개념 한 쪽
설비보전산업기사 전동용 기계요소 — 공압 액추에이터·실린더 부착·제어선도
전동용 기계요소 영역은 공압 실린더와 액추에이터의 종류, 부착 방식, 속도제어 및 보호 방식 등을 포함한다. 올바른 설치와 선정은 장비의 수명과 안전에 직접적인 영향을 미치므로 설계식과 역학적 검토를 기반으로 판단해야 한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
뜻
공압 실린더는 피스톤 로드에 편하중이 걸리면 손상될 수 있으므로 로드 선단과 연결부에 어느 정도의 자유도를 두어 편하중을 방지해야 한다. 로드를 강제로 고정하여 자유도를 없애면 기구적 억지힘이 생기고 실린더 수명이 단축된다.
공압 액추에이터에는 연속 회전형, 요동형(한정된 회전각), 래크와 피니언형 등 여러 형태가 있다. 요동형은 제한된 각도 내에서 왕복 회전 운동을 수행하고, 래크·피니언형은 직선 운동을 기어 회전으로 변환하여 다중 회전이 가능하므로 회전각 범위가 매우 크다. 베인형이나 크랭크형 등은 기구적 한계로 회전각이 제한된다.
액추에이터의 선정과 설계는 관성력, 역학적 밸런스, 설계식 검토 등 정량적 분석을 바탕으로 수행해야 한다. 단순한 경험적 추정에 의존하면 안전성과 성능을 확보할 수 없으므로 배제해야 한다.
회전형 액추에이터는 부하의 관성 때문에 정지 제어가 중요하며, 속도 제어 방식으로는 공기를 배출하는 미터아웃 방식을 주로 적용해야 한다. 미터인 방식은 회전형의 관성 제어 요구와 부합하지 않으므로 일반적이지 않다.
전동기 등 장치의 외피 보호 방식은 방진형, 방수형, 보호형 등으로 분류되며 전개형과 같은 용어는 보호 방식 분류에 속하지 않는다. 또한 실린더의 부착 방식으로는 풋트, 플랜지, 클래비스 등이 표준적으로 사용되며 용접형은 유지보수와 교체를 어렵게 하므로 일반적인 부착 방식으로 보지 않는다.
예제
문제 유형 예시는 다음과 같다. 실린더의 연결부를 완전히 고정하는 설명이 나오면 편하중에 따른 손상 위험을 이유로 오답으로 판단해야 한다. 회전각 범위를 묻는 문제에서 '회전 가능 범위가 가장 큰 것'을 고르라면 래크·피니언형을 선택해야 한다. 액추에이터의 속도 제어 방식에서 회전형에 미터인 방식을 적용한다고 하면 관성 제어 원리와 어긋나므로 오답으로 처리해야 한다.
자주 묻는 물음
- 공압 실린더의 로드 연결부에 자유도를 둬야 하는 이유는 무엇인가?
- 로드에 편하중이 걸리면 실린더가 손상되므로 로드 선단과 연결부에 회전 또는 흔들림을 허용하는 자유도를 두어 편하중을 제거해야 한다.
- 회전각 범위가 가장 큰 공압 액추에이터는 무엇인가?
- 래크와 피니언형은 직선 운동을 기어 회전으로 변환하여 다중 회전이 가능하므로 회전각 범위가 가장 크다.
- 회전형 액추에이터의 속도 제어는 어떤 방식을 주로 사용해야 하나?
- 부하 관성으로 인한 회전 에너지를 안전하게 감속하고 정지시키기 위해 공기를 배출하는 속도를 제어하는 미터아웃 방식을 주로 사용해야 한다.
설비보전산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.