유압 장치 구성과 작동유 요건

핵심 정리

유압 장치는 밀폐된 액체에 가한 압력이 모든 방향으로 같게 전달되는 성질, 곧 파스칼의 원리를 이용하는 장치다. 모든 방향으로 같게 전달되는 압력은 좁은 면적에 가한 힘을 넓은 면적에서 면적 비율만큼 커진 힘으로 나타나게 한다. 유압 장치는 파스칼의 원리를 이용하여 작은 힘으로 큰 힘을 얻는다. 이 때문에 유압 장치는 작은 조작력으로 무거운 하중을 움직이는 곳에 쓰인다.

유압 장치는 대개 세 부분으로 나뉜다. 동력을 만드는 발생 부분, 흐름과 압력을 제어하고 전달하는 부분, 동력을 실제 운동으로 바꾸는 작동 부분이다. 발생 부분에는 펌프가, 제어·전달 부분에는 밸브와 배관이, 작동 부분에는 실린더와 모터가 놓인다. 작동유는 이 부분들을 잇는 매체이며, 작동유가 흐르는 경로를 유압 회로라고 한다.

유압시스템은 충격에 강하며 높은 출력을 얻을 수 있다. 이 특징 때문에 유압 장치는 중장비와 건설 기계처럼 큰 힘과 충격을 견뎌야 하는 기계에 널리 쓰인다.

이 단원은 작동유의 요건과 기기의 역할, 두 축으로 정리하면 된다. 작동유는 힘을 옮기는 매체이면서 기기를 보호하는 역할도 함께 맡기 때문에, 요건을 하나씩 떼어 보는 것이 중요하다.

자세히

작동유의 요건과 종류

작동유에 요구되는 성질은 서로 다른 목적을 가진다. 힘을 그대로 옮기는 성질, 화재를 막는 성질, 기포와 수분을 배제하는 성질, 오래 쓰여도 변하지 않는 성질로 나눠 보면 요건을 구별하기 쉽다.

유압유는 동력 전달을 위해 비압축성이어야 한다. 압력을 손실 없이 힘으로 옮기려면 액체가 눌려 줄어들지 않아야 하기 때문이다.

유압유는 인화점이 높고 온도에 따른 점도 변화가 작아야 한다. 인화점이 높으면 고온에서 불이 붙을 위험이 줄고, 점도 변화가 작으면 온도가 달라져도 흐름과 힘 전달이 일정하게 유지된다.

유압유는 거품이 잘 일지 않고 수분을 쉽게 분리할 수 있어야 한다. 기포와 수분은 압축성과 윤활 성능을 흐리게 하므로 빨리 배제되어야 한다.

유압유는 장시간 사용해도 물리적, 화학적 성질이 변하지 않는 안정성이 있어야 한다. 이 요건은 사용 기간 동안에도 작동 성능이 떨어지지 않도록 하는 것이다.

유압기기의 작동유에는 석유 계통 오일과 합성유 등이 있다. 작동유의 종류는 요건과 따로, 석유 계통인지 합성인지를 구별해 두면 된다.

유압 장치의 장점

유압 장치는 작동유가 윤활 역할을 하므로 윤활성이 좋다. 같은 작동유가 힘을 옮기면서 미끄럼 부분을 함께 보호하기 때문에 기기 내부의 마찰이 관리된다.

유압 장치는 무단 변속이 가능하다. 무단 변속은 정해진 단계 없이 속도를 연속으로 바꾸는 것을 뜻한다. 그래서 유압시스템은 무단변속이 가능해 속도제어가 쉽다. 속도를 미세하게 맞추는 작업에 적합하다는 점도 함께 알아 두면 된다.

유압기기는 큰 출력을 낼 수 있다. 힘을 크게 얻는 점이 중장비에 쓰이는 이유가 된다.

펌프·밸브·실린더의 구분

유압발생장치로 기어펌프, 베인펌프 등 용적형 펌프를 쓴다. 펌프는 기계 에너지를 유압 에너지로 바꾸는 발생 부분이므로, 이 구분을 먼저 잡아 두면 다른 기기의 역할도 쉽게 이해된다.