유압장치의 원리유압장치는 파스칼의 원리을 이용하여 무거운 것을 손쉽게 핸들링할 수 있습니다.피스톤의 크기가 다른 주사기 두개가 비닐 관을 통해 이어져 있습니다. 이 관속에는 물이 가득 들어 있습니다. 편의 상 작은 주사기의 피스톤 면적은 10㎠, 큰 피스톤의 면적은 100㎠이라고 합니다. 작은 주사기를 10kg의 힘으로 누르면 물에 압력이 가해집니다.압력은 누르는 힘/면적이니까 물에 발생되는 압력은10kg/10㎠ = 1kg/㎠이 됩니다.파스칼의 원리는 관로속의 유체는 압력이 동일하다는 것입니다. 즉 이 압력은 큰 주사기 속에서도 1kg/㎡의 압력을 가집니다. 이 압력으로 인해 큰 피스톤은 밀리게 되는데 그 힘은 다음과 같습니다.작은 주사기에서 발생한 압력 = 큰 주사기에 발생한 압력1 kg/㎠ = 큰 피스톤을 미는 힘(kg)/100㎠그러므로 큰 피스톤을 미는 힘 = 100kg작은 주사기를 10kg으로 눌렀는데 큰 주사기에서는 100kg의 힘이 발생합니다. 참 놀라운 일입니다... 그러나 세상에 공짜는 없는 법.피스톤의 단면적 차이로 작은주사기를 10cm 만큼 밀었다면 총 유체의 이동량은 10㎠ x 10cm = 100㎤큰 주사기를 움직이는 량을 구해보면유체의 이동량 = 큰 주사기의 단면적 x 큰 피스톤의 이동거리100㎤ = 100㎠ x 1cm작은 주사기를 10kg으로 10cm 밀면큰 주사기는 100kg의 힘으로 1cm 밀려 나옵니다.작은 힘의 유압펌프를 지속적으로 가동하여 낮은 압력을 발생시키되 유체의 이동량을 크게하면 큰 힘을 낼 수 있습니다.유압 장치의 구성 요소① 오일 탱크 - 유압유를 저장하고 일정량을 유지② 유압 펌프 - 유압유를 장치 내로 흘러보내는 펌프③ 펌프 구동의 동력원 - 전동기나 그 밖의 동력원④ 각종 제어 밸브 - 유체의 방향, 압력, 유량을 조절⑤ 일 변환 장치유압 실린더 - 직선왕복운동유압 모터 - 연속회전운동, 왕복각운동⑥ 파이프 - 유체가 통과하고 이송▶ 유압기기의 종류◀유압 장치를 구성하는 기본적인 유압기기인 유압 펌프, 오일 탱크유압 모터, 유압 실린더에 대하여 살펴 본다.- 유압 펌프▷ Main Pump- 건설장비용과 일반 산업용으로 개발된 모델로서 높은 출력밀도와 고효율로 신뢰를 받고 있으며, 철저한 기능설계 추구로 더욱더 향상된 건설장비 및 일반산업용 편경전 피스톤 펌프- 유압 모터▷ Travelling Motor- 강력한 파워! 최고의 성능을 발휘하는 주행용 모터. 감속기, 유압모터, 카운터밸런스 밸브, 파킹 브레이크를 일체화.▷ Swing Motor - 건설기계용의 선회모터로 개발한 사판형 피스톤 모터. 메카니칼 브레이크, 릴리프 밸브, 메이크-업 밸브를 내장▷ SX-Motor- 저속 고토오크 래디얼 피스톤 모터로서 1회전당 용량이 크고, 저속에서 큰 토오크를 발휘함과 동시에 구조가 간단하고 보수 및 취급이 용이한 제품이며, 육상 및 선박용의 각종 기계 장치에 광범위하게 사용하는 모터- 유압 밸브▷ Remote Control V/V- 멀티플 콘트롤 밸브의 스풀제어나, 가변펌프의 경전제어 등을 동시에 행하는 감압밸브 방식의 파일럿 밸브이고, 특히 조작 토르크를 작게하는 것이 가능하기 때문에 리스트 콘트롤(Wrist control)도 가능- 유압 장치 유닛 (오일탱크, 여과기, 전동기, 유압 펌프)- 유압 피스톤펌프의 종류1. 원심 펌프(Centrifugal Pump)원심 펌프는 한 개 또는 여러 개의 임펠러를 밀폐된 케이싱 내에서 회전시킴으로써 발생하는 원심력을 이용하여 액체의 펌프 작용, 즉 액체의 수송작용을 하거나 압력을 발생시키는 펌프를 말한다. 이 펌프에서 중심부의 물이 밖으로 나오면 중심부는 압력이 저하되어 진공에 가까워지고 흡수관의 물이 대기의 압력에 의해 임펠러 중심을 향해 흐르게 된다. 이렇게 하여 물은 연속적으로 펌프 작용을 받아 흡상, 압상 되는 것이다. 보통 원심펌프의 흡입구가 임펠러의 중심에 있는 것이 바로 이 때문이다. 원심 펌프은 고속 회전이 가능하고, 소형 경량이며 구조가 간단하며 취급이 용이, 효율이 높고 맥동이 적은 특징을 가지고 있다.원심 펌프의 펌프는 펌프 본체(와실, 안내깃, 와류실로 구성), 임펠러, 주축, 축이음, 베어링 본체, 베어링 그리고 패킹 상자로 구성되어 있다. 위의 그림에서 보는 것과 같이 와실은 임펠러의 바깥 둘레에 배치되어 있는 환상 부분으로 그 내부에 안내깃이 들어가게 된다. 안내깃은 임펠러에서 송출되는 물을 와류실로 유도하여 속도 에너지의 손실을 적게 하면서 압력에너지로 바꾸는 역할을 한다. 와류실은 와실에서 나와 안내깃을 통과한 물을 모아 송출관으로 보내는 동체이다. 임펠러는 그림 1에서 보는 것과 같이 여러 개의 만곡된 깃이 달려있는 바퀴이다. 이 깃의 숫자는 대개 4~8 매로 원판 사이에 끼어 있다. 재료는 주조하기 쉽고 기계 가공이 편리하고, 주물의 표면이 매끄럽게 되며 녹이 슬지 않는 청동을 사용하지만 여러 용도에 따라 여러 재료들을 사용한다. 주축은 임펠러가 고정되어 있고 전동기의 동력을 전달해주는 역할을 한다.원심 펌프의 분류1) 안내깃의 유무에 따른 분류(a)볼류트 펌프(b)터빈 펌프(a) 볼류트 펌프(Volute Pump) : 임펠러 바깥둘레에 안내깃이 없고 바깥둘레에 바로 접하여 와류실이 있는 펌프, 일반적으로 임펠러 1단이 발생하는 양정이 낮은 것에 사용 되어진다.(b) 터빈 펌프(Turbine Pump) : 임펠러 바깥둘레에 안내깃을 가지고 있는 펌프. 일반적으로 양정이 높은 곳에 사용 되어진다.2) 흡입구에 의한 분류단흡입 펌프와 양흡입 펌프임펠러의 한쪽에서만 흡입하는 펌프를 단흡입 펌프라 하고 양쪽에서 흡입하는 것을 양흡입 펌프라고 한다. 단흡입 펌프에는 횡축 단흡입 볼류트 펌프, 입축 단흡입 볼류트 펌프가 대부분이고 양흡입 펌프에는 횡축 양흡입 볼류트 펌프, 입축 양흡입 볼류트 펌프가 대부분이다. 일반적으로 임펠러의 바깥지름, 안지름 및 그 외의 치수가 동일한 경우, 양정은 동일하지만 유량은 양흡입이 편흡입의 2배가 된다. 또한 요구되어지는 송출량이 양정에 대하여 비교적 적은 경우에는 단흡입을 사용하고, 송출량이 많은 경우에는 양흡입을 사용한다.3) 개를 단 것을 단단펌프(Single-Stage Pump)라고 하고 펌프 한 대에 여러 개의 임펠러를 같은 축에 배치하여 1단에서 나온 액체를 2단에서 그리고 그 다음 단으로 계속 연결되는 펌프를 다단펌프(Multi-Stage Pump)라고 한다. 단단 펌프로 양수할 수 있는 양정의 범위는 임펠러의 지름과 임펠러와의 관계에서 볼 때 일반적으로 80~100m이다. 이 이상의 양정이 요구될 때는 다단펌프를 사용하면 된다.4) 축의 방향에 따른 분류펌프의 축이 수평일 때는 횡축 펌프(Horizontal Pump), 수직일 때는 입축펌프(Vertical Pump)라고 한다. 보통 펌프는 대부분 횡축 펌프이지만 깊은 우물용 펌프나 오수용 펌프는 입축이 적당하다. 입축의 장점은 설치 장소의 면적이 좁을 때나, 양정이 높아서 캐비테이션이 일어날 우려가 있을 때 사용하면 좋다.2. 축류/사류펌프송출량이 매우 많아서 전양정이 낮고 비속도가 크게 되면 임펠러의 형상이 원심펌프와 다르게 되며 임펠러의 날개는 크고 넓으며, 마치 선풍기의 팬 또는 프로펠러와 같은 형상으로 되어있다. 이 날개가 회전함으로써 발생하는 양력에 의해 유체에 압력 에너지와 속도 에너지를 공급하고 유체는 임펠러 속으로 축방향에서 유입하여 임펠러를 지나 축방향으로 유출한다. 비속도는 축류형에서 1200이상이며, 양정은 1~5m가 된다. 축류 펌프는 대유량, 저양정의 단단 펌프로써 많이 사용되어진다. 노지의 관개, 배수용, 도시 하수 배수용, 공업용 냉각수 순환용 등으로 많이 사용되어진다. 이 펌프는 비속도가 크므로 저양정에서도 회전수를 크게 할 수 있으므로 원동기와 직결할 수 있고, 많은 유량에 비해 형상이 작아서 설치 면적도 줄일 수 있는 장점이 있고, 또한 펌프 내의 유로에 단면 변화가 적으므로 유체의 손실이 적고 가동익형으로 하면 넓은 범위의 유량에 대해 높은 효율을 얻을 수 있다.축류 펌프 구조도축류 펌프의 구조는 그림과 같이 임펠러, 축, 안내깃, 동체,베어링으로 구성된다. 축류 펌프의 임펠러는 익형 축에 방사상으로 붙어있다. 이 임펠러가 고정 익형에 있어서는 날개를 보스와 일체로 주조하거나 볼트로 결합하지만 회전시 자유로이 깃의 각도를 조절할 수 있는 가동 익형인 경우에는 그 조작 기구가 여러 가지로 연구되고 있다. 축류 펌프에 있어서 안내깃은 주축단 베어링을 내장하는 축과 케이싱을 결합하고 지지하는 역할을 한다.3.사류 펌프사류 펌프는 원심 펌프와 축류 펌프의 중간이라고 할 수 있다. 이 펌프는 대부분 단단으로 사용되고 농지 관개용, 상 하수도용, 냉각수 순환용, 도크 배수용 등에 쓰인다. 사류 펌프의 특성은 원심펌프보다 고속 회전할 수 있고 소형 경량으로 제작이 가능하며 비속도는 650~1300, 횡축형에서 양정은 10~12m, 입축형에서는 50~60m정도이다.또한 고양정에서는 케비테이션 현상도 작고 수명도 길다.4.복동 펌프(Reciprocating Pump)왕복동 펌프는 흡입 밸브와 송출 밸브를 장치한 실린더 속을 피스톤 또는 플런저를 왕복 운동 시켜 송수하는 펌프이다. 왕복동 펌프는 피스톤의 형상에 따라 분류하면 피스톤 펌프(Piston Pump)와 피스톤 ㅎ로드의 단면 보다 크고 양쪽이 동일한 치수인 플런저 펌프(Plunger Pump)로 나뉠 수 있고, 실린더의 개수에 따라 단식 펌프, 2연식 펌프, 3연식 펌프로 , 양수의 작용에 따라 단동 펌프(Single Acting Pump), 복동 펌프(Double Acting Pump), 차동 펌프(Differential Acting Pump)로 분류된다. 아래 그림 왕복동 펌프의 배관도를 살펴보면 피스톤이 올라가면 실린더 속은 진공이 되고 흡입 밸브가 열려 흡입관으로부터 흡수한 후 피스톤이 내려가면 송출 밸브가 열리고 물을 송출하는 방법으로 불연속적으로 물이 방출된다. 왕복동 펌프의 특징은 구조상으로 볼 때 저속 운전이 될 수밖에 없고 같은 유량을 내는 원심펌프에 비해 대형이 된다. 또한 송출 압력은 원심 펌프와 같이 회전수에 제한을 받지 않고 소유량, 고압력에 적합하다. 그리고 송출 압력이 매우.
![[기계설계] 기계설계 계산 엑셀화일](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2003/04/12/data1198399-0001.jpg)
