승강기기사, 산업기사 - 유압식 엘리베이터 구성부품의 안전율

 

유압식 엘리베이터는 펌프에서 발생한 압력을 실린더에 전달하여 플런저를 움직이고, 그 힘으로 카를 승강시키는 구조이다. 실린더, 플런저, 압력배관 및 플렉시블 호스에는 높은 유압이 직접 작용한다. 간접식 유압 엘리베이터에서는 로프 또는 체인도 카의 하중을 지지하므로 각 구성부품에 적절한 안전율이 필요하다. 구성부품별 안전율 자체를 묻는 문제가 자주 출제된다.

유압식 엘리베이터 구성부품의 안전율은 다음과 같다.

구성부품	안전율
플런저	4
실린더	4
압력배관	4
취성재료로 제작된 플런저·실린더·압력배관	10
실린더와 체크밸브 또는 하강밸브 사이의 플렉시블 호스	8
주로프	12
체인	10

 

1) 플런저의 안전율

플런저는 실린더 내부의 압력을 받아 상승하고, 그 힘을 카 또는 로프 풀리에 전달하는 부품이다.

플런저에는 다음과 같은 힘이 작용할 수 있다.

• 카와 적재하중에 의한 압축력
• 플런저 자중
• 운전 중 발생하는 동적하중
• 설치 오차나 편심에 따른 굽힘하중

2) 실린더의 안전율

실린더는 내부에 작용하는 유압을 견디는 압력용기 역할을 한다. 실린더 내벽에는 내부 압력에 의해 원주 방향 응력이 발생한다.

승강기기사,산업기사 - 유압식 엘리베이터 실린더 내벽의 안전율 계산

 

3) 압력배관의 안전율

압력배관은 펌프와 밸브, 밸브와 실린더 사이에서 압유를 전달한다.

압력배관에는 정상 운전압력뿐만 아니라 다음과 같은 압력도 작용할 수 있다.

• 기동 및 정지 시의 압력변동
• 밸브 개폐에 따른 순간적인 압력상승
• 부하변동에 따른 압력변화
• 릴리프밸브가 작동하기 전의 최고압력

압력배관의 안전율을 검토할 때는 배관 자체뿐만 아니라 연결부, 피팅 및 이음부도 함께 확인해야 한다.

 

4) 플렉시블 호스의 안전율

플렉시블 호스는 진동이나 상대운동이 발생하는 부분에서 압유를 전달하기 위해 사용하는 유연한 압력호스이다. 플렉시블 호스는 반복적으로 압력이 작용하고 굽힘, 진동 및 노화의 영향을 받을 수 있다. 또한 호스가 파열되면 압유가 급격하게 빠져나가 카가 하강할 위험이 있으므로 플런저·실린더·압력배관보다 큰 안전율을 적용한다.

플렉시블 호스를 점검할 때는 다음 사항을 함께 확인하는 것이 좋다.

• 호스 표면의 균열
• 부풀음 또는 변형
• 압착부와 연결부의 누유
• 과도한 굽힘
• 다른 구조물과의 마찰
• 호스의 꼬임
• 노화 또는 경화 상태

5) 주로프의 안전율

간접식 유압 엘리베이터는 플런저 상부의 풀리와 주로프를 이용하여 카를 움직인다. 주로프는 카와 적재하중을 직접 지지하므로 높은 안전율을 적용한다. 여러 가닥의 주로프를 사용하는 경우에는 하중이 각 로프에 균등하게 분담되는지도 중요하다. 로프 장력이 고르지 않으면 일부 로프에 하중이 집중되어 계산상 안전율을 확보하더라도 실제 사용 상태에서 로프의 수명이 짧아질 수 있다.

 

6) 체인의 안전율

유압식 엘리베이터에서 체인을 사용하는 구조라면 체인이 카 또는 관련 장치의 하중을 안전하게 지지해야 한다.

체인은 링크와 핀의 결합으로 이루어져 있으므로 다음 사항을 함께 확인해야 한다.

• 링크의 균열
• 핀과 부시의 마모
• 체인의 늘어짐
• 부식
• 윤활 상태
• 연결부의 풀림
• 좌우 체인의 장력 차이

 

※ 안전율이 서로 다른 이유

 

구성부품별 안전율이 서로 다른 것은 각 부품의 재료, 하중 형태, 파괴 가능성 및 파괴 시의 위험도가 다르기 때문이다.

구성부품	주요 위험	안전율
플런저	압축, 좌굴 및 굽힘	4
실린더	내부 압력에 의한 파열	4
압력배관	압력에 의한 파열과 누유	4
취성재료 부품	예고 없는 급격한 파괴	10
플렉시블 호스	반복압력, 노화 및 파열	8
주로프	카 하중 지지 및 파단	12
체인	링크 또는 핀의 파손	10

특히 주로프는 카의 하중을 직접 지지하고 파단 시 위험이 크기 때문에 가장 큰 안전율인 12를 적용한다.

플렉시블 호스는 유연한 재료로 제작되어 반복압력과 노화의 영향을 받기 때문에 강재 압력배관보다 큰 안전율인 8을 적용한다.

 

 

 

※ 기출문제

 

(필기) 

문) 유압 엘리베이터에서 로프 또는 체인이 동기화 수단으로 사용될 경우의 기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

㉮ 체인의 안전율은 8 이상이어야 한다.
㉯ 로프의 안전율은 12 이상이어야 한다.
㉰ 2개 이상의 독립된 로프 또는 체인이 있어야 한다.
㉱ 최대 힘은 전부하압력에서 발생하는 힘, 로프 또는 체인의 수를 고려하여 계산되어야 한다.

 

(실기)

문) 매다는 장치의 안전율은 다음 구분에 따른 수치 이상이어야 한다. 각각의 값을 적으시오.

가) 3가닥 이상의 로프 또는 벨트에 의해 구동되는 권상 구동 엘리베이터
나) 3가닥 이상의 지름 6 mm 이상 8 mm 미만 로프에 의해 구동되는 권상 구동 엘리베이터
다) 2가닥 이상의 로프 또는 벨트에 의해 구동되는 권상 구동 엘리베이터
라) 로프가 있는 드럼 구동 및 유압식 엘리베이터
마) 체인에 의해 구동되는 엘리베이터

 

답) 

가) 12 이상

나) 16 이상

다) 16 이상

라) 12 이상

마) 10 이상

 

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2026.10.20.

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