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유_4_1

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by

Lee Hae Chul

on 21 February 2013

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Transcript of 유_4_1

유압기기 유압 액추에이터 유압 액추에이터 정비 유압실린더 설치 및 규격 유압 관련식과 기호 유압 액추에이터의 분류 유압펌프 유압펌프 유압시스템의 심장 : (전기에너지) 기계적 에너지 유압에너지
유압 동력을 발생시키는 유압동력원
유압펌프 Spec.의 기본은 압력과 유량 실린더의 헤드측과 로드측 모두를 고정 p = → F = ? , 기능저하 및 이상증상의 예 :
압력상승 - 패킹류의 파손 또는 열화의 원인
저속운동 - 스틱슬립
고속운동 - 발열에 의한 열화
먼지 - 패킹류 마모 및 손상
누설방지 유압시스템을 구성하는 기기 모든 펌프 : 펌프의 내부 작동에 의해 펌프 입구측에
부분 진공을 만든다는 원리에 의해 동작 유체는 토출관으로 기계적으로 밀어냄
피스톤 펌프의 작동으로부터 : 펌프→압력 생성(X), 유량 생성(O) 펌프
pump 비용적식 펌프 용적식 펌프 기어 펌프 베인 펌프 피스톤 펌프 외접 기어 펌프 내접 기어 펌프 압력 불평형 베인 펌프 압력 평형 베인 펌프 축류형 피스톤 펌프 반경류형 피스톤 펌프 사축식 피스톤 펌프 사판식 피스톤 펌프 동적 펌프라고도 함
단순히 유체수송 만을 목적으로 하는 펌프. 가정이나 공장의 용수 공급등에 사용
저압, 대용량 용도에 쓰임 (250 - 300 psi)
예: 원심펌프, 프로펠러 펌프 임펠러 날개 흡입 임펠러는 펌핑을 일으키는 원심력을 발생 흡입 토출 프로펠러 회전하는 프로펠러에 의해 발생하는 축방향의 유량 원심(임펠러)형 액시얼(프로펠러)형 펌프축이 한 번 회전할 때마다 일정한 양의 유체를 배출 → 유압시스템에 적합기계적인 하중을 이기고 실린더에 유체를 공급하는 펌프
종류: 기어(gear), 베인(vane), 피스톤(piston)
펌프10000 psi 이상의 고압에서 사용가능, 크기가 작고 체적효율이 좋다

그러나 유동에 대한 저항이 매우 커지거나 무한대가 될때,
발생되는 높은 압력으로 부터 보호되어야 함
따라서 압력릴리프밸브를 이용하여 펌프유량을 오일탱크로 돌려보냄

압력 → 설정값에 도달 → 릴리프밸브 열림 → 유량이 다시 오일탱크로 빠짐
압력릴리프밸브 → 시스템의 최대 압력 결정 ※펌프는 압력을 생성(X), 유량을 생성(O) 1593년 원리를 고안
구조간단, 구성부품의 수가 적다 → 설계가 쉽고 크기가 작다 →
유지,보수 용이 → 신뢰성 증대
가장 저렴하나 성능은 최하.
소음이 크다
마모에 의해 효율이 급속히 저하됨.
누유손실도 많음
오염이 많은 곳에서 사용 가능 기어 펌프나 피스톤 펌프에 비해 토출압력의 맥동이 거의 없다
작은 크기에 비해 큰 동력을 낼 수 있다
고장과 소음이 적다

부품의 수가 많다 → 유지, 보수에 불편
기본적인 베인 펌프는 압력 불평형이다 유압작동유의 흡입과 토출을 위해 피스톤의 왕복운동을 이용
고압에 적합하며 펌프 효율이 가장 좋다
가변 용량형에 적합하며,
각종 토출량 제어장치가 있어서 목적 및 용도에 따라 조정할 수 있다구조가 복잡하고 비싸다
기름의 오염에 극히 민감하다
흡입 능력이 가장 낮다 구성 : 구동기어, 종동기어, 케이싱, 베어링, 측판
기어는 외접상태이기에 서로 반대방향으로 회전 →
이가 맞물렸다가 떨어지는 순간 공간이 형성됨 →
체적이 커지고 압력이 낮아짐 → 유압작동유 흡입 →
흡입된 유압작동유는 케이싱을 따라 토출측으로 이동하여 토출됨 편심된 두개의 기어 사용
체적증가에 의한 압력강하이용 펌프의 토출 측에서 압력에 의하여 부하가 만들어지는데
이 부하가 구동축에 한 쪽 방향으로만 작용하는 것이아니라 평형이 되도록 펌프의 내부구조를 변형

로터는 회전을 위해 원형으로 하고
캠링을 타원형으로 만들면 흡입측과 토출측을
두 개의 부분으로 나눌 수 있게 된다.
즉, 흡입측과 토출측이 모두 펌프의 구동축에 대하여
대칭이 되도록 설계 가능

이와 같은 구조에서는 압력의 형성에 의한 부하가 만들어져도
펌프의 구동축에 대하여 크기는 같고 방향이 반대이므로 평형상태가 만들어지는 것이다 (가변용량형 베인 펌프) 압력보상 베인펌프라고도 함

로터의 회전중심 혹은 캠링을 이동시켜 편심량을 변화 → 토출량을 변화 →
과도한 압력 생성에 대한 펌프 보호 구동축과 피스톤의 배열이 평행
일반적으로 홀수개의 피스톤이 원형으로 장착 실린더 블록과 구동축이 동일 중심선을 가짐
경사판과 피스톤 헤드스프링에 의하여
항상 닿아 있으므로 구동축을 회전시키면서경사판에 의해 피스톤이 왕복운동을 함
피스톤이 왕복운동을 하면 체크 밸브에 의해
흡입과 토출을 하게된다
사판의 기울기 α에 의하여
피스톤의 스트로크(행정)가 달라짐 레이디얼 피스톤 펌프라고도 함

축류형에 비해 최대 회전 속도가 낮고
단위 토출량당의 중량도 큼

그러나 고압을 용이하게 얻고,
체척효율이 높으며, 운전상태가 안정적 고정용량형 펌프 가변용량형 펌프 유압 펌프의 선정(전체 유압 시스템의 크기를 결정하는 경우도 같음)
① 부하의 형태에 따라 실린더 혹은 모터의 액추에이터 종류를 선택한다.② 액추에이터의 크기를 결정한다. 이때 유압 시스템의 최대 작동압력도 결정하여야 한다.③ 액추에이터의 동작속도를 결정하여 필요한 유량을 계산한다.④ 펌프의 크기를 결정한다. 이때 각종 손실 등을 고려하여 펌프의 최대 토출압력과 최대 토출량을 결정한다.또한 펌프의 구동장치를 결정하고 구동장치의 회전수를 결정한다.⑤ 앞에서 언급한 여러 특징을 고려하여 펌프의 종류를 결정한다.
⑥ 필요한 유압 작동유의 종류와 양을 결정하고 이에 따라 기름 탱크의 크기를 결정한다.⑦ 펌프 토출량을 고려하여 각종 배관과 밸브의 크기를 결정한다.⑧ 설치환경 및 운전 조건 등을 고려하여 히터(heater) 혹은 쿨러(cooler)의 사용을 결정하고 기타 부속기기를 선정한다.⑨ 시스템 수명유지를 위한 보수유지 계획을 작성한다. 유압펌프 고장과 원인 유압펌프 점검항목과 주기 부록 7에 기호!!! 유압작동유의 유체에너지 → 기계적에너지
유체에너지의 장점 : 높은 압력 생성 가능
따라서 유체에너지를 이용한 기계적에너지는 큰 힘을 낼 수 있고 구조가 간단 유압펌프 밸브 동력공급장치 동력 제어 부하에 대하여 일을 수행 유압시스템 직선왕복운동(실린더) 회전운동(모터) 단동실린더 복동실린더 단동 실린더는 한 쪽 방향으로만 일을 할 수 있는 장치
- 한 쪽 방향의 운동만 유압 에너지를 이용하고 다른 방향의 운동은 유압 에너지가 아닌
다른 방법에 의하여 귀환운동을 하는 실린더
- 귀환운동을 할 때 공압 실린더의 경우는 스프링과 같은 탄성이 있는 장치를 사용하지만
유압 단동 실린더의 경우 외력(실린더에 작용하는 부하)에 의하여 귀환운동을 하는 것이 일반적
(유압 장치는 공압 장치보다 훨씬 높은 압력을 사용하고 유압 작동유의 점도가 비교적 높은 편이므로
스프링 등의 탄성이 있는 장치를 이용하여 실린더를 귀환운동시키려면 스프링의 힘이 매우 커져야 하기 때문) 램 단동 실린더(플런저 실린더) 피스톤 단동 실린더 복동 실린더는 실린더 튜브 안에 피스톤을 내장하고 있는 것이 대부분
전진운동 : 피스톤이 피스톤 로드 측으로 움직이는 것
후진운동 : 피스톤이 헤드 측으로 운동하는 것
복동 실린더는 이와 같이 양 방향의 운동을 할 때 수압 면적이 다르게 됨
- 후진운동시 피스톤 로드가 차지하고 있는 면적만큼 뺀 나머지 면적에 유압의 압력이 작용
전,후진운동할 때 낼 수 있는 힘의 차이가 발생
양 방향으로 운동할 때 그 속도의 차이도 발생 → 전진운동할 때 힘은 크고, 속도는 느리다 양 로드형 실린더 차동 실린더 탠덤 실린더 텔러스코프 실린더 쿠션내장형 실린더 복동 실린더의 경우 쿠션 장치를 내장하는 것이 일반적 1. 실린더에서 외부로 자유롭게 방출되는 유체 2. 플런저가 캡으로 들어감 3. 유체는 제한된 통로로만 흐름. 피스톤 감속 4. 감속률은 가변 통로에 의해 조절됨 5. 첵밸브는 전진시 피스톤으로 자유운동을 하게 함 하나의 피스톤에 로드가 피스톤 양 측에 모두 부착되어 있는 실린더
장점 : 양 측의 수압면적이 같다. 즉, 양 방향의 운동에서 실린더가 낼 수 있는 힘의 크기와 속도가 같음
단점 : 설치할 때 설치공간이 커짐 두 로드의 지름이 다른 것으로 양쪽의 기름출입구에 동시에 기름을 압입하는 방식
-이 실린더의 특징은 동일용량의 펌프를 사용하여 이송속도를 크게하고자 할 때에는
다른 형식의 실린더 보다 훨씬 빠른 속도를 낼 수 있고, 발생출력은 면적이 작아지므로 출력도 작아진다는 점
따라서 프레스 기계처럼 빨리 밀어보내게 될 때에는 거의 압력이 발생하지 않는다는 사용법에 유효 하나의 피스톤 로드에 두 개의 피스톤을 설치한 실린더
- 전진운동과 후진운동에서 피스톤이 하나일 때와 비교하면 수압면적이 거의 두 배가 되기때문에
두 배만큼의 힘을 낼 수 있는 실린더
실린더의 크기에 비하여 행정거리가 짧다 서로 미끄러지는 다중 실린더로 구성
실린더 크기에 비해서 행정거리가 길다 유체의 압력에너지를 기계적 에너지로 변환하는 요소
- 유압의 출력장치(유압 액츄에이터)의 일종으로서 회전운동 발생 장치
즉, 연속적으로 회전하는 작동기이다
⇒ 기본 형상은 펌프와 같다
⇒ 펌프 : 유체를 밀어냄. 모터 : 유체에 밀려서 작동 유압 요동형 액추에이터 유압 모터 어느 방향으로 든 순간적으로 큰 토크 발생, 적은 공간을 필요로 하며, 설치가 편리 랙-피니언 회전 실린더
피스톤의 직선왕복운동을 회전운동으로 변환하여 요동운동을 할 수 있도록 만든 장치
회전각이 360°이상이 될 수 있는 것이 장점 베인형 회전실린더
베인이 하나인 경우 회전각은 일반적으로 280°∼300° 정도 기어모터 베인모터 피스톤모터 Gear의 이(Teeth)에 작용하는 압력으로부터 Torque를 발생시키는 motor
기어 펌프와 구조가 거의 같으며 구조가 간단하고 가격이 싸다
- 건설기계, 산업차량, 공작기계 등의 회전 액추에이터에 많이 사용
- 기어 모터는 토크에 대한 관성의 비가 크므로 응답성이 좋다





구조적으로 불평형이 많고 저속에서는 토크 출력 및 회전속도의 맥동이 커서 사용불가 Vane 의 표면에 작용하는 유압으로부터
Torque를 발생시켜 회전하는 Motor

베인 펌프와 거의 같은 구조로 만들어져 있고,
일정 토크 특성을 가지며 역전이 가능한 무단 변속 모터 펌프와 거의 비슷한 구조를 가지고 있어서 약간의 변경만으로 펌프와 모터를 서로 바꾸어 사용가능
피스톤 모터는 펌프와 같이 축류형과 반경류형으로 분류
- 축류형은 사판식과 사축식
피스톤 모터는 다른 모터보다 효율이 높고 고속 및 고압에서 원활하게 작동 기어모터
외접형
내접형
- 가장 낮은 효율 70~80%, 가격이 저렴 베인모터
- 기어, 피스톤모터의 중간, 펌프를 모터로 사용 불가 피스톤모터
액셜형
레이디얼형
- 가장 높은 효율 85~95%, 고속과 고압에서 작동, 가격이 고가 요동형모터
베인형
랙-피니언형
- 일정 각도내 왕복 운동 실린더 고정 실린더 헤드커버 또는 로드측 피스톤 로드 끝에 U자형 링크부착 실린더 튜브에 축과 직각으로 피벗을 만들어 장착 page. 111, 112 참조 F
A v = Q
A 부록 표 8 !!!!
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