우뚝 솟은 크레인에서 내일의 초고층 빌딩에서 생명을 구하는 의료 기기를 제조하는 정확한 로봇 암 (Robotic Arms)에 이르기까지 유압 전력 장치 (HPU)는 우리의 현대 세계에 힘을 실어주는 영웅입니다. 이 놀라운 기계는 단순한 기계적 에너지를 막을 수없는 유압력으로 변형시켜 불가능합니다.
유압 전력 장치, HPU 시스템 또는 유압 펌프 스테이션으로도 알려진 유압 스테이션은 산업 장비 그 이상입니다. 그것은 수많은 산업의 구타, 인간이 산을 움직일 수있는 힘 승수, 그리고 우리의 미래를 형성하는 정밀 도구입니다.
이 포괄적 인 가이드에서는이 엔지니어링 경이로움의 비밀을 잠금 해제 할 것입니다. 당신이 야심 찬 엔지니어, 호기심 많은 학생이든, 당신의 지식을 심화시키려는 전문가이든, 유압 스테이션이 어떻게 산업에 혁명을 일으키고 수십 년 전에 불가능 해 보였던 가능성을 창출하는지 알아 내려고합니다.
유압 스테이션은 유압 장비를 작동시키기 위해 고압으로 유체 (일반적으로 오일)를 펌핑하는 완전한 전력 시스템입니다. 그것은 강력한 워터 펌프를 갖는 것과 같지만 정원을 위해 물을 펌핑하는 대신 특별한 오일을 펌핑하여 중장 기계에 전원을 공급합니다.
유압 스테이션에는 함께 작동하는 몇 가지 주요 부품이 포함되어 있습니다.
- 압력을 생성하는 펌프
- 펌프를 실행하는 모터
- 유압 유체를 저장하는 탱크
- 흐름과 압력을 제어하는 밸브
- 유체를 깨끗하게 유지하는 필터
유압 펌프 스테이션은 현대 산업의 모든 곳에 있습니다. 왜냐하면 그들은 매우 간단한 패키지로 진정으로 특별한 힘을 제공하기 때문입니다. 이러한 HPU 시스템이 우리가 작동하는 방식에 혁명을 일으키는 이유는 다음과 같습니다.
- 고출력 출력 :작은 유압 스테이션은 자동차를 들어 올리거나 수많은 재료를 움직일 수있는 충분한 힘을 생성 할 수 있습니다.
- 정확한 제어 :운영자는 놀라운 정확도로 속도와 힘을 제어 할 수 있습니다. 이는 섬세한 작업에 적합합니다.
- 신뢰할 수 있음:잘 관리 된 유압 스테이션은 주요 문제없이 수년 동안 실행할 수 있습니다.
- 다재:하나의 유압 스테이션은 동시에 여러 장비에 전원을 공급할 수 있습니다.
모든 유압 시스템은 1600 년대 프랑스 과학자 Blaise Pascal이 발견 한 Pascal의 법칙 때문에 작동합니다. 이 법은 제한된 유체 (폐쇄 시스템의 오일과 같은)에 압력을 가할 때 모든 방향으로 똑같이 퍼진다 고 말합니다.
이해하는 간단한 방법은 다음과 같습니다. 물 풍선이 있다고 상상해보십시오. 한 부분을 압박하면 압력은 풍선 내부의 모든 곳에서 똑같이 들어갑니다. 유압 시스템은이 원칙을 사용하여 전력을 전달합니다.
진짜 마법은 유압 시스템이 힘을 곱하면 발생합니다. 방법은 다음과 같습니다.
두 개의 연결된 실린더 - 하나는 작은 하나의 큰 실린더가 있다면 작은 하나를 아래로 밀면 큰 하나는 훨씬 더 많은 힘으로 밀려납니다. 트레이드 오프는 큰 실린더가 더 짧은 거리로 이동한다는 것입니다.
예:큰 실린더가 작은 실린더보다 표면적보다 10 배 더 많은 표면적이 있으면 10 배 더 많은 힘을 생성합니다. 그러나 거리의 1/10 만 이동합니다.
이것이 유압 잭이 작은 핸드 펌프로 무거운 자동차를 들어 올릴 수있는 이유입니다!
유압 시스템에 사용되는 유체는 단지 액체가 아닙니다. 특별한 속성이 있습니다.
- 비 압축성 :공기 (쉽게 압축하는)와 달리 유압 오일은 크게 압축되지 않습니다. 이것은 당신이 생성하는 모든 압력이 직접 작업하기 위해 직접 전달되는 것을 의미합니다.
- 윤활 :유체는 또한 모든 움직이는 부품을 윤활하여 마모가 줄어 듭니다.
- 열전달 :뜨거운 구성 요소에서 열을 멀리하는 데 도움이됩니다.
- 안정적인:우수한 유압 유체는 압력과 가열로 쉽게 분해되지 않습니다.
유압 펌프
펌프는 유압 스테이션의 핵심입니다. 그것은 탱크에서 유압 유체를 빨아 고압으로 밀어 넣습니다. 세 가지 주요 유형이 있습니다.
- 기어 펌프 :간단하고 신뢰할 수 있으며 저렴합니다. 기본 응용 프로그램에 좋습니다.
- 베인 펌프 :더 조용하고 효율적입니다. 중형 응용 프로그램에 사용됩니다.
- 피스톤 펌프 :가장 강력하고 정확합니다. 중복 및 고압 작업에 사용됩니다.
전기 모터 또는 엔진
이것은 펌프를 실행할 수있는 기계적 힘을 제공합니다. 대부분의 유압 스테이션은 전기 모터를 사용합니다.
- 통제하기 쉽습니다
- 청소 (배기 없음)
- 믿을 수 있는
- 다양한 크기로 제공됩니다
휴대용 장치 또는 실외 작업의 경우 휘발유 또는 디젤 엔진이 일반적입니다.
유압 탱크 (저수지)
탱크는 유압 유체를 저장하고 몇 가지 목적을 제공합니다.
- 펌프에 유체 공급을 제공합니다
- 기포가 유체에서 분리 될 수 있습니다
- 유체를 식히는 데 도움이됩니다
- 오염 물질이 정착하게합니다
탱크 크기는 일반적으로 분당 펌프 유량의 2-3 배에 해당합니다.
압력 릴리프 밸브
이것은 중요한 안전성 구성 요소입니다. 압력이 너무 높아지면이 밸브가 자동으로 열려 시스템 손상을 방지합니다. 그것은 압력솥의 안전 밸브와 같습니다.
방향 제어 밸브
이 밸브는 유압 유체가 흐르는 곳을 제어합니다. 그들은 할 수 있습니다 :
- 실린더를 연장하려면 유체를 보내십시오
- 실린더를 수축시키기 위해 역 흐름
- 위치를 유지하려면 흐름을 중지하십시오
- 시스템의 다른 부분으로의 직접 흐름
흐름 제어 밸브
이는 유체 액추에이터의 속도를 제어하는 유체 흐름이 얼마나 빨리 흐르는 지 조절합니다. 더 많은 흐름은 더 빠른 움직임을 의미합니다.
필터
청정 유체는 유압 시스템에 필수적입니다. 필터 제거 :
- 흙과 잔해
- 마모에서 금속 입자
- 물 오염
- 화학적 파괴 제품
압력 게이지
이들은 시스템 압력을 한 눈에 보여줍니다. 운영자는 다음을 사용합니다.
- 정상 작동을 모니터링하십시오
- 일찍 문제를 감지합니다
- 시스템 성능 조정
온도 센서
작동 중에 유압 유체가 뜨거워집니다. 온도 센서가 과열을 방지하는 데 도움이됩니다.
- 냉각 시스템 트리거
- 문제에 대한 경고 연산자
- 필요한 경우 자동 종료
전자 컨트롤러
현대 유압 스테이션에는 종종 컴퓨터 컨트롤이 포함됩니다.
- 성능을 자동으로 최적화하십시오
- 원격 모니터링을 제공하십시오
- 로그 운영 데이터
- 예측 유지 보수를 활성화합니다
완전한 여행을 통해 유체를 따라갈 때 유압 스테이션의 작동 방식을 이해합니다.
1 단계 : 유체 섭취
유압 펌프는 흡입 스트레이너를 통해 탱크에서 유체를 끌어내는 흡입을 만듭니다. 이 스트레이너는 펌프를 손상시킬 수있는 큰 입자를 잡습니다.
2 단계 : 가압
펌프는 유체를 압축하여 고압으로 시스템으로 밀어 넣습니다. 압력은 광선 작업의 경우 500psi에서 최대 10,000psi 이상의 범위가 적용 할 수 있습니다.
3 단계 : 흐름 제어
가압 된 유체는 제어 밸브를 통해 필요한 곳을 지시합니다. 이 밸브는 유압 유체의 교통 관제사처럼 작용합니다.
4 단계 : 작업 성능
가압 유체는 유압 액츄에이터 (실린더 또는 모터)에 도달하여 유압 에너지가 기계 에너지로 다시 변환하여 유용한 작업을 수행합니다.
5 단계 : 리턴 흐름
작업을 마친 후 유체는 리턴 필터를 통해 탱크로 다시 흐릅니다. 이 필터는 작업주기 동안 픽업 된 오염을 포착합니다.
6 단계 : 컨디셔닝
탱크로 돌아와서 유체 :
- 냉각합니다
- 갇힌 기포를 방출합니다
- 입자가 침전 될 수 있습니다
- 다음 사이클을 준비합니다
열린 루프 시스템
개방형 시스템에서 유체는 사용 후 탱크로 직접 돌아옵니다. 혜택은 다음과 같습니다.
- 더 나은 냉각
- 더 간단한 디자인
- 저렴한 비용
- 더 쉬운 유지 보수
폐쇄 루프 시스템
폐쇄 시스템에서 유체는 펌프와 액추에이터 사이에서 직접 순환합니다. 혜택은 다음과 같습니다.
- 더 컴팩트합니다
- 더 나은 효율성
- 유동성이 적습니다
- 더 빠른 응답
고정 변위 시스템
이 펌프는 각 회전마다 같은 양의 유체를 움직입니다. 그들은 :
- 간단하고 신뢰할 수 있습니다
- 저렴한 비용
- 일정한 속도 응용 프로그램에 좋습니다
- 안전을 위해 압력 릴리프 밸브가 필요합니다
가변 변위 시스템
이 펌프는 출력 볼륨을 변경할 수 있습니다. 그들은 제공합니다 :
- 더 나은 에너지 효율
- 자동 압력 제어
- 가변 속도 작동
- 더 복잡하지만 다재다능합니다
전기 유압 스테이션
- 공장과 워크샵에서 가장 일반적입니다
- 정확한 속도 제어
- 깨끗한 작동 (배기 없음)
- 자동화하기 쉽습니다
- 전원 공급 장치가 필요합니다
엔진 구동 유압 스테이션
- 휘발유 또는 디젤 엔진을 사용하십시오
- 휴대 가능하고 독립적입니다
- 야외/원격 작업에 좋습니다
- 더 많은 유지 보수가 필요합니다
- 배기 및 소음을 생성합니다
고정 유압 스테이션
- 영구적으로 설치되었습니다
- 더 크고 더 강력합니다
- 여러 기계를 제공 할 수 있습니다
- 더 나은 냉각 시스템
- 낮은 운영 비용
휴대용 유압 스테이션
- 바퀴 달린 또는 손으로 운반합니다
- 자체 포함 된 단위
- 현장 서비스에 적합합니다
- 크기와 무게로 제한됩니다
- 마력 당 높은 비용
저압 (1,000 psi 미만)
- 기본 응용 프로그램에 사용됩니다
- 저렴한 구성 요소
- 더 간단한 유지 보수
- 초보자에게 좋습니다
중간 압력 (1,000-3,000 psi)
- 가장 일반적인 범위
- 힘과 비용의 균형이 좋습니다
- 다양한 응용 프로그램
- 표준 산업 사용
고압 (3,000 psi 이상)
- 최소 공간의 최대 전력
- 비싼 구성 요소
- 전문가 유지 보수가 필요합니다
- 무거운 작업에 사용됩니다
유압 스테이션 전원 수많은 건축 기계 :
굴삭기
유압 스테이션은 붐, 팔, 버킷 및 트랙을 제어합니다. 단일 굴삭기에는 다른 기능에 대해 여러 유압 회로가있을 수 있습니다.
불도저
블레이드 리프팅, 앵글 링 및 트랙 드라이브 시스템은 모두 유압 전력을 사용합니다.
크레인
유압 스테이션은 무거운 하중을 들어 올리고 위치시키는 데 부드럽고 정밀한 제어 기능을 제공합니다.
콘크리트 펌프
고압 유압 시스템은 긴 호스를 통해 콘크리트를 정확한 위치로 밀어 넣습니다.
공작 기계
유압 스테이션 전원 :
- 굽힘 금속을 위해 브레이크를 누릅니다
- 부품을 형성하기위한 유압 프레스
- 사출 성형기
- 금속 절단 장비
자재 취급
- 지게차는 유압 스테이션을 사용하여 리프팅 및 틸팅을합니다
- 컨베이어 시스템은 포지셔닝에 유압 장치를 사용합니다
- 로봇 시스템은 유압 액추에이터에 의존합니다
트랙터
최신 트랙터는 다음에 유압력을 사용합니다.
- 3 점 히치 시스템
- 파워 스티어링
- 제어를 구현하십시오
- 프론트 엔드 로더
수확 장비 :결합, 포장기 및 기타 농장 기계는 작물 가공 및 취급에 유압 장치를 사용합니다.
차량 리프트
모든 자동차 수리점은 유압 스테이션으로 구동되는 유압 리프트에 따라 다릅니다.
쓰레기 트럭
유압 시스템은 리프팅 및 압축 메커니즘에 전원을 공급합니다.
덤프 트럭
유압 스테이션은 언로드를 위해 트럭 침대를 높이고 낮습니다.
선박 장비
유압 스테이션 전원 :
- 조향 시스템
- 데크 크레인
- 앵커 윈드 라스
- 화물 취급 장비
해외 플랫폼 :석유 굴착 장치는 드릴링 및 파이프 처리를 위해 대규모 유압 시스템을 사용합니다.
항공기 시스템
유압 전력 작동 :
- 랜딩 기어
- 비행 제어 표면
- 화물 문
- 브레이크 시스템
유압 시스템의 신뢰성은 비행 안전에 필수적입니다.
유량
분당 갤런 (GPM) 또는 분당 리터 (LPM)로 측정 한 유량은 액추에이터가 얼마나 빨리 이동하는지를 결정합니다. 흐름이 높을수록 작동이 빠르지 만 더 큰 펌프와 더 많은 전력이 필요합니다.
작동 압력
제곱 인치 (PSI) 또는 막대 당 파운드로 측정 한 압력은 시스템이 생성 할 수있는 힘의 양을 결정합니다. 압력이 높으면 힘이 많지만 더 강한 구성 요소가 필요합니다.
전력 요구 사항
유압 전력 (HP)은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.HP = (흐름 × 압력) ÷ 1714
이것은 펌프를 구동하는 데 필요한 모터의 크기를 돕습니다.
능률
총 시스템 효율은 일반적으로 70-85%이며 다음에 따라 다릅니다.
- 펌프 효율 (85-95%)
- 운동 효율 (90-95%)
- 시스템 손실 (밸브, 필터, 라인)
높은 전력 대 중량 비율
유압 시스템은 대부분의 다른 전원보다 파운드당 더 많은 전력을 생성합니다. 이것은 무게가 중요한 모바일 장비에 이상적입니다.
정확한 제어
연산자는 탁월한 정확도로 힘, 속도 및 위치를 제어 할 수 있습니다. 이 정밀도는 유압 장치가 섬세한 작업에 적합합니다.
선형 운동
유압 실린더는 복잡한 기계적 연계없이 매끄럽고 직선 운동을 제공합니다.
즉각적인 가역성
클러치와 기어가 필요한 기계 시스템과 달리 방향은 멈추지 않고 즉시 변경할 수 있습니다.
