호이스트 상쉬브 설계방법

아래는 호이스트(천장크레인) 상쉬브(Upper Sheave) 설계 방법을
👉 실제 설계·검토·발주까지 바로 쓸 수 있도록 절차 + 계산 기준 + 체크포인트 형태로 정리한 내용입니다.
(전기호이스트·더블거더 크레인 기준)

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1️⃣ 상쉬브의 역할과 설계 전제

✔ 상쉬브란?

• 와이어로프의 진행 방향 변경
• 로핑 배수 형성(2, 4, 6, 8본)
• 인양 중 발생하는 하중·마찰·피로 하중을 지속적으로 받음

📌 상쉬브 설계는 와이어 수명과 직결됨

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2️⃣ 설계 절차 요약

 

① 정격하중 및 로핑 방식 결정 ② 1줄당 작용하중 계산 ③ 쉬브 직경(D) 산정 ④ 홈(groove) 형상 설계 ⑤ 쉬브 재질 및 표면처리 ⑥ 축(shaft) 하중 계산 ⑦ 베어링 선정 ⑧ 지지프레임 강도 검토 ⑨ 안전율 및 규격 확인

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3️⃣ ① 하중 조건 정리

▪ 정격하중 (W)

• 예: 10 ton

▪ 동하중 계수

구분계수

일반 호이스트	1.1 ~ 1.25
중작업·빈번 인양	1.3

 

설계하중 Wd = W × 동하중계수

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4️⃣ ② 로핑 방식 및 1줄당 하중

로핑 수1줄당 하중

2본	Wd ÷ 2
4본	Wd ÷ 4
6본	Wd ÷ 6

📌 상쉬브는 각 줄 하중을 개별적으로 받음

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5️⃣ ③ 상쉬브 직경(D) 산정 – 핵심

▪ 기본 기준 (D/d 비)

기준최소

산업안전 기준	18 × d
크레인 표준	20~25 × d
중작업	25~30 × d

📌 d = 와이어 직경

▪ 예시

 

와이어 Ø20mm → 상쉬브 직경 D ≥ 400~500mm

➡ D 작으면:

• 와이어 피로 급증
• 단선·조기폐기

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6️⃣ ④ 쉬브 홈(Groove) 설계

▪ 홈 반경 (R)

 

R = 0.53 ~ 0.55 × d

항목기준

홈 깊이	1.3 × d 이상
홈 각도	30° ~ 45°
측면 여유	와이어 +3~5%

📌 너무 타이트하면 와이어 눌림,
너무 크면 미끄러짐·편마모

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7️⃣ ⑤ 쉬브 재질 선정

재질적용

주강(SC)	표준
단조강	중하중
구상흑연주철	소형
고무·나일론 라이닝	소음·마모 감소

📌 고하중 크레인은 강재 + 경화처리 권장

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8️⃣ ⑥ 상쉬브 축(Shaft) 하중 계산

▪ 쉬브 1개당 축하중

 

축하중 ≈ 2 × (1줄당 하중)

(로프가 들어갔다 나오는 힘의 합)

📌 예)

 

1줄당 3t → 축하중 ≈ 6t

➡ 실제 설계 시

• 동하중
• 마찰계수
• 편하중 보정 포함

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9️⃣ ⑦ 베어링 선정

▪ 베어링 타입

종류특징

구면롤러베어링	✔ 크레인 표준
테이퍼롤러	축방향 하중 대응
부시	소형

▪ 선정 기준

• 정격하중 ≥ 계산하중 × 1.3~1.5
• 저속·고하중 적합

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🔟 ⑧ 지지프레임(상부 구조) 검토

✔ 축하중 + 쉬브 중량 + 충격하중
✔ 처짐 ≤ L/600 ~ L/800
✔ 피로 설계 필수 (반복 인양)

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1️⃣1️⃣ 안전율 및 규격

항목기준

쉬브 본체	안전율 ≥ 5
축	2.5~3
베어링	L10 수명 기준

▪ 관련 규격

• ISO 4308
• FEM 9.755
• KS B / KS D
• 산업안전보건기준

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1️⃣2️⃣ 실무 체크리스트 (설계·검토용)

☑ D/d 만족 여부
☑ 홈 R 치수 적정
☑ 베어링 하중 여유
☑ 축 처짐·응력 검토
☑ 유지보수 접근성
☑ 와이어 교체 가능 구조

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🔧 한 줄 요약

상쉬브 설계의 핵심은 “와이어 보호”이며,
D/d·홈 형상·축하중 계산이 전부라고 보셔도 됩니다.