승강기기사 실기 승강기설계 로프식 엘리베이터 권상비 계산 및 카 가이드레일 하중 산정 공식 정리

승강기기사 실기 과목 중 승강기설계는 계산 문제에서 점수 차이가 크게 벌어지는 영역입니다. 그중에서도 로프식 엘리베이터 권상비 계산과 카 가이드레일 하중 산정은 반복 출제되는 핵심 파트입니다. 단순 암기가 아니라 “왜 그 식이 그렇게 나오는지” 구조를 이해해야 응용 문제에서도 흔들리지 않습니다.

승강기기사 실기 승강기설계 로프식 엘리베이터 권상비 계산 및 카 가이드레일 하중 산정 공식 정리

 

여기서는 실기 시험 기준으로 반드시 알아야 할 권상비 정의, 속도·하중 관계식, 그리고 가이드레일에 작용하는 하중 산정 공식을 체계적으로 정리합니다.

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1. 로프식 엘리베이터 권상비 개념 정리

① 권상비의 정의

권상비란 카(Car)의 이동 거리와 권상기 드럼 또는 쉬브(Sheave)에서 로프가 이동한 거리의 비를 의미합니다.

권상비 = 로프 이동 거리 / 카 이동 거리

또는 반대로 표현하면,

카 속도 = 로프 속도 ÷ 권상비

즉, 권상비가 커질수록 로프 이동량은 많아지고, 카 속도는 낮아집니다.

② 대표적인 권상 방식

• 1:1 로핑 → 권상비 1
• 2:1 로핑 → 권상비 2
• 4:1 로핑 → 권상비 4

시험에서는 로프가 카 하부를 몇 번 통과하는지 보고 권상비를 계산하도록 출제됩니다.

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2. 권상비 계산 공식

① 기본 관계식

권상비 = 로프 지지 가닥 수

예를 들어, 카를 지지하는 로프가 2가닥이면 2:1 방식입니다.

② 속도 관계식

카 속도 V_c = 로프 속도 V_r ÷ 권상비

예시 문제 유형:

• 권상비 2:1, 로프 속도 2 m/s → 카 속도 = 1 m/s
• 카 속도 1.5 m/s, 권상비 3 → 로프 속도 = 4.5 m/s

③ 하중 관계식

로프 장력 T는 다음과 같이 계산됩니다.

T = (카 중량 + 적재 하중) ÷ 권상비

권상비가 클수록 각 로프에 걸리는 장력은 감소합니다.

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3. 카 가이드레일 하중 산정

① 기본 개념

가이드레일은 카의 수직 운동을 안내하며, 횡하중과 비상 정지 시 충격 하중을 지지합니다. 실기에서는 특히 편하중 조건에서의 횡하중 계산이 출제됩니다.

② 횡하중 산정 공식

가이드레일에 작용하는 횡하중 F는 다음과 같이 산정합니다.

F = (W × e) ÷ h

• W = 카 총 하중 (카 자중 + 적재 하중)
• e = 편심 거리
• h = 가이드슈 간 거리

이 공식은 모멘트 평형 조건에서 유도됩니다.

③ 비상 정지 시 하중

비상 제동 시에는 동하중이 고려됩니다.

동하중 = 정하중 × (1 + 충격 계수)

충격 계수는 보통 0.1~0.3 범위로 적용됩니다.

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4. 권상비와 가이드레일 하중 관계 정리 표

구분	공식	시험 포인트
권상비	로프 가닥 수	로핑 구조 해석
카 속도	Vr ÷ 권상비	속도 관계 문제
로프 장력	(W) ÷ 권상비	하중 분산 개념
횡하중	(W × e) ÷ h	편심 하중 문제
동하중	정하중 × (1 + k)	충격 계수 적용

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5. 실기에서 자주 나오는 계산 실수

• 권상비와 로프 가닥 수 혼동
• 카 속도와 로프 속도 반대로 계산
• 총 하중에 균형추 무게 포함 오류
• 편심 거리 단위 변환 실수 (mm → m)

특히 단위 변환 실수는 치명적입니다. 실기에서는 소수점 자리까지 정확히 계산해야 부분 점수를 확보할 수 있습니다.

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6. 시험 직전 핵심 암기 요약

• 권상비 = 로프 지지 가닥 수
• 카 속도 = 로프 속도 ÷ 권상비
• 로프 장력 = 총 하중 ÷ 권상비
• 가이드레일 횡하중 = (W × e) ÷ h
• 동하중 = 정하중 × (1 + 충격 계수)

승강기기사 실기에서는 단순 공식 암기보다 구조 이해가 중요합니다. 로핑 구조를 그림으로 직접 그려보고, 하중이 어디로 분산되는지 논리적으로 생각해보면 계산 실수를 크게 줄일 수 있습니다. 계산형 문제는 결국 구조를 이해한 사람이 빠르게 풀 수 있습니다.