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유~8

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by

Lee Hae Chul

on 21 February 2013

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Transcript of 유~8

공압 (pneumatics) 시스템 : 동력을 전달하고 제어하기 위하여 압축된 기체를 사용하는 시스템 공압의 물리적 이해 압축공기의 생산 공압 액추에이터 공압 밸브 공기 : 질소 78%, 산소 21%, 기타 가스 1%
공기 중에는 수증기인 습기가 존재,
그 양은 공기의 온도 등에 따라 변함

표준대기압은 1 atm → 평균해수면의 표준대기압

표준공기는 20℃, 760mmHg, 상대습도 75% 공압기기 공압의 특징
- 공기는 사용할 수 있는 양이 무한- 청결하며 인체에 무해
- 출력조정이 쉽고, 무단 변속 가능
- 빠른 작업속도를 얻을 수 있으므로 작업시간이 까다롭지 않다
- 유압에서와 같이 리턴라인이 불필요하므로 배관이 간단
- 점성이 적으므로 압력강하가 작다
- 압축공기는 저장탱크에 저장할 수 있고
필요에 따라 사용할 수 있으므로 압축기를 계속 운전할 필요 없다 단점
- 공압기기에 급유를 하여 녹방지 및 윤활성을 주어야 한다- 이물질에 약하며 습기나 먼지가 있어서는 안된다- 기준 이상의 힘이 요구될 때, 압축공기는 효율이 낮고 경제적이 되지 못한다- 압축성으로 인하여 균일한 피스톤 속도나 일시정지 등이 곤란하며 응답속도가 늦다- 밸브 전환시에 소음이 크다 보일의 법칙(Boyle's law) :
- 체적이 변하는 정도는 피스톤에 가하는 힘에 따른 압력의 변화에 반비례 즉, 압력이 증가하면 체적은 작아지고 압력이 낮아지면
공기는 팽창하여 체적이 커짐
압력에 의하여 체적이 변하는 동안 온도의 변화도 수반하게 되는데
온도의 변화를 무시한 것

보일의 법칙은 온도가 일정할 때 압력과 체적은 서로 반비례 샤를의 법칙(Charles' law) :
- 압력이 일정할 때 기체의 체적은 온도가 1 ℃증가할 때마다
체적의 1/273씩 증가한다는 법칙

샤를의 법칙은 압력을 일정할 때 온도와 체적은 서로 비례 이상기체 상태 방정식 :
- 보일의 법칙과 샤를의 법칙을 조합 분자간의 상호 작용이 전혀 없고
분자자체의 체적이 없으며
충돌할 때 이외에는 분자에 힘이작용하지 않는 기체 압축공기를 생산하는 것은 공압을 사용하는 기계에 동력을 공급하는 것
공기 압축기를 이용하여 압축공기를 생산하는데 압축공기의 특성이 점도가 낮고
저장성이 좋으며 에너지의 전달거리가 길기 때문에
한 곳에서 집중적으로 생산하여 분배하는 형식을 사용 공기 또는 다른 기체를 낮은 입구 측 압력(보통대기압) 에서
더 높은 필요한 압력으로 압축하는 기계
유압에서 유압펌프에 해당

공기 압축기의 분류
- 왕복 피스톤 압축기
- 회전 피스톤 압축기
- 터빈형 압축기 왕복 피스톤 압축기 피스톤 압축기 다이아프램 압축기 터빈형 압축기 반경류형 터빈 압축기 축류형 터빈 압축기 회전 피스톤 압축기 베인형 압축기 루트블로어 스크류 압축기 장 점 : 고압의 공기압을 만들 수 있다(1bar 수십bar)단점 : 맥동현상, 윤활유가 공기에 포함 장 점 :
- 쉽게 고압을 얻을 수 있기 때문에 고압이 필요한 경우에 많이 사용
단 점 : - 공기를 압축하기 때문에 맥동 현상 있음 - 보수가 어려움 - 소음이 심하며, 설치 면적이 크다 공기가 압축되는 부분과 피스톤이 운동하는 부분이 다이아프램에 의하여 분리되어 있는 압축기

압축기 내의 윤활유가 압축공기와 섞일 수 없는 구조로 만들어져 있어서
깨끗한 공기를 생산

의료기계, 식품기계, 화학 산업에 응용 캐이싱 안에 편심된 로터가 있고
로터의 절단된 홈 안으로 벤이라고 불려지는 판이 끼워져 있다
로터가 회전하면 캐이싱, 로터, 벤으로 둘러싸인 용적이 변하기 때문에 흡기구에서 흡입되며, 배기구에서는 압축된 공기가 토출 장 점 : 고속운전이 가능하여 크기에 비해 유량이 많음, 소음과 진동이 적음,
공기의 연속이동으로 발생압력의 맥동이 적음.
단 점 : 제작상 어려움으로 고가 송풍기의 일종

루트블로어를 이용하여 높은 압력을 만들 수 없다 날개와 가이드(guide)에 의해 반경 방향으로 가속되며
이것이 다시 다음 공간의 축 쪽으로 흡입되어
가속되는 동작을 반복하여 공기를 압축 대용량에 적합

공기는 날개에 의하여 축 방향으로 가속

여러 장의 날개를 직렬로 배치하여 다단 압축 형식 공기 압축기에서 생산된 압축공기는 고온, 다습

공기에 포함된 수분을 감소시키고, 냉각수나 찬 공기를 이용하여
공기를 냉각시키는 방법 공기 탱크(air tank) :
- 압축 공기를 일시적으로 저장하는 기기
- 공기 압축기 뒤에 설치
- 어큐뮬레이터의 역할도 한다
역활 :
- 압축기로부터 배출된 공기 압력의 맥동을 흡수하여 안정된 압축 공기를 공급 - 일시적으로 다량의 공기가 소비될 때 발생하는 압력의 변화를 평탄하게 하여
급격한 압력 강하를 방지한다. 목적 : 습기 제거 → 공압기기의 고장 방지가 목적

흡수식 건조기 : 화학적 방법, 건조제를 통과하여 수분을 건조
주기적인 건조제 리필 요구 → 유지비용
구조가 간단, 기계적 마멸이 없고 외부에너지 사용 안함

흡착식 건조기 : 물리적 방법, 겔(gel)이 수분 흡착 → 건조 성능 우수

냉각식 건조기 : 저온 건조라고 함, 열교환기를 이용, 가장 저렴 배관 :
압축공기 에너지는 저장성이 좋고 전달할 수 있는 거리가 길다
따라서 배관이 중요
기본적으로 말단부가 없어야 함
효율향상을 위해 환형배관 구성
주 배관은 유동 방향으로 1~2 %의 경사가 있도록 설치 에어 서비스 유닛 : 일반적으로 필터, 압력조절기, 윤활기가 조합되어 있는 것

사용 목적 : 공기를 작업자와 공압시스템 모두에게 더욱 적합한 유체 매체로 만드는 것 압축공기 필터(filter) : 압축공기가 필터를 통과할 때에
응축된 물과 고형 이물질을 제거
즉, 밸브와 작동기 같은 공압 요소에
도달하기 전에 오염물질을 제거 감압 밸브는 압력 조절기라고도 함
공압시스템에서 일정한 압력을 얻기 위하여 사용 윤활기 : 공압 실린더나 각종 제어 밸브가
원활한 작동을 할 수 있도록
윤활유를 공급해 주는 기능을 한다

공기여과기로부터 공급되는 압축공기는
건조공기이므로 윤활기능이 없다 공압 공구 압축공기를 이용하여 작업을 하는 장치

유압 액추에이터와 구조와 분류가 유사

공압 액추에이터를 사용 → 압축성을 가진 에너지원을 사용하는 것
운동 속도가 빠른 반면에 높은 압력을
사용하지 않으므로 액추에이터가 운동할 때
그 추력도 작아진다 공압 액추에이터 공압 액추에이터의 기호 꼭 살펴보자!!!
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