유압장치의 제 현상(유압펌프의 발생 문제점)

 

 

 

1. 캐비테이션

• 유압유의 압력이 국부적으로 높아져 포화 증기압으로 증기를 발생하거나 공기가 분리되어 기포가 발생하는 현상
• 작동유의 점도로 인한 흡입저항 때문에 일정 회전 수 이상에서는 토출량이 회전수에 비례하여 증가하지 않고 이론값보다 감소한다.

1) 영향

• 국부적으로 높은 소음 발생
• 배관 계통의 마모 및 고장 발생
• 비정상적인 운전 발생
• 유압 계통의 압력 저하

2) 방지책

• Air Cock Valve를 부착하여 흡입 공기를 배출
• 흡입 저항을 줄이기 위해 필터의 용량을 크게
• 관경을 굵고 짧게 하고 곡관을 줄이고, 곡률반경을 크게 함.
• 펌프와 탱크의 유면거리(양정)를 짧게 한다.

 

2. 서징현상(Surging) : 유격현상

• 유량조절, 변환밸브의 과도한 조작, 또는 실린더의 급정지 등에 의한 유압 회로 중에 과도하게 발생한 이상 압력 변동
• 일반적으로 유압유의 점성에 의해 압력파의 감쇠속도가 빠르다.
• 서지압력 : 압력 최대압

1) 관로중의 압력파 전파속도 α

 

2) 방지책(진동에 대한 대책)

• 배관 고유진동수와 유체가 만드는 진동수의 진동 전달률을 다르게 하기 위해 배관을 지지하는 위치 또는 파이프 크기 변경(관 직경을 크게)
• 소음댐퍼, 블래더(Bladder)형 축압기 또는 Chamber 사용(조압수조 설치)
• 유체 고유진동수와 펌프 맥동 진동수가 일치하면 공진이 발생하므로 관로길이를 변경하거나 관로 중간에 Throttle을 넣어 공진 방지
• 곡관의 경우 곡률반경을 크게하여 공진방지
• 관내 유속을 낮춤

 

3. 공기 혼입현상(Aeration)

• 동작 중인 유압계통에 공기가 섞여 있는 현상으로 혼입된 공기는 유압유에 거품형태나 용해된 상태로 존재할 수 있고, 이는 유압시스템에 심각한 문제를 야기시킨다.

 

1) 영향

• 윤활 성능 저하 및 상실
• 오일 온도 상승
• 출력 및 연비저하
• Cavitation 및 소음발생

2) 방지책

• 오일 탱크 내 소용돌이 흐름을 줄인다.
• 회로 중에 유압이 떨어지는 부분이 없도록 한다.
• 배관 중 누설이 없게 한다.
• 공기 드레인을 회로의 상부에 설치한다.

 

4. 진동

1) 원인

• 회전체의 불평형
• Centering 불량
• 커플링, 베어링 손상
• 회전축의 위험속도

2) 방지책

• 기계적 평형 수정
• Centering 수정
• 커플랭, 베어링 교환 및 급유방법 개선
• 회전축 속도는 위험 속도보다 20% 정도 높거나, 낮게함.

 

5. 소음

1) 원인

• 흡입관 또는 여과기의 일부 막힘.
• 흡입관 및 펌프 패킹부에서 공기 유입
• 흡입기름 속에 수분 존재
• 오일의 유량 부족 또는 흡입 불능
• 기름의 점도가 과대
• 여과기의 용량이 적음
• 과다한 펌프의 회전속도 고속
• 펌프 축의 Centering 불량
• 축 베어링의 마모 및 소손
• 설치 장소 불량에 따른 공명 현상
• 배관진동 및 각종 체결요소의 체결불량

2) 방지책

• 흡입관 및 필터의 이물질 제거
• 펌프 작동 중 결합부에 기름을 주입하고 축부에 기름을 바르거나 펌프 패킹 교환
• 흡입관과 환류관의 거리를 멀게하고 유면상태 확인
• 펌프의 최고 회전속도 준수
• 지정된 오일 사용
• 여과기의 용량 확인
• 급격한 압력 변동을 피할 것
• 회전부의 Centering 수정 및 각종 체결요소의 수정

 

6. 채터링(Chattering)

• 압력의 증가에 따라 릴리프 밸브 등의 밸브 시트를 두둘겨 비교적 높은 음을 발생시키는 자력 진동 현상
• 릴리프 밸브 등 스프링에 의해 압력을 설정하는 밸브에서 주로 발생한다.
• 발생원인 : 입구 측의 압력에너지에 의해 밸브 포핏이 밀려 올라가고, 출구의 빠른 유속으로 압력이 감소하면서 포핏이 밸브시트를 두들기고, 반복하게 된다.

 

7. 개입(패쇠) 현상

1) 개입현상 : 기어 홈 안으로 흡입된 기름이 기어 회전에 따라 Casing내 원통을 돌아 토출 측으로 이송되는데, 기어의 맞물림에 의해 토출 측의 기름 일부가 압축 기어 사이의 폐쇄현상으로 인해 흡입구로 복귀하는 현상이다.

• 외접 기어펌프에서 발생한다.

 

2) 영향

• 펌프 토출량 감소
• 맥동 및 소음 발생

3) 방지책

• 케이스 측벽이나 측판의 적절한 곳에 릴리프 홈을 만들거나 전위 기어를 사용한다.