KR20020089620A - 하중물의 낙하 방지 기능을 갖는 천정 크레인 권상장치 - Google Patents

하중물의 낙하 방지 기능을 갖는 천정 크레인 권상장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하중물의 낙하 방지 기능을 갖는 천정 크레인 권상장치에 관한 것으로, 본 발명의 구성은 중량물의 수직 권상을 위한 동력을 발생시키는 권상모터와, 권상모터에 연결되어 속도를 감속시키는 감속기와; 감속기에 연결되어 와이어 로프를 권상하는 권상드럼으로 이루어진 천정 크레인의 권상장치에 있어서, 상기 권상모터에 설치되어 회전속도를 감지하는 모터 속도 감지기와, 중량물을 인양하기 위한 와이아 로프의 권상을 수행하는 권상드럼축에 설치되어 그 회전속도를 감지하는 드럼 속도 감지기와, 상기 모터 속도 감지기 및 드럼속도 감지기의 감지신호가 전기적으로 접속되어 이들의 회전차를 연산하여 드럼의 구속신호를 발신하는 제어부와, 상기 제어부에서 발신되는 신호의 작동을 위한 최종적인 액츄에이터를 형성하고 권상드럼의 회전을 구속하는 제동기와, 상기 권상모터와 감속기 사이에 설치되어 물리적 연결을 수행함과 동시에 과도한 토오크가 걸릴 경우에 이들을 단락시키는 토오크 리미터를 포함한 구성으로 이루어져 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 천정 크레인에서 중량물을 권상중 권상장치 내에 동력을 전달하는 구성부품의 파손이 발생시 및 허용된 하중을 초과하거나 또는 권상 도중 하중물이 다른 부위에 간섭(干涉)될 때, 권상드럼의 회전을 구속함으로써 하중물의 자유낙하를 방지하여 안전 사고 및 기기의 파손을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

하중물의 낙하 방지 기능을 갖는 천정 크레인 권상장치{Hoisting Drive System Of Electric Overhead Traveling Crane Winch is able to Prevent the Dropping Of Road }
본 발명은 천정 크레인에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천정 크레인에서 중량물을 권상중 권상장치 내에 동력을 전달하는 구성 부품의 파손이 발생시 및 허용된 하중을 초과하거나 또는 권상 도중 하중물이 다른 부위에 간섭(干涉)될 때, 권상드럼의 회전을 구속함으로써 하중물의 자유낙하를 방지하여 안전 사고 및 기기의 파손을 방지할 수 있는 하중물의 낙하 방지 기능을 갖는 천정 크레인 권상 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 천정 크레인은 대형 장치 및 시설물을 제작하는 작업장에 설치되어 중량물을 운반하는 운반 장치이다. 예를 들어 대형 기계장치를 조립하기 위해 그 부품들을 운반한다던지 상부로 끌어 올리기 위해 사용된다.
이러한 천정 크레인의 통상적 구성은 천정을 가로질러 이동 가능하도록 설치된 트러스 구조물에 권상장치가 엊혀져 가로 및 세로방향으로 이동가능한 구조이다
여기서 트러스 구조물은 중량물을 권상 및 이동하기 위한 기본 지지보를 형성하고 그 상부에 설치된 권상장치는 중량물을 들어 올리기 위한 기본적인 수직인양 구동부를 형성한다.
상기와 같이 구성된 통상적 천정 크레인에서 종래의 권상장치(100)의 구성은 도 1에서 나타낸 바와 같이 중량물의 인양을 위한 동력을 발생시키는 권상모터(110)와, 권상모터(110)에 연결되어 회전속도를 적당한 회전비로 감속시키는 감속기(120), 감속기(120)에 연결되어 감속된 회전비를 전달받아 와이어 로프(160)를 권상하는 원통형의 권상드럼(150)으로 이루어지는 한편 도 2에서와 같이 권상모터(110)에 중량물의 인양을 위한 상부 활차 블럭(170) 및 후크 블럭(180)으로 이루어져 있다.
이와 같이 구성되어 있는 종래의 권상장치(100)에서 중량물의 인양을 위한 안전장치로는 권상모터(110)의 모터축(111)에 연결되어 회전을 구속하는브레이크(B)와, 권상모터(110)와 감속기(120) 사이에 설치되어 이들 축을 물리적으로 연결하는 커플링(C)과, 권상모터(110)축열 또는 감속기(120) 입력축 상에 설치되어 과속도를 감지하는 과속 센싱 기능을 갖는 과속도 감지기(S)로 구성되는 것이 통상적이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 천정 크레인의 권상장치(100)에서 권상모터(120)으로 부터 권상드럼(150) 까지 동력을 전달하는 구성부품[모터축(111),커풀링(C), 감속기(120), 내부기어 및 피니언축, 구동기어 (130), 드럼기어(140)가 파손되거나 또는 와이어 로프(160)]가 파단될 경우에는 인양되어 있던 중량물이 자유낙하를 함으로써 작업자의 인명사고를 발생시키고 또는 중량물의 낙하로 인하여 기기의 파손을 발생시키는 심각한 안전상의 문제점이 있다.
또한, 와이어 로프(160)가 권상드럼(150)에 잘못 감기는 경우 로프가 파손되고 이로 인한 중량물의 낙하에 의해 전술한 바와 같은 안전사고 및 기기의 파손을 발생 시킨다.
본 발명은 상기와 같은 문제점 및 작업환경의 안전을 위해 제안된 것으로 본 발명의 목적은 천정 크레인에서 중량물을 권상중 권상장치 내에 동력을 전달하는 구성부품의 파손발생시 및 허용된 하중을 초과하거나 또는 권상 도중 하중물이 다른 부위에 간섭(干涉)될 때, 권상드럼의 회전을 구속함으로써 하중물의 낙하를 방지하여 안전 사고 및 기기의 파손을 방지할 수 있는 하중물의 낙하 방지 기능을 갖는 천정 크레인 권상 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 권취정치에 의해 권상되는 와이어 로프의 이탈을 방지하는 장치를 구비함으로써 이상 권취 및 파손을 방지할 수 있는 하중물의 낙하 방지 기능을 갖는 천정 크레인 권상 장치를 제공하는 것에 있다.
도 1은 종래의 천정 크레인 권상장치를 나타낸 구성도,
도 2는 종래의 천정 크레인 권상장치에서 권상드럼과 후크 블럭을 나타낸 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 천정 크레인 권상장치를 나타낸 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 천정 크레인 권상장치에서 권상드럼과 와이어 위치 감지기를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 천정 크레인 권상 장치에서 권상드럼과 후크 블럭을 나타낸 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 천정 크레인 권상장치에서 권상드럼 구속을 위한 작동순서도,
도 7은 본 발명에 따른 천정 크레인 권상장치에서 와이어 로프의 파손 방지를 위한 작동순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 권상장치(捲上裝置) 110: 권상모터
111: 모터축 120: 감속기
121: 감속기어축 130: 구동기어
140: 드럼기어 150: 권상드럼
151: 드럼 그루브(Drum Groove) 152: 드럼축
160: 와이어 로프 170: 상부 활차 블럭
180: 후크 블럭(Hook Block) 210: 모터 속도 감지기
220: 드럼 속도 감지기 221: 증속장치(增速裝置)
230: 제어부(Controll Unit) 240: 토오크 리미터(Torque Limiter)
250: 제동기 (Brake) 300: 와이어 위치 감지기
S1-1 ~ S6: 작동 스텝
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 중량물의 수직 권상을 위한 동력을 발생시키는 권상모터와, 권상모터에 연결되어 속도를 감속시키는 감속기와; 감속기에 연결되어 와이어 로프를 권상하는 권상드럼으로 이루어진 천정 크레인의 권상장치에 있어서, 상기 권상모터에 설치되어 회전속도를 감지하는 모터 속도 감지기와, 중량물을 인양하기 위한 와이아 로프의 권상을 수행하는 권상드럼축에 설치되어 그 회전속도를 감지하는 드럼 속도 감지기와, 상기 모터 속도 감지기 및 드럼속도 감지기의 감지신호가 전기적으로 접속되어 이들의 회전차를 연산하여 드럼의 구속신호를 발신하는 제어부와, 상기 제어부에서 발신되는 신호의 작동을 위한 최종적인 액츄에이터를 형성하고 권상드럼의 회전을 구속하는 제동기와, 상기 권상모터와 감속기 사이에 설치되어 물리적 연결을 수행함과 동시에 과도한 토오크가 걸릴 경우에 이들을 단락시키는 토오크 리미터를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은 권상드럼상에 와이어 로프의 위치를 감지할 수 있는 감지기가 설치되고 상기 와이어 감지기에 의해 와이어 로프의 이탈 신호가 제어부에 전송되어 권상장치의 구동을 정지시키도록 한 것이다.
이상의 목적과 특징에 최상의 형태로 부합될 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시 가능한 구성을 나타낸 도면으로서, 본 발명의 권상장치(100)는 권상장치(100)의 동력을 발생시키는 권상모터(110)가 천정 크레인의 구조물(도면에 도시않됨)에 고정되고 권상모터축(111)에는 감속기(120)가 연결된다.
이들 권상모터(110)와 감속기(120)는 토오크 리미터(240)에 의해 물리적으로 연결되어 있고, 토오크 리미터(240)는 인양물의 중량에 따라 최대한 허용할 수 있는 토오크가 기설정된 상태이다.
토오크 리미터(240)는 권상모터(110)와 감속기(120)의 물리적 연결을 위한 수단 뿐만 아니라 과도한 토오크가 걸리게 되는 경우 권상모터(110)의 파손을 방지하기 위한 구조물로서의 기능을 동시에 구비한다.
한편, 상기 권상모터(110)에는 회전속도를 감지하는 모터 속도 감지지(210)가 설치된다. 감속기(120)에는 와이어 로프(160)의 권상을 위한 원통형 권상드럼(150)이 연결되어 있고 그 연결구조는 감속기어축(121)에 고정된 구동기어(130)에 권상드럼(150)의 일측 원주면을 감싼 형태의 드럼기어(140)가 서로 잇맞물림되어 연결구조를 완결한다.
이와 같은 권상드럼(150)과 감속기(120)의 연결은 권상드럼(150)의 회전을 적당한 회전비와 인양 토오크를 갖게 하기 위한 것이다.
권상드럼(150)을 회전 가능하게 지지하는 드럼축(152)에는 회전속도를 감지하는 드럼 속도 감지기(220)가 설치되고 이들 사이에 증속장치(221)가 연결되어 있다.
증속장치(221)에 의한 최종적인 회전속도는 드럼 속도 감지기(220)에 최종적으로 전달되며 이러한, 증속장치(221)는 속도감지기의 특성상 저속으로 회전하는 권상드럼의 회전속도를 정확히 감지하지 못하는 단점을 보완하기 위함이다.
상기 모터 속도 감지기(210)와 드럼 속도 감지기(220)는 제어부(230)에 감지신호를 전송하도록 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(230)는 이들의 신호를 인가받아 연속적으로 회전속도비를 비교하여 정상여부를 판단하여 권상드럼(150)의 회전을 구속하기 위한 신호를 발신하도록 되어 있다. 제어부(230)에 의해 발신되는 신호는 최종 액츄에이터를 형성하는 제동기(250)에 인가되며 이러한 제동기는 권상드럼(150)의 회전을 구속한다.
제동기(230)는 권상드럼(150)의 일측에 설치되며 그 구체적 실시 형태는 토오크의 크기에 따라 한개 또는 다수의 밴드 브레이크 또는 원판 형태의 디스크 브레이크로 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 권상장치에서 권상드럼(150) 및 와이어 위치 감지기(300)를 나타낸다. 권상드럼(150)은 가로누운 원통의 형태를 띠며, 그 일단에 회전력을전달받기 위한 드럼기어(140)가 원주면을 감싼 형태로 형성된다.
권상드럼(150)의 표면에는 드럼 그루브(151)가 환형으로 다수개 파여져 있으며 이것은 권상드럼(150)에 감기는 와이어 로프(160)의 감기는 위치를 정확히 하여 수평으로 서로 겹치지 않게 하기 위한 것이다.
즉, 중량물을 운반하는 천정 크레인의 특성상 권취드럼(150)에 감기는 와이어 로프(160)에 걸리는 하중은 매우 크며 만약 서로 엉켜서 감기게 된다면 와이어 로프(160)가 강철선을 꼬은 강선이라 하더라도 파손을 피할 수는 없다.
와이어 로프의 파손(160)은 안정상의 중대한 문제요인을 발생시키며 중량물의 낙하로 인한 기기의 파손을 발생시킨다.
한편, 권상드럼(150)의 가로방향을 걸쳐서 양측으로 와이어 위치 감지기(300)가 설치되는데, 이는 앞에서 설명한 바와 같이 와이어 로프(160)가 드럼 그루브(151)에서 벗어나는 것을 감지하기 위한 것이다.
와이어 위치 감지기(300)는 제어부(230)에 전기적으로 접속되어 있으며 와이어 로프(160)의 이탈(t)을 감지하는 신호를 인가 받으면 권상장치(100)를 비상정지 시키게 된다.
도 5는 상기 권상드럼(150) 및 와이어 위치 감지기(230)를 측면에서 나타낸 것이다. 도면에서 알 수 있듯이 권상드럼(150)은 와이어 로프(160)에 의해 상부 활차 블럭(170) 및 후크 블럭(180)을 연결하며 와이어 위치 감지기(300)는 권상드
럼(150)의 원주상 표면 소정 위치에 떨어져 설치된다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 작동을 도 6의 순서도에 의해 설명하면 다음과 같다.
권상장치(100)는 권상모터(110)가 회전시 동력전달 부품인 모터축(111), 토오크 리미터(240), 감속기(120), 구동기어(130) 및 드럼기어를 통하여 회전시킨다.(S1-1)
이와 같은 상태에서 모터 속도 감지기 및 드럼 속도 감지기는 각각 이들의 속도를 감지하여(S1-2), 제어부로 발신하고 이들의 회전속도비가 정상이 아니라고 판단되면(S1-3) 제어부는 브레이크를 작동시켜 권상장치를 비상정지 시키고.(S1-4) 정상이라고 판단되면 권상장치의 작동을 정상적으로 유지한다.(S1-5) 이때, 정상여부의 판단은 권상장치가 작동하는 동안 제어부에서 연속적으로 반복한다.
한편, 와이어 위치 감지기에 의한 작동을 도 7에 의해 설명하면 다음과 같다.
와이어 위치 감지기에 의해 권상드럼 상의 와이어 로프 위치를 감지하는 상태에서 위치변경을 감지(S2-1)하게 되면 감지신호를 제어부에 발신하고 제어부가 그 신호를 인가받아 와이어 로프의 위치 변경 유무를 판단하게 된다.(S2-2)
여기서 와이어 로프의 위치가 변경되지 않고 정상적인 상태이면 권상장치의 작동을 정상적으로 유지하고(S2-4) 와이어 로프의 위치 변경이 확인되면 제어부에 의해 권상모터를 정지시킴과 동시에 제동기를 작동시켜 권상장치를 정지시킨다.
(S2-3)
상기의 작동을 도 3을 참조하여 다시 설명하면 다음과 같다.
중량물을 권상중 권상장치 내의 동력전달 구성부품의 파손이 발생할 경우, 권상모터(110)는 계속 회전하고 있으나 권상드럼(150)은 회전하지 않고 멈추게 된다.
즉, 과도한 중량물을 취급하거나, 인양도중 하중물이 물리적 간섭에 의해 허용하중을 초과하는 경우 또는 상부 활차 블럭과 후크 블럭 사이에 충돌이 일어날 경우에 토오크 리미터(240)는 권상모터(110)의 회전력을 감속기(120)에 전달하지 않고 차단하며 이 상태에서 권상모터(110)는 계속 회전하고 있으나 감속기(120) 및 이에 연결된 권상드럼(150)은 회전하지 않고 멈추게 된다.
따라서, 중량물을 권상중 권상장치 내의 동력전달 구성부품이 파손되어 권상모터(110)는 계속 회전하고 있으나 권상드럼(150)은 회전하지 않고 멈추게 되는 경우 또는 인양도중 하중물이 물리적 간섭에 의해 허용하중을 초과하거나 상부 활차 블럭과 후크 블럭 사이에 충돌이 일어날 경우 권상모터(110)의 회전속도와 권상드럼(150)의 회전속도는 달라지며 제어부(230)는 각기 다른 회전속도를 감지하여 권상장치(100)의 과하중 및 이상 유무를 판단하게 된다.
이와 같은 상태에서 제어부(230)는 제동기(250)를 이루는 브레이크에 작동신호를 인가하여 권상드럼(150)의 회전을 구속시켜 장치의 작동을 정지시키게 된다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은 천정 크레인에서 중량물을 권상중 권상장치 내에 동력을 전달하는 구성부품 및 허용된 하중을 초과하거나 또는 권상 도중 하중물이 다른 부위에 간섭(干涉)될 때, 권상모터와 권상드럼 간의 서로 다른 회전속도를 감지하여 권상드럼을 비상정지 시킴으로서 보다 안정되고 확실환 제동을 이룰 수 있다.
또한, 토오크 리미터에 의한 권상모터와 감속기 간의 단락은 권상장치의 제동을 위한 정지 수단을 제공함은 물론 모터에 과부하가 걸리는 것을 차단함으로서 권상모터의 파손 방지 및 수명을 연장할 수 있다.
따라서, 본 발명의 권상장치가 설치되는 천정 크레인의 안전성을 높힘과 아울러 기기 자체의 파손을 방지함으로서 장치의 구조적 안정성을 향상시켜 기기 관리 및 수리 측면에서 보다 유리한 환경을 제공할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 와이어 위치 감지기에 의하면 권상드럼 상에 와이어 로프의 감기는 위치를 지속적으로 감지하여 비정상 상태이면 권상장치를 비상정지 시킴으로서 와이어 로프의 파손을 방지한다.
즉, 와이어 로프의 파손에 의한 중량물의 낙하를 원천적으로 방지함으로서 작업장의 안전을 높힘과 동시에 와이어 로프의 관리 측면에서도 꼬이는 순간 권사앙치를 비상정지 시켜 시후 수리 및 관리가 용이한 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 중량물의 수직 권상을 위한 동력을 발생시키는 권상모터와, 권상모터에 연결되어 속도를 감속시키는 감속기와; 감속기에 연결되어 와이어 로프를 권상하는 권상드럼으로 이루어진 천정 크레인의 권상장치에 있어서,
    상기 권상모터에 설치되어 회전속도를 감지하는 모터 속도 감지기와, 중량물을 인양하기 위한 와이아 로프의 권상을 수행하는 권상드럼축에 설치되어 그 회전속도를 감지하는 드럼 속도 감지기와, 상기 모터 속도 감지기 및 드럼속도 감지기의 감지신호가 전기적으로 접속되어 이들의 회전차를 연산하여 드럼의 구속신호를 발신하는 제어부와, 상기 제어부에서 발신되는 신호의 작동을 위한 최종적인 액츄에이터를 형성하고 권상드럼의 회전을 구속하는 제동기와, 상기 권상모터와 감속기 사이에 설치되어 물리적 연결을 수행함과 동시에 과도한 토오크가 걸릴 경우에 이들을 단락시키는 토오크 리미터를 포함함을 특징으로 하는 하중물의 낙하 방지 기능을 갖는 천정 크레인 권상장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 권상드럼상에 와이어 로프의 위치를 감지할 수 있는 감지기가 설치되고 상기 와이어 감지기에 의해 와이어 로프의 이탈 신호가 제어부에 전송되어 권상장치의 구동을 정지시키도록 함을 특징으로 하는 하중물의 낙하 방지 기능을 갖는 천정 크레인 권상장치.
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