개념 한 쪽
설비보전기능사 공기압 액추에이터 — 밸브·이음쇠·펌프 관련 구성과 유지보수
공기압 액추에이터 관련 문제는 배관 이음부, 밸브의 동작 방식, 펌프 분류, 윤활 및 캐비테이션 대책처럼 장치의 구성 요소와 그 기능을 묻는 유형이 많다. 핵심은 각 부품이 어떤 목적과 원리로 사용되는지 식별하는 능력이다.
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뜻
배관계 및 구동 장치와 관련된 문제는 부품의 기능과 용도를 정확히 구분하는 능력을 요구한다. 예를 들어, 열에 의해 관이 팽창하거나 수축할 때 축 방향 응력을 흡수하는 역할을 하는 부품은 신축 이음쇠이다. 신축 이음쇠는 열팽창과 수축을 허용하여 관에 과도한 응력이 걸리지 않도록 설계된 이음 장치이다.
밸브의 종류는 구조와 구동 방식에 따라 구분한다. 원통 또는 원뿔형 플러그에 구멍을 뚫어 0°에서 90°까지 회전시켜 유량을 조절하는 형태는 콕(Cock) 밸브로서 회전식 개폐·조절 기능을 수행한다. 반면 게이트식의 슬루스 밸브나 방향 전환을 위한 앵글 밸브, 역류 방지용의 체크 밸브 등은 각기 다른 동작 원리와 용도를 가진다.
펌프는 작동 원리에 따라 동적 에너지를 이용하는 비용적형(터보 펌프 계열)과 체적 변화를 이용하는 용적형으로 나뉜다. 임펠러 등의 회전으로 유체에 에너지를 전달하는 벌류트·터빈·축류형은 비용적형에 속하고, 기어 펌프처럼 기어 맞물림으로 체적을 변화시켜 유체를 밀어내는 장치는 용적형에 속한다.
윤활과 캐비테이션 관련 유지보수도 출제된다. 모세관 현상을 이용해 털실이나 패드가 직접 마찰면에 접촉하면서 윤활유를 공급하는 방식은 패드 급유법으로서 패드의 직접 접촉 특성이 핵심이다. 캐비테이션은 흡입 압력 저하로 발생하므로 이를 방지하기 위한 조치는 흡입부 압력 손실을 줄이는 방향이어야 한다는 점을 기억해야 한다.
예제
문제에서 '고온', '열팽창', '응력 흡수'와 같은 키워드가 등장하면 정답으로 신축 이음쇠가 자주 선택된다. 또한 '구멍 뚫린 플러그', '90° 회전'이라는 설명은 콕 밸브를 가리키므로 회전식 밸브를 묻는 선지로 소거법을 적용할 수 있다. 펌프 분류 문제에서는 '임펠러 회전으로 에너지를 전달'이면 비용적형, '기어로 체적을 밀어냄'이면 용적형으로 판단한다. 윤활 방식에서는 '털실·패드의 직접 접촉'이 언급되면 패드 급유법을 선택하고, 캐비테이션 방지책을 묻는 문항에서는 흡입 양정을 크게 하는 조치가 오히려 유발 요인이라는 점을 주의한다.
자주 묻는 물음
- 신축 이음쇠는 어떤 상황에서 사용하나?
- 관로에 고온 유체가 흐를 때 열팽창으로 인한 축 방향 변형을 허용하여 과도한 응력을 방지할 필요가 있을 때 신축 이음쇠를 사용한다.
- 콕 밸브의 동작 특징은 무엇인가?
- 원통 또는 원뿔형 플러그에 구멍을 뚫어 0°–90° 회전으로 유량을 개폐 또는 조절하는 회전식 밸브 특성이 콕 밸브의 핵심이다.
- 캐비테이션을 막기 위한 설비 배치에서 피해야 할 조치는 무엇인가?
- 흡입 양정을 크게 하여 흡입부 압력을 더 낮추는 조치는 캐비테이션을 촉진하므로 방지책에 해당하지 않는다.
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