로프와 윈치 : 가능성의 한계

로프와 윈치 : 가능성의 한계

 

 

건설기계산업연구원  원장 김인유

 

최근 로프 부문에서 가장 큰 발전 중 하나는 오스트리아에 기반을 둔 로프 제조업체인 Teufelberger와 스위스에 본사를 두고 있는 크레인 제조업체인 Liebherr 간의 협력 관계에서 비롯되었다. 그들은 함께 Liebherr의 새로운 Solite 장착 EC-B 'Fibre' flat top tower cranes(240 EC-B 10 Fiber / 240 EC-B 12 Fiber / 370 EC-B 12)과 함께 2019년에 양산에 들어간 Solite 섬유 로프를 개발했다.

두 회사 모두 Solite가 특히 타워 크레인 응용 분야에서 현재 가능성의 한계를 넘는, 특히 타워 크레인 부문에서 판도가 바뀌게 될 것이다. 회사는 또한 Solite가 모바일 크레인 및 크롤러 크레인 응용 분야에 다양한 이점을 제공하고 있다.

 

Teufelberger에 따르면 Solite가 제공하는 안전 및 운영상의 이점은 로프 무게가 최대 80% 감소하고 크레인 구성품이 마모되지 않으며 로프를 윤활할 필요가 없다는 것이다. 로프의 폐기 지점은 로프의 빨간색 코어를 통해 표시되므로 쉽게 결정할 수 있다. 이것이 보일 때 로프는 이 지점에서 여전히 파단 하중의 100%를 유지하더라도 버려야 한다.

 

Teufelberger는 또한 Solite의 수명주기가 와이어로프보다 훨씬 길다는 것이다. Teufelberger의 Solite R&D 관리자인 Björn Ernst는 “Solite는 강철 케이블보다 다층 권선에서 최대 10배의 서비스 시간을 제공할 수 있다.”라고 말합니다. "Solite가 와이어로프 기술이 지배하던 시장에 혁명을 일으킬 수 있다는 것이다.

 

■ 구성 요소 선택

 

타워 크레인의 구성품 선택은 특히, 윈치 드럼을 선택할 때는 검증되고 신뢰할 수 있는 기술로 제작된 것이 중요하다. 타워 크레인 제조회사인 Moritsch Cranes는 2015년에 출범한 비교적 신생 기업이지만 타워 크레인 업계에서 오랜 역사를 가진 Mariano Moritsch가 가족과 함께 설립했다. 이 회사는 100 ~ 600tonne/metres 까지 다양한 luffing jib (RTL), flat-top (RTM) 그리고 low-top (RTT) cranes을 전 세계 도시에서 찾을 수 있다. 모든 엔지니어링은 사내에서 수행되며 Mariano는 고품질 부품 사용에 자부심을 가지고 있다. "나는 우리가 최고 품질의 부품이 없었다면 지난 3년 동안 우리가 이룬 성공을 얻지 못했을 것이라고 굳게 믿습니다."라고 그는 말합니다. "고객에게 프리미엄 부품만 사용한다고 말할 수 있다는 것이 매우 중요합니다."

 

Moritsch의 윈치 드럼은 독일에 본사를 둔 Lebus International Engineers의 Bavaria에서 생산된다. Lebus 시스템은 리프팅 업계에서 와이어로프 스풀이 여러 층의 로프 드럼에 지속해서 수풀 되도록 하는 것으로 잘 알려져 있다. Lebus groove는 드럼의 플랜지(가장자리)와 평행을 이룬다는 점에서 기존의 나선형(나사산) 그루브와 다릅니다. 드럼면을 따라 움직이는 로프. 이 형상은 1950년대 텍사스 유전 장비 공급 업체인 Frank LeBus가 설계하고 특허를 받았습니다. 디자인 특허는 만료된 지 오래되었으며 유사한 스타일의 평행 그루브 드럼이 널리 보급되었습니다. 그러나 Lebus 브랜드는 미국 모회사인 Lebus Inc의 보호를 받습니다.

 

"나는 Lebus를 카피한 제품을 써 보았지만, 성능은 같지 않았습니다."라고 Mariano는 말합니다. "Moritsch Cranes를 시작했을 때 우리는 품질과 신뢰성을 위해 모든 드럼이 Lebus가 되어야 한다고 결정했습니다."

 

■ 차이를 보다.

 

진품 Lebus 엔지니어링은 높은 크레인에서 매우 중요하다고 Moritsch는 말합니다. 드럼에서 스풀링해야 하는 로프가 길수록 로프가 걸리거나 손상되거나 뒤틀릴 수 있는 범위가 더 넓어져 현장 작업 비용이 많이 들고 중단으로 이어집니다.

 

“높이가 30~40미터인 크레인이 있다면 그 차이를 느끼지 못할 것입니다.”라고 Mariano는 말합니다. "하지만 가장 높은 크레인, 특히 luffers를 사용하면 그 차이를 볼 수 있습니다."

 

Lebus 덕분에 가장 큰 Moritsch 크레인은 일곱 겹으로 감긴 최대 1,100m의 와이어로프를 운반할 수 있으며 "문제가 없었습니다"라고 그는 말합니다.

 

Lebus가 공급하는 드럼은 전체 윈치 시스템의 핵심 부품이다. Moritsch는 제공된 부품으로 자체 윈치를 만듭니다. Brevini 기어 박스 및 Stromag 브레이크와 같이 Moritsch 용으로 맞춤 제작되지 않은 구성품은 특히 응용 분야에 적합한 특성을 가지고 있습니다. 그러나 드럼은 기성품으로 구입할 수 없으며 모두 맞춤 제작됩니다.

 

"우리는 기술 정보를 공유하고 함께 솔루션을 찾습니다."라고 Mariano는 말합니다. "모든 제품은 파트너십으로 시작됩니다." 윈치 드럼의 크기와 모양이 크레인의 전체 설계에 필수적이기 때문에 커뮤니케이션이 중요하다고 Lebus는 덧붙입니다.

 

“새 크레인을 제조하기 시작할 때 프레임과 카운터 지브의 공간 구성이 매우 중요합니다.”라고 Mariano는 말합니다. 400미터 이상의 로프가 있는 대형 Moritsch 크레인에서 윈치는 드럼 내부의 감속 기어로 설계되었으므로 Lebus와 더욱 긴밀하게 협력해야합니다. "우리는 최고의 기술 솔루션을 함께 연구합니다."라고 그는 말합니다.

 

Lebus는 Moritsch로부터 길이, 직경, 강도, 구조 유형 및 제조업체를 포함하여 감길 로프의 전체 세부 사항과 함께 기술 지침을 받습니다. 그런 다음 Lebus는 Moritsch의 기준에 맞는 특정 홈 가공이 있는 드럼을 설계합니다. Lebus의 핵심은 로프 스풀링 동작을 안내하는 홈의 정확한 깊이와 너비를 결정하여 부드러운 스풀링으로 수명을 보장하는 것입니다.

 

Lebus는 모든 와이어로프 유형이 특히 여러 겹으로 감길 때 다르게 작동하므로 최상의 결과를 얻으려면 다른 홈 가공 형상이 필요하다고 말합니다.

 

Lebus의 전무 이사 역할에서 "반 은퇴 한" 것으로 자신을 설명하는 Cris Seidenather는“우리는 주어진 애플리케이션에 대한 작업 조건에서 와이어로프의 동작을 연구합니다. Lebus는 바이에른 Finning에 있는 작업장에서 윈치 적용을 시뮬레이션하여 로프에 미치는 영향을 관찰하고 드럼의 하부층이 상부층의 압력에 따라 모양이 얼마나 변하는지 측정합니다.

 

"와이어로프 구조가 같지만 다른 제조업체에서 제공한 경우 치수 동작이 다를 수 있습니다."라고 그는 말합니다. "예를 들어, 장력 하에서 직경 감소는 제조업체 A에서 제조업체 B에 따라 다를 수 있습니다. 그래서 제조업체 이름을 아는 것이 중요합니다."

 

이 분석에서 드럼 디자인이 생성됩니다.

 

Seidenather는 "드디어 완성된 드럼 도면을 Moritsch에 보내고 그는 Lebus의 기술적 치수 값을 도면에 표기합니다."라고 계속 설명합니다. "새로운 크레인 설계 및 / 또는 로프 사양, 로프 제조업체 또는 구조가 변경될 때마다 새로운 홈과 피치 치수를 설계하는 것이 우리의 기술적 노하우입니다."

 

Moritsch 크레인 모델에 따라 Lebus와 다른 윈치 드럼 디자인이 필요하며, 각각의 용도에 맞게 맞춤 제작됩니다.

 

예를 들어, Moritsch의 RTL 265A 러핑 지브 크레인의 호이스팅 윈치는 직경 22mm의 900m 와이어로프를 7겹으로 감고 최대 110kN의 로프 당김을 유지합니다. 이를 위해 Lebus는 플랜지 사이에 941mm의 드럼 폭과 922mm의 피치 원 직경을 제공합니다. 최적의 홈 가공 패턴(드럼면에 가공된 각 홈의 깊이와 너비)은 Lebus의 특별한 노하우입니다.

 

다른 크레인 모델의 경우 윈치 드럼이 완전히 다른 모양일 수 있습니다. 예를 들어 로우 탑 RTT 470–24에서 드럼은 870mm의 더 작은 피치 원 직경을 갖지만 플랜지 사이의 길이가 1,020mm인 더 긴 면을 가지고 있습니다. 이 크레인은 6겹으로 감긴 850m 직경의 20mm 와이어로프를 운반합니다.

 

모든 경우에, 완벽한 스풀링, 로프 수명 극대화, 가동 시간 및 투자 수익률을 보장하면서 로프가 레이어(layer) 위에 레이어가 제대로 작동하도록 하는 것이 드럼 면 홈의 기하학적 구조이다.

 

Mariano Moritsch는“드럼의 품질은 로프의 품질만큼 중요합니다. "그래서 우리는 Lebus 드럼만 사용합니다."

 

이러한 방식으로 구성품 선택이 크레인의 전체 기능에 미치는 영향과 구성품 간의 관계도 확인할 수 있습니다.

 

이러한 방식으로 구성품 선택이 크레인의 작동 능력에 직접적인 영향을 미치는 방식을 확인합니다. Lebus가 설명한대로 로프와 윈치 드럼 사이의 상호 작용은 분명히 복잡하며 미래의 로프 개발이 전통적인 구성 요소 기술의 광범위한 사용과 어떻게 통합되는지 보는 것은 흥미로울 것입니다.