와이어 로프, 로프 드라이브 및 파이버 로프

로프 드라이브란?

로프 드라이브는 기계식 동력 전달에 사용되는 벨트 드라이브의 한 형태입니다. 로프 드라이브는 단일 플랫 또는 V-벨트 대신 여러 원형 섹션 로프를 사용합니다. 로프 드라이브는 상당한 거리에 걸쳐 한 풀리에서 다른 풀리로 많은 양의 동력이 전달되어야 하는 곳에서 널리 사용됩니다.
두 도르래가 8m를 초과하지 않을 때 한 도르래에서 다른 도르래로 중간 동력 전달을 위해 평벨트의 사용이 제한된다는 점에 유의할 수 있습니다. 평벨트에 의해 많은 양의 동력이 전달되면 벨트 단면적이 과도하게 됩니다.
동력을 전달하는 로프는 일반적으로 대마, 마닐라, 면과 같은 섬유질 재료로 만들어집니다.

 

로프 드라이브의 종류

로프 드라이브는 다음 두 가지 유형의 로프를 사용합니다.
섬유 로프, 와이어 로프.
섬유 로프는 풀리가 약 60m 떨어져 있을 때 성공적으로 작동하는 반면 와이어 로프는 풀리가 150m 떨어져 있을 때 사용됩니다.

 

와이어 로프란?

와이어 로프는 레이드 로프로 알려진 패턴으로 복합 로프를 형성하는 나선으로 꼬인 여러 가닥의 금속 와이어입니다. 더 큰 직경의 와이어 로프는 케이블 레이드로 알려진 패턴으로 레이드 로프의 여러 가닥으로 구성됩니다.
와이어 로프는 물체나 하중을 지지하고 이동하는 데 도움을 주기 위해 함께 작동하는 많은 움직이는 부품이 있는 복잡한 기계 장치입니다.
리프팅 및 리깅 산업에서 와이어 로프는 크레인이나 호이스트에 부착되고 회전대, 걸쇠 또는 후크가 장착되어 부하에 부착되고 통제된 물질로 이동합니다. 또한 엘리베이터를 들어 올리거나 내리는 데 사용하거나 현수교 또는 타워를 지지하는 수단으로 사용할 수 있습니다.
와이어 로프는 여러 가지 이유로 선호되는 리프팅 장치입니다. 독특한 디자인은 코어 주위에 나선형 패턴으로 놓인 개별 가닥을 형성하는 여러 강철 와이어로 구성됩니다. 이 구조는 강도, 유연성 및 굽힘 응력을 처리하는 능력을 제공합니다.
더 엄격한 의미에서 와이어 로프라는 용어는 3/8인치(9.52mm)보다 큰 직경을 나타내며 더 작은 게이지는 케이블 또는 코드로 지정됩니다. 처음에는 연철 와이어가 사용되었지만 오늘날에는 와이어 로프에 사용되는 주요 재료가 강철입니다.
와이어 로프는 강도와 내구성을 높이기 위해 냉간 인발된 와이어로 만들어집니다. 와이어 로프의 크기가 감소함에 따라 와이어 로프의 강도가 증가함을 알 수 있습니다. 강도를 높이는 순서대로 와이어로프에 사용되는 재료는 철, 주강, 초강주강, 강, 합금강 등이다.
일부 목적을 위해 와이어 로프는 구리, 청동, 알루미늄 합금 및 스테인리스 스틸로 만들 수도 있습니다.
와이어 로프는 1830년대 광산 호이스트 적용을 시작으로 개발되었습니다. 와이어 로프는 크레인 및 엘리베이터의 리프팅 및 리프팅, 기계적 동력 전달에 동적으로 사용됩니다.
또한 Bowden 케이블 또는 조종석의 레버 및 페달에 연결된 비행기의 제어 표면과 같은 메커니즘에서 힘을 전달하는 데 사용됩니다.

 

와이어 로프용 클램프

u-볼트 클램프 또는 u-볼트 클립이라고도 하는 와이어 로프 클립은 일단 고리를 형성하여 눈을 형성한 후 와이어 로프 길이의 느슨한 끝을 고정하는 데 사용됩니다. 이 피팅은 U-볼트로 구성되며 두 개의 너트로 고정된 안장이 있습니다.
일반적으로 와이어 로프 어셈블리는 끝단을 로프의 길이에 적절하게 고정하기 위해 적어도 2개 또는 3개의 와이어 로프 클립이 필요합니다.

 

와이어 로프의 장점

와이어 로프의 장점은 동일한 직경 및 등급의 라운드 스트랜드 와이어 로프에 비해 내마모성, 내압쇄성이 우수하고 강도가 높다는 것입니다. 그러나 스웨이지드 와이어 로프는 굽힘 피로 저항이 적을 수 있습니다.
와이어 로프는 섬유 로프에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다.
▷ 더 높은 유연성과 더 많은 내마모성.
▷ 그것은 더 나은 분쇄 저항을 가지고,
▷ 동일한 직경 및 등급의 라운드 스트랜드 와이어 로프에 비해 강도가 높습니다.
▷ 굽힘 피로 저항이 적을 수 있습니다.
▷ 로프와 도르래의 기계적 응력 감소로 도르래와 윈치 드럼의 수명 연장
▷ 다층 스풀링에서 인접한 랩 사이의 손상 감소 – 드럼 감기 개선
▷ 적은 유지 보수 비용으로 로프 마모 감소 및 수명 연장으로 인한 상당한 비용 절감

 

와이어 로프의 구조

와이어 로프는 인장 강도가 1200~2400 MPa인 다양한 등급의 강선으로 만들어집니다. 와이어는 먼저 특수 열처리를 한 다음 로프의 높은 강도와 내구성을 위해 냉간 인발됩니다. 스틸 와이어 로프는 특수 기계로 제조됩니다.
먼저, 와이어의 7, 19 또는 37과 같은 가닥을 가닥으로 라우팅한 다음 일반적으로 6 또는 8개의 가닥을 코어 또는 중심을 중심으로 회전하여 로프를 형성합니다. 코어는 대마, 황마, 석면 또는 연강선으로 만들 수 있습니다. 코어는 물론 전체 로프의 긴 수명을 위해 윤활제로 지속적으로 포화되어야 합니다.
로프가 용광로 근처에서 작업하는 크레인과 같이 복사열에 노출될 때 석면 또는 연선 코어가 사용됩니다. 그러나 와이어 코어는 로프의 유연성을 감소시키며 이러한 로프는 높은 압축을 받는 곳에서만 사용됩니다. 로프 드럼에 여러 겹을 감은 경우와 같습니다.

 

와이어 로프의 분류

개별 와이어의 꼬임 방향과 가닥의 비틀림 방향에 따라 와이어 로프는 다음과 같이 분류될 수 있습니다.
와이어 로프 드라이브의 분류

 

크로스 또는 일반 배치 로프

이러한 유형의 로프에서 보폭에서 와이어 꼬임 방향은 스탠드 꼬임 방향과 반대입니다. 이러한 유형의 로프가 가장 인기가 있습니다.

 

평행 또는 랭 레이 로프

이러한 유형의 로프에서 스트랜드의 스트랜드 회전 방향은 로프의 스트랜드와 유사합니다. 이 로프는 베어링 표면이 더 우수하지만 하중을 가하면 쉽게 쪼개지고 꼬이게 됩니다. 이 로프는 더 유연하고 착용자가 더 효과적입니다. 이러한 로프는 회전하는 경향이 있어 리프트에 사용되며 가이드 방식으로 웨이브를 하며 로프 로프로도 사용된다.

 

합성 또는 역방향 로프

이러한 유형의 로프에서는 인접한 두 가닥의 와이어가 반대 방향으로 회전합니다.
로프를 놓는 방향은 가닥이 오른손 또는 왼손 나선을 형성하는지 여부에 따라 오른손 또는 왼손이 될 수 있습니다. 그러나 오른손 로프가 가장 일반적으로 사용됩니다.

 

와이어 로프 설계 절차

▷ 와이어 로프를 설계할 때 다음 절차를 따를 수 있습니다.
▷ 먼저 주어진 용도에 적합한 로프 유형을 선택합니다.
▷ 안전율을 2~2.5배로 가정하여 설계하중을 구합니다.
▷ 설계하중으로 선정된 로프의 인장강도를 동일하게 하여 와이어로프의 지름(D)을 구한다.
▷ 와이어의 직경과 로프의 면적을 찾으십시오.
▷ 로프의 다양한 응력(또는 하중)을 찾습니다.
▷ 정상 작동 시, 기동 시, 부하 가속 시 유효 응력(또는 부하)을 구합니다.
▷ 이제 실제 안전율을 찾아 안전율과 비교하십시오. 실제 안전율이 허용 범위 내에 있으면 설계가 보호됩니다.

 

섬유 로프

섬유 로프는 출처에 따라 다양한 길이의 섬유로 만들어집니다. 이것들은 실로 꼬여지고 주어진 꼬임은 섬유를 단단히 묶어서 실에 변형을 가할 때 마찰에 의해 유지됩니다. 그런 다음 실을 쌓아 로프를 형성합니다.
동력 전달용 로프는 일반적으로 대마초, 마닐라, 면과 같은 섬유질 재료로 만들어집니다. 대마 및 마닐라 섬유는 거칠기 때문에 이러한 섬유로 만든 로프는 유연성이 좋지 않고 기계적 특성이 좋지 않습니다. 대마 로프는 마닐라 로프보다 강도가 약합니다.
대마와 마닐라 로프가 시브 위로 구부러질 때. 섬유는 약간의 미끄러짐을 일으켜 로프가 내부적으로 문지르게 합니다. 이 결함을 줄이기 위해 로프 섬유는 타르, 길쭉한 또는 흑연으로 윤활됩니다. 윤활은 또한 로프를 습기로부터 보호합니다. 대마 로프는 수동 호이 스팅 기계 및 로프 압정, 후크 등의 태클에만 적합합니다.
면 코드는 매우 부드럽고 매끄 럽습니다. 면 로프의 윤활은 필요하지 않습니다. 그러나 그렇게 하면 로프와 가장자리 홈 사이의 외부 마모가 줄어듭니다. 마닐라 로프는 면 로프보다 내구성이 강하고 강합니다. 면 로프는 마닐라 로프보다 비쌉니다.
마닐라 및 면 로프는 일반적으로 직경이 38mm에서 50mm입니다. 로프의 크기는 일반적으로 둘레 또는 '원주'로 지정됩니다.
섬유 로프의 최대 인장 제동 하중은 크게 다릅니다. 마닐라 로프의 경우 극한 인장 제동 하중의 평균은 500 D 2 kN, 면 로프의 경우 350 D 2 kN, 여기서 D는 로프 직경(mm)입니다.

 

섬유 로프 드라이브의 장점

섬유 로프 드라이브에는 다음과 같은 장점이 있습니다.

▷ 그들은 부드럽고 안정적이며 조용하게 봉사합니다.
▷ 외부 조건의 영향을 약간 받습니다.
▷ 샤프트가 엄격하게 정렬되어 있지 않을 수 있습니다.
▷ 전원은 모든 방향과 전체 양의 각도로 끌 수 있습니다.
▷ 그들은 높은 기계적 효율성을 제공합니다.

 

로프 드라이브의 응용

사냥, 당기기, 고정하기, 부착하기, 나르기, 들기, 등반에 로프를 사용한 것은 선사 시대로 거슬러 올라갑니다.
장거리 동력 전달은 로프 구동의 주요 응용 분야입니다. 로프 드라이브는 거리 동력 전달 시스템을 사용하여 거리가 8m 이상인 시스템을 구동하는 데 사용됩니다. 금속 로프는 60미터 이상의 거리에 사용됩니다. 엘리베이터와 크레인에서 흔히 볼 수 있습니다.

 

로프 드라이브의 장점

▷ 상당한 동력 전달.
▷ 장거리 전력 전환에 사용할 수 있습니다.
▷ 밧줄은 강하고 유연합니다.
▷ 부드럽고 조용한 작동을 제공합니다.
▷ 어떤 방향으로든 달릴 수 있습니다.
▷ 저렴하고 경제적입니다.
▷ 샤프트의 정확한 정렬이 필요하지 않습니다.

 

로프 드라이브의 단점

▷ 로프의 내부 고장은 외부에 표시가 없으므로 종종 눈에 띄지 않습니다.
▷ 와이어 로프의 부식.