[조경수이식] 체인톱에 대한 이해

체인톱에 대한 이해

1. 들어가기

체인톱(chain saw)은 19세기말 미국에서 처음으로 증기기관을 이용하여 개발하였으나 크고 무거웠기 때문에 널리 보급되지는 못하였다. 그 후 내연기관의 발달로 1918년 스웨덴의 Westfeld가 현재와 같은 개념의 가솔린엔진 5마력급 체인톱을 개발하였다. 1920년대 중반 2인사용이 가능한 체인톱이 양산되었으며 현재와 같은 1인용 체인톱은 2차대전 중 미국에서 개발되었다.

톱으로 목재를 자르는 것은 중노동이므로 동력에 의해 톱체인을 구동하여 목재를 절단하므로써 노동의 경감과 작업효율의 향상을 목적으로 개발된 기계가 체인톱이다.

체인톱은 원동기로서 내연기관, 전동기, 유압모터 등이 사용되고 있으며, 벌목조재작업은 지형이 험한 산지에서 작업이 많이 이루어지므로 소형, 경량, 고출력의 원동기를 필요로 하며, 일반적으로 우리나라에서는 직경이 비교적 작은 나무를 벌목․조재하므로 1인용의 1기통 2행정 공냉식 가솔린 엔진을 주로 사용한다.

주벌 및 간벌작업중 벌도(伐倒), 작동(斫棟), 지타작업(枝打作業) 등에 활용되고 있으며, 이외 조림지 정리작업, 천연림보육, 예비간벌, 어린나무 가꾸기 작업 등에 활용하고 있다.

2. 체인톱의 구조

임업에서 가장 많이 보급되어 있는 장비로 현재 많이 사용되는 기종은 배기량 25-80cc 정도의 소형 및 중형 기계톱이 대부분으로 엔진용량에 따라 사용 가능한 안내판(案內板, guide bar)의 길이는 30-60cm 이다. 상용 회전속도 6000-7000rpm, 중량은 3-8㎏의 범위로 벌목조재용으로 50㏄급의 의 체인톱이 가장 널리 사용되고 있다.

체인톱은 일반적으로 원동기에서 얻어지는 동력을 크랭크 축의 동력취출부에 부착된 원심클러치를 통해서 스프로킷에 전달하여 체인에 의해 안내판에 붙어 있는 절단톱날(saw chain)을 구동하는 형식으로 되어 있으며, 원동기부, 동력전달부, 목재절단부로 구성되어 있다.

(1) 원동기와 동력전달부

동력발생을 위한 원동기는 그 원리나 구조가 농업용 기계에 이용되고 있는 공랭식 2행정 기관으로 기타 용도의 공랭식 2행정 기관과 거의 유사하지만 톱 체인에 윤활유를 공급하기 위한 윤활유 공급장치가 더 붙어 있다.

동력전달부는 원동기의 동력을 톱 체인에 전달하는 부분으로서 직접 전동형은 원심클러치(centrifugal clutch)와 스프로킷(sprocket)으로 이루어져 있고, 기어 전동(gear drive)형은 원심 클러치, 감속장치 및 스프로킷으로 구성되어 있다.

(2) 톱날부

목재를 톱질하여 잘라내는 부분으로 절단톱날, 안내판, 기계톱 장력조절장치, 체인 덮개 등으로 구성되어 있다.

 1) 절단톱날

절단톱날(saw chain)은 체인에 절삭용의 톱날을 붙인 것으로 톱날의 모양에 따라 가로자르기(cross cutter)형과 가로․세로자르기(chipper)형의 양용형으로 구분된다.

절단작업과 톱날갈기작업(filing)이 용이한 것은 가로․세로자르기의 양용형이다. 이 형태의 톱 체인은 8피치가 1연쇄로 되어 있고 안내판 외부의 둘레에 따라 필요한 수만큼 무한궤도에 연결되어 있다. 연쇄는 좌측 절단톱날(cutter link) 1개, 우측 절단톱날 1개, 구동링크(drive link) 4개, 이음쇄(side link) 6개, 결합 리벳 8개로 구성되어 있다. 절단톱날은 특수공구강으로 열처리가 잘 되어 있다.

절단날의 모양은 둥근 것(round chipper), 각이 나 있는 것(chisel, semi-chisel, micro-chisel) 외에 좌우 절단톱날 사이에 톱밥이 끼어 들지 않도록 구동 링크의 위쪽에 경사돌기가 나 있는 것도 있다. 체인톱의 피치는 그림과 같이 인접해 있는 2개 링크의 리벳 간격으로 나타내는 것이 보통이다.

 2) 안내판

체인톱날을 지지하여 이탈하지 않도록 안내하는 역할을 하며, 두꺼운 한 장의 탄소공구강 또는 얇은 용수철강의 강판 3장을 겹쳐서 리벳으로 결합 또는 스포트 용접을 하여 만든다. 형상은 긴 타원 모양이고 그 길이는 여러 가지가 있으나 400～550㎜의 것이 많이 이용되고 있다. 일반적인 사용시간은 450시간 정도이다.

안내판의 바깥둘레에는 절단톱날이 회전하기 위한 폭 1.7㎜ 내외의 골이 파져 있다. 그 부분은 절단톱날의 회전에 의한 마모를 방지하기 위해 열처리가 되어 있고, 특히 마찰저항이 큰 선단부에는 열에 강한 스텔라이트로 용접가공되어 있다. 안내판의 뒤끝 부근에는 절단톱날의 장력을 조정하기 위한 조정나사의 머리부분을 끼울 수 있는 구멍이 있다. 안내판은 보통 2개의 수나사와 체인 덮개에 의하여 원동기 본체에 붙어 있다.

 3) 체인 장력조절장치

엔진 본체에 붙어 있는 체인톱의 체인 장력 조정은 그림 3-3과 같이 조정나사를 이용하여 조정한다. 보통 장력조절장치는 체인 덮개 누르개나 크랭크 케이스와 일체로 되어 있다. 재질은 알루미늄 또는 마그네슘 합금이 이용되고 있다.

 4) 체인 덮개

안내판을 원동기 본체에 붙이는 경우 덮개 역할을 하는 것으로써 나무 절단작업시 톱밥 등이 작업자의 얼굴이나 손등에 튀는 것을 방지하며 절단톱날의 덮개 역할도 한다.

체인 덮개는 체인덮개본체, 안내판 내측판 및 외측판으로 구성되어 있으며 재료는 알루미늄 또는 마그네슘 다이캐스팅으로 만들어진다.

 5) 체인 제동장치

체인톱에는 원심 클러치 드럼의 외부에 강철제 밴드 브레이크가 부착되어 있고, 체인 덮개 위쪽에 제동손잡이가 나와 있어 보호판(protector)을 겸한 제동장치를 누르는 장치가 되어 있다. 이 제동 손잡이 누름장치를 안쪽으로 힘주어 눌러주면 고속회전 중의 톱 체인을 0.1초 이내의 짧은 시간에 정지시킬 수 있다. 따라서 절단톱날에 의한 위험발생을 미연에 방지할 수 있다.

3. 체인톱의 사용방법

체인톱의 사용방법은 따로 언급된 글이 없어서 소방방재청의 소방구조장비 조작 및 훈련기준(소방방재청 예규 제 14호)에 나온 내용으로 대체한다.

4. 체인톱사용시 주의점

(1) 체인톱 주요부 점검요령

 - 체인톱 외부, 기화기, 연료주입구, 안내판 등의 오물 제거

 - 나사류의 느슨함, 외관상태 점검·수리

 - 앞손보호판, 체인브레이크 등 안전장치 이상유무 확인

 - 톱체인 장력조절 및 날세우기

 - 톱체인의 이물질 제거 및 손상유무 확인

 - 안내판 및 스프라킷의 변형유무와 마모 정도 확인

(2) 주요위험요인

글출처 : 임업기계, 소방방재청 예규, 제조업안전교육 자료

이미지출처 : 구글링