1. 공압의 개요
1ㆍ1 공압의 특성
(1)장 점
① 공기의 양이 무한하므로 에너지로서 간단히 얻을 수 있다.② 무단 변속이 가능하다.③ 힘의 전달이 간단하고 증폭이 용이하다.④ 작업속도가 빠르다.⑤ 압축공기를 축적할 수 있다.⑥ 인화의 위험이 없다.⑦ 온도의 변화에 둔감함.⑧ 배관이 간단하다.
(2)단 점
① 큰 힘을 전달 할 수 없다.(보통 3ton 이하).② 공기의 압축성으로 효율성으로 효율이 좋지 않다.③ 저속에서 균일한 속도를 얻을 수 없다. stick - slip (20mm/sec이하) 현상 발생④ 응답속도가 늦다.⑤ 배기와 소음이 크다.⑥ 구동비용이 고가이다.
1ㆍ2 공압장치의 구성
① 동력원 : 엔진, 전동기② 공압 발생부 : 압축기, 탱크, 애프터쿨러③ 공압 청정부 : 필터, 에어드라이어④ 제어부 : 압력제어, 방향제어, 유량제어, 기타⑤ 작동부 : 실린더, 모터, 요동액추에이터
※서비 유닛의 구성 : 윤활기, 필터, 감압밸브
1ㆍ3 공압의 기초이론
(1)공기의 압력
물체의 단위 면적당 작용하는 힘의 크기.
(가) 대기압(atmospheric pressure) : 지구를 둘러싼 공기를 대기라 하고 대기압은 그 대기에 의해 누르는 압력.
표준기압 1[atm] = 760 [mmHg]= 1000＊13.6＊0.76 (∵p=ρgh)= 10332[ kgf/m²]= 1.0332 [kgf/cm²](중력 단위)=1.0133 [bar](N/m²]= 10.332 [mAq](수주) =101325[N/m²](SI단위)
공학기압 1[at] =1.0[kgf/cm²] = 101292.8[N/m²](SI단위)=0.981[bar](N/m²] = 735.5[mmHg]= 10.0[mAq](수주)
(나) 압력 : 단위 면적에 수직으로 작용하는 힘(pressure)- 全압력 : 면 전체에 작용하는 힘(total pressure)
P = 압력
A = 단면적
F = A면에 수직으로 작용하는 힘
•
압력의 단위 kgf/m²,N/m²,dyne/cm²,mmHg,bar,pa,mmAq1［N/m²］ =1 [pa](Pascal)1[bar] = 105pa[105 [N/m²] = 1000[mbar]
① 절대압력 : 완전한 진공을 0으로 측정한 압력이다.② 게이지 압력 : 대기압을 0으로 측정한 압력이다.③ 진공압력 : 게이지 압력에서 대기압보다 높은 압력을 정압(+), 대기압보다 낮은 압력을 부압(-)이라 한다.
※ 절대압력 = 대기압 + 게이지 압력 = 대기압 - 진공도(대기압보다 낮은 경우)
양정(수두) : 압력을 비중량으로 나눈 것.
H=P/γ
(2) 유체의 교축
유로의 단면적을 변화시키는 기구를 교축이라 하며, 오리피스와 초크가 있다.
(가) 오리피스
㉮ 관로 면적을 줄인 통로이고, 길이가 단면치수에 비해 짧은 경우의 흐름의 교축기구.㉯ 오리피스를 통하는 유체의 점도의 영향을 받지 않는다.
(나)초크
㉮ 면적을 줄인 기구가 단면치수에 비해 비교적 긴 경우의 흐름의 교축기구를 초크라 한다.㉯ 초크를 통해 흐르는 유체의 압력강하는 유체의 점도에 따라 크게 영향을 받는다.
(다) 관내의 유량(체적유량)
Q = A1 x V1 = A2 x V2
Q : 유량(l/min) A : 단면적(㎠ ) V : 유속(m/sec)
(라) 체적탄성계수 유체가 얼마나 압축되기 어려운가 하는 정도을 나타낸 것. 탄성계수가 크면 잘 압축되지 않은다.
(3)공기의 상태변화
(4) 공기 중의 수분
공기 중에는 수분이 함유되어 있고, 이 수분은 공압기기에 악영향을 주게 된다.
① 절대습도 : 습공기 중에 포함되어 있는 건조공기 1kg에 대한 수분의 양이다.② 상대습도 : 어떤 습공기 중의 수중기(수증기량) 분압(수증기압) 과 같은 온도에서 포화공기의 수중기와 분압과의 비이다.③ 노점온도 : 이슬점이 생기는 온도로 어느 습공기의 수증기 분압에 대한 증기의 포화 온도를 말한다.④ 포화 수증기 : 1m³의 공기 중의 수증기량을 g으로 표시한 것으로 수증기가 응축되어 물방울이 되는 한계의 분압을 말한다.
※ 절대습도 =
※ 상대습도 =
=
(5) 드레인(응축수)의 발생
① 드레인은 수증기가 응축되어 생긴 물로 공기 압축기로부터 새어 나온 윤활유나 산화 생성물로 된 윤활유 등 여러 가지 불순물이 섞인 액체 상태의 것이다.
②드레인 량의 계산 :
