[사출교육-LS엠트론] 유압 및 절전형 사출성형기의 이해 - 유압의 기초 문정희 기자입력 2018-12-06 17:55:24

LS엠트론 기술교육아카데미에서 누구나 쉽게 사출성형을 이해할 수 있도록 사출성형 입문자를 대상으로 한 기술 자료를 공개했다. 이번 호는 유압 및 절전형 사출성형기의 이해를 위한 ‘유압의 기초’를 다룬다. 

* 자료 : LS엠트론 기술교육아카데미(http://lsmtronacademy.com)

 

1. 유압의 특징

 

1) 장점
소형에서도 출력이 크며 광범위하게 무단 변속이 용이하다. 또한 과부하 방지를 용이하게 할 수 있으며 작동이 원활하고 원격제어가 가능하며 응답성이 좋다. 자유로운 출력제어는 물론, 출력조종이 용이하다. 

 

2) 단점
작동유 누설의 우려가 있으며, 온도의 변화에 의해 엑추에이터의 속도가 변한다. 또한 먼지 및 오물의 혼입 방지가 필요하고, 작동유가 가연성이다.

 

3) 파스칼의 원리(B.Pascal, 1623~1662, 프랑스 철학자·과학자)
정지 유체에 압력을 가하면 다음과 같은 성질을 갖는다.
-. 압력은 모든 면에 직각으로 작용한다.
-. 압력은 중력을 무시할 경우 모든 방향으로 똑같이 작용한다.
-. 밀폐된 용기 중의 유체 일부에 가해진 압력은 동시에 유체 각 부위에 똑같은 힘으로 전달된다.

 

 

4) 압력 발생의 원리

 

P(압력) × A(단면적)  = F(힘)
80㎏/㎠ × 10㎠ = 800kgf
→ 80㎏/㎠의 압력으로 800kgf의 힘을 낼 수 있다.
   만약 단면적이 20㎠로 증가한다면 1600kgf의 힘을 낼 수 있다.

 

2. 펌프

 

1) 펌프의 종류

 

2) 정용량형 베인 펌프
베인 펌프는 로터의 반지름 방향으로 작용하는 힘의 평형 여부에 따라서 평형식과 불평형식으로 구분된다. 또한 배제용적의 가변 제어 가능성과 관련해 고정 용량형과 가변 용량형으로 구분된다.
베인 펌프는 비교적 압력 맥동이 작고, 구조가 간단하며, 소형 경량으로 제작할 수 있는 장점을 가진다. 토출 압력은 70~210bar, 토출 용적은 500㎤/rev 정도이며, 산업용, 자동차용등으로 널리 사용된다.  

 

 

3) 사판식 엑시얼 피스톤 펌프
엑시얼 피스톤 펌프 및 모터는 고압 영역(150bar) 이상에서 우수한 특성을 가지며, 비교적 높은 출력을 내는 유압 시스템에서 널리 사용된다. 사판형 엑시얼 피스톤 펌프는 피스톤, 실린더블록이 회전하면서 피스톤이 연결된 경사판의 각도에 의해 발생하는 체적차이를 이용해 작동유를 흡입하고 토출한다.
엑시얼 피스톤 펌프는 내부용적이 원통형 챔버로 비교적 간단한 제조 공정을 사용하면서도 높은 가공정밀도를 얻을 수 있고, 높은 실링효과를 얻을 수 있다. 이 때문에 다른 종류의 펌프에 비해 높은 효율을 얻을 수 있다. 또한 고정 용량형 뿐만 아니라 가변 용량형으로도 제작되어 다양한 용도로 응용될 수 있다.
피스톤 펌프의 단점은 비교적 고가이며, 이물질에 의한 손상을 입기 쉽다.
엑시얼 피스톤 펌프는 유한한 수의 피스톤을 사용하므로 불가피하게 유량 맥동이 발생하며, 유량 맥동은 압력 맥동, 진동 및 소음의 원인을 제공한다.

 

 

4) 내접 기어 펌프
내접 기어 펌프란 기어가 내접 맞물림하는 것을 특징으로 하는 기어 펌프를 말한다. 외접 기업 펌프와 비교할 때, 내접 기어 펌프는 하나의 기어 내부에 또 하나의 기어를 가지며, 이것이 두 펌프 사이의 두드러진 차이점이다. 
내접 기어 펌프는 크게 나눠 분할편형과 제로터형으로 구분된다.
제로터형은 트로코이드 치형인 점과 관련지어 트로코이드 펌프라고 부르기도 한다. 내접 기어 펌프의 기본 작동 원리는 기어 이빨이 분리되는 지점에서 흡입이 발생하고 이들이 맞물리는 영영에서 토출이 일어난다.
내접 기어 펌프는 토출측에서의 유량 및 압력 맥동이 적고, 흡입측에서의 유동 손실이 적어서 흡입 성능이 우수하다. 또한 소음 및 진동특성이 좋다.

문정희 기자
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