엘리베이터 - 일량, 동력등 그리고 단위

 

 

엘리베이터 안전기준에서 자주 등장하는 기계공학 용어와 수식을 정리해 보았다. 기초적이기는 하지만 시간이 많이 흐르면서 기초적인것 조차도 기억속에서 사라질 때가 있고 이를 다시 상기시키는데 많은 시간이 소요된다. 일단은 엘리베이터 안전기준상에서의 주요 기계공학용어를 이해하는데 도움이 되고자 한다. 

 

 

<<일량>>

[별표 22] 엘리베이터 안전기준

7.6.2.2.1 자동 동력 작동식 문

가) 승강장문 또는 카문과 문에 견고하게 연결된 기계적인 부품들의 운동에너지는 평균 닫힘 속도로 계산되거나 측정했을 때 10 J 이하이어야 한다.

; 일량은 힘에 (힘의방향의) 거리를 곱한값이다. 일량의 단위와 에너지의 단위는 같다. 에너지는 일을 할 수 있는 능력이다.

 

<<동력>>

[별표 22] 엘리베이터 안전기준

9.6 보상 수단

9.6.1 적절한 권상능력 또는 전동기의 동력을 확보하기 위해 매다는 로프의 무게에 대한 보상 수단은 다음과 같은 조건에 따라야 한다.

; 동력은 단위시간당 행한 일량을 의미한다. 일률이라고 한다. 

 

 

<<중력정지거리>>

[별표 22] 엘리베이터 안전기준

6.5.6.1.1 표 1에 따른 카, 균형추 및 평형추의 끝단 위치는 6.5.6에 따른 주행구간, 6.5.7 및 6.5.8에 따른 피난 공간 및 틈새에 관한 기준이 고려되어야 한다.

[표1. 카, 균형추 및 평형추의 끝단 위치]

 

 

<<중력정지거리>>

[별표 22] 엘리베이터 안전기준

부속서 IX 권상평가

※ 정마찰계수와 동마찰계수를 다르게 적용함에 주의해야 한다.

 

 

<<중력정지거리>>

[별표 22] 엘리베이터 안전기준

13.3.2 잭

13.3.2.1 실린더 및 램의 계산

13.3.2.1.2 좌굴 계산

압축 하중을 받는 잭은 다음 사항에 적합해야 한다.

가) 잭은 완전히 펼쳐진 위치에서 그리고 전 부하 압력의 1.4배의 압력에서 발생되는 힘의 조건하에서 좌굴에 대해 2 이상의 안전율이 보장되는 방법으로 설계되어야 한다.

나) 부속서 Ⅺ에 따라 안전성이 입증되어야 한다.

다) 13.3.2.1.2나)와 달리, 더 복잡한 계산 방법은 동등 이상의 안전율이 보장되는 경우에 사용될 수 있다.

(승강기 검사기준 -> 별표22 엘리베이터 안전기준으로 변경으로 항목번호 및 내용 일부 변경됨)

 

<<피트바닥강도>>

[별표 22] 엘리베이터 안전기준

6.1.8 벽, 바닥 및 천장의 강도

6.1.8.5 피트 바닥은 전 부하 상태의 카가 완충기에 작용하였을 때 카 완충기 지지대 아래에 부과되는 정하중의 4배를 지지할 수 있어야 한다.

6.1.8.6 피트 바닥은 균형추가 완충기에 작용하였을 때 균형추 완충기 지지대 아래에 부과되는 정하중의 4배를 지지할 수 있어야 한다.

 

※ 대개 충격하중은 정하중의 2~3배이나 안전기준에서는 충분히 4배로 정의하고 있다. 일본에서는 피트의 충격하중을 운동에너지와 위치에너지의 합이 탄성에너지와 같다는 수식으로 충격하중을 계산하고 있다. 완충기가 충분한 스트로크(행정)을 가지고 있는 제품을 사용하면 충격하중을 충분히 줄일 수 있다.

(승강기 검사기준 -> 별표22 엘리베이터 안전기준으로 변경으로 항목번호 및 내용 일부 변경됨)

 

<<(승강장문) 기계적강도>>

[별표 22] 엘리베이터 안전기준

7.5.3 기계적 강도

7.5.3.1 잠금장치가 있는 승강장문 및 카문은 승강장문이 잠긴 상태 및 카문이 닫힌 상태에서 다음과 같은 기계적 강도를 가져야 한다.

가) 문짝/문틀에 대해 5 ㎠ 면적의 원형 또는 정사각형 모양의 어느 지점마다 수직으로 300 N의 정적인 힘을 균등하게 분산하여 가할 때 다음과 같아야 하며, 시험 후에는 문의 안전성 및 성능에 영향을 받지 않아야 한다.

1) 1 ㎜를 초과하는 영구적인 변형이 없어야 한다.

2) 15 ㎜를 초과하는 탄성변형이 없어야 한다.

 

※ EN 81-1에서는 처음에는 "영구적인 변형이 없어야 한다."로 규정하였다가 개정될때 "1mm를 초과하는 ~"이라는 문구를 삽입하였다. 실제로 영구적인 변형에 대한 정의가 위의 내용에서 보듯이 그 정의가 매우 엄격하거나 또는 복잡해서 현장에서 적용하기가 어려웠다. 국내에서도 영구적인 변형에 대한 재료학적 정의를 내리면서 불합격을 주는 사례가 발생하기도 하였다. 유럽에서도 동일한 문제제기가 있었던 것으로 보인다. 그래서 후에 1mm라는 치수를 삽입한 것 같다. 

 

(승강기 검사기준 -> 별표22 엘리베이터 안전기준으로 변경으로 항목번호 및 내용 일부 변경됨)

 

[별표 22] 엘리베이터 안전기준

7.5.3 기계적 강도

7.5.3.2 수평 개폐식 승강장문 및 카문에는 안내수단이 심한 마모나 부식 또는 충격으로 인하여 사용되지 못하게 될 경우에도 승강장문이 제 위치에서 유지되도록 하는 문이탈방지장치(Retainer)가 있어야 한다.

문이탈방지장치가 있는 모든 문짝(문 관련 부품들이 모두 조립된 문의 문짝을 말한다)은 7.5.3.4가)에 따른 진자충격시험을 견딜 수 있어야 한다. 이 경우, 진자충격시험은 안내수단 부품들이 가능한 최악의 조건 아래에서 표 4 및 그림 11에 따른 타격 지점에서 수행된다.

문이탈방지장치는 문짝의 경로 이탈을 방지하는 기계적인 수단으로서 이해되어야 하며, 문짝/행거의 추가적인 부품이거나 일부분일 수 있다.

 

※ 연질진자 충격장치는 45kg의 쇼트백을 높이 1,020mm에서 떨어트려 충격을 주는 장치이다.

T=mgh = 45 x 9.81 x 1.020 = 450 J

 

※ 450J은 한국에서 처음으로 제안하여 EN에서 받아들인 기준이다. 당시 승강장에서 다투던 사람들이 승강장도어에 부딪혀 도어가 이탈하면서 승강로에 추락하는 사고가 있으면서 이에 대한 개선책으로 나온 것이다.  참고로 EN81-20에서는 높이를 800mm로 하고 있어 충격에너지는 350J정도 된다.

 

 

2024.2.6.

(c) 칠보 (chillbo)

 

주1) 토크계산 추가 예정