아래는 KS / ISO 설계 개념을 따르는 10톤·20톤 싱글 후크 실제 계산 예제입니다.
👉 *“설계 검토 보고서에 그대로 써도 되는 수준”*으로 가정 → 계산 → 판단 순서로 정리했습니다.
공통 설계 조건 (가정)
| 후크 형식 | 단조 싱글 후크 |
| 재질 | 단조 합금강 (σ<sub>y</sub> = 600 MPa) |
| 안전율 (파단 기준) | 5 |
| 동하중 계수 ψ | 1.25 |
| 하중 방향 | 정렬 하중 (편하중 없음) |
| 단면 | 원형 |
| 계산 위치 | 후크 내측 곡률부 (최대응력부) |
📌 허용응력:
σallow=σy5=6005=120 MPa\sigma_{allow} = \frac{σ_y}{5} = \frac{600}{5} = 120 \text{ MPa}
🔹 1️⃣ 10톤 싱글 후크 설계 계산
① 정격하중 → 설계하중
W=10 ton=98 kNW = 10 \text{ ton} = 98 \text{ kN} P=W×ψ=98×1.25=122.5 kNP = W × ψ = 98 × 1.25 = \boxed{122.5 \text{ kN}}
② 후크 치수 가정 (KS 유사)
| 단면 직경 d | 65 mm |
| 곡률 반경 R | 75 mm |
| 단면적 A | πd²/4 = 3318 mm² |
③ 인장응력
σt=PA=1225003318=36.9 MPa\sigma_t = \frac{P}{A} = \frac{122500}{3318} = \boxed{36.9 \text{ MPa}}
④ 굽힘응력 (곡선보 근사)
굽힘모멘트:
M=P×R=122500×75=9.19×106 N\cdotpmmM = P × R = 122500 × 75 = 9.19 × 10^6 \text{ N·mm}
굽힘응력 근사식:
σb≈MA×R=9.19×1063318×75=36.9 MPa\sigma_b ≈ \frac{M}{A × R} = \frac{9.19×10^6}{3318 × 75} = \boxed{36.9 \text{ MPa}}
⑤ 합성응력
σ=σt+σb=36.9+36.9=73.8 MPa\sigma = \sigma_t + \sigma_b = 36.9 + 36.9 = \boxed{73.8 \text{ MPa}}
✔ 판정
73.8<120 MPa→안전73.8 < 120 \text{ MPa} \quad → \boxed{\text{안전}}
🔹 2️⃣ 20톤 싱글 후크 설계 계산
① 정격하중 → 설계하중
W=20 ton=196 kNW = 20 \text{ ton} = 196 \text{ kN} P=196×1.25=245 kNP = 196 × 1.25 = \boxed{245 \text{ kN}}
② 후크 치수 가정 (KS 대형)
| 단면 직경 d | 90 mm |
| 곡률 반경 R | 100 mm |
| 단면적 A | πd²/4 = 6362 mm² |
③ 인장응력
σt=2450006362=38.5 MPa\sigma_t = \frac{245000}{6362} = \boxed{38.5 \text{ MPa}}
④ 굽힘응력
M=245000×100=2.45×107 N\cdotpmmM = 245000 × 100 = 2.45 × 10^7 \text{ N·mm} σb≈2.45×1076362×100=38.5 MPa\sigma_b ≈ \frac{2.45×10^7}{6362 × 100} = \boxed{38.5 \text{ MPa}}
⑤ 합성응력
σ=38.5+38.5=77.0 MPa\sigma = 38.5 + 38.5 = \boxed{77.0 \text{ MPa}}
✔ 판정
77.0<120 MPa→안전77.0 < 120 \text{ MPa} \quad → \boxed{\text{안전}}
📊 10톤 vs 20톤 요약 비교
| 설계하중 | 122.5 kN | 245 kN |
| 단면 직경 | 65 mm | 90 mm |
| 합성응력 | 73.8 MPa | 77.0 MPa |
| 허용응력 | 120 MPa | 120 MPa |
| 결과 | 안전 | 안전 |
📌 톤수 2배 → 직경은 약 1.35~1.4배 증가
🔧 실무 설계에서 꼭 보정하는 항목
✔ 편하중 (10~20% 가중)
✔ 개구(throat) 증가 방지 형상
✔ 세이프티 래치 하중 영향
✔ 피로 설계 (빈번 인양 시)
✔ KS 표준치수와 최종 대조
✅ 핵심 한 줄 정리
싱글 후크 계산은 “곡선보 복합응력 검토 + 안전율 5 이상”이면 충분하며,
실무에서는 KS 표준 치수를 기준으로 ‘검증 계산’을 한다고 보시면 됩니다.
'크레인.호이스트 관련정보' 카테고리의 다른 글
| 호이스트 권상모터 설계법 (0) | 2025.12.23 |
|---|---|
| 기존 후크 사용 가능 여부 판단 판정 시트 (0) | 2025.12.19 |
| 싱글 hook 설계법 (0) | 2025.12.19 |
| 로드블럭(후크) 쉬브 설계방법 (0) | 2025.12.19 |
| 호이스트 상쉬브 설계방법 (0) | 2025.12.18 |