개념 한 쪽
공기압 제어 회로는 압축공기를 정제·조절·윤활하여 기계에 적합한 공급 상태로 만드는 회로를 말한다. FRL 유닛이 핵심이며, 실린더 구성 방식이나 건조 방식에 따라 성능과 유지보수 방법이 달라진다. 시험에서는 구성 요소의 기능 구분과 장치별 특성을 묻는 문제가 자주 출제된다고 기억한다.
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출제기준 단원 「공기압제어 회로」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 윤활기용 오일 종류 판별 | 1 | 공압 윤활기에 적합한 오일 성질과 부적합한 오일을 가려내기 |
| 실린더 구조와 기능 매칭 | 1 | 탠덤 등 실린더 형식이 어떤 성능 향상에 기여하는지 판별하기 |
| FRL 구성 요소 식별 | 1 | 공기압 조정 유닛의 표준 구성요소에 포함되지 않는 장치를 찾기 |
공기압 조정 유닛은 필터, 압력조절밸브(조압기), 윤활기의 세 요소로 구성되며 이 세 가지를 조합해 FRL 유닛을 형성한다고 설명한다. 필터는 먼지와 물을 제거하고, 조압기는 일정한 사용압을 유지하며, 윤활기는 실린더와 밸브의 마모를 줄이기 위해 미스트 상태의 오일을 공급한다고 정리한다. 건조기는 수분 제거를 목적으로 별도 설치할 수 있으나 표준적인 FRL의 '3요소'에는 포함되지 않는다고 설명한다.
탠덤 실린더는 두 개의 실린더를 직렬로 연결하여 앞단의 압력이 후단의 피스톤에 작용하게 함으로써 유효 면적을 합산하여 출력력을 거의 2배로 얻는 구조라고 설명한다. 이 구조는 실린더 직경을 키우지 못하는 경우에 유효한 힘 증대 방법이며, 텔레스코프형이나 양로드형 등과 그 목적이 다르다고 구분한다.
흡착식 건조기는 실리카겔이나 분자체 같은 건조제가 공기 중 수분을 물리적으로 흡착하여 제거하는 방식이라고 설명한다. 이 과정은 화학 반응이 아니므로 건조제를 재생하여 반복 사용이 가능하고 재생에는 가열이나 감압 등의 외부 에너지가 필요하다고 기술한다. 물리적 흡착 원리를 이해하면 재생 가능성과 에너지 요구 특성을 구분할 수 있다.
공압 시스템의 유지보수 관점에서는 윤활기용 오일의 종류를 구분해야 한다. 공압용 윤활유는 점도가 낮고 산화 안정성이 좋은 터빈유 계열이 적합하며, 스핀들 오일과 같은 고속 회전 기계용 오일은 공압 시스템에 적합하지 않다고 명확히 한다. 또한 단동 실린더는 스프링 복귀 방식을 사용하므로 행정 거리가 제한되어 일반적으로 약 100mm 내외가 최대라고 설명한다.
공기압 조정 유닛 관련 문제에서는 '필터·조압기·윤활기'의 3요소 정의를 알고 있으면 건조기와 같은 별도 장치를 배제할 수 있다. 탠덤 실린더와 텔레스코프형 실린더를 혼동하는 오답이 자주 등장하므로 '탠덤=직렬 연결=힘 증가'라는 원리를 중심으로 선택지를 판별한다. 흡착식 건조기에 대해서는 '흡착=물리적 제거=재생 가능'이라는 세 구절을 기억하면 옳은 설명을 가려내기 쉽다.
공기압 조정 유닛에 대한 설명 중 틀린 것은?
정답 ① · 공압 회로에서 공기압 조정 유닛(FRL 유닛)을 구성하는 윤활기(루브리케이터)에는 일반적으로 점도가 낮고 산화 안정성이 우수한 터빈유(#90) 또는 오일 플러그에 명시된 전용 오일을 공급해야 합니다. 스핀들 오일은 고속 회공용으로 적합하지 않으며, FRL은 공압필터, 압력조절밸브, 윤활기 순으로 조립되는 것이 맞고, 세척 시 중성세제를 사용할 수 있다는 설명도 올바릅니다.
공기압 조정 유닛의 윤활기에는 점도가 낮은 터빈유를 사용해야 하며, 스핀들 오일은 적합하지 않다.
두 개의 공압 복동 실린더가 한 개의 실린더 형태로 조립되어 실린더의 출력이 거의 2배의 큰 힘을 얻는 것은?
정답 ② · 문항은 두 개의 복동 실린더를 조합해 출력력을 거의 두 배로 얻는 구조가 무엇인지 묻는다. 탠덤 실린더는 두 실린더를 직렬로 연결하여 앞단의 압력이 뒷단에 더해지도록 설계되므로 이론적으로 출력력이 거의 합산되어 증가한다.
탠덤 실린더는 두 실린더를 직렬로 연결해 압력을 가산시켜 출력력을 약 2배로 증대시키는 구조이다.
공기압 조정 유닛의 구성기기로 적합하지 않는 것은?
정답 ② · 문제는 공기압 조정 유닛(에어라인 준비 장치)의 구성기기 중 포함되지 않는 것을 묻고 있다. 일반적인 공기압 조정 유닛은 필터·조압기(레귤레이터)·윤활기 오일러(필조윤)의 3요소로 이루어져 공기 정제, 압력조절, 윤활을 담당한다.
공기압 조정 유닛은 필터·조압기·윤활기의 3요소로 구성되며, 건조기는 별도 장치이므로 포함되지 않는다.
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