롤러운전기능사 유압 밸브 구조와 기능 — 압력·방향·유량 제어

유압에서 압력은 펌프가 직접 만들어 내는 것이 아니라 흐르는 오일이 저항을 받을 때 생긴다. 유량에 대한 저항이 커지면 압력이 형성되고, 호스 끝을 막으면 압력이 올라가는 것과 같은 원리다. 펌프 회전수를 올리면 유량이 변하고, 오일 흐름이 늘어나는 것은 저항이 줄었을 때의 결과이므로 압력 형성의 직접 원인과 구분한다. 반대로 흐름이 새는 쪽으로 바뀌면 압력은 내려간다고 방향을 잡아 두면 좋다.

압력제어의 대표가 릴리프밸브다. 시스템 압력이 설정치를 넘으면 열려 오일을 탱크로 돌려 최고 압력을 제한하고 회로를 보호한다. 고압호스가 자주 파열되는 것도 이 밸브의 설정 압력이 너무 높거나 고장 나서 과압이 걸리는 경우로 본다. 펌프나 모터의 회전 속도는 유량과 관련되고, 오일 점도 저하는 효율 저하로 이어지지만 호스 파열의 직접 원인은 아니다.

압력이 비정상적으로 오르는 원인과 내려가는 원인은 반대로 잡는다. 유압조정밸브가 닫힌 상태로 고착되면 오일이 탱크로 빠져나가지 못해 압력이 계속 쌓인다. 반면 오일 파이프가 파손되거나 점도가 묽어지면 압력은 낮아지고, 압력게이지 고장은 실제 압력과 무관한 표시 문제일 뿐이다.

방향제어는 스풀 밸브가 맡는다. 스풀이라는 원통형 부품이 축 방향으로 움직이며 유로를 열고 닫아 오일의 흐름 방향을 바꾼다. 압력을 올리는 일은 릴리프밸브의 몫이고, 축압기의 압력 변화나 펌프 회전 방향은 스풀 밸브의 기능이 아니다. 속도를 바꾸는 것은 유량제어밸브다. 실린더의 작동 속도는 공급 유량에 비례하므로 유량이 부족하면 느려지고, 릴리프밸브 설정 압력이 높다는 것은 속도와 직접 관계가 없다.

에너지의 방향도 구분한다. 펌프는 기계적 에너지를 유압으로 바꾸고, 액추에이터는 유압을 기계적 일로 되돌린다. 밸브는 흐름을 제어하고 어큐뮬레이터는 에너지를 저장할 뿐 변환을 맡지 않는다. 펌프 소음은 흡입측 공기 유입과 캐비테이션, 스트레이너 막힘, 축 정렬 불량에서 찾고, 릴리프밸브 누유는 압력 손실과 관련될 뿐 펌프 소음의 직접 원인으로 보지 않는다. 유압장치의 수명은 결국 오일 관리에서 갈린다. 고장의 주된 원인이 오일 오염이므로 오일량과 필터를 꾸준히 점검하고 교환하는 것이 우선이다.