천장크레인
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1. 개요
천장 크레인은 천장에 설치되어 무거운 물건을 들어 올리고 이동시키는 데 사용되는 크레인이다. 1830년대 독일에서 처음 등장하여, 1861년 증기 기관으로 구동되는 천장 크레인이 설치되었고, 1876년에는 최초의 전기 천장 크레인이 개발되었다. EOT 크레인, 회전식 천장 크레인, 폴라 크레인 등 다양한 종류가 있으며, 철강, 자동차, 조선, 제지, 풍력 발전 등 다양한 산업 분야에서 활용된다. 천장 크레인과 관련된 국제 표준도 존재한다.
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2. 역사
1830년 독일의 루드비히 슈투켄홀츠(Ludwig Stuckenholz) 회사가 최초의 크레인 회사 중 하나를 설립했다.[3] 1840년 독일에서 천장 크레인의 대량 생산이 시작되었다. 1854년 영국 리버풀의 샘슨 무어 & Co.(Sampson Moore & Co)가 전동기로 무거운 물체(예: 해군 대포)를 들어 올릴 수 있는 새로운 윈치 메커니즘에 대한 특허를 받았다.[4]
1861년 존 램스보텀은 증기 기관으로 구동되는 최초의 천장크레인을 크루 철도 작업장에 설치했다. 동력은 고정 엔진에 의해 구동되는 도르래를 통해 무한한 면 로프로 크레인으로 전달되었다.[3] 1876년 영국의 샘슨 무어는 런던 울위치의 왕립 조병창에서 대포를 들어 올리는 데 사용된 최초의 전기 천장 크레인을 설계하고 공급했다.[1] 1887년 루드비히 슈투켄홀츠 회사가 천장 크레인에 전기 부품을 도입하여 업계 설계를 결정했다. 1910년 독일에서 최초의 대량 생산 전기 모터 호이스트가 시작되었다.
2. 1. 초기 역사
1830년 독일의 루드비히 슈투켄홀츠(Ludwig Stuckenholz) 회사가 최초의 크레인 회사 중 하나를 설립했다.[3] 1840년 독일에서 천장 크레인의 대량 생산이 시작되었다. 1854년 영국 리버풀의 샘슨 무어 & Co.(Sampson Moore & Co)가 전동기로 무거운 물체(예: 해군 대포)를 들어 올릴 수 있는 새로운 윈치 메커니즘에 대한 특허를 받았다.[4]1861년 존 램스보텀은 증기 기관으로 구동되는 최초의 천장크레인을 크루 철도 작업장에 설치했다. 동력은 고정 엔진에 의해 구동되는 도르래를 통해 무한한 면 로프로 크레인으로 전달되었다.[3] 1876년 영국의 샘슨 무어가 런던 울위치의 왕립 조병창에서 대포를 들어 올리는 데 사용된 최초의 전기 천장 크레인을 설계하고 공급했다. 1887년 루드비히 슈투켄홀츠 회사가 천장 크레인에 전기 부품을 도입하여 업계 설계를 결정했다. 1910년 독일에서 최초의 대량 생산 전기 모터 호이스트가 시작되었다.
2. 2. 한국의 천장 크레인 역사
3. 구성 및 종류
3. 1. EOT (Electric Overhead Traveling) 크레인
EOT(Electric Overhead Traveling) 크레인은 가장 일반적인 형태의 천장크레인으로, 전기 모터를 동력으로 사용한다. 제어 펜던트, 라디오/IR 리모컨 펜던트 또는 운전실을 통해 조작할 수 있다. 많은 공장과 창고에서 발견된다.3. 2. 회전식 천장 크레인 (Rotary overhead crane)
회전식 천장 크레인은 브리지의 한쪽 끝이 고정된 회전축에 장착되고 다른 쪽 끝은 환형 트랙에 의해 지지되는 형태이다.[5] 브리지는 그 아래의 원형 구역을 가로지르며, 더 긴 도달 거리를 가능하게 하고 건물 벽에 가해지는 측면 응력을 제거하여 지브 크레인보다 개선된 기능을 제공한다.[5]3. 3. 폴라 크레인 (Polar crane)
폴라 크레인은 브리지의 양쪽 끝이 환형 트랙에 장착되어 있는 형태의 오버헤드 크레인이다. 브리지는 회전 크레인과 달리 트랙의 전체 지름을 따라 움직인다. 폴라 크레인은 원형의 증기 압력 격납 설계를 갖춘 원자력 발전소의 원자로 격납 건물에서 흔히 사용된다.[6]4. 적용 분야
오버헤드 크레인은 철강 및 구리, 알루미늄과 같은 기타 금속의 정련에 일반적으로 사용된다. 완제품으로 공장을 떠날 때까지 모든 제조 공정 단계에서 금속은 오버헤드 크레인에 의해 처리된다. 원자재는 크레인으로 용광로에 쏟아지고, 뜨거운 금속은 특정 두께로 압연되어 템퍼링 또는 어닐링된 다음 냉각을 위해 오버헤드 크레인으로 보관되며, 완성된 코일은 오버헤드 크레인으로 들어 올려 트럭과 기차에 적재되고, 제작자 또는 스탬퍼는 공장에서 오버헤드 크레인을 사용하여 강철을 처리한다. 자동차 산업은 원자재를 처리하기 위해 오버헤드 크레인을 사용한다. 지브 크레인 또는 갠트리 크레인과 같은 더 작은 작업장 크레인은 CNC 밀 또는 톱과 같은 작업 영역에서 더 가벼운 하중을 처리한다.
거의 모든 제지 공장에서는 정기적인 유지 보수를 위해 브리지 크레인을 사용하며, 무거운 프레스 롤 및 기타 장비를 제거해야 한다. 브리지 크레인은 무거운 주철 제지 건조 드럼 및 기타 대형 장비(일부 무게가 70톤에 달함)를 설치하기가 더 쉽기 때문에 제지 기계의 초기 건설에 사용된다.
최근 오버헤드 크레인은 풍력 발전 산업에서 사용되고 있다. 이와 같은 거대한 크레인은 세계에서 가장 긴 풍력 터빈을 건설하는 데 사용되고 있다.
많은 경우, 브리지 크레인의 비용은 많은 중장비 처리 장비를 사용하는 시설의 건설에서 이동식 크레인을 임대하지 않음으로써 절감되는 비용으로 크게 상쇄될 수 있다.
4. 1. 제철 산업
철강 및 구리, 알루미늄과 같은 기타 금속의 정련에 천장크레인이 일반적으로 사용된다. 원자재 투입부터 제품 생산까지 모든 공정 단계에서 금속은 천장크레인에 의해 처리된다. 원자재는 크레인으로 용광로에 쏟아지고, 뜨거운 금속은 특정 두께로 압연되어 템퍼링 또는 어닐링된 다음 냉각을 위해 천장크레인으로 보관되며, 완성된 코일은 천장크레인으로 들어 올려 트럭과 기차에 적재된다. 제작자 또는 스탬퍼는 공장에서 천장크레인을 사용하여 강철을 처리한다.4. 2. 자동차 산업
자동차 산업은 원자재를 처리하기 위해 천장크레인을 사용한다. 자동차 산업에서 천장 크레인은 원자재 및 부품 운반, 차체 조립 등에 활용된다. 지브 크레인 또는 갠트리 크레인과 같은 더 작은 작업장 크레인은 CNC 밀 또는 톱과 같은 작업 영역에서 더 가벼운 하중을 처리한다.4. 3. 조선 산업
조선 산업에서는 선박 블록 조립, 엔진 설치 등 중량물 운반에 천장 크레인이 필수적이다.4. 4. 기타 산업
제지 공장에서는 정기적인 유지 보수를 위해 무거운 프레스 롤 및 기타 장비를 제거해야 하므로 브리지 크레인을 사용한다. 브리지 크레인은 무거운 주철 제지 건조 드럼 및 기타 대형 장비(일부 무게가 70톤에 달함)를 설치하기가 더 쉽기 때문에 제지 기계의 초기 건설에도 사용된다.최근 오버헤드 크레인은 풍력 발전 산업에서 사용되고 있다. 이와 같은 거대한 크레인은 세계에서 가장 긴 풍력 터빈을 건설하는 데 사용되고 있다.
많은 경우, 브리지 크레인의 비용은 많은 중장비 처리 장비를 사용하는 시설의 건설에서 이동식 크레인을 임대하지 않음으로써 절감되는 비용으로 크게 상쇄될 수 있다.
5. 관련 표준
천장크레인의 설계, 제작, 설치, 안전 등에 관한 다양한 국제 표준이 존재한다.
- ASME B30.2: "오버헤드 및 갠트리 크레인 (상부 주행 브리지, 단일 또는 다중 거더, 상부 주행 트롤리 호이스트)"
- ASME B30.17: "오버헤드 및 갠트리 크레인 (상부 주행 브리지, 단일 거더, 언더행 호이스트)"
- ASME B30.11: "모노레일 및 언더행 크레인"
- BS 466영어: "일반 사용을 위한 동력 구동식 오버헤드 이동 크레인, 세미 골리앗 및 골리앗 크레인 사양" (1984)
- ISO 4301-5영어: "크레인; 분류; 파트 5: 오버헤드 이동 및 포털 브리지 크레인" (1991)
- ISO 8686-5영어: "크레인; 하중 및 하중 조합에 대한 설계 원리; 파트 5: 오버헤드 이동 및 포털 브리지 크레인" (1992)
- 인도 표준 – 807
- 인도 표준 – 3177
- 인도 표준 - 4137
- FEM 1.001영어: "호이스팅 기구 설계 규칙"
참조
[1]
간행물
Overhead power travelling crane for the Gun Factory of the Royal Arsenal
The Engineer
1876-09-22
[2]
웹사이트
MHI Vision and Mission
http://www.mhi.org/h[...]
MHI
2014-04-27
[3]
서적
The history of the theory of structures: from arch analysis to computational mechanics
https://archive.org/[...]
Ernst & Sohn
[4]
뉴스
The London Gazette, 1 Feb 1867 (original patent filed on 25 Jan 1854)
http://www.london-ga[...]
[5]
서적
A treatise on cranes
Yale and Towne
[6]
웹인용
Despite no new plants, Minn. Company still part of the nuclear process
https://www.mprnews.[...]
2011-04-15
[7]
문서
Towne (1883: 124)
[8]
논문
Improved overhead steam traveling crane
1891-03-21
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