싱글거더와 더블거더 오버헤드 브리지 크레인의 차이점: 무엇이 다른가?

구조 설계 및 강성 천정 브리지 크레인

빔 구성, 트롤리 지지 구조 및 측면 안정성

단일 거더 천정 크레인은 트롤리가 아래쪽에 매달린 하나의 주요 보로 구성되어 있습니다. 이 구조는 윗부분의 공간을 절약하지만, 측면 안정성 측면에서 무거운 하중이나 중심이 치우친 중량을 잘 견디지 못합니다. 이와 달리 이중 거더 모델은 두 개의 평행한 보를 사용하여 그 위에서 작동하는 트롤리를 지지합니다. 전체적으로 일종의 강성 있는 상자 형태를 이루며 비틀림에 저항하고 들어올리는 동안 좌우 움직임을 줄여 정밀한 리프팅 작업 시 매우 중요한 안정성을 제공합니다. 대부분의 일반적인 용도에는 압연 강재 거더로 충분하지만, 30미터 이상의 장스팬의 경우 강판을 용접하여 제작한 박스 거더가 훨씬 더 높은 강성을 제공합니다. 트롤리가 장착되는 위치 또한 큰 차이를 만듭니다. 상부 주행 트롤리를 갖춘 이중 거더 시스템은 트랙이 제자리에 잘 고정되어 흐트러짐 없이 유지되지만, 아랫면에 매달린 트롤리를 사용하는 단일 거더 구조는 수평 방향으로 중심에서 벗어나기 쉬우며 중심을 유지하기 위해 정기적인 조정이 필요합니다.

처짐 제어 및 사용 등급 호환성 (M3–M6)

하중이 걸렸을 때 브리지가 수직으로 얼마나 처지는지를 나타내는 처짐(deflection)은 안전성과 장비의 수명, 즉 교체 전까지 사용 가능 기간을 결정하는 데 중요한 역할을 한다. 대부분의 단일 거더 크레인은 약 L/450 정도 처지기 쉬우며, 이로 인해 연간 리프트 횟수가 5,000회 미만인 M3 및 M4와 같은 경량 작업 등급에 주로 제한된다. 이중 거더 시스템은 두 개의 별도 하중 경로, 강화된 웹 보강 구조, 내장된 여유 설계 등의 특징 덕분에 일반적으로 처짐을 L/800 이하로 억제하여 더 정밀한 제어가 가능하다. 따라서 연간 20,000회 이상의 리프트가 필요한 M5 및 M6 수준의 중량 작업에 적합하다. 예를 들어, 40미터를 커버하는 25톤 이중 거더 크레인은 완전히 하중이 걸려도 최대 50mm 이하의 처짐만을 보이며, 이동하는 하중을 다루는 ISO 8686-1 기준을 모두 충족한다. 열피로 테스트 결과, 유사한 단일 거더 구성 대비 이중 거더 모델은 마모 징후가 나타나기 전까지 약 65% 더 많은 작업 사이클을 견딜 수 있으며, 이 때문에 지속적인 중량 리프팅 작업이 요구되는 환경에서 선호된다.

적재 용량, 스팬 및 후크 높이 성능

리프팅 범위 및 스팬 제한: 싱글 기더 (≤20t) 대 듀얼 기더 (20t–200t+)

단일 거더 크레인은 약 20톤 이하의 하중을 다룰 때 가장 효과적이며, 일반적으로 경간 길이가 30미터를 넘지 않습니다. 이러한 크레인은 소규모 제조 시설, 유통용 창고 및 기초 조립 작업장처럼 비교적 가벼운 작업이 이루어지는 곳에서 흔히 사용됩니다. 반면에 이중 거더 모델은 20톤에서 최대 200톤 이상의 무거운 하중을 다룰 수 있으며, 두 개의 주요 구조 부재 사이에 하중이 분산되기 때문에 더 긴 거리를 커버할 수 있습니다. 이러한 크레인은 전 하중 상태에서도 처짐을 L/1000 이하로 유지할 수 있는 응력 분포 방식을 갖추고 있어 2022년 ISO 표준 16881에서 규정한 엄격한 요구사항을 충족시킵니다. 이러한 성능상의 장점 덕분에 철강소, 조선소, 대형 기계 제조 공장과 같은 많은 산업 분야에서 초기 비용이 더 들더라도 이중 거더 모델을 선호하는 경향이 있습니다.

수직 여유 공간의 상충 관계: 머리 위 공간 요구 사항 및 유효한 후크 높이

강재 거더를 설치하는 방식은 수직 공간 제한 조건에서 매우 중요한 차이를 만듭니다. 단일 거더 크레인의 경우 호이스트가 주보 아래에 위치하기 때문에 일반적으로 천장 고도를 약 18~30cm 정도 절약할 수 있습니다. 이는 천장이 낮은 건물에서 더 나은 후크 도달 거리를 제공합니다. 반면, 복합 거더 시스템은 더 높은 런웨이를 필요로 하지만 트롤리가 두 개의 보 사이를 자유롭게 이동할 수 있도록 해줍니다. 이는 터빈 부품이나 프리패브 구조물과 같이 크고 다루기 어려운 적재물을 운반할 때 특히 중요합니다. 물론 이러한 이중 보 구조는 단일 보 구조보다 사용 가능한 후크 높이를 약 12~18인치 정도 줄이지만, 많은 창고들은 높은 공간에서 추가적인 수직 리프팅 능력이 가치 있다고 판단합니다. 물류 처리 협회(Material Handling Institute)의 최근 연구 결과도 이를 뒷받침하고 있습니다. 그러나 최종 결정을 내리기 전에 현장 엔지니어는 항상 다음 세 가지를 먼저 확인해야 합니다: 실제 건물의 높이, 후크가 이동해야 하는 거리, 그리고 적재물의 형태.

총 소유 비용 및 시설 통합

자본 투자, 구조적 지지 요구사항 및 설치 복잡성

오버헤드 브릿지 크레인의 총 소유 비용을 검토할 때 대부분의 사람들은 초기 구매 후 발생하는 숨겨진 비용들을 간과합니다. 싱글 기더 모델은 일반적으로 15,000달러에서 50,000달러 사이의 비용이 들며, 가끔 사용하거나 경량 리프팅 작업에는 적합합니다. 하지만 문제는 이러한 모델들이 장기간에 걸쳐 중량 작업을 수행하도록 설계되지 않았다는 점입니다. 구조적 설계 한계로 인해 이러한 크레인은 더 까다로운 산업 환경에서 수행할 수 있는 작업이 제한됩니다. 더블 기더 시스템은 3만 달러에서 최대 20만 달러 이상까지 가격이 형성됩니다. 확실히 초기 투자 비용은 더 크지만, 수명이 더 길고 운영 기간 동안 수리가 덜 필요합니다. M5 또는 M6 조건에서 운영되는 시설의 경우, 이러한 시스템이 끊임없는 고장 없이 매일 더 높은 신뢰성을 제공한다는 것을 알 수 있습니다.

• 구조 변경 비용 : 더블 거더 설치는 일반적으로 보강된 기둥, 더 깊은 기초 및 업그레이드된 런웨이 빔을 필요로 하며, 싱글 거더 설비의 최소한 시설 업그레이드에 비해 설치 비용이 20~40% 증가합니다.
• 천장 높이 영향 : 싱글 거더 설계는 수직 공간을 그대로 유지하지만, 더블 거더 시스템은 사용 가능한 후크 높이를 줄여 제한된 시설 내에서 배치 유연성에 영향을 미칩니다.
• 유지보수 및 수명 : 더블 거더 크레인은 특히 고주기 작동 환경에서 시간이 지남에 따라 현저히 낮은 고장률과 수리 빈도를 보이며, M5/M6 응용 분야에서는 초기 비용이 높더라도 3~5년 이내에 이를 상쇄할 수 있습니다.

전기 통합, 런웨이 정렬 및 가동 복잡성 또한 총소유비용(TCO)에 영향을 미칩니다. 작업 주기, 예상 수명 및 시설 적응성을 종합적으로 평가하면 비싼 리트로핏을 방지하고 크레인 성능과 운영 요구 간의 최적 조율을 보장할 수 있습니다.

용도별 적합성 천정 브리지 크레인

작업 사이클, 산업별 사용 사례 및 운용 요구에 맞는 기더 유형 선택

적절한 기더 구성 선택은 여러 상호 연관된 요소들에 따라 달라지며, 여기에는 ISO 4301 표준에 따른 작업 강도 수준, 해당 산업이 직면하는 환경 및 하중 조건, 그리고 시설 자체의 제약 사항들이 포함됩니다. 단일 기더 모델은 일반적으로 창고, 경량 조립 공정 또는 포장 작업과 같이 비용 절감이 중요하고 공간 활용이 우선시되며 평균적인 중량을 다루는 M3에서 M4 수준의 작업에 가장 적합합니다. 반면, 이중 기더 시스템은 M5에서 M6 등급의 중강도 작업을 위해 특별히 설계되었습니다. 이러한 시스템은 철강 생산 공장, 조선소, 항공기 부품 제조 업체와 같이 더 큰 중량을 취급해야 하는 산업에서 요구되는 높은 구조적 강도와 마모 저항성을 제공합니다.

운용상의 맥락이 선택 기준을 더욱 세분화합니다:

• 고온 환경 : 400°C 이상에서 작동하는 주조소는 내열 재료와 열 팽창 여유를 갖춘 더블거더 크레인이 필요합니다.
• 정밀 위치 결정 : 자동차 및 전자 조립 공정은 안티스웨이 또는 서보 제어 호이스트와 통합되었을 때, 단일거더 시스템의 민첩성과 낮은 관성 덕분에 유리합니다.
• 공간 제한 : 좁은 작업장 또는 리트로핏 프로젝트의 경우, 천정 공간과 기둥 하중 요구 사항이 최소화되는 단일거더 크레인을 선호합니다.

산업별 적용 가이드 :

설비 높이, 자동화 준비 상태(예: PLC 또는 크레인 관리 소프트웨어와의 통합), 유지보수 접근성도 적합성에 영향을 미칩니다. 2023년 물류 처리 협회(Material Handling Institute) 연구에서 강조된 바와 같이, 크레인 관련 가동 중단의 68%는 거더 선택 오류에서 비롯되며, 이는 단순한 용량이나 예산뿐 아니라 적용 목적에 부합하는 설계가 장기적인 신뢰성을 결정한다는 점을 다시 한번 입증합니다.

자주 묻는 질문

싱글 거더 크레인과 더블 거더 크레인의 차이점은 무엇인가요?

싱글 거더 크레인은 주요 보가 하나로 구성되어 최대 20톤의 경하중 작업에 적합하며 헤드룸 공간을 절약하는 반면, 더블 거더 크레인은 두 개의 보를 사용하여 200톤 이상의 중하중 작업이 가능하며 보다 우수한 안정성과 스팬 폭을 제공합니다.

이러한 크레인의 비용은 어떻게 되나요?

싱글 거더 크레인은 15,000달러에서 50,000달러 사이로 경하중 작업에 경제적이나, 더블 거더 크레인은 200,000달러를 초과할 수 있지만 중하중 작업 시 신뢰성이 뛰어나고 유지보수 비용이 낮습니다.

언제 더블 거더 시스템을 선택해야 하나요?

이중 거더 시스템은 중량물을 다루는 시설에 이상적이며, 높은 안정성, 최소한의 처짐 및 장스팬 운용이 필요한 경우에 적합합니다. 특히 철강 가공 및 항공우주 조립 산업과 같은 분야에서 많이 사용됩니다.

시설 높이가 크레인 종류 선택에 어떤 영향을 미칩니까?

단일 거더 시스템은 헤드룸을 절약하며 낮은 천장 높이의 공간에 적합하지만, 이중 거더 크레인은 더 많은 수직 여유 공간을 필요로 하며 높은 공간에서 더 큰 후크 높이를 확보할 수 있게 해줍니다.