KR101941421B1

KR101941421B1 - 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101941421B1
Application number: KR1020177008398A
Authority: KR
Inventors: 요헤이 오카자키
Original assignee: 아이 노우 머쉬너리 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-20
Publication date: 2019-01-23
Also published as: JP2016088652A; WO2016067979A1; CN107108187A; CN107108187B; KR20170048463A; JP6435162B2

Abstract

와이어 로프(8)를 길이 방향으로 정간격으로 구획함으로써 가상의 구획 부위를 설정하고, 와이어 로프(8)에 작용하는 현가 하중(f)을 측정하고, 현가 하중(f)을 와이어 로프(8)가 받은 상태에서, 각 구획 부위가 시브를 통과하여 구부러지는 구부림 횟수를 적산하고, 현가 하중(f)과 구부림 횟수에 기초하여 와이어 로프(8)의 구획 부위마다의 피로도를 구한다.

Description

크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING FATIGUE DEGREE OF WIRE ROPE OF CRANE}

본 발명은 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 크레인 등에 사용되는 와이어 로프는 중량물을 매달아 올리고 내릴 때 부하가 반복해서 부여되는 동시에, 시브(sheave; 도르래, 활차)를 통과할 때 구부림 응력을 받아 피로한다.

이 때문에, 종래, 작업원이 정기적으로 상기 와이어 로프를 육안으로 보아 상기 와이어 로프의 소선(素線) 끊어짐의 유무를 확인하는 것이 행해지고 있었다. 또는, 상기 와이어 로프에 작용하는 장력 및 사용량에 따른 충분한 안전률을 예상하여 그 사용 한계를 정하고, 교체 시기를 사전에 설정함으로써, 와이어 로프의 수명 관리가 이루어지고 있었다.

또한, 상기 와이어 로프의 수명 관리와 관련되는 일반적 기술 수준을 나타내는 것으로는 예를 들어 특허문헌 1이 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개2004-251880호

하지만, 특히 컨테이너선이나 벌크물 운반선 등의 화물선에 배치 준비되는 데크 크레인의 경우, 와이어 로프의 길이는 약 250m에나 달한다. 또한, 높은 곳에서 발판이 확보되어 있지 않은 상황에서, 전술한 바와 같이 와이어 로프의 소선 끊어짐의 유무를 확인하는 것은 작업자에게 있어 매우 부담이 큰 곤란한 점검 작업이며, 수고와 시간이 걸렸다.

또한, 상기 데크 크레인의 경우, 화물선의 항로에 따라 적재물이 다양하게 변화되고, 매다는 짐(吊荷)의 중량이 극단적으로 다른 경우도 많이 있다. 예를 들어, 적재물은 철광석이나 곡물 등이다. 이러한 경우, 전술한 바와 같이 와이어 로프의 사용 한계를 정하여 교체 시기를 사전에 설정하는 것은 매우 어려웠다. 이러한 상황에서, 와이어 로프의 교환 시기를 일률적으로 설정해 버리면, 상기 와이어 로프의 건전성이 직접적으로 육안 확인되지 않음으로 인해, 와이어 로프의 소선 끊어짐이 발생하였음에도 불구하고 계속 사용되거나, 혹은 건전한 상태의 와이어 로프라도 교환 시기에는 무조건으로 폐기 처분되어 버리거나 하는 문제를 갖고 있었다.

본 개시는 상기 종래의 문제점을 감안하여 이룬 것으로, 와이어 로프의 부위마다의 피로도를 정량적으로 파악할 수 있고, 점검 작업 시간의 단축화 및 교환 시기의 최적화를 도모할 수 있는 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 개시는 드럼으로부터 권출되어 시브에 걸려 회전되는 와이어 로프에 의해 짐을 매달아 올리고 내리는 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법으로서,

상기 와이어 로프를 길이 방향으로 정간격으로 구획함으로써 가상의 구획 부위를 설정하고,

상기 와이어 로프에 작용하는 현가 하중을 측정하고,

상기 현가 하중을 와이어 로프가 받은 상태에서, 상기 각 구획 부위가 상기 시브를 통과하여 구부려지는 구부림 횟수를 적산하고,

상기 현가 하중과 구부림 횟수에 기초하여 상기 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도를 구하는 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법에 관한 것이다.

상기 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법에서는, 제 1 현가 하중 영역(F₁), 제 2 현가 하중 영역(F₂),　…제 n 현가 하중 영역(F_n)을 미리 설정하고, 측정되는 상기 현가 하중이 어느 영역에 해당되는지를 판정하고, 상기 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도를 각각 하기의 수식　

[수 1]

단, T: 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도(%)

N_i: 제 i 현가 하중 영역(F_i)에서의 실제의 구부림 횟수

n: 자연수

α_i: 피로 시험 결과에 기초하는 제 i 현가 하중 영역(F_i)에서의 구부림 횟수 환산 계수

N_LIM: 피로 시험 결과에 기초하는 피로 구부림 한도 횟수

으로부터 구해도 좋다.

상기 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법에 있어서, 상기 현가 하중은 상기 드럼을 구동하는 유압 구동 장치의 유압으로부터 구해도 좋다.

상기 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법에 있어서, 상기 현가 하중은 상기 와이어 로프의 장력으로부터 구해도 좋다.

상기 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법에 있어서, 상기 구부림 횟수는 상기 드럼의 회전수로부터 구해도 좋다.

한편, 본 개시는 드럼으로부터 권출되어 시브에 걸려 회전되는 와이어 로프에 의해 짐을 매달아 올리고 내리는 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치로서,

상기 와이어 로프에 작용하는 현가 하중을 측정하는 현가 하중 측정기와,

상기 와이어 로프를 길이 방향으로 정간격으로 구획함으로써 가상의 구획 부위를 설정하고, 상기 현가 하중 측정기로 측정된 현가 하중이 입력되어, 상기 현가 하중을 와이어 로프가 받은 상태에서, 상기 각 구획 부위가 상기 시브를 통과하여 구부러지는 구부림 횟수를 적산하고, 상기 현가 하중과 구부림 횟수에 기초하여 상기 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도를 구하는 제어기를 구비한 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치에 관한 것이다.

상기 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치에 있어서, 상기 제어기는 미리 설정되는 제 1 현가 하중 영역(F₁), 제 2 현가 하중 영역(F₂), …제 n 현가 하중 영역(F_n)을 기억하고, 측정되는 상기 현가 하중이 어느 영역에 해당되는지를 판정하여, 상기 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도를 각각 하기의 수식

[수 2]

단, T: 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도(%)

N_i: 제 i 현가 하중 영역(F_i)에서의 실제의 구부림 횟수

n: 자연수

N_LIM: 피로 시험 결과에 기초하는 피로 구부림 한도 횟수

으로부터 구해도 좋다.

상기 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치에 있어서, 상기 현가 하중 측정기는 상기 드럼을 구동하는 유압 구동 장치의 유압을 측정하는 유압계로서, 상기 압력계로 측정된 유압에 기초하여 상기 현가 하중을 구하도록 구성해도 좋다.

상기 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치에 있어서, 상기 현가 하중 측정기는 상기 와이어 로프의 장력을 측정하는 하중계로서, 상기 하중계로 측정된 장력에 기초하여 상기 현가 하중을 구하도록 구성해도 좋다.

상기 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치에서는 상기 드럼의 회전수를 검출하는 드럼 회전수 검출기를 구비해도 좋다.

상기 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치에서는 상기 제어기로 구해진 상기 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도를 표시하는 표시기를 구비해도 좋다.

본 개시의 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법 및 장치에 의하면, 와이어 로프의 부위마다의 피로도를 정량적으로 파악할 수 있고, 점검 작업 시간의 단축화 및 교환 시기의 최적화를 도모할 수 있다는 우수한 효과를 나타낼 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 형태에 따른 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법 및 장치를 도시한 도면으로서, 데크 크레인의 측면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 형태에 따른 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법 및 장치를 도시한 도면으로서, 시브에 걸려 회전되는 와이어 로프를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 형태에 따른 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법 및 장치에서의 와이어 로프의 구획 부위를 도시한 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 형태에 따른 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법 및 장치에서의 제어 블록도로서, 현가 하중 측정기로서 압력계를 사용한 경우의 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 형태에 따른 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법 및 장치에서의 제어 블록도로서, 현가 하중 측정기로서 하중계를 사용한 경우의 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 1a 내지 도 3b는 본 발명의 일 형태에 따른 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법 및 장치로서, 크레인으로서 화물선(SP)에 배치되는 데크 크레인(1)에 적용한 예를 도시하고 있다.

상기 데크 크레인(1)은, 도 1a에 도시한 바와 같이, 화물선(SP)의 갑판(D)에 설치되는 지지대(2)와, 상기 지지대(2) 위에 선회 자유롭게 배치되는 선회 마스트(3)와 상기 선회 마스트(3)에 마련되는 운전실(4)과, 상기 선회 마스트(3)의 하부에 지점 핀(5)을 통하여 부앙(俯仰; 굽어봄과 우러러봄) 자유롭게 부착된 시브(6)를 구비하고 있다.

상기 데크 크레인(1)의 선회 마스트(3)의 내부에는 권선용 드럼(7)이 배치된다. 상기 권선용 드럼(7)에서 풀려나오는 와이어 로프(8)는, 도 1b에 도시한 바와 같이, 시브(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8)에 걸려 회전되어, 상기 선회 마스트(3)의 상단부 또는 상기 지브(jib)(6)의 선단부에 고정되어있다. 상기 시브(S1, S5, S7)는 상기 선회 마스트(3)의 상단부에 마련되고, 상기 시브(S2, S4, S6, S8)는 상기 지브(6)의 선단부에 마련되고, 상기 시브(S3)는 짐(C)을 매달아 내리는 후크(9)가 부착된 카고 블록(10)에 마련되어 있다. 상기 권선용 드럼(7)에 의해 와이어 로프(8)를 권취하면, 상기 카고 블록(10)이 상승한다. 상기 권선용 드럼(7)에 의해 와이어 로프(8)를 풀어내면, 상기 카고 블록(10)이 하강한다.

또한, 상기 데크 크레인(1)의 선회 마스트(3)의 내부에는 부앙용 드럼(11)이 배치된다. 상기 부앙용 드럼(11)에서 풀려나오는 와이어 로프(12)는 상기 선회 마스트(3)의 상단부에 마련된 시브(S9)에 걸려 회전되며, 상기 선회 마스트(3)의 상단부 또는 상기 지브(6)의 선단부에 고정되어 있다. 상기 부앙용 드럼(11)에 의해 와이어 로프(12)를 권취하면, 상기 지브(6)가 기립하는 방향으로 구동된다. 상기 부앙용 드럼(11)에 의해 와이어 로프(12)를 풀어내면, 상기 지브(6)가 부앙하는 방향으로 구동된다. 또한, 상기 부앙용 드럼(11)에 의해 와이어 로프(12)의 권취와 풀어내기를 행하는 대신에, 부앙용 유압 실린더에 의해 지브(6)의 부앙을 직접 행하도록 하여도 좋다.

본 실시예의 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 와이어 로프(8)를 길이 방향으로 정간격(예를 들어, 1m 내지 2m 정도)으로 구획함으로써 가상의 구획 부위(B)를 설정하고, 상기 와이어 로프(8)에 작용하는 현가 하중(f)을 측정하고, 상기 현가 하중(f)을 와이어 로프(8)가 받은 상태에서, 상기 각 구획 부위(B)가 상기 시브(S1 내지 S8)를 통과하여 구부러지는 구부림 횟수를 적산하고, 상기 현가 하중(f)과 구부림 횟수에 기초하여 상기 와이어 로프(8)의 구획 부위(B)마다의 피로도(T)를 구한다.

또한, 상기 구부림 횟수를 측정함에 있어서는, 도 1b 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 권선용 드럼(7)의 회전수를 검출하는 드럼 회전수 검출기(7b)를 구비하고 있어도 좋다. 단, 이 예에서는, 상기 드럼 회전수 검출기(7b)는 상기 권선용 드럼(7)에 직결하고 있지만, 상기 권선용 드럼(7)의 회전수를 검출할 수 있으면 좋고, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 와이어 로프(8)에 작용하는 현가 하중(f)은 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이 현가 하중 측정기(13)에 의해 측정되어, 제어기(14)로 입력된다. 상기 제어 장치(14)에 있어서, 상기 각 구획 부위(B)의 현재 위치는 권선용 드럼(7)의 회전수에 기초하는 와이어 로프(8)의 권출량과 지브(6)의 부앙 각도로부터 구한다. 이에 의해, 상기 제어기(14)에 있어서, 상기 현가 하중(f)을 와이어 로프(8)가 받은 상태에서, 상기 각 구획 부위(B)가 상기 시브(S1 내지 S8)를 통과하여 구부러지는 구부림 횟수를 적산하고, 상기 현가 하중(f)과 구부림 횟수에 기초하여 상기 와이어 로프(8)의 구획 부위(B)마다의 피로도(T)를 구하고, 상기 피로도(T)를 표시기(15)에 표시한다.

보다 구체적으로는, 미리 설정되는 제 1 현가 하중 영역(F₁), 제 2 현가 하중 영역(F₂),… 제 n 현가 하중 영역(F_n)을 상기 제어기(14)에 기억시켜 둔다. 상기 제어기(14)는 측정되는 상기 현가 하중(f)이 어느 영역에 해당되는지를 판정하고, 상기 와이어 로프(8)의 구획 부위(B)마다의 피로도(T)를 각각 하기의 수식

[수 3]

단, T: 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도(%)

N_i: 제 i 현가 하중 영역(F_i)에서의 실제의 구부림 횟수

n: 자연수

N_LIM: 피로 시험 결과에 기초하는 피로 구부림 한도 횟수

으로부터 구한다.

상기 구부림 횟수 환산 계수(α_i)를 설정하는 방법은, 먼저 제 1 시험으로서, 어느 기준이 되는 현가 하중 영역(F_i) 내의 현가 하중을 와이어 로프에 걸어서 미리 피로 시험을 행하고, 상기 피로 시험 결과에서 얻어진 피로 구부림 한도를 상기 피로 구부림 한도 횟수(N_LIM)로 하고, 이때의 구부림 횟수 환산 계수를 기준의 구부림 횟수 환산 계수로 정한다. 여기서, 상기 피로 구부림 한도 횟수(N_LIM)는 와이어 로프의 소선 단선수가 기준·규격(예를 들어, JIS 규격)으로 정해진 수치에 도달한 시점에서의 구부림 횟수로 해도 좋다. 제 2 시험으로서, 예를 들어, 상기 제 1 시험보다도 큰 현가 하중 영역(F_i) 내의 현가 하중을 와이어 로프에 걸어 미리 피로 시험을 행하면, 피로 구부림 한도는 상기 제 1 시험의 결과보다도 낮아지는 것으로부터, 이 경우의 구부림 횟수 환산 계수(α_i)는 상기 기준의 구부림 횟수 환산 계수보다도 큰 값으로 설정한다. 이것은, 바꿔 말하면, 상기 기준의 현가 하중보다도 와이어 로프에 걸리는 부하가 큰 경우의 구부림 횟수는 피로도에 미치는 영향을 크게 설정하는 것을 의미한다. 한편, 제 3 시험으로서, 예를 들어, 상기 제 1 시험보다도 작은 현가 하중 영역(F_i) 내의 현가 하중을 와이어 로프에 걸어 미리 피로 시험을 행하면, 피로 구부림 한도는 상기 제 1 시험의 결과보다도 높아지는 것으로부터, 이 경우의 구부림 횟수 환산 계수(α_i)는 상기 기준의 구부림 횟수 환산 계수보다도 작은 값으로 설정한다. 이것은, 바꿔 말하면, 상기 기준의 현가 하중보다도 와이어 로프에 걸리는 부하가 작은 경우의 구부림 횟수는 피로도에 미치는 영향을 작게 설정하는 것을 의미한다. 이와 같이, 현가 하중 영역(F_i)의 설정을 바꾸어 와이어 로프의 피로 시험을 복수회 행함으로써, 각각의 현가 하중 영역(F_i)에 대한 구부림 횟수 환산 계수(α_i)를 설정할 수 있다.

하기의 표에는, n＝6으로서 제 1 현가 하중 영역(F₁) 내지 제 6 현가 하중 영역(F₆　)을 설정한 경우의 예를 나타내고 있다.

[표 1]

예상되는 현가 하중(f)이 예를 들어, 0 내지 30ton의 범위인 경우, 이 범위의 하중을 적절한 폭으로 분할하여 상기 제 1 현가 하중 영역(F₁) 내지 제 6 현가 하중 영역(F₆)에 할당하고, 실제로 행한 피로 시험 결과에 기초하여 각각의 영역에 대응하는 구부림 횟수 환산 계수(α₁ 내지 α₆)를 설정한다.

한편, 상기 권선용 드럼(7)을 구동하는 권선용 유압 구동 장치(7a)(도 1a 참조)의 유압은 현가 하중(f)이 클수록 높고, 현가 하중(f)이 작을수록 낮아진다. 그 때문에, 상기 현가 하중 측정기(13)는 도 3a에 도시한 바와 같이 상기 권선용 유압 구동 장치(7a)의 유압을 측정하는 압력계(13a)로 하고, 상기 압력계(13a)로 측정된 유압에 기초하여 상기 현가 하중(f)을 구할 수 있다.

또한, 상기 와이어 로프(8)의 장력은 상기 현가 하중(f)에 비례하기 때문에, 상기 현가 하중 측정기(13)는 도 3b에 도시한 바와 같이 상기 와이어 로프(8)의 장력을 측정하는 로드셀 등의 하중계(13b)로 하고, 상기 하중계(13b)로 측정된 장력에 기초하여 상기 현가 하중(f)을 구해도 좋다.

또한, 상기 시브(S1 내지 S8) 중 시브(S5 내지 S8)에 걸려 회전되는 와이어 로프(8)의 구획 부위(B)의 피로도(T)는 그다지 커지지 않기 때문에, 상기 시브(S1 내지 S4)를 통과하는 와이어 로프(8)의 구획 부위(B)의 구부림 횟수를 중점적으로 적산하여 피로도(T)를 구해도 좋다.

다음으로, 상기 실시예의 작용을 설명한다.

데크 크레인(1)의 운전시에는, 와이어 로프(8)에 작용하는 현가 하중(f)이 현가 하중 측정기(13)에 의해 측정되어, 제어기(14)로 입력된다. 상기 현가 하중 측정기(13)가, 도 3a에 도시한 바와 같이, 상기 권선용 유압 구동 장치(7a)의 유압을 측정하는 압력계(13a)인 경우, 상기 압력계(13a)로 측정된 유압에 기초하여 상기 현가 하중(f)이 구해진다. 또한, 상기 현가 하중 측정기(13)가, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 와이어 로프(8)의 장력을 측정하는 로드셀 등의 하중계(13b)인 경우, 상기 하중계(13b)로 측정된 장력에 기초하여 상기 현가 하중(f)이 구해진다.

상기 현가 하중(f)을 와이어 로프(8)가 받은 상태에서, 상기 와이어 로프(8)를 길이 방향으로 정간격으로 구획함으로써 설정된 가상의 각 구획 부위(B)의 현재 위치는 상기 제어 장치(14)에서 권선용 드럼(7)의 회전수에 기초하는 와이어 로프(8)의 권출량과 지브(6)의 부앙 각도로부터 구해진다. 이로써, 상기 각 구획 부위(B)가 상기 시브(S1 내지 S8)를 통과하여 구부러지는 구부림 횟수가 적산된다.

여기서, 상기 표에 기재한 바와 같이, n＝6으로서 제 1 현가 하중 영역(F₁) 내지 제 6 현가 하중 영역(F₆)을 설정한 경우, 상기 제어기(14)에 있어서, 측정되는 상기 현가 하중(f)이 제 1 현가 하중 영역(F₁) 내지 제 6 현가 하중 영역(F₆) 중 어느 영역에 해당되는지가 판정되고, 상기 각 구획 부위(B)가 상기 시브(S1 내지 S8) 중 어느 하나를 통과하여 구부러질 때마다, 대응하는 구부림 횟수 N₁ 내지 N₆ 중 어느 하나에 「1」이 가산되어 간다.

그리고, 상기 와이어 로프(8)의 구획 부위(B)마다의 피로도(T)가 정기적으로 상기 수식으로부터

T＝(N₁×α₁＋N₂×α₂＋N₃×α₃＋…＋N₆×α₆)/N_LIM×100으로서 구해진다.

　T＝100%가 되면, 상기 와이어 로프(8)의 구획 부위(B)의 피로도(T)가 한계에 달하고 있음을 의미하기 때문에, 상기 피로도(T)가 예를 들어 70 내지 80% 정도가 된 시점에서 대응하는 구획 부위(B)의 점검을 행하도록 하면 좋다.

이 결과, 작업원은 상기 피로도(T)가 커진 와이어 로프(8)의 구획 부위(B)만을 중점적으로 육안 확인하면 되게 된다. 따라서, 데크 크레인(1)과 같이, 와이어 로프(8)의 길이가 약 250m에나 달하고, 또한 높은 곳에서 발판이 확보되어 있지 않은 상황에서의 점검 작업을 어쩔 수 없이 하게 되는 경우, 와이어 로프(8) 소선 끊어짐의 유무를 확인하기 위한 점검 작업에서의 작업자의 부담이 대폭으로 경감되고, 점검 작업 시간도 짧게 끝난다.

또한, 상기 데크 크레인(1)의 경우, 화물선(SP)의 항로에 따라 적재물이 다양하게 변화하고, 짐(C)의 무게가 극단적으로 다른 경우도 많이 있다. 예를 들어, 적재물은 철광석이나 곡물 등이다. 이러한 경우, 종래와 같이 와이어 로프(8)의 사용 한계를 일률적으로 정하여 교환 시기를 사전에 설정하는 것이 아니라, 상기 피로도(T)가 커진 와이어 로프(8)의 구획 부위(B)를 중점적으로 육안 확인할 수 있다. 따라서, 와이어 로프(8)의 소선 끊어짐이 생겼음에도 불구하고 계속 사용되거나, 혹은 건전한 상태의 와이어 로프(8)가 폐기 처분되어 버리거나 하는 것을 피할 수 있다.

이렇게 해서, 와이어 로프(8)의 부위마다의 피로도(T)를 정량적으로 파악할 수 있고, 점검 작업 시간의 단축화 및 교환 시기의 최적화를 도모할 수 있다.

상기 제어기(14)는 미리 설정되는 제 1 현가 하중 영역(F₁), 제 2 현가 하중 영역(F₂),… 제 n 현가 하중 영역(F_n)을 기억하고, 측정되는 상기 현가 하중(f)이 어느 영역에 해당되는지를 판정하고, 상기 와이어 로프(8)의 구획 부위(B)마다의 피로도(T)를 각각 전술한 수식으로부터 구한다. 따라서, 피로도(T)의 산출을 보다 명확하게 행할 수 있다.

상기 현가 하중 측정기(13)는 상기 권선용 드럼(7)을 구동하는 권선용 유압 구동 장치(7a)의 유압을 측정하는 압력계(13a)로서, 상기 압력계(13a)로 측정된 유압에 기초하여 상기 현가 하중(f)을 구하도록 구성하고 있다. 따라서, 특별한 계기를 마련하지 않고, 권선용 유압 구동 장치(7a)에 장비되는 압력계(13a)를 사용하여 현가 하중(f)을 정밀하게 구할 수 있다.

상기 현가 하중 측정기(13)는 상기 와이어 로프(8)의 장력을 측정하는 하중계(13b)로서, 상기 하중계(13b)로 측정된 장력에 기초하여 상기 현가 하중(f)을 구하도록 구성하고 있다. 따라서, 현가 하중(f)의 영향이 직접 반영되는 와이어 로프(8)의 장력으로부터 현가 하중(f)을 보다 정밀하게 구할 수 있다.

상기 제어기(14)로 구해진 상기 와이어 로프(8)의 구획 부위(B)마다의 피로도(T)를 표시하는 표시기(15)를 구비하고 있다. 따라서, 작업원은 표시기(15)에 표시된 피로도(T)를 참조하여 상기 와이어 로프(8)의 상태를 항상 파악할 수 있다.

상기 실시예에서는 권선용 드럼(7)으로부터 풀려나오는 와이어 로프(8)의 피로도(T)를 구하는 예를 나타냈는데, 부앙용 드럼(11)으로부터 풀려나오는 와이어 로프(12)의 피로도를 구하는 것도 가능한 것은 말할 것도 없다.

또한, 본 개시의 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법 및 장치는 상술한 실시예에만 한정되는 것이 아니라, 데크 크레인에 한정하지 않고, 와이어 로프를 사용하는 크레인이면 어떠한 크레인에도 적용 가능한 것 등, 그밖에, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다.

1 데크 크레인(크레인)
6 지브
7 권선용 드럼(드럼)
7a 권선용 유압 구동 장치(유압 구동 장치)
7b 드럼 회전수 검출기
8 와이어 로프
9 후크
10 카고 블록
11 부앙용 드럼(드럼)
12 와이어 로프
13 현가 하중 측정기
13a 압력계
13b 하중계
14 제어기
15 표시기
B 구획 부위
C 짐
f 현가 하중
S1 시브　
S2 시브
S3 시브
S4 시브
S5 시브
S6 시브
S7 시브
S8 시브

Claims

드럼으로부터 권출되어 시브에 걸려 회전되는 와이어 로프에 의해 짐을 매달아 올리고 내리는 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법으로서,
상기 와이어 로프를 길이 방향으로 정간격으로 구획함으로써 가상의 구획 부위를 설정하고,
상기 와이어 로프에 작용하는 현가 하중을 측정하고,
상기 현가 하중을 와이어 로프가 받은 상태에서, 상기 각 구획 부위가 상기 시브를 통과하여 구부려지는 구부림 횟수를 적산하고,
상기 현가 하중과 구부림 회수에 기초하여 상기 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도를 구하고,
이 때, 제 1 현가 하중 영역(F₁), 제 2 현가 하중 영역(F₂),　…제 n 현가 하중 영역(Fn)을 미리 설정하고, 측정되는 상기 현가 하중이 어느 영역에 해당되는지를 판정하고, 상기 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도를 각각 하기의 수식　
[수 1]

단, T: 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도(%)
N_i: 제 i 현가 하중 영역(F_i)에서의 실제의 구부림 횟수
n: 자연수
α_i: 피로 시험 결과에 기초하는 제 i 현가 하중 영역(F_i)에서의 구부림 횟수 환산 계수
N_LIM: 피로 시험 결과에 기초하는 피로 구부림 한도 횟수
으로부터 구하는 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 현가 하중은 상기 드럼을 구동하는 유압 구동 장치의 유압으로부터 구해지는 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 현가 하중은 상기 와이어 로프의 장력으로부터 구해지는 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 구부림 횟수는 상기 드럼의 회전수로부터 구해지는 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 방법.
드럼으로부터 권출되어 시브에 걸려 회전되는 와이어 로프에 의해 짐을 매달아 올리고 내리는 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치로서,
상기 와이어 로프에 작용하는 현가 하중을 측정하는 현가 하중 측정기와,
상기 와이어 로프를 길이 방향으로 정간격으로 구획함으로써 가상의 구획 부위를 설정하고, 상기 현가 하중 측정기로 측정된 현가 하중이 입력되어, 상기 현가 하중을 와이어 로프가 받은 상태에서, 상기 각 구획 부위가 상기 시브를 통과하여 구부러지는 구부림 횟수를 적산하고, 상기 현가 하중과 구부림 횟수에 기초하여 상기 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도를 구하는 제어기를 구비하고,
상기 제어기는 미리 설정되는 제 1 현가 하중 영역(F₁), 제 2 현가 하중 영역(F₂), …제 n 현가 하중 영역(F_n)을 기억하고, 측정되는 상기 현가 하중이 어느 영역에 해당되는지를 판정하여, 상기 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도를 각각 하기의 수식
[수 2]

단, T: 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도(%)
N_i: 제 i 현가 하중 영역(F_i)에서의 실제의 구부림 횟수
n: 자연수
α_i: 피로 시험 결과에 기초하는 제 i 현가 하중 영역(F_i)에서의 구부림 횟수 환산 계수
N_LIM: 피로 시험 결과에 기초하는 피로 구부림 한도 횟수
으로부터 구하는 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 현가 하중 측정기는 상기 드럼을 구동하는 유압 구동 장치의 유압을 측정하는 압력계로서, 상기 압력계로 측정된 유압에 기초하여 상기 현가 하중을 구하도록 구성한 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 현가 하중 측정기는 상기 와이어 로프의 장력을 측정하는 하중계로서, 상기 하중계로 측정된 장력에 기초하여 상기 현가 하중을 구하도록 구성한 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 드럼의 회전수를 검출하는 드럼 회전수 검출기를 구비하는 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 제어기로 구해진 상기 와이어 로프의 구획 부위마다의 피로도를 표시하는 표시기를 구비한 크레인의 와이어 로프 피로도 계측 장치.
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