유압이란? 유압 이론 기초

 

☞ 유압(Oil Pressure)이란?

 - 유체역학에 의한 힘과 운동량을 제어하여 동력을 전달하는 것.

 - 동력원은 전동기 및 엔진, 이 동력을 움직이고 싶은 부분에 부착되어 있는 액츄에이터에 전달.
 - 전달매체는 구동기에 부착되어 있는 펌프에 의하여 흡입 토출되는 유압 작동유.
 - 힘과 운동 방향 등의 제어는 대부분 밸브 사용.

 

☞ 동력의 전달방식?

 - 전기, 기계, 공압, 수압 등을 사용.

 - 각 방식이 갖고 있는 장단점을 충분히 검토하여 가장 적합한 방식을 사용.
 - 유압 은 이들 가운데서 가장 큰 대동력의 전달에 적합.
 - 유압+전기와 같이, 가장 적절한 방식을 조합하여 사용하는 경우가 바람직.

 

☞ 유압사용의 장점

 - 소형으로도 큰 동력 전달.

 - 출력의 속도와 크기를 간단히 제어 가능.

 - 자동제어, 원격제어 유리.

 - 과부하방지대책 유리.

 - 입력/출력부의 위치 선정이 자유로움

 - 안전성, 조작성 높음

 

☞ 유압사용의 단점

 - 유체의 온도변화에 따라 출력부의 속도가 변하기 쉬움

 - 유압장치의 동력전달효율에 따른 동력손실.

 - 배관접속부, 패킹부 등에서 누유에 대한 주의 및 대책 필요

 

 

◈ 동력 계산

 - 동력 L = P×Q/612(KW) = P×Q/450(PS)

(P : 압력(kgf/㎠) , Q : 유량(ℓ/min))

(1) 직선운동을 하고 있는 경우의 동력
 - 동력 L = F×V/102(KW) = F×V/75(PS)
(F : 물체의 무게 (kgf) , V : 물체의 속도(m/sec))

(2) 회전운동을 하고 있는 경우의 동력
 - 동력 L = N×T/975(KW) = N×T/716(PS)
(N : 회전속도(rpm), T : 토크(kgf-m))

 

 

 

 

※ 압력이란?

 - 액츄에이터에 작용하는 부하에 대항해 유압유에 발생하는 "단위 면적당 작용하는 힘"이다.
유압유가 액츄에이터 사이에서 압박, 압축되어 있는 상태를 나타내고 있다.
그러므로 무부하 상태일때는 압력은 약 0kg/㎠으로 무부하 구동이 된다.
부하가 크면 그에 상응하는 고압이 발생하며, 위의 식에 의해 필요 동력이 커지게 된다.
압력의 측정은 압력계에 의해 측정한다.

 

※ 유량이란?

 - 유압유가 "단위 시간당 흐르는 유체의 양"을 말한다.

흐름의 발생은 유체를 흡입 -> 토출시키는데서 일어난다.
펌프의 토출 유량을 크게 하려면 대형 펌프를 사용하는 방법과,

펌프의 구동 회전속도를 빨리하는 방법이 있다. 다만 이 경우, 구동력이 크게 된다.
유입되는 유량이 많을수록 출력속도가 빠르게 된다.

유량 제어밸브를 통해 유량을 제어하여 무단으로 변속이 가능하다.
유량의 측정은 유량계를 사용하여 측정한다.

 

 - 유압펌프 계산식

(1) 실토출량
Qp=qp×Np xηv/1,000nv(ℓ/min)

(2) 소요입력
Lp=PpxQp/612xηp(KW)=PpxQp/450xηp(ps)

qp : 밀어내는 용적(cc/rev)
Np : 회전수(rpm)
ηv : 용적효율
ηp : 펌프전효율

 

 - 유압모터 계산식

(1) 소요유량
Q0=q0×NO/1,000nv(ℓ/min)

(2) 출력토크
T0=(p1-p2)×q0×nt(kgf-m)

(3) 출력
L0=N0×T0/975(KW)=N0×T0/716(ps)

q0 : 밀어내는 용적(cc/rev)
N0 : 회전수(rpm)
ηv : 용적효율
ηv : 토크효율, 기계효율 (전부하 기동 시, 기동토크 효율)