개념 한 쪽
유압 시스템의 주요 구성요소로 펌프와 보조 장치가 있으며, 작동유의 특성과 펌프 종류, 그리고 에너지 저장·완충 장치의 역할을 이해해야 한다는 점을 핵심으로 다룬다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「유압 밸브」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 왕복 펌프의 맥동 완화 장치 | 1 | 왕복 펌프에서 맥동을 줄이는 장치의 주된 역할을 찾기 |
| 유압의 축적·완충 장치 식별 | 1 | 유압 시스템에서 에너지 축적과 충격 완충 기능을 수행하는 장치 고르기 |
| 공동현상 방지 대책 판단 | 1 | 펌프 공동현상의 발생 원인과 방지 방법 중 거리가 먼 것을 가리기 |
유압 작동유의 점도는 유체의 끈적임 정도를 의미한다. 점도가 높으면 내부 마찰과 배관 저항이 커져 온도가 상승하고 동력 손실이 증가하는 반면, 누설은 줄어 펌프의 용적 효율이 향상되는 상반된 영향이 발생한다는 점을 기억한다.
유압 펌프는 작동 원리에 따라 용적형과 동력형으로 구분한다. 용적형 펌프는 밀폐 공간의 부피 변화를 이용해 유체를 흡입·배출하며, 기어 펌프·베인 펌프·회전피스톤 펌프가 여기에 해당한다. 동력형 펌프는 임펠러의 회전으로 유체에 양력이나 압력차를 발생시켜 압송하는 방식이며 축류·원심 펌프가 여기에 속한다.
베인 펌프는 구조가 비교적 간단하고 소음이 적으며 정 토출량과 가변 토출량을 모두 구현할 수 있어 공작기계, 프레스기계, 차량용 유압장치 등에서 널리 사용된다는 점을 기억한다. 기어펌프는 기어 치수와 회전수에 따라 이론 송출량을 계산할 수 있으며, 계산식은 피치원 지름과 잇폭, 회전수를 이용하는 방식을 사용한다.
유압 계통의 안정성을 위해 어큐물레이터(accumulator)가 사용된다. 어큐물레이터는 유압 에너지를 축적하고 압력 변동을 보상하며 맥동을 제거하고 충격을 완화하는 역할을 수행한다. 왕복 펌프의 경우 공기실(air vessel)이 토출 유량의 맥동을 완화하여 평균 유량에 가깝게 유지하는 기능을 한다.
공동현상(cavitation)은 흡입 압력의 저하로 인해 발생하므로, 이를 방지하려면 흡입 조건을 개선해야 한다. 예컨대 흡입 설치 높이를 낮추거나 양흡입 펌프를 사용하거나 회전수를 낮추는 방법이 공동현상 완화에 도움이 된다.
유압 펌프의 구동 동력은 압력과 유량의 곱을 단위를 통일하여 계산한 뒤 전효율로 나누어 구한다. 예를 들어 토출 압력이 약 500 kgf/cm²로 측정되고 토출량이 200 cm³/s이며 전효율이 0.9일 때 압력은 약 4.9×10⁷ Pa, 유량은 0.0002 m³/s이므로 이론 동력은 약 9.8 kW라고 계산한다. 전효율을 고려하면 실제 필요한 동력은 9.8 ÷ 0.9 ≈ 10.9 kW가 된다고 본다.
기어펌프의 이론 송출량 계산 예시도 자주 출제된다. 모듈이 3, 잇수가 16이면 피치원 지름은 48 mm가 되고, 잇폭 18 mm, 회전수 1200 r/min을 대입하면 Q = π × d × b × n / 10^6 공식을 이용해 약 19.49 L/min가 된다고 정리한다.
왕복 펌프에서 공기실의 가장 주된 역할은?
정답 ③ · 문항은 왕복 펌프에서 공기실의 주된 역할을 묻고 있다. 공기실은 내부 공기의 탄성 특성을 이용해 펌프 토출 유량의 맥동을 흡수·완화하여 비교적 균일한 송출 유량을 얻도록 하는 것이 주된 목적이다.
공기실은 압축된 공기의 탄성으로 펌프 출구 유량의 맥동을 완화하여 균일한 송출을 가능하게 한다.
유압 주속장치 중 유압 에너지의 축적, 압력보상, 맥동제거 및 충격 완충의 역할을 하는 것은?
정답 ③ · 문제는 유압계의 구성 요소 중 에너지 축적, 압력보상, 맥동제거 및 충격 완충 역할을 하는 장치를 묻고 있다. 어큐물레이터는 유압 회로에서 압력 에너지를 저장하고 압력 변동을 완충하며 맥동과 수격 현상을 줄이는 기능을 수행하므로 제시된 모든 역할에 해당한다.
유압 시스템에서 에너지 저장, 압력 보상, 맥동 제거 및 충격 완충 역할을 수행하는 장치는 어큐물레이터(accu-mulator)이다.
펌프의 공동현상(caviation)의 방지법으로 거리가 먼 것은?
정답 ④ · 문제는 펌프의 공동현상을 방지하는 방법 중 부적절한 것을 찾는 문제이다. 공동현상은 흡입 압력 부족으로 발생하므로 흡입 양정을 줄이거나 양흡입 펌프 사용, 임펠러를 수중에 잠기게 하는 등의 방법으로 흡입 조건을 개선하면 방지된다.
공동현상은 흡입 압력이 낮아져 발생하므로, 회전수를 높여 흡입 비속도를 크게 하는 것은 방지법이 아니다.
승강기기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.