 및 이러한 것들을 운반하는 장비로서 와이어 로프가 많이 이용되고 있다. 와이어로프에 고리를 만들어 빠지지 않도록 하기 위한 장치를 와이어로프 잠금장치라고 한다. 잠금장치의 재료로 사용되고 있는 알루미늄은 외국에서 전량 수입하여 사용하고 있으며 외국에서는 철금속을 사용하여 일부분에 사용하고 있으나, 국내에는 철금속 제품이 전무한 상태이다.

와이어로프가 하중을 받을 때 로프가 빠지지 않기 위해서는 잠금장치 부위의 마찰력이 커야 한다. 현재 국내/외에서 사용하고 있는 와이어로프는 알루미늄을 압착시켜 잠금장치로 사용하거나, 와이어로프를 여러번 꼬아 여타 재료를 사용하지 않고 꼬임에 의한 마찰력만을 이용하는 스링 와이어로프가 이용되고 있다. 알루미늄을 압착시켜 잠금장치로 쓰는 제품은 알루미늄이 전량 수입에 의존되므로 가격이 비싸며, 여러번 꼬아서 사용하는 제품은 노동력이 많이 들며 재료의 낭비가 많다. 그리고 무엇보다 중요한 것은 안전사고 예방인데, 이들 제품은 와이어로프의 최소절단 이전에 무리한 힘이 가해져도 잠금장치 부위에 파손위험이 있다는 징후가 나타나지 않다가 갑자기 파손된다는 단점이 있다. 이에, 재료가격이 싸며 국내에서 조달이 가능한 철금속을 사용하여 저렴한 잠금장치를 제작하되, 마찰력을 증대시켜 역학적으로 유리하게 하고 파손 전에 육안으로 관찰 가능한 징후가 나타나도록 하여 안전도가 높으면서도 가격이 저렴한 잠금장치를 고안하였다.

도 1은 철금속 잠금장치가 장착된 와이어로프 형상

도 2는 꼬아 잇기 방식으로 와이어로프 고리(wire rope splice)를 제작하는 과정

도 3은 알루미늄 잠금장치

도 4는 철금속 잠금장치

도 5는 요철을 갖은 철금속 잠금장치

도 6은 철금속 잠금장치의 체결 성형 과정

도 7은 고안된 꼬아 잇기 고리가 파괴 전에 보여주는 가시적 변형

도1은 개발된 와이어로프 철금속 잠금장치가 장착된 형상을 보여주고 있는데, 마찰력 증대를 위해 특수하게 꼬은 와이어로프 고리 부분(1)과 알루미늄 수입 대체를 위해 고안된 철금속 잠금장치(2)로 되어 있다.

도2는 꼬아 잇기 방식으로 와이어로프 고리(wire rope eye splice)를 제작하는 과정을 보여주고 있다. 일단 와이어로프를 4가닥(3)과 2가닥(4)으로 분리한 후 4가닥을 고리(5) 형태로 만들고, 다시 2가닥(6)을 고리가 교차하는 부분(7)에서 시작하여 고리(5)에 덛감아서 6가닥이 꼬인 완전한 형태로 만들고 끝 부분에서는 와이어로프 끝 부분(8)에 덛감은 뒤, 잠금장치(9)를 체결하여 제작을 완료한다. 이는 와이어로프가 힘을 받을 때 집중하중이 잠금장치에 집중되는 것을 막아주며 고리(5) 전반에 걸친 마찰력을 이용하여 역학적으로 유리하게 한다. 와이어로프 잠금장치(9)는 철금속으로 제작되어 있다. 알루미늄으로 잠금장치를 제작할 경우에는 재료의 유동성이 좋아서 도3에서와 같이 와이어로프의 형태를 따라 잠금장치의 재료가 변형(10)되기 때문에 마찰력이 우수하다. 수입대체 및 가격절감을 위해서 철금속을 사용하여 알루미늄 잠금장치 제작방법과 같은 방법으로 제작할 경우에는 철금속의 소성변형성이 알루미늄보다 낮아서 도4에서와 같이 내부 와이어로프(11)와 잠금장치(12) 사이에 공간(13)이 생겨 마찰력이 저하될 우려가 있다. 이를 피하려고 잠금장치 체결성형시에 무리한 힘을 가하면 와이어로프 자체에 손상을 입혀 강도가 저하될 우려가 있다. 이를 개선하기 위하여 본 고안에서는 도5와 같이 철금속재료 잠금장치(14)를 계단식으로 제작하여 무리한 힘을 가하지 않고서도 쉽게 소성변형이 일어나도록 역학적으로 유리하게 고안하였다. 체결성형시(도6)에 내부 와이어로프(15)는 잠금장치의 내부면을 따라 변형(16)되기 때문에 와이어로프와 철금속재료 잠금장치 사이에 공간을 없애주고 마찰력을 증대시켜 알루미늄 잠금장치(도3)와 거의 동일한 마찰력 효과를 낼 수 있다.

도6은 철금속 잠금장치 체결성형 과정을 보여주고 있다. 단면의 형상이 원형인 철금속 파이프(17)에 2가닥의 와이어로프(18)를 삽입하기 위해서 타원형의 파이프(19) 형상으로 변형시켜 소성변형이 쉽게 일어나도록 하였다. 이것을 층이 있는 계단식으로 제작된 금형(20)에서 압축 성형하여 철금속 잠금장치 제작(21)을 완료한다.

그리고, 도7은 고안된 철금속 잠금장치 와이어로프에 대한 안전성을 평가하기 위해서 인장하중 및 피로잔류강도 시험을 하는 모습을 보여주고 있다. 꼬아 잇기를 한 와이어로프에 인장하중을 가하게 되면 파괴하중의 약 80%에서 꼬아 잇기를 한 고리 부분의 한쪽(22)에서 변형이 일어나기 시작하며, 90%를 넘어서면 양쪽(23)이 모두 뒤틀리면서 굴곡이 생기는 현상이 일어난다. 와이어로프의 실제 사용하중은 파괴하중의 1/3 정도이므로 통상 사용시에는 이러한 굴곡변형이 일어나지 않는다. 굴곡변형이 발생하는 것은 와이어로프 사용한계를 넘어서서 무리한 하중을 가하고 있다는 것을 보여주며, 육안으로 쉽게 판단할 수 있으므로 산업현장에서 안전사고를 사전에 예방할 수 있다.

1. 철금속 재료를 이용하여 알루미늄 수입대체

2. 가격 경쟁력 강화

3. 파괴이전에 육안으로 식별 가능한 징후가 뚜렷하여 안전사고 사전예방

Claims (2)

1. 철금속으로 제작된 와이어로프 잠금장치(도1의 (2))에 있어, 도5의 (14)에 예시된 바와 같이 요철을 두어 와이어와의 마찰력을 증대시킨 잠금장치.
2. 도2에서와 같은 방법으로, 꼬아서 제작하는 와이어로프 고리 및 그 꼬아 잇기 방법.