[아이위키] 유압기계

1. 개요


유압을 이용하는 모든 기계를 이르는 말이다. 유압 모터와 실린더에 압력을 가해, 운동 에너지를 얻는다. 유압은 수동식이나 전자식 밸브를 통해 자동으로 조절할 수 있다. 유공압을 사용하는 기계로는 분쇄기, 유압 도끼, 유압 전동 펌프, 흡착기, 압축공기 청정기 등이 있다.

2. 원리


기본적으로 유압 시스템은 한 지점에서 작용하는 힘을 비압축성 유체를 사용해 다른 지점으로 전달하는 것을 말한다. 유체는 여러가지 종류의 오일과 사용하게 된다. 오일은 비압축적 성격을 갖고 있어, 효율성이 매우 우수한 편이다. 유압실린더에 오일을 유입시킨 다음 오일의 팽창력으로 기기를 작동시킨다.

3. 특징


무단 변속이 가능하고, 빠르다는 장점이 있다. 소형과 대형으로 나눠 출력이 가능하고 조작법이 비교적 간단하다. 또한 방청제나 윤활유가 필요 없고, 수동과 자동으로 작동법을 알맞게 선택할 수 있다. 반면, 온도에 따라 유체 점도가 쉽게 변화하며 인화에 위험이 있다는 단점도 있으며 공기압보다는 느리다.

4. 구성 요소


  • 유압 펌프

유체를 시스템에 공급하는 역할을 한다. 하중에 따라 시스템 압력이 다양하게 발생한다. 펌프는 전기 모터보다 약 10배 큰 출력 밀도를 갖고 있다. 진동을 줄이기 위해 기어, 벨트나 엘라스토머 커플 링을 통해 연결된 전기 모터 또는 엔진으로 구동한다. 기어 펌프, 베인 펌프, 액시 얼 피스톤 펌프, 레이디 얼 피스톤 펌프 등 종류가 있다.

  • 제어 밸브

방향 제어 밸브는 유체를 원하는 엑추에이터에 연결하는 역할을 한다. 방향 제어 밸브는 유압 실린더에 하나의 밸브 및 스택의 모든 밸브에 유체 입력을 제공해 쌓을 수 있도록 설계되었다. 주 밸브 블록은 일반적으로 유량 용량과 성능에 따라 선택하는 선반 방향 제어 밸브와 겹쳐 있는 경우가 많다. 컨트롤 밸브는 유압 회로 가장 비싸고 민감한 부분 중 하나로 꼽힌다.

  • 엑츄에이터

동력을 이용해 기계를 동작시키는 구동 장치 중 하나로 유압으로 작동하는 피스톤, 실린더 기구를 말한다.

  • 저장장치

실린더 연장 및 수축, 온도에 따른 구동 팽창 및 수축과 누설로부터 변화를 수용하기 위한 초과 유압 유체를 보유하는 장치. 유체에서 공기를 분리하는 데 도움을 주며 피크 전력일 때 시스템 손실을 충당하기 위한 열 축적 용도로도 쓰인다.

  • 축전지

가압 가스를 사용하고 에너지를 저장할 수 있도록 만들어 놓았다.

  • 유압 유체

유압 회로의 수명을 가리키기도 한다. 일반적으로 다양한 첨가제와 석유 오일을 뜻한다. 일부 유압 기계에 따라 내화성 유체가 필요하다.

  • 필터

지속적으로 생성되는 금속 입자 및 다른 오염 물질의 제거로 인해 유용하게 사용할 수 있는 시스템 중 하나다.

  • 유압 튜브, 파이프, 호스

유압용으로 제조된 것을 사용하는 것이 좋고, 100mm까지 표준 직경과 다른 압력 범위에 대한 표준 크기가 있다. 유압파이프는 유압 튜브를 대체할 수 있다. 저압용으로만 사용할 수 있다. 유압호스는 압력, 온도 및 유체 호환성에 따라 나뉘어진다. 파이프나 호스를 사용할 수 없는 환경에서 사용하면 되고 기계 작동 또는 유지 보수에 사용하면 된다. 호스는 5~7년 내외로 짧은 기간동안 사용해야한다는 단점이 있다.

  • 이음쇠

유압 시스템을 연결해주는 역할을 한다. 내장된 볼트와 함께 사용할 수 있으며, 단단한 튜빙이나 플래시블 호스로 흐름을 유도하는 데 사용된다.

5. 유압유


윤활성, 내열성, 내산성, 내부하성, 배수성, 점도 등을 요구한다. 광유계 작동유, 합성유계 작동유,난연성 작동유로 나뉘어져 있다. 광유계 작동유는 성능이 뛰어나고, 입수도 용이하지만 광유계작동유로서 충분한 성능과 내구성을 갖췄다. 그런 반면 내화성, 내열성에 한계가 있어 항공기나 화재위험이 있는 탄광, 제철소 등 합성계 또는 함수계 사업장에서는 난연성 작동유를 사용하고 있다.

단, 비압축성이 있으며 운전 온도 범위 내에서 적절한 점도를 지켜내야 한다. 인화점과 발화점 모두 높아야 한다 방열성 역시 중요하다.

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정은주 기자
정은주 기자

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