KR20000034416A - 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 크레인에 관한 것이며, 운반물을 인양하는 와이어로프에 권양력을 제공하는 권양모터(10), 상기 모터(10)의 속도를 감속 및 변속시키는 감속기(20), 와이어로프가 감기는 드럼(30), 상기 드럼(30)의 회전을 정지시키는 제동기(40), 및 제어반(50)을 구비하는 크레인의 권양장치(1)에 있어서, 상기 모터(10)에 설치되어 그 회전방향과 회전속도를 감지하는 모터회전 감지부(110); 상기 드럼(30)에 설치되어 그 회전방향과 회전속도를 감지하는 드럼회전 감지부(120); 상기 모터회전 감지부(110)와 상기 드럼회전 감지부(120)로부터의 신호와 입력된 운전명령의 회전방향의 신호를 받아서, 상기 운전명령의 회전방향, 상기 모터(10)의 회전방향 및 상기 드럼(30)의 회전방향을 상호 비교함과 동시에 상기 모터(10)와 상기 드럼(30)의 감속비에 의한 속도비례의 추이를 허용오차범위와 비교하는 비교부(130); 및 상기 비교부(130)의 비교 결과에 따라 상기 회전방향들이 상호 불일치하거나, 상기 속도비례의 추이가 허용오차범위를 벗어날 때 상기 드럼(30)이 정지되도록 제어하는 제어부(140);를 포함하는 구성으로 이루어진 비상정지장치(100)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 크레인의 권양장치가 개시되어 있다.

Description

비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치(Winch of Crane having Emergency Stop Device)
(기술분야)
본 발명은 크레인에 관한 것이며, 보다 상세하게는 운반물의 하중에 의해 권양장치의 드럼이 비정상적으로 회전할 때, 권양장치의 작동을 비상적으로 정지시킴으로써, 크레인의 오작동에 의한 운반물의 낙하사고 위험을 사전에 방지할 수 있도록 한, 회전 감지식 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치에 관한 것이다.
(배경기술)
각종 중량물을 수평과 수직의 입체적으로 이동시키는 작업에 사용되는 크레인은, 고중량의 운반물을 취급하는 장비이므로 항상 안전사고의 위험이 따르기 마련이며, 이런 안전사고 중 하나는 운반물의 낙하에 의한 인명과 재산의 손실이다.
도4는 건축 현장 등에서 널리 사용되고 있는 타워 크레인의 종래 권양장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도5는 감속기의 상세 단면도이다. 도시된 바와 같이 크레인의 권양장치(200)는 와이어로프에 권양력을 제공하는 권양모터(210), 모터(210)의 속도를 감속 및 변속시키는 감속기(220), 운반물을 인양하는 와이어로프가 감기는 드럼(230), 운전 정지시나 비상시 드럼의 회전을 정지시키는 제동기(240), 및 권양장치(200)를 제어하는 각종 전기, 전자 장치 및 제어회로가 내장되어 있는 제어반(250)을 포함하고 있고, 상기 감속기(220)에는 모터(210)의 축(211), 드럼(230)의 축(231), 및 제동기(240)의 축(241)이 각각 기계적으로 연결되어 있고, 클러치(221)와 다수의 감속기어(222) 등이 구비되어 있다.
이와 같은 종래의 권양장치(200)에서 운반물이 낙하되는 요인의 하나는, 크레인에 의해 운반물을 들어올리거나 내릴 때(권상 또는 권하시킬 때), 권양장치(200)의 모터(210)나 드럼(230)이 정상적으로 회전하지 아니하고 운반물의 부하에 의해 드럼(230)이 미끄러지거나 모터(210)와 드럼(230) 간에 동기속도에 대한 편차가 생기는 등과 같이 드럼(230)이 비정상적으로 회전하는 현상이 일어날 때 발생할 수 있다.
이런 드럼(230)의 비정상적인 회전은, 예를 들어 전원이 불안정하게 공급되거나 전압이 강하되는 등의 전원관련 요인, 모터(210)가 과열되거나 노후되어 출력이 저하되는 등의 권양모터 관련 요인, 감속기(220)의 기어(222)가 마모 또는 파손되거나 오일의 상태가 부적합한 경우, 클러치(221)의 불완전한 작동, 클러치 전원공급용 브러시의 마모, 클러치(221)의 정비불량 등의 감속기 관련 요인, 기타 제동기(240)에 유성 감속기가 사용될 때의 제동기 슬립현상 등, 여러 가지 원인에 의해 발생할 수 있다.
드럼(230)의 비정상적인 회전은 전술한 바와 같이 운반물의 낙하를 유발하여 인명과 재산의 손실을 가져올 수 있을 뿐만 아니라 크레인의 관련 장비에도 무리가 가해져 장비의 심각한 파손을 초래할 수 있다.
따라서, 드럼(230)이 미끄러지거나 모터(210)와 드럼(230) 간의 동기속도편차가 발생하는 것과 같은 비정상적인 회전이 일어나지 않도록 하기 위해서는, 이와 관련된 장비들을 철저히 관리하고 정비하여 그 원인이 될 수 있는 요인들을 사전에 철저히 제거하는 것이 최선이겠지만, 이것만으로 드럼(230)의 비정상적인 회전을 완벽하게 방지할 수 없는 것이므로, 드럼(230)의 비정상적인 회전이 발생하였을 때 이것이 운반물의 낙하사고나 장비의 파손으로 이어지지 않도록 사후적으로 권양장치의 작동을 신속히 정지시키는 조치가 요망되지만, 지금까지의 크레인에는 권양장치를 비상적으로 정지시켜주는 기능이 제공되어 있지 아니하였다.
본 발명의 목적은, 크레인의 권양장치에 어떤 문제가 발생하여 드럼이 미끄러지거나 모터와 드럼 간에 동기속도편차를 일으키는 등 비정상적으로 회전할 때, 이를 짧은 순간에 신속하고 정확하게 검출하여 권양장치의 작동을 정지시킴으로써, 드럼의 비정상적인 회전에 의한 운반물의 낙하사고를 방지하여 크레인 작업에 관련된 인명과 재산 손실을 방지하고, 크레인의 관련 장비가 파손되는 것을 최소화하고자 하는 것이다.
도1은 본 발명에 따른 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치의 개략도,
도2는 본 발명에 따른 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치의 작동 요부도,
도3은 본 발명에 따른 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치의 작동 순서도,
도4는 타워 크레인의 종래 권양장치의 개략도,
도5는 감속기의 상세 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 권양장치 10: 권양모터
20: 감속기 30: 드럼
40: 제동기 50: 제어반
100: 비상정지장치 110: 모터회전 감지부
120: 드럼회전 감지부 130: 비교부
140: 제어부
본 발명에 따라, 운반물을 인양하는 와이어로프에 권양력을 제공하는 권양모터, 상기 모터의 속도를 감속 및 변속시키는 감속기, 와이어로프가 감기는 드럼, 상기 드럼의 회전을 정지시키는 제동기, 및 제어반을 구비하는 크레인의 권양장치에 있어서,
상기 모터에 설치되어 그 회전방향과 회전속도를 감지하는 모터회전 감지부; 상기 드럼에 설치되어 그 회전방향과 회전속도를 감지하는 드럼회전 감지부; 상기 모터회전 감지부와 상기 드럼회전 감지부로부터의 신호와 입력된 운전명령의 회전방향 신호를 받아서, 상기 운전명령의 회전방향, 상기 모터의 회전방향 및 상기 드럼의 회전방향을 상호 비교함과 동시에 상기 모터와 상기 드럼의 감속비에 의한 속도비례의 추이를 허용오차범위와 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 회전방향들이 상호 불일치하거나 상기 속도비례의 추이가 허용오차범위를 벗어날 때 상기 드럼이 정지되도록 제어하는 제어부; 를 포함하는 구성으로 이루어진 비상정지장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 크레인의 권양장치가 제공된다.
또한 본 발명에 따라, 모터와 드럼의 회전방향과 속도를 각각 감지하고, 입력된 운전명령의 회전방향, 상기 모터의 회전방향 및 상기 드럼의 회전방향을 상호 비교함과 동시에 상기 모터와 상기 드럼의 감속비에 의한 속도비례의 추이를 허용오차범위와 비교하여, 상기 회전방향들이 완전히 일치함과 아울러 상기 속도비례의 추이가 허용오차범위 이내일 때 권양장치의 작동을 그대로 유지하고, 상기 회전방향들이 상호 불일치하거나 상기 속도비례의 추이가 허용오차범위를 벗어날 때 권양장치의 작동을 비상적으로 정지시키는 것을 특징으로 하는 크레인 권양장치의 비상정지방법이 제공된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치를 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치를 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.
도1은 본 발명에 따른 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치의 개략도, 도2는 본 발명에 따른 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치의 작동 요부도, 도3은 본 발명에 따른 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치의 작동 순서도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치(1)는, 종래와 마찬가지로, 권양모터(10), 감속기(20), 드럼(30), 제동기(40), 및 제어반(50)을 기본적으로 포함하고 있다.
본 발명의 특징적 구성에 따라, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 권양장치(1)에는 입력된 운전방향, 모터(10)의 회전방향 및 드럼(30)의 회전방향이 상호 불일치하거나 모터(10)와 드럼(30)의 감속비에 의한 속도비례의 추이가 그 허용오차범위를 벗어날 때, 즉 모터(10)와 드럼(30) 간의 동기속도편차가 허용범위를 벗어날 때 권양장치(1)를 정지시키는 비상정지장치(100)가 구비되어 있고, 이 비상정지장치(100)는, 모터회전 감지부(110), 드럼회전 감지부(120), 비교부(130) 및 제어부(140)를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.
모터회전 감지부(110)는 제어반(50)의 모터 구동부(51)의 작용에 의해 모터(10)가 회전할 때, 모터(10)의 회전방향과 그 속도를 감지하여 신호로서 출력하는 센서부로서, 예를 들어 모터(10)의 축(11)에 엔코더(111)를 장착하는 구성을 사용할 수 있다.
드럼회전 감지부(120)는, 제어반(50)의 모터 구동부(51)의 작용에 의해 모터(10)가 회전하여 드럼(30)이 회전할 때, 드럼(30)의 회전방향과 속도를 감지하여 신호로서 출력하는 센서부로서, 예를 들어 드럼(30)의 축(31)에 엔코더(121)를 장착하는 구성을 사용할 수 있다.
비교부(130)는 모터회전 감지부(110)와 상기 드럼회전 감지부(120)로부터 출력된 모터(10)와 드럼(30)의 각 회전방향과 속도에 관한 신호를 전기적으로 수신 받아 이를 제어반(50)에 운전조작장치(52)를 통해 입력된 운전명령신호와 비교하는 구성요소로서, 예를 들어 제어반(50)의 내부에 일체로 내장된다.
제어부(140)는 비교부(130)로부터 출력된 회전방향과 회전속도에 관한 비교 결과에 따라, 권양장치(1)가 계속 작동상태에 유지되도록 하거나 제동기(40)를 작동하여 드럼(30)의 회전을 정지시키는 일종의 보호회로이며, 예컨대 제어반(50)에 일체로 내장된다.
제어부(140)의 작동에 따라, 입력된 운전명령방향, 모터(10)의 회전방향, 및 드럼(30)의 회전방향이 상호 일치하고 동시에 모터(10)와 드럼(30)의 감속비에 의한 속도비례 추이가 허용오차범위 이내인 경우(드럼이 모터에 대해 동기속도편차가 크지 않은 경우)에는 권양장치(1)가 정상으로 작동하는 것으로 판단하여 권양장치(1)가 계속 작동상태에 유지되도록 하는 한편, 운전명령방향, 모터(10)의 회전방향 및 드럼(30)의 회전방향이 상호 불일치하거나 모터(10)와 드럼(30)의 감속비에 의한 속도비례의 추이가 허용오차범위를 벗어나는 경우(드럼이 모터에 대해 동기속도편차가 큰 경우)에는 드럼이 비정상적으로 회전하는 것으로 판단하여 제어반(50)의 제동기 작동부(53)를 통해 제동기(40)를 작동하여 드럼(30)의 회전을 정지시키게 된다.
이와 같은 구성의 비상정지장치(100)에 따라, 모터(10)와 드럼(30)의 실제 회전방향과 속도가 정상일 때에는 권양장치(1)의 작동을 그대로 유지하게 되지만, 드럼(30)이 미끄러지거나 모터와 드럼 간의 동기속도편차가 발생하는 등의 비정상적인 회전이 일어나고 있는 상태일 때에는 즉시 권양장치(1)의 운전, 즉 드럼(30)의 회전을 비상적으로 정지시키게 되는 것이다.
이하, 도3을 참조하여 비상정지장치(100)의 작동 순서를 설명하면, 크레인의 권상 또는 권하 운전이 개시(S1)되도록 운전조작장치(52)에 의해 운전명령이 입력되면(S2), 모터(10)를 구동부(51)가 작동하여(S3), 제동기(40)가 해제되는 한편 모터(10)가 권상 또는 권하 방향으로 구동되며(S4), 이때부터 모터회전 감지부(110)의 엔코더(111)가 모터(10)의 회전방향 및 속도를 감지하여 그 신호를 출력한다(S5).
모터(10)의 회전에 의해 드럼(30)이 권상 또는 권하 방향으로 회전하게 되고(S6), 이때부터 드럼회전 감지부(120)의 엔코더(121)가 드럼(30)의 회전방향과 속도를 감지하여 그 신호를 출력한다(S7).
모터회전 감지부(110)와 드럼회전 감지부(120)에 의해 출력된 신호는 비교부(130)로 입력되어(S8), 모터(10)의 실제 회전방향, 드럼(30)의 실제 회전방향 및 운전조작장치(52)의 작동에 따라 입력된 운전방향이 모두 일치하는지 여부를 비교하고(S9), 그 방향이 불일치할 때(NO)에는 제어부(140)의 작용으로 제동기(40)가 작동하여 권양장치(1)의 운전이 비상적으로 정지된다(S10),
회전방향이 일치할 때(YES)에는 다시 모터(10)와 드럼(30)의 감속비에 의한 속도비례의 추이가 허용오차범위 내에 있는지, 즉 동기속도편차가 허용오차범위 내에 있는지를 비교하고(S11), 허용오차범위를 벗어나는 경우 제어부(140)의 작용으로 제동기(40)가 작동하여 권양장치(1)의 운전이 비상적으로 정지되며(S10), 허용오차범위 내일 때(YES)에는 권양장치(1)의 운전이 정상적으로 계속된다(S12).
본 발명에 따른 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치(1)는, 운반물을 들어올리고 내리는 권상 및 권하 작업을 수행할 때, 권양장치(1)에 가해지는 운반물의 중력부하에 의해 드럼 및 모터가 비정상적으로 회전하는 것을 검출하여 권양장치(1)를 비상적으로 정지시키는 장치이므로, 권상 및 권하 운전 모두에 있어서 크레인을 비상적으로 정지시키는 데 적용된다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 비상정지장치가 구비된 크레인의 권양장치에 의하면, 모터(10)와 드럼(30)에 그 회전방향과 속도를 감지할 수 있는 소자를 장착하여 모터(10)와 드럼(30)의 회전상태를 검출하고, 실측된 모터(10)의 회전방향, 드럼(30)의 회전방향 및 입력된 운전회전방향을 비교하는 한편 모터(10)와 드럼(30)의 동기속도편차가 허용하는 오차범위 내에 있는지를 비교하여, 회전방향이 불일치하거나 허용오차범위를 벗어나는 경우 권양장치(1)의 회전을 비상적으로 정지시키는 회로를 제어반(50)에 부가하는 간단한 구성에 의하여, 타워 크레인을 비롯한 각종 크레인에 있어서 드럼의 비정상적인 회전으로 인하여 발생할 수 있는 운반물의 낙하사고를 미연에 방지할 수 있고, 또한 드럼의 비정상적인 회전으로 인하여 크레인의 관련장비가 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 운반물을 인양하는 와이어로프에 권양력을 제공하는 권양모터(10), 상기 모터(10)의 속도를 감속 및 변속시키는 감속기(20), 와이어로프가 감기는 드럼(30), 상기 드럼(30)의 회전을 정지시키는 제동기(40), 및 제어반(50)을 구비하는 크레인의 권양장치(1)에 있어서,
    상기 모터(10)에 설치되어 그 회전방향과 회전속도를 감지하는 모터회전 감지부(110); 상기 드럼(30)에 설치되어 그 회전방향과 회전속도를 감지하는 드럼회전 감지부(120); 상기 모터회전 감지부(110)와 상기 드럼회전 감지부(120)로부터의 신호와 입력된 운전명령의 회전방향의 신호를 받아서, 상기 운전명령의 회전방향, 상기 모터(10)의 회전방향 및 상기 드럼(30)의 회전방향을 상호 비교함과 동시에 상기 모터(10)와 상기 드럼(30)의 감속비에 의한 속도비례의 추이를 허용오차범위와 비교하는 비교부(130); 및 상기 비교부(130)의 비교 결과에 따라 상기 회전방향들이 상호 불일치하거나, 상기 속도비례의 추이가 허용오차범위를 벗어날 때 상기 드럼(30)이 정지되도록 제어하는 제어부(140);를 포함하는 구성으로 이루어진 비상정지장치(100)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 크레인의 권양장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모터회전 감지부(110)와 상기 드럼회전 감지부(120)는 상기 모터(10)의 축(11) 및 상기 드럼(30)의 축(23)에 각각 장착된 엔코더(111,121)인 것을 특징으로 하는 크레인의 권양장치.
  3. 모터(10)와 드럼(30)의 회전방향과 속도를 각각 감지하고, 입력된 운전명령의 회전방향, 상기 모터(10)의 회전방향 및 상기 드럼(30)의 회전방향을 상호 비교함과 동시에 상기 모터(10)와 상기 드럼(30)의 감속비에 의한 속도비례의 추이를 허용오차범위와 비교하여, 상기 회전방향들이 완전히 일치함과 아울러 상기 속도비례의 추이가 허용오차범위 이내일 때 권양장치(1)의 작동을 그대로 유지하고, 상기 회전방향들이 상호 불일치하거나 상기 속도비례의 추이가 허용오차범위를 벗어날 때 권양장치(1)의 작동을 비상적으로 정지시키는 것을 특징으로 하는 크레인 권양장치의 비상정지방법.
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