산업용 브레이크 선택은 "크게 보이는" 모델을 고르는 것만이 아닙니다. 토크를 과소평가하면 하중이 표류하거나 떨어집니다. 과대평가하면 축이 부러지고 기어 이빨이 벗겨지며 강한 정지 충격으로 구조물이 손상됩니다.
This article provides the engineering formulas 그리고 safety factors (K-factors) needed to size brakes correctly for hoists, travel drives, and belt conveyors. We will connect these calculations to our product lines, such as YWZ13 drum brakes for general crane duty and SH fail-safe disc brakes for high-energy holding.
공식 입력값을 보여주는 인포그래픽: 모터 출력 (P), 속도 (n), 안전 계수 (K).
1) 기본 토크 공식
모터의 정격 출력에 필요한 정적 토크부터 시작합니다. 지배 방정식은:
T_{static} = \frac{9550 \times P}{n}- $T_{static}$: 정격 모터 토크 (N·m)
- $P$: 모터 출력 (kW)
- $n$: 브레이크 축 속도 (rpm) — 중요: 이것은 기어박스 출력이 아니라 브레이크의 속도입니다!
- 9550: 일정한 kW/rpm을 N·m으로 변환
예시: A 45 kW motor running at 750 rpm (common for crane hoists):
$T_{static} = \frac{9550 \times 45}{750} = 573\ \text{N·m}Note: This is just to hold the motor against its own rating. It does not account for gravity, safety, or dynamic stopping.
2) 안전 계수 ($K$) 적용
You never select a brake at $T_{static}$. You apply a Service Factor ($K$) based on the risk and application type.
$T_{brake} \ge T_{static} \times K| 애플리케이션 | 권장 $K$ 계수 | 왜? |
|---|---|---|
| 리프팅(호이징) | $K \ge 2.0$ (보통 2.5 이상, 용융 금속용) | 중력은 일정합니다. 마찰이 떨어지면(감소/마모) 100% 예비 용량이 필요합니다. |
| 이동 / 트래버스 | $K \approx 1.5 – 2.0$ | 풍속 제한 내에서 정지하되 바퀴 미끄러짐을 방지합니다. 너무 많은 토크 ($K>2.5$)는 바퀴 잠김과 레일 마모를 유발합니다. |
| 벨트 컨베이어 | $K \approx 1.5 – 2.0$ | 경사면 벨트의 롤백 방지. 열적 용량(정지 시간)이 토크보다 더 중요할 때가 많습니다. |
| 윈치 (인승) | $K \ge 3.0$ (이중 브레이크가 자주 필요함) | 극단적인 안전 요구 사항. |
Applying to our Example (Hoist):
Required Brake Torque = $573\ \text{N·m} \times 2.0 = 1146\ \text{N·m}$.
You would select a brake rated for at least 1200 N·m (e.g., a YWZ13-315 or YWZ13-400 model depending on thruster).
3) 열적 용량: 숨겨진 치명적 요인
Calculated torque ensures you can hold the load. But can you stop it without burning the linings?
정지 에너지 계산
정지할 때마다 운동 에너지가 열로 변환됩니다.
에너지 ($E$) / 정지당 (줄):
- $J$: 브레이크 축에 반영된 전체 시스템 관성 (kg·m²).
- $\omega$: 각속도 (rad/s) = $rpm \times \frac{2\pi}{60}$.
If $E$ exceeds the brake’s thermal rating (kJ per hour), the linings will glaze and fade.
경험칙: For high-inertia loads (conveyors, large fans), verify the thermal capacity of the disc/drum, not just the torque. You may need a ventilated disc (SH series) or a larger drum size just to dissipate heat.
4) 정지 시간 점검
기계가 충분히 빠르게 정지합니까?
감속 시간 ($t$):
- $T_{brake}$: 실제 토크 설정값.
- $T_{load}$: 정지 시 하중 토크를 보조 ( ) 또는 저항 (-)하는 역할.
- 결과: $t$가 너무 길면 (> 3-5초, 호이스트용) 안전이 위협받습니다. 너무 짧으면 (< 0.5초, 이동용) 충격 하중이 부품을 파손시킵니다.
5) 적절한 브레이크 시리즈 선택
숫자를 확보한 후 하드웨어를 선택하세요:
| 시리즈 | 유형 | 토크 범위 | 최적의 용도 |
|---|---|---|---|
| YWZ13 / YWZ | 전기유압 드럼 | 100 – 12,500 N·m | 일반 크레인: EOT 브릿지, 갠트리, 일반 호이스트. 견고하며 유지보수 용이. |
| SH / SB | 유압 디스크 | 500 – 30,000 N·m | 중장비: 고속 정지, 컨베이어, 컨테이너 크레인. 열 방출이 더 우수합니다. |
| SE / DC | 전자기 디스크 | 5 – 500 N·m | 정밀/소형: 기계 공구, 무대 장비, 소형 호이스트. 빠른 반응. |
6) 일반적인 선택 실수
- 기어박스 효율 무시: 고속 축에 브레이크가 걸려 있으면 기어박스의 저항이 정지하는 데 도움을 줍니다. 저속 축(안전 브레이크)에 있으면 그렇지 않습니다.
- 이동 드라이브 과도 토크: 크레인 브리지 이동 드라이브에 $K=3.0$을 선택하면 바퀴 미끄러짐과 흔들림이 발생합니다. $K=1.5$ 또는 가변 토크 브레이크를 사용하세요.
- 전압 불일치: 토크를 완벽하게 계산했지만 잘못된 추진기 전압(380V vs 415V vs 460V)을 주문하면 설치 단계에서 프로젝트가 멈춥니다.
브레이크 크기 산정에 도움이 필요하십니까?
추측하지 마세요. 모터 출력(kW), 속도(rpm), 적용 유형(호이스트/이동)을 보내주세요. 저희 엔지니어 팀이 계산을 수행하고, 적절한 안전 계수 ($K$)를 추천하며, 프로젝트에 최적의 브레이크 모델을 선택합니다.
