개념 한 쪽
유압 펌프는 유체에 동력을 전달하여 압력과 유량을 만들어 내는 장치라고 정의한다. 펌프의 성능 판정은 유체동력과 축동력의 비로 나타내는 효율로 한다. 실무 문제에서는 단위 통일을 통해 압력×유량으로 유체동력을 계산하고 이를 축동력과 비교하여 효율을 구한다는 점을 숙지한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「유압 펌프」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 실린더 불규칙 작동 원인 판별 | 1 | 실린더의 불규칙 동작의 원인이 아닌 항목을 가려내는 능력을 묻는다 |
| 펌프 효율 계산 | 1 | 압력·유량·축동력으로부터 펌프 효율을 구하는 절차를 묻는다 |
| 실린더 구동에 필요한 동력 계산 | 1 | 부하력과 속도로부터 필요한 동력을 계산하는 방법을 묻는다 |
유압 펌프의 효율은 펌프가 유체에 전달한 실제 동력인 유체 동력과 펌프를 운전하는 데 소비한 축 동력의 비율로 정의한다는 점을 명확히 한다. 유체 동력은 압력(P)과 유량(Q)의 곱으로 계산하며, 단위는 SI 단위계로 통일해야 한다는 점을 강조한다.
단위 변환이 핵심이며, 예로 압력은 MPa에서 Pa로, 유량은 L/min에서 m³/s로 바꿔 계산해야 정확한 유체동력을 구할 수 있다는 점을 설명한다. 계산식은 유체동력(W)=압력(Pa)×유량(m³/s)이며, 펌프 효율 η는 (유체동력/축동력)×100(%)으로 구한다는 점을 반복한다.
유압 시스템에서 펌프의 출력 요구는 실린더에 작용하는 힘과 그 힘이 이동하는 속도의 곱으로도 구할 수 있다는 점을 설명한다. 즉 필요한 동력은 P=F·v 공식을 따라 힘(N)과 속도(m/s)를 곱하면 와트 단위 동력이 산출된다는 점을 제시한다.
안전·운전상의 문제로는 토출 불가, 소음·진동, 실린더 불규칙 동작의 원인을 기능적 관점에서 구분하여 점검해야 한다는 점을 정리한다. 예컨대 토출 불가 시에는 흡입 측 막힘이나 구동 문제를 먼저 의심하고 릴리프 밸브 설정은 직접 원인이 아닐 가능성이 크다는 점을 명확히 한다.
대표 계산 1 — 펌프 효율 계산 예시를 제시한다. 압력 6.86MPa, 유량 50L/min, 축동력 7kW인 경우를 계산한다는 점을 전제로 한다. 압력은 6.86MPa=6,860,000Pa로 변환하고 유량은 50L/min=0.05m³/60s=0.0008333...m³/s로 변환한다는 점을 보인다. 유체동력은 6,860,000Pa×(0.05/60)m³/s≈5,716.7W가 되며, 효율은 5,716.7W/7,000W≈0.8167이므로 약 81.7%로, 반올림하여 약 82%가 된다는 점을 계산과정과 함께 보여 준다.
대표 계산 2 — 실린더 구동에 필요한 동력 계산 예시를 제시한다. 내경 50mm 실린더로 1t(1000kg)을 50mm/s로 밀어 올릴 때를 가정한다는 점을 전제로 한다. 부하력은 1t×9.8m/s²=9,800N이고 속도는 50mm/s=0.05m/s이므로 필요 동력은 9,800N×0.05m/s=490W가 되어 0.49kW가 된다는 점을 보여 준다.
유압 시스템에서 실린더가 불규칙적으로 작동되고 있을 때, 그 주요 원인이 아닌 것은?
정답 ④ · 유압 실린더가 불규칙하게 작동하는 원인이 아닌 것을 고르는 문제이다. 실린더의 불규칙한 작동은 유압 회로의 압력이나 유량 불안정에서 비롯되며, 밸브 작동 불량, 펌프 성능 불량, 과부하 작동이 모두 대표적인 원인이다.
실린더의 불규칙한 작동은 밸브 고장, 펌프 성능 저하, 과부하 등 시스템의 압력 또는 유량 불안정에서 기인하므로, 작동유 과다는 오히려 안정성을 높일 수 있어 주요 원인이 아니다.
다음 중 로직밸브의 특징이 아닌 것은?
정답 ① · 로직밸브의 특징이 아닌 것을 고르는 문제이다. 로직밸브는 고압 대유량 시스템에 적합한 밸브로, 큰 유량을 다루는 용도이지 저압 소유량용이 아니다.
로직밸브는 구조가 단순해 압력손실이 크고 고압 대유량 시스템에 적합합니다.
압력 6.86MPa, 토출량이 50L/min, 회전수 1200rpm인 유압펌프가 있는데 펌프를 운전하는데 소요 동력이 7kW이라면 펌프의 효율은 약 몇 %인가?
정답 ③ · 유압 펌프의 효율은 유체가 얻게 되는 수력(유체 동력)을 펌프 구동에 투입된 축 동력으로 나누어 구합니다. 수력은 압력과 유량의 곱이며, 단위를 통일하기 위해 유량 50L/min을 m³/s로 변환하면 50×10⁻³/60입니다.
유압펌프 효율은 (압력×유량)/축동력 공식으로 계산하며, 단위 통일이 필수다.
건설기계설비기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.