엘리베이터 - 매다는 장치(메인 로프)에 대한 안전율 평가
로프식(트랙션식) 엘리베이터에서 메인 로프는 문자 그대로 [생명줄]이다. 카와 균형추를 매달아 지지하는 것과 함께 도르래의 회전을 카의 움직임으로 변환하는 일을 한다. 메인 로프는 과거 직경 12mm이상의 3가닥이상을 사용하고 안전율을 10이상으로 하여야하며 도르래의 직경과 로프직경의 비를 40배이상이 되도록 하였으나 현재에는 직경 6mm에 2가닥이상까지 허용이 되고 있다. 현행 안전기준에서는 벨트, 체인등을 고려하여 명칭을 매다는 장치(Suspension means, 현수장치)라 하였지만 여기에서는 로프의 안전율 계산에 촛점을 맞추어 설명하고자 한다.
로프의 허용 안전율에는 굽힘, 인장, 피로등의 인자가 모두 감안되어 결정된 값이다.
[별표22] 엘리베이터 안전기준 (발췌)
9.1 매다는 장치(현수)
9.1.1 카와 균형추 또는 평형추는 매다는 장치에 의해 매달려야 한다.
9.1.2 매다는 장치는 다음의 구분에 따라 적합해야 한다.
가) 로프: 공칭 직경이 8 ㎜ 이상이어야 한다. 다만, 구동기가 승강로에 위치하고, 정격속도가 1.75 ㎧ 이하인 경우로서 행정안전부장관이 안전성을 확인한 경우에 한정하여 공칭 직경 6 ㎜의 로프가 허용된다.
9.1.3 로프 또는 체인 등의 가닥수는 2가닥 이상이어야 한다.
9.2 권상 도르래‧풀리 또는 드럼과 로프(벨트) 사이의 직경 비율, 로프/체인의 단말처리
9.2.1 권상 도르래ㆍ풀리 또는 드럼의 피치직경과 로프(벨트)의 공칭 직경 사이의 비율은 로프(벨트)의 가닥수와 관계없이 40 이상이어야 한다.
9.2.2 매다는 장치의 안전율은 다음 구분에 따른 수치 이상이어야 한다.
가) 3가닥 이상의 로프(벨트)에 의해 구동되는 권상 구동 엘리베이터의 경우: 12
나) 3가닥 이상의 6 ㎜ 이상 8 ㎜ 미만의 로프에 의해 구동되는 권상 구동 엘리베이터의 경우: 16
다) 2가닥 이상의 로프(벨트)에 의해 구동되는 권상 구동 엘리베이터의 경우: 16
라) 로프가 있는 드럼 구동 및 유압식 엘리베이터의 경우: 12
마) 체인에 의해 구동되는 엘리베이터의 경우: 10
안전율은 정격하중의 카가 최하층에 정지하고 있을 때 매다는 장치 1가닥의 최소 파단하중(N)과 이 매다는 장치에 걸리는 최대 힘(N) 사이의 비율이다. 매다는 장치에 대한 안전율 평가는 부속서 Ⅹ에 따른다.
9.2.3 매다는 장치와 매다는 장치 끝부분 사이의 연결(9.2.3.1)은 매다는 장치의 최소 파단하중의 80 % 이상을 견딜 수 있어야 한다.
9.2.3.1 매다는 장치 끝부분은 자체 조임 쐐기 형 소켓, 압착링 매듭법(ferrule secured eyes), 스웨이지 터미널(swage terminals)에 의해 카, 균형추/평형추 또는 구멍에 꿰어 맨 매다는 장치 마감 부분(dead parts)의 지지대에 고정되어야 한다. (충진식(바빗메탈등) 소켓타입은 더 이상 사용할 수 없다)
비고 매다는 장치 단말은 매다는 장치의 최소 파단하중의 80 % 이상을 달성한다고 가정할 수 있다.
1. 메인 로프에 대한 실제 안전율 계산식
여기에서, Sr = 메인 로프의 실제 안전율 (부속서 X의 Sf보다 커야 한다)
k = 로핑 계수 (1:1로핑 k=1, 2:1로핑 k=2)
N = 메인 로프의 본 수
Pr = 사용 로프의 최소 파단 하중 (kgf)
P = 빈카의 중량 (kgf)
Q = 정격하중 (kgf)
Wr = 로프의 단위 길이당 중량 (kgf/m)
H = 주행 거리 (m)
2. 메인 로프에 대한 안전율 평가 ([별표22] 엘리베이터 안전기준 부속서 X 참조)
2023.2.2.
(c) 칠보 (chillbo)
주1) 메인로프의 한계 안전율은 여러 가닥의 로프를 적용하여 사용하는 중에 1본의 로프가 끊어졌을 때를 가정하여 남아 있는 로프가 가지는 안전율을 고려하는 경우도 있다.