유압의 개요

󰊱 유압의 개요

1. 유압기초

(1) 유압의 개요

유압이란 유압 펌프에 의해 기계적 에너지를 유체의 압력 에너지로 변환시켜, 그 유체 에너지에 압력, 유량, 방향의 3가지의 기본적인 제어를 실시하여 유압실린더나 유압모터 등의 액츄에이터로 다시 기계적 에너지로 변환하는 움직임을 말한다.

(2)유압의 특징 및 장점

① 소형 장치로 매우 큰 힘(출력)을 간단하게 얻고 제어할 수 있다.

② 출력의 크기와 속도의 조정이 가능하다.

③ 자동제어 및 원격제어가 가능하다.

④ 과부하방지 대책이 간단하다.

⑤ 입력부와 출력부의 위치를 자유롭게 변경 가능하다.

⑥ 에너지의 축적이 가능하다.

⑦ 유압유가 윤활 및 방청작용을 하므로 가동 부분의 마모가 적다.

⑧ 입력에 대한 출력의 응답속도가 빠르고 운동방향의 변환이 가능하다.

 

(3)유압의 단점

① 유압장치의 동력전달효율이 나빠 손실동력이 크다.

② 배관이 곤란하다.

③ 소음 및 진동이 발생하기 쉽다.

④ 오일의 관리가 어렵다.

⑤ 유압유는 가연성이 크므로 위험하다.

⑥ 배관접속부, 패킹부 등에서 유압유 누설방지에 대한 대책과 주의가 필요하다.

⑦ 유압유의 온도(점도)에 변화에 따른 성능 변화가 크다.

⑧ 공압에 비해 속도가 느린 편이며 가격이 비싸다.

 

(4) 파스칼의 원리(Principle of pascal)

① 압력은 벽면에 직각으로 작용한다.

② 압력은 모든 방향에 동일하다.

③ 밀폐된 용기 속에서 정지하고 있는 유체 일부에 가해지는 압력은 모든 방향에서 같은 크기의 압력이 작용한다.

 

 

2. 유압장치의 구성 및 유압유

유압 장치는 기본적으로 동력을 발생시키는 동력원(오일 탱크, 펌프, 전동기)과 액츄에이터의 운동을 제어하는 제어부(압력제어 밸브, 방향제어 밸브, 유량제어 밸브 등), 그리고 유압 실린더나 유압 모터 등의 액츄에이터와 배관 등으로 구성되어 있다

(1) 유압장치의 5요소

① 유압 탱크

② 유압 펌프

③ 유압 제어밸브(압력, 유량, 방향제어밸브)

④ 유압 액츄에이터(유압실린더, 유압모터)

⑤ 유압관 및 부속기기(필터, 압력계, 배관류 등)

 

(2) 유압장치의 분류

분류	종류
유압 펌프	기어 펌프, 베인 펌프, 플런저 펌프, 나사 펌프
유압 작동기	유압 실린더, 유압 모터, 유압 액츄에이터
유압제어 밸브	압력제어 밸브, 유량제어 밸브, 방향제어 밸브
유조	필터, 냉각기
유압 회로	외형 회로도, 단면 회로도, 유압기호 회로도
기타	축압기, 배관류, 유압 전동 장치

(3) 유압 작동유

1) 유압 작동유의 구비 조건

① 석유계 작동유 : 터빈유, 일반 유압 작동유, 내마모성 작동유

② 합성계 작동유 : 인산에스테르계 작동유(합성 유압유), 지방산 에스테르계 작동유

③ 수성계 작동유 : 물·글리콜계 작동유(난연성 유압유), W/O 에멀젼, O/W 에멀젼

 

2) 유압 작동유의 구비 조건

① 불활성이며, 작동유를 확실히 전달시키기 위하여 비압축성이어야 한다.

② 동력 손실, 운동부 마모 방지, 누유 방지 등을 최소화하기 위하여 장치의 오일 온도 범위에서 회로 내를 유연하게 유동할 수 있는 점도가 유지되어야 한다.

③ 수명이 길고 열, 물, 산화 및 전단에 대해 안정성이 커야 한다.

④ 체적탄성계수가 크고, 인화점과 발화점이 높아야 한다.

⑤ 장시간 사용하여도 화학적으로 안정하여야 한다(산화안정성 및 내유화성).

⑥ 녹이나 부식 등의 발생을 방지하여야 한다(방청 및 방식성이 우수할 것).

⑦ 외부로부터 침입한 먼지나 오일 속에 혼입한 공기 등의 분리를 신속히 할 수 있어야 한다.

⑧ 점도지수가 높아야 한다(온도변화에 대한 점도 변화가 적을 것).

⑨ 열전달률이 높고, 열팽창계수, 비중이 작아야 하며 물과의 상호 용해성이 매우 작아야 한다.

⑩ 압력의 변화 및 전단에 의한 점도 변화가 작아야 한다..

 

3) 작동유의 첨가제

작동유에 요구되는 여러 성질을 향상시키기 위하여 다음과 같은 첨가제가 사용된다.

① 산화 방지제：산의 생성 억제, 금속 표면에 방식피막 형성, 유황 화합물, 인산 화합물, 아민 및 페놀 화합물

② 방청제：작동유에 혼입된 수분에 의해 금속표면에 녹이 발생하는 것을 방지, 유기산, 에스테르, 지방산염, 유기인 화합물, 아민 화합물

③ 소포제：거품을 유면에 부상시켜 없앰. 실리콘유, 실리콘의 유기 화합물

④ 점도 지수 향상제：고분자 중합체로 된 점도지수 향상제 사용

⑤ 유성 향상제：유기인 화합물이나 유기 에스테르와 같은 극성 화합물

⑥ 유동성 강하제：유동점은 기름이 응고하는 온도보다 2.5℃ 높은 온도를 말하며 저온 유동성을 나타내는 방법으로 표시된다(실용상 최저온도는 유동점보다 10℃ 이상 높은 온도가 바람직하다).

 

작동유 선정시 고려해야 할 사항

① 비압축성유체이고 운전온도 범위에서 유동성이 좋을 것

② 윤활성이 우수할 것

③ 장시간 사용에 물리적·화학적 변화가 적을 것

④ 부식방지 우수

⑤ 침전물 분리 우수