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육
교

교
육

원

교

재

2 0 1 0 - 4 - 6

줄걸이 작업 안전
목 차

1. 관계법령 및 교육훈련
1.1 관계법령 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・...
5. 줄걸이 방법 및 신호방법
5.1 줄걸이의 기본과 하물 인양 방법 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 134
5.2 신호 방법 ・...
1. 관계법령 및 교육훈련

1. 관계법령 및 교육훈련
1.1

관계법령

산업안전보건법 제31조 (안전 ∙ 보건교육 ) 관련 특별교육
① 사업주는 당해 사업장의 근로자에 대하여 노동부령이 정하는 바에 의하여
정기적으로...
줄걸이 작업 안전

교 육 과 정

나. 채용시 교육

교

육

대

상

교육시간

당해 근로자로서 건설업종사자를 제외한 자 8시간이상
당해 근로자로서 건설업에 종사하는 근로자 1시간이상

다. 작업내용변경시 당해 ...
1. 관계법령 및 교육훈련

산업안전보건기준에 관한 규칙 제35조
(관리감독자의 유해・위험 방지 업무 등)
① 사업주는 법 제14조제1항에 따른 관리감독자(건설업의 경우 직장·조장 및
반장의 지위에서 그 작업을 직접 지...
줄걸이 작업 안전

안전계수 10이상

안전계수 5이상

안전계수 4이상

[ 그림 1-1 ] 와이어로프 또는 체인의 용도별 안전계수
② 사업주는 달기구의 경우 최대허용하중 등의 표식이 견고하게 붙어 있는 것을
사용하여...
1. 관계법령 및 교육훈련

산업안전기준에 관한 규칙 제165조 (와이어로프의 절단방법 등)
① 사업주는 와이어로프를 절단하여 양중(揚重)작업용구를 제작하는 경우 반드시
기계적인 방법으로 절단하여야 하며, 가스용단(溶斷...
줄걸이 작업 안전

나. 와이어로프의 한 꼬임[(스트랜드(strand)를 말한다. 이하 같다)]에서 끊어진
소선(素線)[필러(pillar)선은 제외한다)]의 수가 10퍼센트 이상(비자전로프의
경우에는 끊어진 소선의 수가...
1. 관계법령 및 교육훈련

산업안전보건기준에 관한 규칙 제167조
(늘어난 달기체인 등의 사용 금지)
달기 체인 사용에 관하여는 제63조제2호를 준용한다. 이 경우 "달비계"는
"양중기"로 본다.

제63조(달비계의 ...
줄걸이 작업 안전

산업안전보건기준에 관한 규칙 제168조
(변형되어 있는 훅・샤클 등의 사용금지 등)
① 사업주는 훅·샤클·클램프 및 링 등의 철구로서 변형되어 있는 것 또는 균열이
있는 것을 크레인 또는 이동식 크레...
1. 관계법령 및 교육훈련

[ 그림 1-6 ] 와이어로프의 소선파단

산업안전기준에 관한 규칙 제170조(링 등의 구비)
① 사업주는 엔드리스(endless)가 아닌 와이어로프 또는 달기 체인에 대하여
그 양단에 훅·...
줄걸이 작업 안전

[ 그림 1-15 ] 와이어로프스링의 아이부 꼬아넣기(인양용)

[ 그림 1-16 ] 와이어로프스링의 아이부 꼬아넣기(고정용)

1.2

교육훈련

1.2.1 이론교육
크레인 관련 지식
① 크레인 일...
1. 관계법령 및 교육훈련

줄걸이 장치
①

와

이 어 로

프

줄 걸 이

-

로

프

구 조

-

로

프

형 태

-

작

업

하 물

사

용

시

②

체

인

-

인
작

-

의

하 ...
줄걸이 작업 안전

-

섬 유

벨 트

줄

걸 이

ⅰ ) 손 상 ( 마 모 , 긁 힘 , 선 회
ⅱ ) 외 부

(변 색

ⅲ ) 금 속

피 팅

[변

ⅳ ) 폐 기
④

이 상

스 트
용

절 단

)

...
1. 관계법령 및 교육훈련

신 호
①

수

신 호

②

깃

발 신 호

③

무

선

통 신 ( 음 성

신 호

)

작업 계획
①

작

업

순 서

②

하

물 의

③

입

출 구

④

지

면
...
줄걸이 작업 안전

②

인

양

-

작 업

고
-

공
증

현 장

에 서

고 려

해 야

할

잠 재

고 공

위

험

요 소

선 로

전 력 선
기 , 가

-

나
고

르 지

-

허

용

...
1. 관계법령 및 교육훈련

장치의 선택 및 점검
①

무

게

중 심

결 정

및

하

②

줄

걸 이

작 업

장

치 의

③

줄

걸 이

작 업

장

치

물

질 량

판 단

선 택
점 검 ( ...
줄걸이 작업 안전

2. 크레인에 관한 지식
줄걸이 작업은 크레인을 운전하는 자와 줄걸이 작업을 하는 자의 공동 작업이다.
따라서 줄걸이 작업을 안전하게 하기 위해서는 크레인 등의 구조 및 각 장치에
대한 특성을 먼저 ...
2. 크레인에 관한 지식

하물을 동력으로 인양

이것을 수평으로 운반

〔

(2 ) 이 동 식

그 림

2 - 1

〕

크 레 인 의

정 의

크 레 인

이동식 크레인이란 원동기를 내장하고 있으며, 불특정 장...
줄걸이 작업 안전

(4 ) 양 화

장 치

양화 장치란 하물을 운송하는 선박에 설치하여 짐을 배에 싣거나 배에서 내리
는 등, 선창 내에 하물을 이동시키는 작업을 하기 위한 기계 장치를 말한다.
양화 장치에는 데릭 ...
2. 크레인에 관한 지식

(2 ) 횡 행
크레인의 거더를 따라 트롤리(또는 호이스트)를 이동시키는 것을 말한다(그림
2-2).

(3 ) 주 행
크레인 전체를 이동시키는 것을 말한다(그림 2-2)

(4 ) 기 복
지...
줄걸이 작업 안전

그러나 일반 지브 크레인은 지브를 기복시키
는 동시에 인양 하물이 상하로 이동한다. 이와
같은 결점을 없애기 위해 지브를 기복시켜도
인양 하물이 거의 일정한 높이를 유지하도록
하는 기구를 마련함으로써...
2. 크레인에 관한 지식

(6 ) 신 축
지브의 길이를 바꾸는 운동을 말한다.
지브의 길이를 길게 하는 운동을 '늘이기', 짧게 하는 운동을 '줄이기'라고 한다.

신축

〔

2 .1 .3

용

(1 ) 인 양

...
줄걸이 작업 안전

지브 최단

훅 등 인양 기구의
질량

정격 총 하중
인양 하중

최대
지브
경사각

정격 총 하중의
최대값

정격 하중
(실제로 매달 수 있는 질량)

〔

(2 ) 제 한

그 림

2 - 7

...
2. 크레인에 관한 지식

(5 ) 정 격

속 도

크레인, 이동식 크레인 또는 데릭은 이에 정격 하중에 해당하는 하중의 짐을 매
달아 권상, 횡행, 주행, 선회 등의 운동을 하는 경우의 각 최고 속도를 말한다.
권상...
줄걸이 작업 안전

(7 ) 작 업

범 위

크레인 등의 운동을 조합하여 인양 하물을 이동시킬 수 있는 범위를 말한다.
일반적으로 사용되는 크레인의 종류와 크레인 운동을 조합한 경우의 작업 범위
를 나타낸 대표적인 예...
2. 크레인에 관한 지식

(8 ) 줄 걸 이

작 업

줄걸이 와이어로프나 인양 체인 기타 줄걸이 용구를 사용해서 하물을 크레인
등의 훅(달기구)에 걸거나 제거하는 작업을 말한다.

〔

(9 ) 줄 걸 이

그 림
...
줄걸이 작업 안전

2.2 크레인의 종류 및 기능

2 .2 .1

크

(1 ) 천 장

레

인
크 레 인

가장 일반적으로 광범위하게 사용되는 크레인으로, 새들(이동 대차)이 거더의
양 끝을 지탱하며 천장부근 레일...
2. 크레인에 관한 지식

(2 ) 지 브

크 레 인

지브를 갖는 크레인으로, 천장 크레인 다음으로 많이 사용된다.
지브 크레인은 일반적으로 권상, 지브 기복, 선회 운동을 하며 주행하는 것이
많은데, 지브가 기복을...
줄걸이 작업 안전

트롤리식

〔

(c ) 인 입

크

그 림

클라이밍식

2 - 1 5

〕

해 머 헤 드

크 레 인

레 인

지브를 기복시켜도 하물이 상하로 이동하지 않고 거의 수평으로 이동할 수 있
는 ...
2. 크레인에 관한 지식

(d ) 벽

크 레

인

건물의 기둥 또는 벽에 설치된 수평 지브를 따라 트롤리(또는 호이스트)가 횡
행하는 크레인으로, 기둥을 중심으로 선회하는 것이나 크레인 전체가 벽을 따라
주행하는 ...
줄걸이 작업 안전

(4 ) 언 로 더
배에서 개별 하물을 양륙하는 전문 크레인으로, 갠트리 크레인식과 인입형 크레
인식이 있다.

인입 크레인식

갠트리 크레인식

〔

(5 ) 케 이 블

그 림

2 - 1 9

...
2. 크레인에 관한 지식

〔

(6 ) 모 노 레 일

그 림

2 - 2 1

〕

양 측

고 정 식

케 이 블

크 레 인

호 이 스 트

건물의 천장 등에 설치된 '모노레일'을 따라 이동(횡행이라고 함)하는...
줄걸이 작업 안전

주행 레일

〔

2 .2 .2

이

동

식

크

레

그 림

2 - 2 3

〕

하 물

승 강 식

스 테 커

크 레 인

인

이동식 크레인은 크레인 장치를 대차 위에 설치하는 것으로...
2. 크레인에 관한 지식

트럭 크레인

적재형 트럭 크레인

〔 그림 2-24 〕 트럭 크레인

( ) 휠 크레인
2
휠 크레인은 전용 대차 위에 크레인 장치를 얹은 것으로, 하나의 운전실에서 주
행과 크레인 조작이 ...
줄걸이 작업 안전

(3 ) 크 롤 러

크 레 인

크롤러 크레인은 주행용으로 크롤러를 장비한 주행 프레임에 크레인 장치(선회
체)를 얹은 것이다. 크롤러로 주행하므로 휠식에 비해 접지 면적이 넓어 고르지
못한 곳에서...
2. 크레인에 관한 지식

(5 ) 부 양

크 레 인 (플 로 팅

크 레 인 )

부양 크레인은 대선 위에 크레인 장치를 얹은 것으로, 지브가 기복하지 않는 것
과 선회하지 않는 것이 있다.
수상 이동 방법에는 자선...
줄걸이 작업 안전

2 .2 .3

데

릭

(1 ) 가 이 데 릭
가이데릭은 직립된 마스터 한 대와 풀호일 부분에 핀을 결합한 붐으로 구성되
어 있으며, 마스터 꼭대기 부분(전립)에서 주위를 당기는 가이로프(6줄 이...
2. 크레인에 관한 지식

(3 ) 기 둥 형

데 릭

기둥형 데릭은 마스트 2개의 상부를 옆으로 당겨서 묶고 이것을 여러 줄의 가
이로프로 지탱해 별도로 마련된 윈치와 와이어로프를 통해 감아올려 기복을 행한
다.

...
줄걸이 작업 안전

2 .2 .4

양

화

장

치

하물을 선박에 싣거나 선박에서 내리기 위한 하역 설비인 양화 장치는 선박에
설치된 데릭이나 크레인으로 데릭 형식인 것은 1개의 마스트, 붐으로 매달아 올
리며 기...
2. 크레인에 관한 지식

2.3 크레인 등의 안전 장치, 브레이크 및 인양 도구
2 .3 .1

안

전

장

치

크레인 등은 규정된 조건을 넘어서 사용하면 안 된다.
실수로 설정된 조건을 초과해 운전하려고 한 경...
줄걸이 작업 안전

(2 ) 과 부 하

방 지

장 치

지브 크레인이나 이동식 크레인과 같이 지브가 있는 크레인에서는 정격 하중을
넘는 하물을 매달면 기체 전도나 지브가 손상될 우려가 있다.
과부하를 방지하는 장치란...
2. 크레인에 관한 지식

(3 ) 해 지

장 치

해지 장치는 줄걸이용 와이어로프 등이 훅에서 벗겨지지 않도록 하기 위해 설
치하는 장치로, 구조는 스프링식과 웨이트식이 있다.
훅에 줄걸이용 와이어로프를 거는 경우에...
줄걸이 작업 안전

2 .3 .2

브

레

이

크

브레이크는 운동을 정지시키거나 정지 상태를 유지하거나 속도를 제어하기 위
해 사용하는 장치이다.
브레이크를 움직이게 하는 방법에는, 동력을 끊으면 자동으로 브레이...
2. 크레인에 관한 지식

훅 외의 인양 도구로서는 취급 하물에 따라 광석, 자갈, 모래 등의 하물에는 글
러브 버킷을 사용하고, 강판이나 스크랩 등에는 리프팅 마그넷 등의 인양 도구를
사용한다.

〔

그 림

2 -...
줄걸이 작업 안전

3. 줄걸이 작업에 필요한 역학 관련 지식
크레인의 줄걸이에 필요한 역학 관련 지식이란, 줄걸이 작업을 할 경우 물체의
운동이나 운동과 힘 등의 관계에 대해 서술한 학문으로 역학 중에서 이론적으로
정...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

(2 ) 중 량
'중량'이란 서로

끌어당기는

힘에 기인하는

중력 가속도(지구상에서는 약

9.8m/s2)를 통해 물체가 그 장소에서 받는 힘을 말한다. 즉, 물체의 질량에...
줄걸이 작업 안전

(3 ) 힘
역학에서 말하는 '힘'이란 정지되어 있는 물체를 움직여서 움직이는 물체의 속
도를 변형시커, 운동을 정지하거나 물체를 변형시키려는 작용을 말한다.
그림 3-3(a)의 예에서는 추를 끈으로...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

용어와 단위를 정확하게 사용하자!

SI의 물체 상태의
양과 단위

질 량
중 량

질량
kg, t 등

하 중

힘

인장 하중
충격 하중
절단 하중 등

본래의 용어와 단위...
줄걸이 작업 안전

작용점
역
학

역
학

작용점

〔

그 림

3 - 5

〕

힘 의

작 용 점

이와 같이 힘은 반드시 힘의 크기, 힘의 방향, 힘의 작용점의 3가지 요소가 있
으며, 이것을 힘의 3요소라고 ...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

(2 ) 작 용 과

반 작 용

두 물체 사이에 한쪽이 다른 쪽으로 힘을 작용시킬 때 반드시 반대쪽에서 이쪽
으로 힘이 작용한다. 이때 둘 중 하나의 힘을 작용이라고 하고, ...
줄걸이 작업 안전

또한 점 하나에 3개 이상의 힘이 작용하는 경우의 합력도 평행사변형을 만든
합력을 구하는 것을 반복하면 구할 수 있다.
예를 들어 그림 3-8(b)와 같이 점 O에 F1, F2, F3, F4의 힘이 ...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

(c ) 평 행

한

두

힘 의

합 성

물체의 점 A, B에 각각 평행한 힘 F1, F2가 작용할 경우 동일한 선 위에서도
방향이 반대이고 크기가 같은 힘을 물체에 가해...
줄걸이 작업 안전

그림 3-11(b)와 같이 한쪽의 평행사변형 법칙을 반대로 이용해 생각하면 힘
F(OA)는 F1(OB), F2(OC)로 나뉜다. 이것이 힘의 분해이다. 이를 통해 썰매의
수평 방향의 힘은 F1(OB)...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

〔

그 림

3 - 1 3

〕

지 렛 대 를

통 한

모 멘 트

이와 같이 어느 회전축 또는 지지점에 대해 힘의 크기와 그 팔의 길이의 곱으
로 나타나는 양을 모멘트라...
줄걸이 작업 안전

〔

그 림

3 - 1 4

〕

지 브

크 레 인 에

걸 리 는

모 멘 트

일반적으로 모멘트에는 시계바늘이 회전하는 방향(오른쪽 회전)으로 물체를
회전시키려고 하는 것과, 시계바늘 반대 방...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

〔

(1 ) 한

점 에

작 용 하 는

힘 의

그 림

3 - 1 5

〕

힘 의

균 형

균 형

한 점에 두 가지 힘이 작용하여 균형을 이루는 경우, 두 가지 힘...
줄걸이 작업 안전

(2 ) 평 행 력 의

균 형

평행력이 균형을 이루는 것은 힘의 모멘트가 균형을 이루고, 회전의 중심에 관
한 좌측 회전의 모멘트와 우측 모멘트가 동등한 것이다.
예를 들어 그림 3-17과 같이 ...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

물론 어깨는 회전의 중심이며 하물의 질량(m1, m2)을 통해 생기는 힘을 지탱
하는 것이다.
④식을 변형하면,

   × 
  

이 되며, 멜대를 하물...
줄걸이 작업 안전

나무보다 무겁고 철은 납보다 가볍다.
물체의 질량을 m, 체적을 V로 하면 물체의 단위 체적당 질량 d는,

 


으로 표시된다.
3

표 3-1은 다양한 재질의 물건 1m (세제곱미터)당...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

간단한 형태의 물체의 체적에 대한 개략적인 계산식을 나타내면 표 3-2와 같다.

< 표 3-2 > 체적의 개략적인 산술식
물 체 의

형 상
체 적 에

명 칭

대 한

계...
줄걸이 작업 안전

3 .3 .3

무

게

중

심

( 重

心

)

모든 물체에는 중력이 작용한다. 이들 물체는 여러 부분으로 나누어 생각하면
분할된 각 부분에 중력이 작용한다고 볼 수 있지만, 이들 중력의 합...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

표 3-3은 기본적인 형태의 무게중심 위치를 나타낸 것이다.

< 표 3-3 > 기본적인 도형의 중심 위치
형 상

구 하 는

방 법

위 치

삼중선의 교점 또는 중심선 근...
줄걸이 작업 안전

 ×    × 
 ×    ×    

  × 
  

  × 
   

이 되며, 크기는
     이다.

(2 ...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

3 .3 .4

물

체

의

안

정

정지되어 있는 물체에 손으로 힘을 가해 조금 기울인 상태에서 손을 뗐을 때
그 물체가 원래 위치로 돌아오려고 할 경우 그 물체는 안정...
줄걸이 작업 안전

물체를 놓는 방법에 따라 중심이 낮아짐

〔

그 림

3 - 2 4

〕

물 체 를

놓 는

방 법 에

따 른

안 정 성 의

차 이

3.4 운동
3 .4 .1

운

동

어떤 물체가 다...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

등속이 아닌 운동

등속 운동

〔

3 .4 .2

빠

르

기

및

속

그 림

3 - 2 5

〕

등속이 아닌 운동

운 동

도

물체 운동의 빠르고 느린 정도를...
줄걸이 작업 안전

비율로 속도가 증가해 t초 후에 B점을 통과할 때의 속도가 v(m/s)가 된다고 하
면, 가속도 α(알파)는,

  
      이다

t 초

〔

그 림

3 - 2 ...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

이것을 반대로 말하면 정지하고 있는 물체를 움직이거나 운동하고 있는 물체의
속도의 운동 방향을 바꾸기 위해서는 힘이 필요하며, 속도의 변화 방식이 클수록
이에 필요한 힘이 커진...
줄걸이 작업 안전

그림 3-29와 같이 이동식 크레인에서 하물을 매단 상태에서 상부 선회체를 선
회시키면 짐에는 원심력이 작용해 하물이 바깥으로 팽팽해지고 선회하기 전의 작
업 반경보다 큰 반경으로 회전하게 된다.
이...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

마
찰
력

마
찰
력

운
동
마
찰
력

물체에 가해지는 힘
물체는 정지되어 있음 물체는 움직이고 있음

〔

그 림

3 - 3 0

〕

마 찰 력

일반적으로 정지 마...
줄걸이 작업 안전

3.5 도르래 장치
하물을 와이어로프로 매달아 올리려고 하면 매달아 올리는 짐이 무거워짐에 따
라 큰 힘이 필요하다. 여기에서 몇 가지 도르래(시브)를 조합하여 와이어로프에
거는 수를 늘린다. 와이어...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

3 .5 .2

움

직

도

르

래

크레인 등의 훅 블럭에 사용되는 도르래 장치와 같으며, 그림 3-32에 나타나
듯이 움직 도르래(훅 블럭)에 건 로프의 끝 부분 B를...
줄걸이 작업 안전

움직 도르래 4개로 8점의 로프가 Fw를 균등
하게 부담하므로 로프를 당기는 힘 F는 Fw의
1/8이다.

움직 도르래 3개로 6점의 로프가 Fw를 균등
하게 부담하므로 로프를 당기는 힘 F는 Fw의...
3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식

(b ) 압

축

하 중

압축 하중은 인장 하중의 경우와 반대로 재료를 눌러 줄어들도록 작용하는 하
중이다.
그림 3-36에 나온 것처럼 F의 힘으로 막대를 누르려는 듯이 ...
줄걸이 작업 안전

크레인의 각 부분에는 앞에서 설명한 하중이 단독으로 작용하는 것보다 조합되
어 작용하는 것이 많다. 예를 들면 와이어로프는 인장 하중과 굽힘 하중이, 훅에
는 같은 인장 하중과 굽힘 하중이 작용한다....
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
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크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
크레인 줄걸이 작업안전
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  1. 1. 육 교 교 육 원 교 재 2 0 1 0 - 4 - 6 줄걸이 작업 안전
  2. 2. 목 차 1. 관계법령 및 교육훈련 1.1 관계법령 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 1 1.2 교육훈련 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 10 2. 크레인에 관한 지식 2.1 크레인의 개요 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 16 2.2 크레인의 종류 및 기능 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 26 2.3 크레인 등의 안전 장치, 브레이크 및 인양 도구 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 39 3. 줄걸이 작업에 필요한 역학 관련 지식 3.1 용어와 단위 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 44 3.2 힘에 관한 사항 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 47 3.3 질량 및 중심 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 57 3.4 운동 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 64 3.5 도르래 장치 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 70 3.6 하중 및 응력 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 72 3.7 와이어로프, 체인 등 줄걸이 용구의 강도 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 76 4. 줄걸이 용구의 선정 및 취급 4.1 와이어로프 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 84 4.2 인양 체인 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 105 4.3 섬유 로프 등 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 107 4.4 기타 줄걸이 용구 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 109 4.5 줄걸이 용구 점검 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 121 - i -
  3. 3. 5. 줄걸이 방법 및 신호방법 5.1 줄걸이의 기본과 하물 인양 방법 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 134 5.2 신호 방법 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 150 6. 줄걸이 작업 실기 6.1 줄걸이 작업의 일반적인 주의사항 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 157 6.2 와이어로프로 줄걸이 하는 방법 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 174 6.3 전용 줄걸이 용구로 줄걸이 하는 방법 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 183 7. 재해사례와 예방대책 재해사례 1 줄걸이 로프가 훅에서 이탈 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 187 재해사례 2 줄걸이 로프 파단으로 인한 하물낙하 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 189 재해사례 3 줄걸이 벨트 파단으로 인한 하물낙하 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 191 재해사례 4 하물이 클램프에서 이탈 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 193 재해사례 5 슬링체인 파단으로 하물낙하 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 195 재해사례 6 강풍에 의한 하물낙하 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 197 재해사례 7 무선리모컨 조작실수 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 199 재해사례 8 슬링벨트에서 하물이탈로 인한 낙하 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 201 재해사례 9 줄걸이 작업자 추락 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 203 재해사례 10 해카에서 하물이탈로 인한 낙하 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 205 재해사례 11 주행중 하물의 흔들림에 의한 협착 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 207 재해사례 12 하물의 파단으로 의한 하물낙하 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 209 재해사례 13 줄걸이 로프에서 하물이 이탈되어 낙하 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 211 재해사례 14 지브 선단에 고압 전기가 방전되어 감전 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 213 재해사례 15 리프팅 러그 파단으로 하물낙하 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 215 재해사례 16 베큠홀더에서 하물낙하 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 216 부록 . 줄걸이용 와이어로프의 간이 점검 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 217 - ii -
  4. 4. 1. 관계법령 및 교육훈련 1. 관계법령 및 교육훈련 1.1 관계법령 산업안전보건법 제31조 (안전 ∙ 보건교육 ) 관련 특별교육 ① 사업주는 당해 사업장의 근로자에 대하여 노동부령이 정하는 바에 의하여 정기적으로 안전 ∙ 보건에 관한 교육을 실시하여야 한다. ② 사업주는 근로자를 채용할 때와 작업내용을 변경할 때에는 당해 근로자에 대하여 노동부령이 정하는 바에 의하여 당해 업무와 관계되는 안전 ∙ 보건 에 관한 교육을 실시하여야 한다. ③ 사업주는 유해 또는 위험한 작업에 근로자를 사용할 때에는 노동부령이 정 하는 바에 의하여 당해 업무와 관계되는 안전 ∙ 보건에 관한 특별교육을 실 시하여야 한다. [이하생략] 산업안전보건법 시행규칙 제33조 (교육시간 및 교육내용 ) ① 법 제31조제1항 내지 제3항의 규정에 의하여 사업주가 근로자에 대하여 실시하여야 하는 교육의 교육시간은 별표 8과 같고, 교육내용은 별표 8 의2와 같다.[이하생략] 사업내 안전∙보건교육 내용(제33조제1항 관련) 교 육 과 정 가. 정기교육 교 육 대 상 규칙별표 8 교육시간 사무직종사근로자 매월 1시간 이상 사무직종사근로자외의근로자 매월 2시간 이상(판매업무에 직접 종사하는 근로자는 매월 1시간 이상) 관리감독자의 지위에 있는 자 반기 8시간 이상 또는 연간 16시간 이상 -1 - 1 --
  5. 5. 줄걸이 작업 안전 교 육 과 정 나. 채용시 교육 교 육 대 상 교육시간 당해 근로자로서 건설업종사자를 제외한 자 8시간이상 당해 근로자로서 건설업에 종사하는 근로자 1시간이상 다. 작업내용변경시 당해 근로자로서 건설업 종사근로자를 2시간이상 1시간이상 제외한 자 교육 당해 근로자로서 건설업 종사근로자 별표 8의2 제1호라목 각 호의 어느 하나에 16시간이상 라. 특별교육 해당하는 작업에 종사하는 근로자로서 2시간이상 건설업 종사자를 제외한 자 별표 8의2 제1호라목 각 호의 어느 하나에 해당하는 작업에 종사하는 근로자로서 건설업 종사자 사업내 안전 보건교육 내용(제33조제1항 관련) 규칙 별표 8의2 ・ 작 업 명 14. 운반 등 하역기계를 교 육 내 용 ◦ 운반하역기계 및 부속설비의 점검에 관한 사항 5대이상 보유한 ◦ 작업순서와 방법에 관한 사항 사업장에서의 당해 ◦ 안전운전방법에 관한 사항 기계에 의한 작업 ◦ 작업신호 하물의 취급에 관한 사항 ◦ 기타 안전보건관리에 필요한 사항 15. 1톤 이상의 크레인을 ◦ 방호장치의 종류, 기능 및 취급에 관한 사항 사용하는 작업 또는 1톤이하의 크레인 또는 ◦ 걸고리 ∙ 와이어로프 및 비상정지장치 등의 기계 ∙ 기구 점검에 관한 사항 호이스트를 5대 이상 보유한 사업장에서의 ◦ 작업신호 및 공동작업에 관한 사항 당해 기계에 의한 작업 2- -2 - ◦ 하물의 취급 및 작업방법에 관한 사항 ◦ 기타 안전보건관리에 필요한 사항
  6. 6. 1. 관계법령 및 교육훈련 산업안전보건기준에 관한 규칙 제35조 (관리감독자의 유해・위험 방지 업무 등) ① 사업주는 법 제14조제1항에 따른 관리감독자(건설업의 경우 직장·조장 및 반장의 지위에서 그 작업을 직접 지휘·감독하는 관리감독자를 말한다. 이하 같다)로 하여금 별표 2에서 정하는 바에 따라 유해·위험을 방지하기 위한 업무를 수행하도록 하여야 한다. ② 사업주는 별표 3에서 정하는 바에 따라 작업을 시작하기 전에 관리감독자로 하여금 필요한 사항을 점검하도록 하여야 한다. ③ 사업주는 제2항에 따른 점검 결과 이상이 발견되면 즉시 수리하거나 그 밖에 필요한 조치를 하여야 한다. 작업시작전 점검사항(제35조의2항 관련)【별표3】 작업의 종류 8. 양중기의 와이어로프・달기체인 섬유로프・섬유벨트 ・ 점 검 내 용 와이어로프등의 이상유무 또는 훅 ・샤클・링 등의 철구(이하“와이어로프등” 이라한다)를 사용하여 고리걸이작업을 하는 때 (제2편제1장제9절 제관) 산업안전기준에 관한 규칙 제163조 (와이어로프 등의 안전계수) ① 사업주는 양중기의 와이어로프 등 달기구의 안전계수(달기구 절단하중의 값을 그달기구에 걸리는 하중의 최대값으로 나눈 값을 말한다)가 다음 각 호의 구분에 따른 기준에 맞지 아니한 경우에는 이를 사용해서는 아니 된다. 1. 근로자가 탑승하는 운반구를 지지하는 달기와이어로프 또는 달기체인의 경우 : 10 이상 2. 화물의 하중을 직접 지지하는 달기와이어로프 또는 달기체인의 경우: 5 이상 3. 훅, 샤클, 클램프, 리프팅 빔의 경우: 3 이상 4. 그 밖의 경우: 4 이상 -3 - 3 --
  7. 7. 줄걸이 작업 안전 안전계수 10이상 안전계수 5이상 안전계수 4이상 [ 그림 1-1 ] 와이어로프 또는 체인의 용도별 안전계수 ② 사업주는 달기구의 경우 최대허용하중 등의 표식이 견고하게 붙어 있는 것을 사용하여야 한다. [ 그림 1-2 ] 체인슬링과 이름표 산업안전보건기준에 관한 규칙 제164조(고리걸이 훅 등의 안전계수) 사업주는 양중기의 달기 와이어로프 또는 달기 체인과 일체형인 고리걸이 훅 또는 샤클의 안전계수(훅 또는 샤클의 절단하중 값을 각각 그 훅 또는 샤클에 걸리는 하중의 최대값으로 나눈 값을 말한다)가 사용되는 달기 와이어로프 또는 달기체인의 안전계수와 같은 값 이상의 것을 사용하여야 한다. [ 그림 1-3 ] 와이어로프슬링과 안전계수 4- -4 -
  8. 8. 1. 관계법령 및 교육훈련 산업안전기준에 관한 규칙 제165조 (와이어로프의 절단방법 등) ① 사업주는 와이어로프를 절단하여 양중(揚重)작업용구를 제작하는 경우 반드시 기계적인 방법으로 절단하여야 하며, 가스용단(溶斷) 등 열에 의한 방법으로 절단해서는 아니 된다. ② 사업주는 아크(arc), 화염, 고온부 접촉 등으로 인하여 열영향을 받은 와이어로프 를 사용해서는 아니 된다. [ 그림 1-4 ] 기계식 와이어로프 절단기 산업안전보건기준에 관한 규칙 제166조 (이음매가 있는 와이어로프 등의 사용 금지) 와이어 로프의 사용에 관하여는 제63조제1호를 준용한다. 이 경우 "달비계"는 "양중기"로 본다. 제63조(달비계의 구조) 사업주는 달비계를 설치하는 경우에 다음 각 호의 사항을 준수하여야 한다. 1. 다음 각 목의 어느 하나에 해당하는 와이어로프를 달비계에 사용해서는 아니된다. 가. 이음매가 있는 것 [ 그림 1-5 ] 이음매가 있는 와이어로프슬링 -5 - 5 --
  9. 9. 줄걸이 작업 안전 나. 와이어로프의 한 꼬임[(스트랜드(strand)를 말한다. 이하 같다)]에서 끊어진 소선(素線)[필러(pillar)선은 제외한다)]의 수가 10퍼센트 이상(비자전로프의 경우에는 끊어진 소선의 수가 와이어로프 호칭지름의 6배 길이 이내에서 4개 이상이거나 호칭지름 30배 길이 이내에서 8개 이상)인 것 〔 그림 1-6 〕와이어로프의 소선파단 다. 지름의 감소가 공칭지름의 7퍼센트를 초과하는 것 〔 그림 1-7 〕 와이어로프의 지름감소 라. 꼬인 것 〔 그림 1-8 〕 와이어로프의 꼬임 마. 심하게 변형되거나 부식된 것 〔 그림 1-9 〕와이어로프의 부식 및 변형 6- -6 -
  10. 10. 1. 관계법령 및 교육훈련 산업안전보건기준에 관한 규칙 제167조 (늘어난 달기체인 등의 사용 금지) 달기 체인 사용에 관하여는 제63조제2호를 준용한다. 이 경우 "달비계"는 "양중기"로 본다. 제63조(달비계의 구조) 사업주는 달비계를 설치하는 경우에 다음 각 호의 사항을 준수하여야 한다. 2. 다음 각 목의 어느 하나에 해당하는 달기 체인을 달비계에 사용해서는 아니 된다. 가. 달기 체인의 길이가 달기 체인이 제조된 때의 길이의 5퍼센트를 초과한 것 [ 그림 1-10 ] 체인의 늘어난 길이측정 나. 링의 단면지름이 달기 체인이 제조된 때의 해당 링의 지름의 10퍼센트를 초과하여 감소한 것 다. 균열이 있거나 심하게 변형된 것 [ 그림 1-11 ] 체인의 심한변형 및 균열 -7 - 3 --
  11. 11. 줄걸이 작업 안전 산업안전보건기준에 관한 규칙 제168조 (변형되어 있는 훅・샤클 등의 사용금지 등) ① 사업주는 훅·샤클·클램프 및 링 등의 철구로서 변형되어 있는 것 또는 균열이 있는 것을 크레인 또는 이동식 크레인의 고리걸이용구로 사용해서는 아니 된다. ② 사업주는 중량물을 운반하기 위해 제작하는 지그, 훅의 구조를 운반 중 주변 구조물과의 충돌로 슬링이 이탈되지 않도록 하여야 한다. ③ 사업주는 안전성 시험을 거쳐 안전율이 3 이상 확보된 중량물 취급용구를 구매 하여 사용하거나 자체 제작한 중량물 취급용구에 대하여 비파괴시험을 하여야 한다. [ 그림 1-12 ] 샤클 및 훅의 마모와 변형 산업안전보건기준에 관한 규칙 제169조 (꼬임이 끊어진 섬유로프 등의 사용금지) 섬유로프 사용에 관하여는 제63조제3호를 준용한다. 이 경우 "달비계"는 "양중기"로 본다. 제63조(달비계의 구조) 사업주는 달비계를 설치하는 경우에 다음 각 호의 사항을 준수하여야 한다. 3. 다음각목의어느하나에해당하는섬유로프 또는 섬유벨 를달 계 사 해 는아니된다. 트 비 에 용 서 가. 꼬임이 끊어진 것 나. 심하게 손상되거나 부식된 것 -8-
  12. 12. 1. 관계법령 및 교육훈련 [ 그림 1-6 ] 와이어로프의 소선파단 산업안전기준에 관한 규칙 제170조(링 등의 구비) ① 사업주는 엔드리스(endless)가 아닌 와이어로프 또는 달기 체인에 대하여 그 양단에 훅·샤클·링 또는 고리를 구비한 것이 아니면 크레인 또는 이동식 크레인의 고리걸이용구로 사용해서는 아니 된다. [ 그림 1-14 ] 고리를 구비한 줄걸이용구 ② 제1항에 따른 고리는 꼬아넣기[(아이 스플라이스(eye splice)를 말한다. 이하 같다)], 압축멈춤 또는 이러한 것과 같은 정도 이상의 힘을 유지하는 방법으로 제작된 것이어야 한다. 이 경우 꼬아넣기는 와이어로프의 모든 꼬임을 3회 이상 끼워 짠 후 각각의 꼬임의 소선 절반을 잘라내고 남은 소선을 다시 2회 이상(모든 꼬임을 4회 이상 끼워 짠 경우에는 1회 이상) 끼워 짜야 한다. -9 - 3 --
  13. 13. 줄걸이 작업 안전 [ 그림 1-15 ] 와이어로프스링의 아이부 꼬아넣기(인양용) [ 그림 1-16 ] 와이어로프스링의 아이부 꼬아넣기(고정용) 1.2 교육훈련 1.2.1 이론교육 크레인 관련 지식 ① 크레인 일반 사항 - 용어 - 크레인 동작 - 인양 용량, 정격 용량표 ② 형식, 구조 개요, 사용 목적 - 이동식 크레인 - 타워 크레인 - 지브 크레인 - 천장 크레인(브리지) 및 겐트리 크레인 ③ 안전 장치, 하물 인양 보조 장치(attachment), 브레이크 - - 6 -10
  14. 14. 1. 관계법령 및 교육훈련 줄걸이 장치 ① 와 이 어 로 프 줄 걸 이 - 로 프 구 조 - 로 프 형 태 - 작 업 하 물 사 용 시 ② 체 인 - 인 작 - 의 하 물 용 형 조 치 줄 걸 이 업 사 ③ 예 방 줄 걸 이 체 - 제 한 형 식 제 한 시 예 방 식 , 작 업 로 프 조 치 하 물 제 한 - 섬 유 - 섬 줄 유 ( fib e r w e b b in g ) 줄 걸 ④ 형 식 , 작 줄 걸 , 섬 유 업 풀 리 [로 프 걸 - 선 회 - 제 한 드 , 적 예 방 조 치 이 , 다 른 형 이 ( r e e v in g ) , 블 장 치 [클 램 패 시 이 하 물 - 걸 이 ( fib e r s lin g ) 사 용 프 , 인 양 식 의 줄 걸 이 장 치 사 용 시 예 방 조 치 록 ] 훅 , 샤 클 , 인 양 빔 , 인 양 네 트 , 고 리 ( e y e s p lic e ) ] 치 대 ( S le e p e r ) 줄걸이 장치의 점검(검사) ① 와 이 어 로 - 프 줄 걸 이 점 검 [파 윤 활 - 항 목 상 태 , 연 결 기 기 준 폐 ② 체 - 인 검 폐 ③ - 이 어 의 또 는 수 , 로 프 끝 마 무 리 (e n d 형 , 꼬 임 , 균 열 , 연 지 름 의 감 소 fittin g ) 의 , 마 모 , 비 틀 림 이 상 여 부 , 변 형 , ] 율 , 변 결 부 의 이 상 여 부 ) 기 준 유 섬 부 항 목 [연 신 기 섬 와 줄 걸 이 점 - 손 된 유 줄 걸 이 로 프 줄 걸 ⅰ ) 점 검 항 목 ⅱ ) 폐 기 이 [마 모 , 긁 힘 , 절 단 , 열 화 (손 상 정 도 ), 풀 림 상 태 ] 기 준 -- 7 - 11
  15. 15. 줄걸이 작업 안전 - 섬 유 벨 트 줄 걸 이 ⅰ ) 손 상 ( 마 모 , 긁 힘 , 선 회 ⅱ ) 외 부 (변 색 ⅲ ) 금 속 피 팅 [변 ⅳ ) 폐 기 ④ 이 상 스 트 용 절 단 ) 기 준 클 , 식 별 링 의 색 상 , 용 융 , 이 물 질 형 , 긁 힘 , 균 인 양 열 , 열 링 의 화 (손 상 정 도 )] 램 프 - 클 램 프 - 목 부 위 의 - 캠 또 는 - 클 램 프 - 안 전 걸 쇠 - 유 지 보 수 - 폐 기 기 준 ④ 기 타 (마 몸 체 또 는 개 구 이 상 부 ( th r o a t o p e n in g ) 이 죠 (ja w )에 서 의 손 상 , 마 모 상 여 부 또 는 막 힘 기 능 기 능 그 네 트 , 진 공 컵 , 고 리 볼 트 , 하 카 등 ) 줄걸이 작업 방법 ① 무 게 중 심 의 ② 하 물 의 결 형 상 정 에 및 하 물 따 른 줄 걸 - 직 접 - 바 스 켓 을 - 진 이 공 컵 ( c h o k e - h itc h ) 을 의 판 단 작 업 방 법 의 선 택 인 양 이 용 한 인 양 - 클 램 프 고 르 지 않 은 - 스 프 레 더 (s p r e a d e r )를 - 태 그 라 인 ( ta g lin e ) 사 이 용 한 인 양 인 양 - ② 줄 걸 이 인 양 된 하 물 형 작 업 ③ -8 - 12 -- 질 량 장 의 상 의 치 의 운 송 하 물 이 용 용 산 택 인 양 (비 한 인 양 대 칭 ) 하 물 )
  16. 16. 1. 관계법령 및 교육훈련 신 호 ① 수 신 호 ② 깃 발 신 호 ③ 무 선 통 신 ( 음 성 신 호 ) 작업 계획 ① 작 업 순 서 ② 하 물 의 ③ 입 출 구 ④ 지 면 ⑤ 줄 걸 이 ⑥ 다 른 주 행 로 지 지 또 는 경 면 작 업 현 장 을 상 태 하 는 인 원 과 인 원 의 위 치 협 조 위험 요소 인식 및 제어 절차 ① 크 - 레 인 낙 손 된 와 이 - 하 물 - 와 이 어 공 줄 괴 , 끼 파 고 및 하 , 붕 - - 상 용 임 어 낙 하 작 업 등 에 실 의 한 줄 붕 괴 , 낙 하 걸 이 , 태 그 라 습 에 압 로 프 , 하 물 의 편 향 , 하 물 로 프 걸 이 관 련 착 된 위 험 날 의 한 인 등 에 요 소 요 소 카 로 운 물 의 위 험 모 충 의 한 서 리 와 격 감 위 험 김 같 은 절 단 위 험 요 소 요 소 위 험 요 소 위 험 -- 13 9-
  17. 17. 줄걸이 작업 안전 ② 인 양 - 작 업 고 - 공 증 현 장 에 서 고 려 해 야 할 잠 재 고 공 위 험 요 소 선 로 전 력 선 기 , 가 - 나 고 르 지 - 허 용 화 선 과 같 은 무 - 스 , 전 - 주 - 않 거 적 빌 딩 /차 험 - 불 안 정 가 능 한 변 위 나 정 량 /구 조 한 지 면 바 닥 의 내 력 (단 위 면 적 당 허 용 물 /장 치 열 재 질 화 (손 상 - 장 불 충 분 한 물 질 애 물 - 정 도 )성 - 전 파 궂 은 명 간 섭 - 조 날 씨 1 .2 .2 실 기 교 육 줄걸이 작업을 위한 안전 절차 ① 적 ② 절 한 지 적 의 복 확 인 , 인 명 및 보 구 호 호 구 으 로 등 사 용 안 전 확 보 신 호 ① 신 호 ② 깃 발 신 호 ③ - - 1014 - 수 무 선 통 신 ( 음 성 신 호 ) 하 중 )
  18. 18. 1. 관계법령 및 교육훈련 장치의 선택 및 점검 ① 무 게 중 심 결 정 및 하 ② 줄 걸 이 작 업 장 치 의 ③ 줄 걸 이 작 업 장 치 물 질 량 판 단 선 택 점 검 ( 검 사 ) 줄걸이 작업 ① 줄 걸 이 작 업 장 치 장 착 - 무 게 중 심 및 줄 걸 - 하 물 위 로 훅 안 내 훅 에 줄 걸 - 하 - 물 줄 ② 및 걸 이 하 상 태 물 의 안 시 험 - 정 확 한 - 안 전 물 인 양 지 점 훅 이 내 작 업 의 결 정 리 기 장 치 장 착 확 인 양 및 ③ 하 물 - 물 의 교 - 차 (다 이 - 송 하 ④ 로 경 계 획 크 레 인 및 과 공 유 된 하 역 안 내 면 또 는 단 하 정 지 공 간 ) 치 에 대 하 여 위 (위 치 조 정 , 흔 운 전 자 들 림 방 지 등 와 신 호 수 사 이 의 신 호 ) 하 강 지 - 른 경 로 물 - 및 장 치 주 행 물 의 하 치 장 치 수 송 하 - 장 인 양 확 인 하 장 착 및 전 인 인 양 이 및 - 하 물 - 정 구 조 면 준 비 된 밀 한 지 지 적 치 대 ( s le e p e r ) 로 하 강 - 훅 및 - 줄 걸 이 및 하 하 강 하 강 , 하 물 물 에 서 작 업 중 장 줄 지 치 상 태 평 가 하 물 이 동 지 면 에 내 리 걸 이 작 업 점 검 및 기 및 안 정 성 장 치 된 장 소 에 인 탈 거 지 정 확 보 관 - 11 - - 15
  19. 19. 줄걸이 작업 안전 2. 크레인에 관한 지식 줄걸이 작업은 크레인을 운전하는 자와 줄걸이 작업을 하는 자의 공동 작업이다. 따라서 줄걸이 작업을 안전하게 하기 위해서는 크레인 등의 구조 및 각 장치에 대한 특성을 먼저 이해하는 것이 중요하다. 이는 줄걸이 작업을 안전하기 위해 어 떤 방법을 사용하는 것이 좋은지, 또 어떤 점에 주의를 기울여야 하는지를 검토하 기 위해서도 필요하다. 2.1 크레인의 개요 크레인에는 크레인, 이동식 크레인, 데릭 및 양화 장치가 포함되어 있다. 2 .1 .1 크 레 인 의 정 의 (1 ) 크 레 인 크레인이란 동력으로 짐을 끌어올려 수평으로 운반하는 것을 목적으로 하는 기 계 장치로 이동식 크레인, 데릭 이외의 것을 말한다. 따라서 짐을 끌어올리기만 하는 기계 장치는 크레인이 아니다. 짐을 끌어올릴 때 큰 힘을 사용해 동력으로 수평 이동해도 크레인이 아니며, 이와 반대로 짐을 끌어올릴 때 동력을 사용하는 기계 장치는 하물을 인력으로 수평 이동해도 크레 인으로 분류된다. 크레인은 구조와 형상에 따라 천장 크레인, 지브 크레인, 갠트리 크레인, 언로 더, 케이블 크레인, 모노레일 호이스트 및 스태커 크레인 등으로 분류된다(2.2.1 크레인 참조). - - 1216 -
  20. 20. 2. 크레인에 관한 지식 하물을 동력으로 인양 이것을 수평으로 운반 〔 (2 ) 이 동 식 그 림 2 - 1 〕 크 레 인 의 정 의 크 레 인 이동식 크레인이란 원동기를 내장하고 있으며, 불특정 장소로 이동시킬 수 있는 크레인을 말한다. 이동식 크레인은 주행 방식에 따라 육상을 이동하는 것, 선로 위를 이동하는 것, 수상을 이동하는 것으로 분류된다(2.2.2 이동식 크레인 참조). (3 ) 데 릭 데릭이란 하물을 동력을 사용해서 들어올리는 것을 목적으로 하는 기계 장치로, 마스트나 붐이 있고 원동기를 별도로 두어 와이어로프를 통해 조작되는 것을 말 한다. 데릭은 구조에 따라서 가이데릭, 삼각데릭과 그 이외의 데릭으로 분류된다 (2.2.3 데릭 참조) - 13 - - 17
  21. 21. 줄걸이 작업 안전 (4 ) 양 화 장 치 양화 장치란 하물을 운송하는 선박에 설치하여 짐을 배에 싣거나 배에서 내리 는 등, 선창 내에 하물을 이동시키는 작업을 하기 위한 기계 장치를 말한다. 양화 장치에는 데릭 형식, 지브 크레인 형식 및 갠트리 크레인 형식의 것이 있 다(2.2.4 양화 장치 참조). 2 .1 .2 운 동 크레인은 하물을 들어올려 원하는 위치에 운반하기 위해 다음의 몇 가지 운동이 조합된 운동을 한다. (1 ) 권 상 , 권 하 짐을 올리는 운동을 '권상', 짐을 내리는 운동을 '권하'라고 한다. 트롤리 가더 횡행 주행 권상 권하 〔 그 림 2 - 2 〕 권 상 , 횡 행 , 주 행 권상․권하 장치 및 기기 명칭으로 부르는 경우, 예를 들어 '권상 장치', '권상 드 럼'과 같이 권상만을 사용해서 부르는 것이 일반적이다. - - 1418 -
  22. 22. 2. 크레인에 관한 지식 (2 ) 횡 행 크레인의 거더를 따라 트롤리(또는 호이스트)를 이동시키는 것을 말한다(그림 2-2). (3 ) 주 행 크레인 전체를 이동시키는 것을 말한다(그림 2-2) (4 ) 기 복 지브 또는 붐이 그 설치부를 중심으로 상하 이동하는 운동을 말한다. 지브의 경사각(지브의 중심선과 수평면을 이루는 각)이 커지는 방향의 운동을 '지브 올리기', 역방향의 운동을 '지브 내리기(부리기)'라고 한다. 지브 올리기 지브 내리기 〔 지브 경사각 그 림 2 - 3 〕 기 복 - 15 - - 19
  23. 23. 줄걸이 작업 안전 그러나 일반 지브 크레인은 지브를 기복시키 는 동시에 인양 하물이 상하로 이동한다. 이와 같은 결점을 없애기 위해 지브를 기복시켜도 인양 하물이 거의 일정한 높이를 유지하도록 하는 기구를 마련함으로써 하물을 수평으로 이동시키는 운동을 할 수 있다. 하물을 끌어당 끌어당기기 밀어 내기 기는 방향의 운동을 '끌어당기기(인입)', 밀어 내는 방향의 운동을 '밀어 내기'라고 한다. 지브의 기복과 더불어 인양 하물이 상하로 움직일 때는 끌어당기기라고 부르지 않는다. 〔 그 림 2 - 4 〕 끌 어 당 기 기 (5 ) 선 회 지브 크레인 등에서 선회 중심을 축으로 지브가 회전하는 운동을 말한다. 선회 중심 〔 - - 1620 - 그 림 2 - 5 〕 선 회
  24. 24. 2. 크레인에 관한 지식 (6 ) 신 축 지브의 길이를 바꾸는 운동을 말한다. 지브의 길이를 길게 하는 운동을 '늘이기', 짧게 하는 운동을 '줄이기'라고 한다. 신축 〔 2 .1 .3 용 (1 ) 인 양 그 림 2 - 6 〕 신 축 어 하 중 (질 량 ) 크레인은 이동식 크레인 또는 데릭의 구조 및 재료에 따라 부하를 걸 수 있는 최대 하중(질량)을 말한다. 이동식 크레인을 예로 들면 아웃트리거가 있는 이동식 크레인, 또는 광폭식 크 롤러를 가지는 이동식 크레인에서는 해당 아웃트리거, 또는 크롤러를 최대로 끌어 당겨 지브 길이를 최단으로 하고, 지브의 경사각을 최대로 했을 때(작업 반경이 최대) 부하시킬 수 있는 최대 하중(질량)을 말한다. 따라서 인양 하중(질량)은 각각의 크레인에서 단 하나이며, 이 하중 속에는 훅 이나 글러브 버킷 등의 인양 기구의 질량이 포함된다. - 17 - - 21
  25. 25. 줄걸이 작업 안전 지브 최단 훅 등 인양 기구의 질량 정격 총 하중 인양 하중 최대 지브 경사각 정격 총 하중의 최대값 정격 하중 (실제로 매달 수 있는 질량) 〔 (2 ) 제 한 그 림 2 - 7 〕 인 양 하 중 , 정 격 총 하 중 , 정 격 중 량 의 관 계 하 중 (질 량 ) 양화장치의 구조 및 재료에 따라 부하를 걸 수 있는 최대 하중을 말한다. 이 하중 속에는 훅, 글러브 버킷 및 인양 빔 등의 인양 기구 질량이 포함된다. (3 ) 정 격 하 중 (질 량 ) 크레인 등의 구조 및 재료에 따라, 또는 지브 및 붐이 있는 크레인에서는 지 브나 붐의 경사각 및 길이에 따라 부하를 걸 수 있는 최대 하중(질량)에서 인양 기구의 질량을 뺀 하중(질량)을 말한다. 즉, 크레인 등의 상태(트롤리 위치, 또는 지브의 길이나 지브의 경사각)에 따 라 실제로 훅에 걸거나 글러브 버킷으로 잡을 수 있는 최대 하중(질량)을 말한 다.(그림 2-7) (4 ) 정 격 총 하 중 (질 량 ) 이동식 크레인의 구조 및 재료와 지브 길이, 지브 경사각에 따라 부하를 걸 수 있는 최대 하중을 뜻하며, 정격 총 하중의 최대값이 인양 하중(질량)이 된다. 이동식 크레인의 경우 작업 내용에 따라 훅을 자주 교환해야 하므로, 일반적으 로 정격 하중보다도 정격 하중에 훅 등의 인양 기구 질량을 포함한 정격 총 하중 (질량)이 사용된다(그림 2-7) - - 1822 -
  26. 26. 2. 크레인에 관한 지식 (5 ) 정 격 속 도 크레인, 이동식 크레인 또는 데릭은 이에 정격 하중에 해당하는 하중의 짐을 매 달아 권상, 횡행, 주행, 선회 등의 운동을 하는 경우의 각 최고 속도를 말한다. 권상, 횡행, 주행은 매분 또는 매초의 이동 거리(m/min, m/s)로 나타내며, 선 -1 회는 매분의 선회 속도(min , rpm) 또는 매초의 각 속도(rad/s)로 나타낸다. (6 ) 작 업 반 경 지브 크레인 등의 선회 중심에서 인양 기구의 중심을 관통하는 연직선과의 수 평 거리를 말한다. 작업 반경은 선회 반경이라고도 하며, 작업 반경이 최대인 것을 최대 작업(선 회) 반경, 최소인 것을 최소 작업(선회) 반경이라고 한다. 선회 중심 최대 작업 반경 〔 최소 작업 반경 그 림 2 - 8 〕 작 업 반 경 - 19 - - 23
  27. 27. 줄걸이 작업 안전 (7 ) 작 업 범 위 크레인 등의 운동을 조합하여 인양 하물을 이동시킬 수 있는 범위를 말한다. 일반적으로 사용되는 크레인의 종류와 크레인 운동을 조합한 경우의 작업 범위 를 나타낸 대표적인 예는 다음과 같다. 횡행 횡행 (모노레일 호이스트) (모노레일 호이스트) 횡행 주행 횡행 주행 횡행 횡행 주행 (천장 크레인) (갠트리 크레인) (벽 크레인) 주행+횡행 선회 선회 횡행 선회 횡행 횡행 (주행하지 않는 지브 크레인) (벽 크레인) 선회+횡행 선회+지브 기복(또는 끌어당기기) (벽 크레인) 선회+횡행 주행+횡행+선회 주행 선회 작업범위 주행 레일 (주행식 지브 크레인) 주행+선회 주행+선회+지브 기복(또는 끌어당기기) 〔 - - 2024 - 주행 그 림 2 - 9 〕 작 업 범 위
  28. 28. 2. 크레인에 관한 지식 (8 ) 줄 걸 이 작 업 줄걸이 와이어로프나 인양 체인 기타 줄걸이 용구를 사용해서 하물을 크레인 등의 훅(달기구)에 걸거나 제거하는 작업을 말한다. 〔 (9 ) 줄 걸 이 그 림 2 - 1 0 〕 줄 걸 이 용 구 하물을 크레인 등의 훅(인양 기구)에 인양하기 위해 사용하는 용구를 말한다. 예를 들면 줄걸이용 와이어로프, 인양 체인, 벨트 슬링 외에도 클램프, 해커, 섀 클, 인양 빔 등도 포함된다.(4. 줄걸이 용구의 선정 및 취급 참조) (1 0 ) 미 동 권 상 권상시켜 하물을 지면(또는 작업 바닥)에서 10 ~ 20cm 정도 떨어트린 후 일 단 정지하는 것을 말한다. 권상 지면에서 10 ~ 20cm 정도 떨어트림 〔 그 림 2 - 1 1 〕 지 면 에 서 떨 어 트 리 기 - 21 - - 25
  29. 29. 줄걸이 작업 안전 2.2 크레인의 종류 및 기능 2 .2 .1 크 (1 ) 천 장 레 인 크 레 인 가장 일반적으로 광범위하게 사용되는 크레인으로, 새들(이동 대차)이 거더의 양 끝을 지탱하며 천장부근 레일 위를 주행하는 크레인을 말한다. 훅 등의 인양 용구는 거더 위를 횡행하는 트롤리에서 활차 장치를 통해 연결되 어 있다. 일반적으로 천장 크레인은 트롤리 형식에 따라 트롤리식과 호이스트식이 있으 며, 권상, 횡행 및 주행의 3가지 직선 운동을 한다. 운전 조작은 크레인에 설치된 운전실에서 하는 것과 바닥 위에서 조작하는 것 이 있다. 〔 〔 - - 2226 - 그 림 그 림 2 - 1 2 2 - 1 3 〕 〕 트 롤 리 식 호 이 스 트 식 천 장 천 장 크 레 인 크 레 인
  30. 30. 2. 크레인에 관한 지식 (2 ) 지 브 크 레 인 지브를 갖는 크레인으로, 천장 크레인 다음으로 많이 사용된다. 지브 크레인은 일반적으로 권상, 지브 기복, 선회 운동을 하며 주행하는 것이 많은데, 지브가 기복을 하지 않는 것이나 주행하지 않는 것도 있다. (a ) 지 브 크 레 인 지브 선단에서 짐을 인양하는 형식의 크레인으로, 기복 지브 크레인, 탑형 및 문형 지브 크레인 외에 건설 공사 등에 사용되는 클라이밍식 지브 크레인이 있다. 클라이밍식은 공사 진척 상황에 따라 필요한 마스트를 보충하고 선회체를 밀어 올리는(클라이밍) 장치가 갖추어져 있다. 저상식 탑형․문형 〔 (b ) 해 머 헤 드 크 클라이밍식 그 림 2 - 1 4 〕 지 브 크 레 인 레 인 수평 지브에 따라 트롤리가 횡행하는 하물을 매달아 올리는 형식의 크레인으로, 트롤리 형식에 따라 트롤리식과 호이스트식이 있으며, 클라이밍하는 것도 있다. - 23 - - 27
  31. 31. 줄걸이 작업 안전 트롤리식 〔 (c ) 인 입 크 그 림 클라이밍식 2 - 1 5 〕 해 머 헤 드 크 레 인 레 인 지브를 기복시켜도 하물이 상하로 이동하지 않고 거의 수평으로 이동할 수 있 는 구조로 된 크레인을 말한다. 인입 기구를 통해 더블 링크식, 스윙 레버식, 로프 밸런스식 등이 있다. 스윙 레버식 더블 링크식 로프 밸런스식 〔 - - 2428 - 그 림 2 - 1 6 〕 인 입 크 레 인
  32. 32. 2. 크레인에 관한 지식 (d ) 벽 크 레 인 건물의 기둥 또는 벽에 설치된 수평 지브를 따라 트롤리(또는 호이스트)가 횡 행하는 크레인으로, 기둥을 중심으로 선회하는 것이나 크레인 전체가 벽을 따라 주행하는 것이 있다. 주행식 선회식 〔 (3 ) 탑 형 그 림 2 - 1 7 〕 벽 크 레 인 크 레 인 천장 크레인의 거더 양단에 다리를 두어서 지상에 설치된 레일 위를 주행하는 크레인이다. 트롤리 형식에 따라 트롤리식과 호이스트식이 있다. 천장 크레인과 마찬가지로 권상, 횡행 및 주행의 3가지 운동이 있다. 호이스트식 트롤리식 〔 그 림 2 - 1 8 〕 다 리 형 크 레 인 - 25 - - 29
  33. 33. 줄걸이 작업 안전 (4 ) 언 로 더 배에서 개별 하물을 양륙하는 전문 크레인으로, 갠트리 크레인식과 인입형 크레 인식이 있다. 인입 크레인식 갠트리 크레인식 〔 (5 ) 케 이 블 그 림 2 - 1 9 〕 언 로 더 크 레 인 마주보는 두 탑 사이에 설치한 메인 로프(주삭) 2개를 궤도로 하여 트롤리가 주행하는 크레인으로, 댐 공사 등에 사용된다. 케이블 크레인은 양측 탑이 주행하는 것, 편측만이 주행하는 것, 양측 모두 고 정된 것이 있다. 〔 - - 2630 - 그 림 2 - 2 0 〕 양 측 주 행 식 케 이 블 크 레 인
  34. 34. 2. 크레인에 관한 지식 〔 (6 ) 모 노 레 일 그 림 2 - 2 1 〕 양 측 고 정 식 케 이 블 크 레 인 호 이 스 트 건물의 천장 등에 설치된 '모노레일'을 따라 이동(횡행이라고 함)하는 크레인으 로, 일반적으로 I형강의 플렌지에 호이스트를 매단 구조가 많다. 권상, 권하를 하며, 바닥 위에서 조작하는 것이 많다. 〔 (7 ) 스 테 커 그 림 2 - 2 2 〕 모 노 레 일 호 이 스 트 크 레 인 직립한 가이드 프레임을 따라 상하로 이동하는 포크 등이 있는 것으로, 창고 등 의 선반에 물건을 넣고 꺼낼 때 사용된다. 스테커 크레인에는 운전실 또는 운전대가 하물의 승강 시와 함께 승강하는 스 테커식 크레인과 운전실 또는 운전대가 없거나, 운전실 또는 운전대가 짐과 함께 승강하지 않는 하물 승강식 스테커 크레인이 있다. - 27 - - 31
  35. 35. 줄걸이 작업 안전 주행 레일 〔 2 .2 .2 이 동 식 크 레 그 림 2 - 2 3 〕 하 물 승 강 식 스 테 커 크 레 인 인 이동식 크레인은 크레인 장치를 대차 위에 설치하는 것으로, 권상, 기복, 선회, 주행(이동) 운동을 한다. 그 외에 지브가 신축되는 것이 많다. 대차(주행체)의 형식에 따라 다음과 같이 분류된다. (1 ) 트 럭 크 레 인 트럭 크레인은 일반적인 트럭 섀시를 보강해서 크레인 장치(선회체)를 올려 놓 은 것으로, 크레인 작업 시의 안정성을 향상시키기 위해 아웃트리거가 갖춰져 있 다. 또한 운전실은 크레인 조작용과 주행용이 별도로 마련되어 있다. 트럭 크레인에는 적재형 트럭 크레인이라고 불리는 것이 있으며 보통 트럭의 하대와 운전실 사이에 소형 크레인 장치를 설치한 것으로, 아웃트리거가 전방(드 물게는 후방)에만 있으며 인양 하중이 3t 미만인 것이 많다. - - 2832 -
  36. 36. 2. 크레인에 관한 지식 트럭 크레인 적재형 트럭 크레인 〔 그림 2-24 〕 트럭 크레인 ( ) 휠 크레인 2 휠 크레인은 전용 대차 위에 크레인 장치를 얹은 것으로, 하나의 운전실에서 주 행과 크레인 조작이 가능하다. 휠 크레인으로 분류된 크레인으로 특수한 스티어링 기구(전 2륜, 후 2륜, 4륜 및 조향)를 두어 고르지 못한 곳이나 비교적 유연한 지반에서도 주행할 수 있다. 그 외 협소한 장소에서의 기동성이 뛰어난 러프 트레인(험준지역) 크레인이라고 불리는 것도 있다. 휠 크레인 러프 트레인 크레인 〔 그림 2-25 〕 휠 크레인 - 29 - - 33
  37. 37. 줄걸이 작업 안전 (3 ) 크 롤 러 크 레 인 크롤러 크레인은 주행용으로 크롤러를 장비한 주행 프레임에 크레인 장치(선회 체)를 얹은 것이다. 크롤러로 주행하므로 휠식에 비해 접지 면적이 넓어 고르지 못한 곳에서도 주행할 수 있는 특징이 있다. 〔 (4 ) 철 도 그 림 2 - 2 6 〕 크 롤 러 크 레 인 크 레 인 철도 크레인은 선로(레일) 위를 주행하는 대차 위에 크레인 장치(선회체)를 얹 은 것으로, 철도 공사 등에 사용된다. 〔 - - 3034 - 그 림 2 - 2 7 〕 철 도 크 레 인
  38. 38. 2. 크레인에 관한 지식 (5 ) 부 양 크 레 인 (플 로 팅 크 레 인 ) 부양 크레인은 대선 위에 크레인 장치를 얹은 것으로, 지브가 기복하지 않는 것 과 선회하지 않는 것이 있다. 수상 이동 방법에는 자선식과 비자선식이 있다. 기복식 부양 크레인 〔 (6 ) 크 레 인 기 능 이 있 는 선회식 부양 크레인 그 림 트 럭 2 - 2 8 〕 부 양 크 레 인 셔 블 크레인 기능이 있는 트럭 셔블은 일반적으로 말하는 유압 셔블에 짐을 인양 하기 위한 훅 또는 안전 장치 등의 크레인 기능을 갖춘 것으로서, 버킷 뒤에 전용 훅을 달아 크레인/셔블 모드 변환과 훅을 설정해 한 대로 굴삭 작업 및 크레인 작업을 구분해서 사용할 수 있다. 〔 그 림 2 - 2 9 〕 크 레 인 기 능 이 있 는 트 럭 셔 블 〔 그 림 2 - 3 0 〕 격 납 형 훅 - 31 - - 35
  39. 39. 줄걸이 작업 안전 2 .2 .3 데 릭 (1 ) 가 이 데 릭 가이데릭은 직립된 마스터 한 대와 풀호일 부분에 핀을 결합한 붐으로 구성되 어 있으며, 마스터 꼭대기 부분(전립)에서 주위를 당기는 가이로프(6줄 이상)로 지탱된다. 권상, 붐 기복 및 선회 운동은 데릭 본체에서 떨어진 위치에 설치된 윈 치와 와이어로프로 이루어진다. 〔 그 림 2 - 3 1 〕 가 이 데 릭 (2 ) 삼 각 데 릭 삼각데릭은 기초 위에 설치된 마스트 꼭대기 부분이 후방에서 지주(스테이) 2 개로 지탱되며, 붐은 마스트 안쪽에 핀으로 연결되어 있다. 윈치는 가이데릭과 마찬가지로 떨어진 위치에 설치되어 있어 와이어로프를 통 해 권상, 기복, 선회 조작한다. 〔 - - 3236 - 그 림 2 - 3 2 〕 삼 각 데 릭
  40. 40. 2. 크레인에 관한 지식 (3 ) 기 둥 형 데 릭 기둥형 데릭은 마스트 2개의 상부를 옆으로 당겨서 묶고 이것을 여러 줄의 가 이로프로 지탱해 별도로 마련된 윈치와 와이어로프를 통해 감아올려 기복을 행한 다. 〔 그 림 2 - 3 3 〕 기 둥 형 데 릭 (4 ) 진 폴 데 릭 진폴데릭이란 1개의 마스트와 상부를 3개 이상의 가이로프로 지탱해 마스트를 기울게 하여 짐을 매달아 올리는 운동만을 하는 가장 간단한 데릭이다. 별도로 마련된 윈치와 와이어로프를 통해 감아올린다. 〔 그 림 2 - 3 4 〕 진 폴 데 릭 - 33 - - 37
  41. 41. 줄걸이 작업 안전 2 .2 .4 양 화 장 치 하물을 선박에 싣거나 선박에서 내리기 위한 하역 설비인 양화 장치는 선박에 설치된 데릭이나 크레인으로 데릭 형식인 것은 1개의 마스트, 붐으로 매달아 올 리며 기복, 선회 운동을 하는 것과 마스트 2개를 조합해 사용하는 것이 있다. 〔 〔 〔 - - 3438 - 그 림 그 림 그 림 2 - 3 5 2 - 3 6 2 - 3 7 〕 〕 〕 데 릭 형 식 지 브 크 레 인 갠 트 리 크 레 인 형 식 형 식
  42. 42. 2. 크레인에 관한 지식 2.3 크레인 등의 안전 장치, 브레이크 및 인양 도구 2 .3 .1 안 전 장 치 크레인 등은 규정된 조건을 넘어서 사용하면 안 된다. 실수로 설정된 조건을 초과해 운전하려고 한 경우에는 자동으로 운전을 정지하 거나 경보를 울리는 안전 장치를 갖추고 기능을 유지하는 것이 의무화되어 있다. (1 ) 권 과 방 지 장 치 크레인 인양 도구(훅)를 지나치게 감으면 인양 도구 상부에 드럼, 시브, 트롤리 프레임 등에 충돌하게 되고, 이로 인해 인양용 와이어로프가 끊기거나 손상되는 일이 있다. 또한 기복용 와이어로프를 지나치게 감으면 지브가 후방으로 쓰러지거나 크레 인이 전도될 우려가 있다. 권과 방지 장치는 이와 같은 상태를 방지하기 위한 장치로, 권상 또는 기복의 정해진 상한에서 자동으로 운전을 정지시키는 권과 방지 장치, 부저를 통해 경보 를 울려 위험을 알리는 권과 경보 장치가 있다. 또한 지브 크레인은 지브를 지나치게 내리면 기복용 와이어로프가 드럼에서 미 끄러지면서 풀려 지브가 낙하할 우려가 있으므로, 기복용 와이어로프를 지나치게 내리는 것을 방지하는 장치가 마련되어 있다. 권상 장치에는 인양 도구(훅)를 지나치게 내리는 것(하한)을 방지하는 장치가 없는 것이 많으므로 훅을 지나치게 내리지 않도록 주의해야 한다. 기복 한계 위치 지브의 하부 레버의 추 추를 매단 와이어로프 레버 크레인의 와이어로프 추 기복 한계 위치 지브 리밋 스위치 훅 〔 그 림 2 - 3 8 〕 권 과 방 지 장 치 〔 그 림 2 - 3 9 〕 지 브 기 복 정 지 장 치 - 35 - - 39
  43. 43. 줄걸이 작업 안전 (2 ) 과 부 하 방 지 장 치 지브 크레인이나 이동식 크레인과 같이 지브가 있는 크레인에서는 정격 하중을 넘는 하물을 매달면 기체 전도나 지브가 손상될 우려가 있다. 과부하를 방지하는 장치란, 이와 같이 정격 하중을 넘어서 부하되는 것을 방지 하는 장치이다. 지브 크레인, 이동식 크레인에서는 특별한 것 외에는 인양 하물의 질량이 정격 하중(정격 총 하중)을 넘는 경우 즉시 운동을 자동으로 정지시키는 과부하 방지 장치 또는 정격 하중을 넘을 우려가 있는 경우에 경보를 울리는 과 부하 경보 장치가 갖추어져 있다. 과부하 방지 장치 자동 경보 자동 정지 부저 기복 내리기 지브 늘이기 〔 그 림 2 - 4 0 〕 감아올리기 과 부 하 방 지 장 치 하중계 이동식 크레인에는, 과부하 방지 장치를 대신하는 것으로 인양 하물 질량을 검출하는 장치(하중계) 등을 갖추어야 하는 것으로 되어 있다. 〔 - - 3640 - 그 림 2 - 4 1 〕 하 중 계
  44. 44. 2. 크레인에 관한 지식 (3 ) 해 지 장 치 해지 장치는 줄걸이용 와이어로프 등이 훅에서 벗겨지지 않도록 하기 위해 설 치하는 장치로, 구조는 스프링식과 웨이트식이 있다. 훅에 줄걸이용 와이어로프를 거는 경우에는 해지 장치를 사용하도록 법령으로 의무화되어 있다.(산업안전 기준에 관한 규칙 제108조, 제125조) 스프링 어긋남 방지 웨이트식 스프링식 〔 (4 ) 횡 행 ․ 주 행 완 충 그 림 장 치 2 - 4 2 〕 어 긋 남 방 지 장 치 등 크레인의 트롤리 횡행 방향, 크레인 주행 방향, 횡행 레일, 주행 레일의 양단부 에 완충 장치, 완충재 또는 차륜 정지 장치가 마련되어 있다. 차륜 정치 장치(횡행) 완충재 스토퍼(주행) 〔 그 림 2 - 4 3 〕 완 충 장 치 외 - 37 - - 41
  45. 45. 줄걸이 작업 안전 2 .3 .2 브 레 이 크 브레이크는 운동을 정지시키거나 정지 상태를 유지하거나 속도를 제어하기 위 해 사용하는 장치이다. 브레이크를 움직이게 하는 방법에는, 동력을 끊으면 자동으로 브레이크가 작동 하는 자동 브레이크와 수동으로 브레이크를 움직이게 하거나 늦추는 것이 있다. 일반적으로 권상 장치와 기복 장치에는 자동 브레이크가 사용된다. 그 외 횡행, 주행, 선회 등의 장치에는 자동 브레이크 또는 푸트 브레이크가 사 용되는 경우가 있는데, 브레이크가 없는 것도 있다. 브레이크의 제어 특성은 브레이크의 종류 및 조정 도구에 따라 크게 다르며, 그 외에 운전자의 조작 방법에 따라서도 달라진다. 2 .3 .3 인 양 도 구 인양 도구란 크레인 등의 권상용 와이어로프 등을 통해 올려져서 하물을 매달 아 올리기 위해 사용되는 용구를 말한다. 인양 기구는 취급 하물에 따라 다양한 종류를 사용하는데 통상 훅 블럭(일반적 으로 훅이라고 칭함)을 이용한다. 소용량 크레인 등에서는 편측 훅이, 대용량 크레인에서는 양측 훅이 사용된다. 편측 훅 양측 훅 〔 - - 3842 - 그 림 2 - 4 4 〕 훅
  46. 46. 2. 크레인에 관한 지식 훅 외의 인양 도구로서는 취급 하물에 따라 광석, 자갈, 모래 등의 하물에는 글 러브 버킷을 사용하고, 강판이나 스크랩 등에는 리프팅 마그넷 등의 인양 도구를 사용한다. 〔 그 림 2 - 4 5 〕 글 러 브 버 킷 〔 그 림 2 - 4 6 〕 리 프 팅 마 그 넷 - 39 - - 43
  47. 47. 줄걸이 작업 안전 3. 줄걸이 작업에 필요한 역학 관련 지식 크레인의 줄걸이에 필요한 역학 관련 지식이란, 줄걸이 작업을 할 경우 물체의 운동이나 운동과 힘 등의 관계에 대해 서술한 학문으로 역학 중에서 이론적으로 정확한 판단이 가능하도록 하는 데 필요한 지식이다. 줄걸이로 인한 재해의 위험 을 방지하기 위해서는 어떤 방법으로 줄걸이를 하면 좋을지, 또한 어떤 점에 주의 해야 하는지 등을 이해하는 것이 필수적이다. 따라서 줄걸이 작업을 하는 사람은 역학적인 지식에 대해 정확하게 이해해야 한다. 3.1 용어와 단위 크레인 등의 줄걸이에서 자주 사용되는 질량, 중량, 힘, 하중 등의 용어에 대해 서는 그 의미와 사용 단위(국제단위계, SI)를 올바르게 이해하고 구분해서 사용하 는 것이 중요하다. (1 ) 질 량 '질량'이란 물체가 지구상의 어느 곳에서도, 또한 달이나 우주의 어디에서도 변 하지 않으며 중력의 영향을 제외한 물체 그 자체의 양이다. 일반적으로 질량은 기호 m으로 표시되며, 단위는 kg(킬로그램)이나 t(톤) 등이 사용된다(그림 3-1). 크레인으로 인양하는 하물이나 크레인의 자체 중량 등은 질량이며, 사용하는 단 위도 kg, t 등을 사용한다. 이 하물의 질량은 • 지구상에서도 500kg • 달 표면에서도 500kg 〔 - - 4044 - 그 림 3 - 1 〕 질 량
  48. 48. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 (2 ) 중 량 '중량'이란 서로 끌어당기는 힘에 기인하는 중력 가속도(지구상에서는 약 9.8m/s2)를 통해 물체가 그 장소에서 받는 힘을 말한다. 즉, 물체의 질량에 그 장 소에서의 중력의 가속도를 곱한 값이 해당 물체에 작용하는 중량이다. 따라서 중 력의 가속도가 지구의 약 1/6밖에 되지 않는 달에서는 같은 물체라도 중량은 지 구의 약 1/6이 된다. 일반적으로 중량은 기호 W로 표시하며, 단위는 힘의 단위인 N(뉴턴)이나 kN (킬로뉴턴)이 사용된다(그림 3-2). 지구상에서의 물체 중량 W(N)=9.8X물체의 질량m(kg) 또한 크레인 등에 관련된 법령 등에서는 일반적으로 중량을 질량의 의미로 사 용하는 경우가 있는데 이때 사용하는 단위도 kg(킬로그램)이나 t(톤)이 된다. 일상생활에서 자주 사용하는 '무게'라는 용어는 단위를 병기하여 사용하는 역학 에서는 쓰지 않는다. 이 물체의 중량은 • 지구상에서는 300N • 달 표면에서는 50N 가벼 워요! 〔 그 림 3 - 2 〕 중 량 - 45 - 41 - -
  49. 49. 줄걸이 작업 안전 (3 ) 힘 역학에서 말하는 '힘'이란 정지되어 있는 물체를 움직여서 움직이는 물체의 속 도를 변형시커, 운동을 정지하거나 물체를 변형시키려는 작용을 말한다. 그림 3-3(a)의 예에서는 추를 끈으로 매달아 그 끈의 앞쪽을 손으로 잡으면 추에 작용되는 중력 때문에 손이 바로 아래쪽으로 내려간다. 추의 크기(추의 질 량)를 바꾸면 손에 느껴지는 강도가 바뀐다. 또한 그림 3-3(b)의 예에서 보듯 용수철의 끝 부분을 고정해서 다른 한쪽을 손으로 당기면, 가해진 힘의 방향으로 용수철이 늘어나 수축하려고 해도 손이 당 겨진다. 용수철의 늘어나는 정도를 바꾸면 손에 느껴지는 강도가 변한다. 이것은 모두 손에 작용하는 힘이다. 일반적으로 힘은 기호 F로 표시되며, 단위는 N(뉴턴)이나 kN(킬로뉴턴)을 사 용한다. 〔 그 림 3 - 3 〕 힘 의 크 기 와 힘 의 방 향 (4 ) 하 중 역학에서 하중은 힘을 나타내는 용어로, 단위는 힘의 단위인 N(뉴턴)이나 kN (킬로뉴턴)을 사용한다. 크레인 등에서는 인양 하중이나 정격 하중 등과 같이 질 량의 의미로 사용하는 것도 있으며, 이 경우의 단위는 kg(킬로그램)이나 t(톤)이 다. 또한 이책에서는 질량의 의미로 사용되는 하중에는 처음에 나오는 용어에 (질 량)을 추가 기록하고 있다. - - 4246 -
  50. 50. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 용어와 단위를 정확하게 사용하자! SI의 물체 상태의 양과 단위 질 량 중 량 질량 kg, t 등 하 중 힘 인장 하중 충격 하중 절단 하중 등 본래의 용어와 단위 N, kN 등 인양 하중 정격 하중 안전 하중 등 일부 법령 등에서 사용 〔 그 림 3 - 4 〕 용 어 와 단 위 3.2 힘에 관한 사항 3 .2 .1 힘 (1 ) 힘 의 의 3 요 소 및 작 용 과 반 작 용 3 요 소 그림 3-3의 예에서도 알 수 있듯이 힘에는 크기와 방향이 있는데, 힘이 물체에 작용하는 위치가 변하면 힘의 크기나 방향을 변경하였을 때와 마찬가지로 물체에 전달되는 효과가 바뀐다. 예를 들면 그림 3-5(a)에서 나타나듯이 책상 위에 놓인 책의 아래 쪽을 F의 힘으로 화살표 방향으로 살짝 누르면 책은 쓰러지지 않고 눌린 방향으로 이동하 는데, 그림 3-5(b)와 같이 책의 위 쪽을 같은 크기의 힘으로 동일한 방향으로 누르면 책은 평행하게 이동하지 않고 쓰러진다. 이 힘이 작용하는 위치를 힘의 작 용점이라고 한다. - 47 - 43 - -
  51. 51. 줄걸이 작업 안전 작용점 역 학 역 학 작용점 〔 그 림 3 - 5 〕 힘 의 작 용 점 이와 같이 힘은 반드시 힘의 크기, 힘의 방향, 힘의 작용점의 3가지 요소가 있 으며, 이것을 힘의 3요소라고 한다. 힘을 그림으로 나타내려면 그림 3-6과 같이 힘의 작용점을 A로, A에서 힘의 방향으로 직선을 그으면 힘의 크기와 비례한 길이 AB(예: 1N을 1cm의 길이로 결정해 두면 5N은 5cm의 길이)가 된다. 이 AB를 연장한 직선을 힘의 작용선이 라고 한다. 힘의 방향은 화살표로 나타낸다. 이 작용점은 그 작용선 위에서 어디 로 움직여도 효과는 동일하다. 힘 의 방향 3 요 소 크기 작용점 〔 - - 4448 - 그 림 3 - 6 〕 힘 의 3 요 소
  52. 52. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 (2 ) 작 용 과 반 작 용 두 물체 사이에 한쪽이 다른 쪽으로 힘을 작용시킬 때 반드시 반대쪽에서 이쪽 으로 힘이 작용한다. 이때 둘 중 하나의 힘을 작용이라고 하고, 다른 쪽을 반작용 이라고 한다. 작용과 반작용이란 같은 직선상에서 작용하며, 크기가 같고 방향이 반대이다. 그림 3-3(b)와 같이 용수철을 손으로 당길 때 손은 용수철을 당기고 있지만, 동시에 용수철이 손을 당기는 것이 된다. 3 .2 .2 힘 (1 ) 힘 의 의 합 성 및 분 해 합 성 물체 하나에 2개 이상의 힘이 작용할 때 이 2개 이상의 힘을 이들과 완전히 동 일한 효과를 지니는 하나의 힘으로 합할 수 있다. 이 합한 하나의 힘을 상기 2개 이상의 힘의 합력이라고 하며, 합력을 구하는 것을 힘의 합성이라고 한다. (a ) 힘 의 합 성 예를 들어 그림 3-7과 같이 그루터기를 두 사람이 밧줄로 당기면 그루터기는 화살표 방향으로 당겨진다. 이와 같이 물체에 2개의 힘이 작용할 경우, 이 두 힘 을 이들과 같은 효과가 있는 하나의 힘(합력)으로 치환하는 것이 된다. 〔 그 림 3 - 7 〕 합 력 이 합력을 구하는 방법은 그림 3-8(a)와 같이 점 O에 작용하는 방향이 다른 하나의 힘 F1, F2를 두 변으로 하는 평행사변형(OBDA)를 만들면 그 대각선 R이 구하고자 하는 합력의 크기 및 방향이다. 이것을 힘의 평행사변형 법칙이라고 한다. - 49 - 45 - -
  53. 53. 줄걸이 작업 안전 또한 점 하나에 3개 이상의 힘이 작용하는 경우의 합력도 평행사변형을 만든 합력을 구하는 것을 반복하면 구할 수 있다. 예를 들어 그림 3-8(b)와 같이 점 O에 F1, F2, F3, F4의 힘이 작용할 경우 F1, F2의 합력 R2를 평행사변형 법칙으로 구하고, 이 R1과 F3의 합력 R2를 같은 방법 으로 구한다. 또한 R3과 F4의 합력을 구하면 이것이 O점에 작용하는 합력 R이 된다. (a) 힘의 평행사변형 법칙 〔 (b ) 직 선 상 에 서 작 용 하 는 그 림 두 3 - 8 힘 의 (b)다수의 힘의 합성 〕 힘 의 합 성 합 성 두 힘이 그림 3-9(a) 또는 (b)와 같이 일직선상에 작용할 때 그 합력의 크기 는 그들의 합 또는 차로 나타난다. (a) 힘의 방향이 같을 경우 〔 - - 4650 - 그 림 3 - 9 〕 (b) 힘의 방향이 반대인 경우 직 선 상 의 힘 의 합 성
  54. 54. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 (c ) 평 행 한 두 힘 의 합 성 물체의 점 A, B에 각각 평행한 힘 F1, F2가 작용할 경우 동일한 선 위에서도 방향이 반대이고 크기가 같은 힘을 물체에 가해도 전체적으로 물체에 전달되는 효과는 바뀌지 않는다는 것을 이용, 그림 3-10과 같이 A점, B점에 A, B를 잇는 직선상에 각각 P와 -P를 가하여 각각 F1과 P1, F2와 -P의 합력 R1과 R2를 만든 다. 다음으로 R2와 R3의 작용선을 연장해서 교점 O을 구하고 R1, R2를 O로 이동 한 (R1), (R2)를 사용해 평행사변형 법칙으로 이 합력 R를 구하면 R은 F1과 F2 의 합력이 된다. 이 크기는 F1과 F2의 합이고, 방향은 F1과 F2에 평행이 된다. 〔 (2 ) 힘 의 그 림 3 - 1 0 〕 평 행 한 힘 의 합 성 분 해 물체에 작용하는 하나의 힘을 서로 어느 각도를 갖는 2개 이상의 힘으로 나누는 것을 힘의 분해라고 하며, 이들 둘 이상으로 나뉜 힘을 원래 힘의 분력이라고 한다. 이 분력을 구하는 방법은 힘의 합성 부분에서 기술한 평행사변형 법칙을 반대 로 이용해 하나의 힘을 각도가 서로 다른 2개 이상의 힘으로 나누는 것이다. 예를 들어 그림 3-11(a)와 같이 썰매를 끄는 경우를 생각해 보면, 사람은 밧 줄을 비스듬하게 위방향으로 당기는데 썰매는 수평 방향으로 끌리고 있는 동시에 위의 방향으로 들어올려진다. 그러면 썰매는 수평 방향으로 어느정도 힘으로 당겨 지고 있는 것일까. - 51 - 47 - -
  55. 55. 줄걸이 작업 안전 그림 3-11(b)와 같이 한쪽의 평행사변형 법칙을 반대로 이용해 생각하면 힘 F(OA)는 F1(OB), F2(OC)로 나뉜다. 이것이 힘의 분해이다. 이를 통해 썰매의 수평 방향의 힘은 F1(OB)의 크기가 되는 것을 알 수 있다. 힘 F 〔 3 .2 .3 힘 의 모 멘 힘 F 그 림 3 - 1 1 〕 힘 의 분 해 트 힘이 물체를 회전시키려는 움직임을 힘의 모멘트라고 한다. 너트를 스패너로 조일 때 그림 3-12에서 나타내는 것처럼 스패너 무늬의 중간 정도를 잡고 조이는 것보다 무늬의 끝을 잡고 조이는 것이 힘이 적게 든다. 이 스패너의 예는 힘의 회전 작용이 크기뿐 아니라 회전축의 중심과 힘의 작용 점의 거리(회전축의 중심 O에서의 힘의 작용선에 내린 수직선의 길이로 그림 3-12의 L1 또는 L)에도 관계되는 것을 알 수 있다. 이 회전 중심과 힘의 작용선 까지의 거리(L1 또는 L)를 팔의 길이라고 한다. 또한 그림 3-13에서 나타나듯이 지레를 사용해 물체를 들어올릴 때 잡는 위 치가 지지점에 가까울수록 큰 힘이 필요하게 된다. 〔 - - 4852 - 그 림 3 - 1 2 〕 힘 의 크 기 와 팔 의 길 이
  56. 56. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 〔 그 림 3 - 1 3 〕 지 렛 대 를 통 한 모 멘 트 이와 같이 어느 회전축 또는 지지점에 대해 힘의 크기와 그 팔의 길이의 곱으 로 나타나는 양을 모멘트라고 한다. 즉 이 크기를 F, 팔의 길이를 L로 하면 힘의 모멘트 M은 M=F×L 이며, 힘의 크기 F를 N(뉴턴), 힘의 길이 L을 m(미터)으로 하면 힘의 모멘트 M의 단위는 N․m(뉴턴미터)로 나타난다. 그림 3-14의 지브 크레인에서 하물을 매단 호이스트를 지브를 따라 이동시키 는 경우를 생각해 보자. 질량 m의 하물을 매단 호이스트를 A 또는 B에 두었을 때의 지지점 O(회전의 중심)에서 거리를 각각 L1, L2로 하면, 지지점 O에 관한 모멘트는 A 또는 B가 각각 M₁= 9.8×m×L₁ M₂= 9.8×m×L₂이 된다. 2 위 식의 9.8은 중력 가속도(단위: m/s )이며, 질량 m을 아래 방향의 힘으로 환 산하기 위한 정수이다. 여기에서 지지점으로부터의 거리는 L1<L2이므로, 전도시키려고 하는 모멘트는 M1<M2가 된다. 이와 같이 크레인을 전도시키려는 모멘트는 하물의 질량이 같다 하더라도 호이 스트를 지브 끝 방향으로 이동시킬수록 커진다. - 53 - 49 - -
  57. 57. 줄걸이 작업 안전 〔 그 림 3 - 1 4 〕 지 브 크 레 인 에 걸 리 는 모 멘 트 일반적으로 모멘트에는 시계바늘이 회전하는 방향(오른쪽 회전)으로 물체를 회전시키려고 하는 것과, 시계바늘 반대 방향(왼쪽 회전)으로 회전시키려는 것이 있다. 따라서 2개 이상의 모멘트의 합 또는 균형을 구하려고 할 때는 회전 방향을 고려할 필요가 있다. 3 .2 .4 힘 의 균 형 물체 하나에 몇 개의 힘이 작용하는데 그 물체가 움직이지 않을 때 그들 힘이 균형을 이루고 있다고 한다. 예를 들면 그림 3-15(a)에서 나타나듯이 줄다리기를 할 때 양쪽 팀의 힘이 같으면 줄은 움직이지 않는다. 또한 그림 3-15(b)에서 보듯 추를 줄에 매달아 그 한쪽을 천장의 기둥에 연결하면 추는 끈이 가장 중간으로 이동한 뒤에 정지한 다. 이것은 지구의 인력이 추를 아래 방향으로 당기는 힘, 즉 중력이 작용하고 이 중력과 같은 힘으로 끈이 추를 위 방향으로 끌어당겨 두 가지 힘이 균형을 이루 기 때문이다. - - 5054 -
  58. 58. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 〔 (1 ) 한 점 에 작 용 하 는 힘 의 그 림 3 - 1 5 〕 힘 의 균 형 균 형 한 점에 두 가지 힘이 작용하여 균형을 이루는 경우, 두 가지 힘은 크기가 같지 만 방향은 서로 반대이다. 또한 한 점에 여러 힘이 작용하고 이들 힘이 균형을 이루는 조건은 이들 힘의 합력이 0(제로)이 되는 것이다. 예를 들어 3-16을 보면 양동이에 줄을 묶어 둘이서 내렸을 때 힘의 균형 상 태를 나타낸 것으로, 둘이서 당기는 힘 F1, F2의 합력 R가 양동이의 질량 m에 의 해 생기는 힘과 동등할 때(방향은 반대) 양동이는 정지한다. 〔 그 림 3 - 1 6 〕 한 점 에 작 용 하 는 힘 의 균 형 - 55 - 51 - -
  59. 59. 줄걸이 작업 안전 (2 ) 평 행 력 의 균 형 평행력이 균형을 이루는 것은 힘의 모멘트가 균형을 이루고, 회전의 중심에 관 한 좌측 회전의 모멘트와 우측 모멘트가 동등한 것이다. 예를 들어 그림 3-17과 같이 멜대로 하물을 맬 경우, 멜대를 평행으로 유지 하기 위해서는 양쪽 하물의 질량이 같을 때는 멜대의 중앙을 매지만, 하물의 질량 이 다를 때는 질량이 큰 쪽에 어깨를 가까이 가져가야 한다. 이것은 힘의 모멘트 가 균형을 이루도록 하기 위해서다. 회전의 중심 〔 그 림 3 - 1 7 〕 평 행 력 이 균 형 이와 같이 어깨를 회전의 중심으로 힘의 모멘트를 생각하면, 하물의 질량(m1, m2)을 매단 멜대를 지탱하는 위치(하물과 어깨의 평행 거리)를 L1, L2로 하면 좌 회전 모멘트 M1=9.8×m1×L1 우 회전 모멘트 M2=9.8×m2×L2 회전의 중심에 관한 모멘트의 균형 조건에서 M 1= M 2 즉, 9.8×m1×L1=9.8×m2×L2 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ① m1×L1=m2×L2 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ② m1×L1=m2×(L-L1) · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ③ L1×(m1+m2)=m2×L · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ④ (단, L=L1+L2) 일 때 좌우 모멘트가 균형을 이룬다. - - 5256 -
  60. 60. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 물론 어깨는 회전의 중심이며 하물의 질량(m1, m2)을 통해 생기는 힘을 지탱 하는 것이다. ④식을 변형하면,     ×     이 되며, 멜대를 하물의 질량 m1, m2의 역비로 내분한 부분을 받치면 멜대는 균형을 이룬다. [문제 1] 그림 3-18과 같이 15kg과 5kg의 짐을 멜대로 매단 경우 멜대가 균형을 이루 도록 하려면 어느 위치에서 지탱하면 좋은가. 단, 멜대의 질량은 생각하지 않는 것으로 한다. 〔 그 림 3 - 1 8 〕 천 칭 3.3 질량 및 중심 3 .3 .1 질 량 동일 물체를 지구에서 든 경우와 달에서 든 경우 손에 느껴지는 무게(중량)는 다르지만 물체의 양은 다르지 않다. 이와 같이 장소가 변해도 변하지 않는 물체 자체의 양을 질량이라고 한다. 질량의 단위는 kg(킬로그램) 또는 t(톤)이다.(3.1 용어와 단위 (1) 질량 참조) 물체의 질량은 체적이 동일해도 재질이 다르면 달라진다. 예를 들어 알루미늄은 - 57 - 53 - -
  61. 61. 줄걸이 작업 안전 나무보다 무겁고 철은 납보다 가볍다. 물체의 질량을 m, 체적을 V로 하면 물체의 단위 체적당 질량 d는,     으로 표시된다. 3 표 3-1은 다양한 재질의 물건 1m (세제곱미터)당 질량의 대략적인 수치를 나 3 타낸 것이다. 이것을 역으로 사용하면 어느 물체의 체적(m )을 알면 표 3-1의 값에서 그 물체의 질량을 알 수 있다. 3 즉 하물의 질량 m(t)을 아는 경우, 매단 하물의 체적 V(m )에 하물의 재질에 3 따른 1m 당 질량(t)을 곱하면 구할 수 있다.   × < 표 3-1 > 물체의 1m3(세제곱미터)당 질량 물 체 의 종 류 1 m 3 당 질 량 (t) 납 8.9 종 류 1 m 3 당 질 량 (t) 11.4 동 물 체 의 ( 철 ) 모래 1.9 석탄 가루 1.0 주철 7.2 석탄 덩어리 0.8 알루미늄 2.7 코크스 0.5 화강암 2.6 떡갈나무 0.9 삼나무 0.4 콘크리트 ( ) 흙 2.0 노송나무 0.4 자갈 1.9 오동나무 0.3 (주) (1) 목재의 질량은 대기 중에서 건조한 것의 질량 (2) 흙, 자갈, 모래, 석탄 및 코크스의 질량은 명목 질량(명목 질량이란 낱개 상태에서의 질량) - - 5458 -
  62. 62. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 간단한 형태의 물체의 체적에 대한 개략적인 계산식을 나타내면 표 3-2와 같다. < 표 3-2 > 체적의 개략적인 산술식 물 체 의 형 상 체 적 에 명 칭 대 한 계 산 식 도 형 높 이 직육면체 세 가 로 로 (지름)²×높이×0.8 지 름 원기둥 높 지 지름 〔    × 높이 × 〕  이 지름×두께×높이×3.1 름 박판 원통 가로×세로×높이 외경  내경 〔    × 두께 × 높이 × 〕  높 이 (지름)³×0.53 구 지 높 원뿔 지 름 름 이  지름 〔    ×  ×  〕   (지름)×높이×0.3 지름  〔  ×    × 높이 × 〕   [문제 2] 강판(두께 0.05m, 폭 1.5m, 길이 3.0m)의 질량을 구하라. 3 .3 .2 비 중 물체의 질량 및 그 물체와 체적이 동일한 4℃인 증류수의 질량과의 비율을 그 물체의 비중이라고 한다. 즉, 비중=물체의 질량 / 물체와 체적이 동일한 4℃의 증류수의 질량 3 4℃의 증류수의 질량은 1ℓ(리터)일 때 1kg, 1m 일 때 1t이므로 다양한 재질 의 물체 비중은 표 3-1의 값과 같이 된다. - 59 - 55 - -
  63. 63. 줄걸이 작업 안전 3 .3 .3 무 게 중 심 ( 重 心 ) 모든 물체에는 중력이 작용한다. 이들 물체는 여러 부분으로 나누어 생각하면 분할된 각 부분에 중력이 작용한다고 볼 수 있지만, 이들 중력의 합력을 생각하면 모든 중력이 하나의 점에 집중되어 있다고 여겨도 좋다. 이 합력의 작용점을 무게중심이라고 부르는 것으로, 무게중심은 어느 물체에 대 해서는 일정 점이며 물체의 위치나 놓는 방법이 바뀌어도 중심은 변하지 않는다. (그림 3-19(a)) 또한 무게중심은 반드시 물체의 내부에 있는 것은 아니다.(그림 3-19(b)) 표시는 중심의 위치를 나타낸다. (a) 무게중심이 물체 내부에 있는 경우 〔 (1 ) 무 게 중 심 을 구 하 는 그 림 (b) 무게중심이 물체 외부에 있는 경우 3 - 1 9 〕 무 게 중 심 의 위 치 방 법 물체의 무게중심을 구할 때는 물체를 끈으로 매달았을 때 무게중심이 매다는 점의 바로 아래에 오는 것을 이용, 물체를 다른 장소에 매달아 각각의 경우에 물 체를 지탱하는 힘의 작용선의 교점을 구하면 된다. 〔 - - 5660 - 그 림 3 - 2 0 〕 중 심 을 구 하 는 방 법
  64. 64. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 표 3-3은 기본적인 형태의 무게중심 위치를 나타낸 것이다. < 표 3-3 > 기본적인 도형의 중심 위치 형 상 구 하 는 방 법 위 치 삼중선의 교점 또는 중심선 근처에서 삼각형 높이의 1/3 거리에 있다 평행사변형 대각선의 교점에 있다 닮은꼴을 삼각형 2개 ABC, ACD로 나누어 그 각 무게중심 G₁, G₂를 잇는 직선 G₁, G₂ 및 AD의 중심과 닮은꼴 BC의 중점을 잇는 직선 MN의 교점에 있다. 비교적 간단한 형상이 조합된 형상의 물체의 무게중심 위치는 각 부분의 무게중 심에 각 부분의 중력이 작용하는 것으로, 그 균형을 생각함으로써 구할 수 있다. 예를 들어 그림 3-21과 같이 조합된 물체의 무게중심 위치 G를 구한다. 그림에서 I 부분이 무게중심과 II 부분의 무게중심을 관통하는 직선 AB를 그으 면 구하려는 무게중심 G가 이 선상에 있다. 또한 I 부분의 무게중심을 G1, II 부분의 무게중심을 G2로 하면 각 부분에 작용 하는 중력 W1, W2가 G1, G2에 집중되어 있다고 생각할 수 있다. 이 G1, G2에 작 용하는 중력의 균형점 G를 구하면 이 G가 구하는 전체의 무게중심이다. 즉, '평행선의 균형'에서 설명한 것처럼 모멘트의 균형에서 〔 그 림 3 - 2 1 〕 계 산 을 통 해 무 게 중 심 을 구 하 는 방 법 - 61 - 57 - -
  65. 65. 줄걸이 작업 안전  ×    ×   ×    ×        ×        ×      이 되며, 크기는      이다. (2 ) 실 제 작 업 의 중 심 위 치 줄걸이 작업에서 매다는 하물의 중심 위치를 알려면, 그림 3-22와 같은 경우 다음 순서에 따라 구할 수 있다. ① 기준으로 무게중심 위치를 결정하고 줄을 건다. ② 미세한 속도로 조금씩 올려 본다(이 경우 중심이 훅의 바로 아래에서 좌측에 있으므로 하물은 약간 기운 점선 위에 있음). ③ 하물이 수평으로 올라가지 않을 때는 일단 짐을 내려서 훅 및 줄걸이 위치를 전체로 올라가지 않은 쪽(좌측)으로 민다. ④ 다시 조금씩 올려서 하물의 상태를 확인한다. ⑤ 짐이 수평으로 올라갈 때까지 ② ~ ④의 순서로 반복한다. 같은 길이의 줄걸이용 와이어로프 콘크리트로 만든 전신주 바닥면 〔 - - 5862 - 그 림 3 - 2 2 〕 실 제 작 업 에 서 무 게 중 심 을 구 하 는 방 법
  66. 66. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 3 .3 .4 물 체 의 안 정 정지되어 있는 물체에 손으로 힘을 가해 조금 기울인 상태에서 손을 뗐을 때 그 물체가 원래 위치로 돌아오려고 할 경우 그 물체는 안정적인 상태라고 하고, 그 물체가 전도되는 경우에는 불안정한 상태라고 한다. 예를 들어 수평으로 둔 물체를 그림 3-23(a)에서 나타나듯이 기울여서 손을 떼면 원래 자리로 돌아간다. 이것은 중심 G에 작용하는 동력이 회전의 중심 O를 지지점으로 해서 이 물체를 원래대로 되돌리려고 하는 방향으로 모멘트가 작용하 기 때문이다. 또한 그림 3-23(b)와 같이 중심을 관통하는 연직선이 바닥면 바깥 으로 나와 있을 경우 물체는 원래대로 돌아가지 않고 전도된다. 따라서 그림 3-23(a)는 안정, (b)는 불안정한 상태이다. 안정적인 상태인 물체라도 조금씩 기울이면 금방 쓰러지는 안정성이 나쁜 상태 와 다소 기울어져도 손을 떼면 원래대로 돌아가는 안정성이 좋은 상태가 있다. (a) 안정 (b) 불안정 〔 그 림 3 - 2 3 〕 물 체 의 안 정 일반적으로 물체는 바닥면 위에 놓았을 때 바닥면의 넓이나 큰 물체일수록 안 정되며, 무게중심을 낮게 둘수록 안정된다. 따라서 같은 물체라도 두는 방법을 바꾸면 안정성은 바뀐다. 그림 3-24에서 나타낸 물체는 (a), (b) 모두 같은 물체인데 (b)는 (a)보다 바 닥면적이 크고 무게중심 위치도 낮으므로 안정성은 (a)의 경우보다 좋아진다. 따라서 물체를 안정적으로 두기 위해서는 바닥 면적은 커지도록, 중심 위치는 낮아지도록 두는 것이 중요하다. - 63 - 59 - -
  67. 67. 줄걸이 작업 안전 물체를 놓는 방법에 따라 중심이 낮아짐 〔 그 림 3 - 2 4 〕 물 체 를 놓 는 방 법 에 따 른 안 정 성 의 차 이 3.4 운동 3 .4 .1 운 동 어떤 물체가 다른 물체에 대해서 그 위치를 바꾸는 것을 운동이라고 한다. 예를 들어 달리는 크레인의 운전석에 앉아 있는 사람은 크레인에 대해서는 정지하고 있지만 지면에 대해서는 운동하고 있는 것이 된다. 또한 달리고 있는 급행열차 안을 걷는 사람은 열차에 대해서도, 대지에 대해서 도 운동하고 있는 것이 된다. 이와 같이 운동에는 반드시 기준이 되는 물체가 있 는데 이것을 무엇으로 할 것인지에 따라 그 물체가 운동하는 것인지의 여부, 또는 어떤 운동을 하는지가 결정된다. 일상의 경우에는 대지가 기준이라고 생각해도 된 다. 운동은 등속 운동과 등속이 아닌 운동으로 나눌 수 있다. 등속 운동은 속도가 변하지 않고 어떤 시간을 취해도 속도가 동일한 운동을 말 한다. 일상에서 볼 수 있는 운동에서는 완전한 등속 운동이 거의 없지만 크레인에서 일정한 속도로 하물을 감아올릴 때의 하물 운동이나, 수평한 직선 도로 위를 정속 상태로 주행하는 자동차의 운동 등이 거의 이에 가까운 예라고 할 수 있다. 등속 운동이 아닌 운동이란 그림 3-25에서 나타나듯이 속도가 0에서 시작해 어느 지점에서 최대 속도가 되고 목적지 바로 앞에서 감속하며 빠르기가 0이 되 는 운동을 말한다. - - 6064 -
  68. 68. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 등속이 아닌 운동 등속 운동 〔 3 .4 .2 빠 르 기 및 속 그 림 3 - 2 5 〕 등속이 아닌 운동 운 동 도 물체 운동의 빠르고 느린 정도를 나타내는 것을 빠르기라고 하며, 단위 시간 에 물체가 이동한 거리를 나타낸다. 등속 운동하는 물체가 10초간 50m 이동했다고 하면 이때의 속도는 5m/s이다. 즉 등속 운동하는 물체의 속도는 어느 시간 안에 물체가 운동한 거리를 그 시간 으로 나눈 값이다. 거리   속도     시간   속도의 단위는 일반적으로 m/s, m/min, km/h 등이 사용된다. 그러나 물체의 운동을 생각하는 경우 빠르기만으로는 충분하지 않을 뿐 아니라 운동의 방향을 함께 알 필요가 있다. 이 운동의 방향과 빠르기를 나타낸 양을 속 도라고 한다. 3 .4 .3 가 속 도 등속이 아닌 운동의 경우, 즉 물체가 속도(속도나 방향)를 바꾸면서 운동하는 경우 그 변화의 정도를 나타내는 양을 가속도라고 한다. 가속도에는 정(+)과 부 (-)가 있는데, 점차 속도가 증가되는 경우를 정의 가속도라고 하며, 감소되는 경 우를 부의 가속도라고 한다. 예를 들어 그림 3-26에서 A점을 통과할 때의 속도를 v0(m/s)로 하며, 일정 - 65 - 61 - -
  69. 69. 줄걸이 작업 안전 비율로 속도가 증가해 t초 후에 B점을 통과할 때의 속도가 v(m/s)가 된다고 하 면, 가속도 α(알파)는,          이다  t 초 〔 그 림 3 - 2 6 〕 가 속 도 2 2 가속도의 단위는 일반적으로 m/s (제곱초당 미터), cm/s (제곱초당 센티미터) 등이 사용된다. 가속도도 크기와 방향을 갖는 양이다. [ 문제 3 ] 자동차의 속도를 10초간 5m/s에서 10m/s로 올리면 가속도는 얼마가 되는가? 3 .4 .4 관 성 멈춰 있는 전차가 갑자기 출발하면 차 안에 서 있는 사람은 그림 3-27에서 나타나 듯이 전차가 진행하는 방향과 반대 방향으로 쓰러질 것처럼 되며, 또한 달리는 전차가 급히 정차하면 차내에 서 있는 사람은 진행 방향으로 쓰러지려고 한다. 이와 같이 물체에는 외부에서 힘이 작용하지 않는 한 멈춰 있을 때는 정지 상태를, 운동하고 있을 때는 동일한 운동 상태를 영구히 계속하려는 성질이 있다. 이 같은 성 질을 관성이라고 한다. 급출발! 〔 - - 6266 - 그 림 3 - 2 7 〕 관 성
  70. 70. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 이것을 반대로 말하면 정지하고 있는 물체를 움직이거나 운동하고 있는 물체의 속도의 운동 방향을 바꾸기 위해서는 힘이 필요하며, 속도의 변화 방식이 클수록 이에 필요한 힘이 커진다. 줄걸이 작업을 예로 들면, 하물을 갑자기 권상하거나 권하할 때 급하게 정지시 키면 매우 큰 힘이 줄걸이용 와이어로프에 걸리게 된다. 그 충격으로 줄걸이용 와 이어로프가 끊기는 경우가 있으므로 주의가 필요하다. 3 .4 .5 원 심 력 및 향 심 력 ( 구 심 력 ) 그림 3-28에서 나타나듯이 해머에 붙어 있는 와이어의 한쪽 고리를 잡고 해머 에 원운동을 시키면 손은 해머 방향으로 당겨진다. 해머를 빠르게 돌리면 손은 더 욱 강한 힘으로 당겨지는 것처럼 느낀다. 만일 고리에서 손을 때면 해머는 관성 때문에 손을 뗀 위치에서 원의 접선 방향으로 날아가 원운동이 불가능하다. 물체가 원운동을 하고 있을 때 물체에는 원 바깥으로 날아가려고 하는 원심력 (그림 3-28의 예에서는 손을 당기는 힘)과, 물체가 바깥으로 날아가지 않고 물 체를 회전 중심으로 향하도록 하는 향심력(그림 3-28의 예에서는 와이어를 통해 서 해머를 당기는 힘)이 작용해 균형을 유지한다. 원심력과 향심력은 힘의 크기는 같고 방향은 반대이다. (참고) 위의 '향심력'이란 최근의 용어로, 기존에는 '구심력'이라는 용어를 사용했다. 원심력 원심력 항심력 항심력 중심 접선 방향 접선 방향 〔 그 림 3 - 2 8 〕 원 심 력 과 향 심 력 원심력이나 향심력은 물체가 무거울수록, 또 빨리 회전할수록 커진다. - 67 - 63 - -
  71. 71. 줄걸이 작업 안전 그림 3-29와 같이 이동식 크레인에서 하물을 매단 상태에서 상부 선회체를 선 회시키면 짐에는 원심력이 작용해 하물이 바깥으로 팽팽해지고 선회하기 전의 작 업 반경보다 큰 반경으로 회전하게 된다. 이때 권상용 와이어로프는 비스듬히 되고 권상용 와이어로프의 장력 수평분력 이 향심력이 되며 짐에 걸리는 원심력과 균형을 이루게 된다. 하물이 회전하는 속도가 빨라지면 원심력은 보다 커지며, 이 결과 하물로 인해 바깥쪽으로 날아가게 된다. 이와 같은 경우, 이동식 크레인을 전도시키려고 하는 모멘트는 하물이 정지했을 때에 비해 훨씬 커지고 이동식 크레인이 전도되는 경 우도 있으므로 주의가 필요하다. 선회 중인 작업 반경 원심력에 의한 작업 반경 증가 선회 전의 작업 반경 〔 3 .4 .6 마 그 림 찰 (1 ) 정 지 3 - 2 9 〕 원 심 력 에 의 해 매 달 린 하 물 의 튀 어 나 옴 과 작 업 반 경 력 마 찰 력 과 운 동 마 찰 력 바닥 위에 있는 물체에 바닥면을 따라 당기는 힘을 가하면 바닥면과 물체 사이 에 물체의 움직임을 방해하려고 하는 저항이 나타나고, 당기는 힘이 작은 동안에 는 움직이지 않지만 힘의 크기가 어느 정도 이상이 되면 물체는 움직이기 시작한 다. 이와 같이 정지하고 있는 물체의 접촉면으로 움직이는 저항을 정지 마찰력이 라고 한다. 그림 3-30에서 나타나듯이 정지 마찰력 F는 물체에 힘 P를 점차 가해서 물 체가 움직이기 시작하는 순간에 최대가 된다. 이때의 마찰력을 최대 정지 마찰력 Fmax라고 하며, 물체의 접촉면에 작용하는 수직력 Fw와 최대 정지 마찰력의 비 율을 정지 마찰 계수 μ(뮤)라고 한다. - - 6468 -
  72. 72. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 마 찰 력 마 찰 력 운 동 마 찰 력 물체에 가해지는 힘 물체는 정지되어 있음 물체는 움직이고 있음 〔 그 림 3 - 3 0 〕 마 찰 력 일반적으로 정지 마찰 계수는 다음 식으로 구할 수 있다. 정지마찰계수   최대정지마찰력(Fmax  최대정지마찰력 ) 수직력   이 식을 다시 쓰면 최대 정지 마찰력은 다음 식으로 구할 수 있다. 최대 정지 마찰력(Fmax)=정지 마찰 계수(μ)×수직력(Fw) 또한 물체가 다른 물체에 접촉하면서 운동할 때에 움직이는 마찰력을 운동 마 찰력이라고 한다. 정지 또는 운동 마찰력 중 어느 경우에도 마찰력은 수직력에 비 례하고 접촉 면적의 크기와는 관계되지 않는다. 또한 운동 마찰력은 정지 마찰력 보다 작다. 즉, 바닥면에 정지되어 있는 물체를 움직이려고 할 때 움직이기 시작 하기까지는 큰 힘이 필요하지만 움직인 후에는 움직이는 힘이 작아도 된다. (2 ) 구 름 마 찰 력 물체가 굴러서 움직일 때에도 물체에는 마찰 현상이 생긴다. 이것을 구름 마찰 력이라고 한다. 예를 들어 나무통이나 드럼통을 굴리면 이것을 끄는 것보다 쉽게 이동시킬 수 있는데, 계속 구르지 않는 것은 구름 마찰력이 있기 때문이다. 구름 마찰력은 같은 조건일 경우 미끄럼 마찰력에 비해 매우 작다. 무거운 짐을 편하게 이동시키기 위해서 굴림대를 사용하거나 축수에 볼베어링 또는 로울러베 어링을 사용하는 것은 이때문이다. - 69 - 65 - -
  73. 73. 줄걸이 작업 안전 3.5 도르래 장치 하물을 와이어로프로 매달아 올리려고 하면 매달아 올리는 짐이 무거워짐에 따 라 큰 힘이 필요하다. 여기에서 몇 가지 도르래(시브)를 조합하여 와이어로프에 거는 수를 늘린다. 와이어로프 1개에 걸리는 하중을 적게 하기 위해 사용되는 것 을 총칭해서 도르래 장치라고 하고, 간단한 것은 예로부터 무거운 것을 들어올리 는 데 사용되어 왔다. 크레인에도 이 도르래 장치가 사용되는데, 그 사용 방법에 따라 다음과 같은 종류가 있다. 3 .5 .1 고 정 도 르 래 천장 크레인의 트롤리에 사용되는 도르래 장치와 같으며, 그림 3-31에 나타나 듯이 도르래가 정위치에 고정되어 있다. 고정 도르래는 힘의 방향을 바꾸기 위해 사용한다. 이에 따라 하물을 올리려면 로프를 아래 방향으로 당기면 되므로 힘의 방향은 바뀌지만 힘의 크기는 변하지 않는다. 그림 3-31과 같이 고정 도르래에 서 하물을 1m 올리려면 로프를 1m 당기면 된다. 당기면 1m 당기면 하물이 1m 올라간다 올라온다 〔 - - 6670 - 그 림 3 - 3 1 〕 고 정 도 르 래
  74. 74. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 3 .5 .2 움 직 도 르 래 크레인 등의 훅 블럭에 사용되는 도르래 장치와 같으며, 그림 3-32에 나타나 듯이 움직 도르래(훅 블럭)에 건 로프의 끝 부분 B를 고정하고 다른 한쪽 A를 상하로 이동시킴으로써 도르래가 상하로 이동하는 도르래 장치로, 하물은 도르래 에 매달게 된다. 움직 도르래는 로프를 당기는 힘을 절감시키는 데 사용하는데, 고정 도 르래를 사용해서 짐을 올릴 경우에는 하물의 중량(질량 때문에 생기는 아 래 방향의 힘)의 ½의 힘(도르래의 마찰이 없는 것으로서)이 되며, 로프 를 1m 당겨도 짐은 그 반인 0.5m밖 에 올라갈 수 없다. 즉, 힘은 작아도 되지만 거리는 2배가 된다. 또한 로 프를 당기는 방향은 짐이 이동하는 방향과 동일하고, 힘의 방향은 변하지 않는다. 3 .5 .3 복 합 도 르 〔 그 림 3 - 3 2 〕 고 정 도 르 래 래 몇 가지의 움직 도르래와 고정 도르래를 조합한 것을 복합 도르래라고 한다. 복합 도르래는 작은 힘으로 무거운 것을 들어올릴 수 있다. 예를 들면 그림 3-33(a)에 나타나듯이 움직 도르래 3개와 고정 도르래 3개를 조합한 것은 고정 도르래의 마찰이 없다고 하면 하물 무게의 1/6의 힘으로 짐을 들어올릴 수 있는 데, 로프를 1m 당겨도 짐은 1/6m밖에 올릴 수 없다. 따라서 짐의 속도는 로프 속도의 1/6이다. 그림 3-33(b)는 천장 크레인에 움직 도르래 4개를 사용한 예이다. - 71 - 67 - -
  75. 75. 줄걸이 작업 안전 움직 도르래 4개로 8점의 로프가 Fw를 균등 하게 부담하므로 로프를 당기는 힘 F는 Fw의 1/8이다. 움직 도르래 3개로 6점의 로프가 Fw를 균등 하게 부담하므로 로프를 당기는 힘 F는 Fw의 1/6이다. (a) 움직 도르래 중 3개를 사용한 복합 도르래 〔 그 림 3 - 3 3 〕 (b) 움직 도르래 4개를 사용한 복합 도르래 복 합 도 르 래 3.6 하중 및 응력 3 .6 .1 하 중 물체에 외부에서 작용하는 힘(외력)을 하중이라고 한다. 하중은 힘이 걸리는 상 태에 따라 여러 가지로 분류한다. (1 ) 힘 (하 중 )의 (a ) 인 장 하 방 향 에 의 한 분 류 방 법 중 인장 하중은 재료를 당겨 늘이려는 것처럼 작용하는 힘이다. 그림 3-35에 표시된 것처럼 F라는 힘이 막대의 가로축 방향으로 작용하여 막 대를 당기듯이 걸리는 하중을 인장 하중이라고 한다. 하물을 인양하는 와이어로프 에 걸리는 하중이 이것이다. - - 6872 -
  76. 76. 3. 줄걸이작업에 필요한 역학 관련 지식 (b ) 압 축 하 중 압축 하중은 인장 하중의 경우와 반대로 재료를 눌러 줄어들도록 작용하는 하 중이다. 그림 3-36에 나온 것처럼 F의 힘으로 막대를 누르려는 듯이 작용하는 하중을 압축 하중이라고 한다. 크레인의 차륜에 걸리는 힘이 이것이다. (c ) 전 단 하 중 전단 하중은 재료를 가위로 자르려는 것처럼 작용하는 하중이다. 그림 3-37에 나온 것처럼 F라는 힘이 강판 2장을 조이는 볼트를 F의 힘과 평 행한 면으로 절단하려는 것처럼 작용하는 하중이 이것이다. 〔 그 림 3 - 3 5 (d ) 굽 힘 〕 인 장 하 하 중 〔 그 림 3 - 3 6 〕 압 축 하 중 〔 그 림 3 - 3 7 〕 전 단 하 중 중 굽힘 하중은 재료를 구부리려고 작용하는 하중이다. 그림 3-28에 나온 것처럼 양 끝이 지탱되는 보에 F라 는 힘이 직각으로 작용해 보를 굽혀지도록 걸리는 하중 을 굽힘 하중이라고 한다. 짐이나 트롤리에 의해 천장 크 레인의 거더에 걸리는 하중이 이것이다. 〔 (e ) 비 틀 림 하 그 림 3 - 3 8 〕 굽 힘 하 중 중 비틀림 하중은 재료를 비틀려는 듯이 작용하는 하중이다. 그림 3-39에서 나타나듯이 축의 한쪽을 고정하고, 다른 한쪽의 외주로 움직임이 반대인 힘 F를 가하면 이 축은 비 틀린다. 이와 같이 걸리는 힘(하중)을 비틀림 하중이라고 한다. 권상 드럼의 축이 와이어로프로 당겨져 받는 하중이 이 비틀림 하중이다. 〔 그 림 3 - 3 9 〕 비 틀 림 하 중 - 73 - 69 - -
  77. 77. 줄걸이 작업 안전 크레인의 각 부분에는 앞에서 설명한 하중이 단독으로 작용하는 것보다 조합되 어 작용하는 것이 많다. 예를 들면 와이어로프는 인장 하중과 굽힘 하중이, 훅에 는 같은 인장 하중과 굽힘 하중이 작용한다. 또한 일반적인 동력축에는 굽힘 하중 과 비틀림 하중이 작용한다. (2 ) 하 중 이 (a ) 정 하 걸 리 는 속 도 를 통 한 분 류 방 법 중 정지되어 있는 하중을 말하며, 크레인 구조 부분의 하중과 같이 힘의 크기와 방향이 변하지 않는 것이다. (b ) 동 하 중 동하중은 하중의 크기가 변동되는 하중으로, 시간과 함께 연속해서 변하는 반복 하중과 극히 단시간에 급격한 힘이 가해지는 충격 하중이 있다.(그림 3-40) 반복 하중은 크레인의 와이어로프나 윈치의 베어링 등이 받는 하중처럼 하중 의 방향은 같지만 크기가 시간과 함께 바뀌는 편측 하중 및 톱니바퀴가 받는 것 처럼 하중의 방향, 크기가 시간과 함께 바뀌는 양측 하중이 있다. 이와 같이 하중이 작용할 때 정하중보다도 훨씬 작은 하중이라도 기계나 구조 물이 파괴되는 경우가 있다. 이와 같은 현상을 재료의 피로에 의한 파괴(피로 파 괴)라고 하며, 실제로 일어나는 파괴 중에는 이로 인한 것이 상당히 많다. 충격 하중은 권하 시의 급격한 움직임이나 하물을 매달아 올릴 때 줄걸이용 와이어로프가 느슨해져 있는 상태에서 전속력으로 감아올리는 경우에 발생한다. 이와 같은 경우, 인양 하물에 의한 하중 보다는 훨씬 큰 하중이 작용하게 된다. 동 하 반 편 측 하 중 충 격 하 중 〔 - - 7074 - 복 양 그 림 중 3 - 4 0 〕 측 하 중 동 하 중 의 분 류 하 중

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