공압 시스템
1. Pneumatics
NeoStudio에서는 Pneumatics를 공기와 같은 기체를 사용하는 시스템으로 정리한다.
일반 이미지에는 공기의 조성을 다음과 같이 기록한다.
공기의 특징은 다음과 같이 제시되어 있다.
- Nontoxic
- Nonflammable
- Inexpensive
- Readily available
- 누설 시 환경오염이 적음
2. 공압 시스템과 유압 시스템 비교
| 항목 | 공압 시스템 | 유압 시스템 |
|---|---|---|
| 작동유체 | 공기 | 유압유 |
| 압축성 | 큼 | 공기보다 작음 |
| 정밀제어 | 압축성 때문에 어려움 | 상대적으로 유리 |
| 누설 | 공기 누설의 환경오염 문제 적음 | 유압유 누설 시 환경오염 가능 |
| 비용 | 일반적으로 저렴 | 상대적으로 높음 |
| 주 용도 | 저동력 | 고동력 |
3. 유압유의 관성과 점성
일반 이미지에서는 유압유가 공기보다 큰 관성과 점성을 갖는다고 기록한다.
- 큰 관성 → 갑작스러운 Valve 개폐 시 문제 가능
- 큰 점성 → 마찰에 의한 압력손실 및 동력손실
4. 공압의 압축성
공압 시스템은 공기의 압축성 때문에 정밀제어가 어렵다고 기록되어 있다.
일반 이미지에서는 공압 시스템을 주로 250 psi 이하의 저동력 용도와 연결하고, 유압은 최대 약 12,000 psi까지의 고동력 용도와 비교한다.
5. 이상기체의 상태변수
NeoStudio와 일반 이미지에서는 기체의 상태를 다음 변수로 나타낸다.
- p : 절대압력
- T : 절대온도
- V : 부피
6. 이상기체 법칙
원본의 기호는 다음과 같다.
- p : 절대압력
- V : 부피
- T : 절대온도
- w : 무게
- R : Gas Constant
일정한 양의 기체에서는
7. 등온과정 · Boyle’s Law
온도가 일정한 경우
일반 이미지에서는 이를 Boyle’s Law로 기록한다.
8. 등적과정
체적이 일정한 경우
9. 등압과정
압력이 일정한 경우
10. 공기 압축기
NeoStudio에서는 공기 압축기의 에너지 변환을 다음과 같이 기록한다.
전기에너지
│
▼
기계적 에너지
│
▼
압축공기의
압력에너지
11. 공기 압축기의 종류
원본에는 공기압축기를 두 종류로 구분하여 기록한다.
- 왕복형 공기압축기
- 회전형 공기압축기
왕복형은 피스톤의 왕복운동으로 공기를 압축하는 그림으로 표현되어 있다.
12. Fluid Conditioner
압축공기를 실제 설비에 공급하기 전에 Fluid Conditioner를 사용한다.
NeoStudio에서는 다음 세 장치를 핵심으로 기록한다.
- Air Filter
- Pressure Regulator
- Air Lubricator
13. Air Filter
Air Filter는 압축공기 속 오염물질을 제거한다.
14. Pressure Regulator
Pressure Regulator는 압력을 조정하고 유지한다.
15. Air Lubricator
Air Lubricator는 공압기기의 윤활성능을 높이는 방향으로 기록되어 있다.
16. FRL
Filter, Regulator, Lubricator를 하나로 결합한 장치를 FRL로 기록한다.
17. 공압 보조장치
NeoStudio에서는 FRL 외에도 다음 공압 보조장치를 기록한다.
- 공압 축압기 / Air Receiver
- 냉각기
- 공기 건조기
- 공압 소음기
18. Air Receiver
Air Receiver는 압축된 공기를 저장하는 장치로 기록되어 있다.
19. 냉각기 · 건조기
냉각기는 압축 시 상승한 공기의 온도를 낮추는 방향으로 기록되어 있다.
공기 건조기는 공기 중의 수분을 제거하는 장치로 정리한다.
20. 공압 소음기
공압 소음기는 배기 시 발생하는 소음을 줄이는 장치로 기록되어 있다.
21. 공압 밸브
NeoStudio에서는 공기의 압력·유량·방향을 제어하기 위해 공압밸브를 사용한다고 기록한다.
22. Check Valve
Check Valve는 공기의 역방향 흐름을 방지한다.
23. Shuttle Valve
Shuttle Valve는 두 입력 가운데 한쪽 압력을 선택하여 출력하는 밸브로 기록되어 있다.
원본에는 두 압력 중 높은 압력을 선택하는 방향으로 적혀 있다.
24. Regulator
Regulator는 설정한 압력을 유지하는 장치로 다시 기록되어 있다.
25. Two-Way Directional Control Valve
Two-Way Directional Control Valve는 공기의 통로를 On / Off하는 용도로 기록한다.
26. Three-Way Directional Control Valve
Three-Way Directional Control Valve도 공압 방향제어에 사용한다.
NeoStudio에는 구동방법의 예로 다음 항목이 기록되어 있다.
- 신호압
- Cam
- 기계적 Switch
- Solenoid
27. Flow Control Valve
Flow Control Valve는 한 방향의 유량을 조절하고 반대방향은 Free Flow가 가능한 구조로 기록되어 있다.
28. 공압 직선 Actuator
공압 직선 Actuator는 압축공기를 직선운동으로 변환한다.
원본에서는 밀폐된 구조와 기계적 마찰이 작은 특성을 기록한다.
29. Cushioning
직선 Actuator에서는 Stroke 끝에서 충격을 줄이기 위해 Cushioning이 필요하다고 기록한다.
30. Rotary Actuator
Rotary Actuator는 Rack과 Pinion을 이용하여 직선운동을 회전운동으로 변환하는 구조를 기록한다.
Piston / Rack ─────────→
⚙ Pinion
│
▼
Rotation
31. Air Motor
Air Motor는 압축공기를 이용해 연속적인 회전운동을 만드는 장치이다.
NeoStudio에는 Electric Motor와 비교하는 메모가 있으나 일부 손글씨가 불명확해 명확한 내용까지만 반영하였다.
32. 공압 시스템 전체 관계
Atmospheric Air
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▼
Compressor
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▼
Air Receiver
│
▼
Cooler / Air Dryer
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FRL
Filter + Regulator + Lubricator
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▼
Pneumatic Valve
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│ │ │
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Pressure Flow Direction
Control Control Control
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Actuator
┌────────┼────────┐
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Cylinder Rotary Air Motor
Actuator
33. 이미지 · NeoStudio 핵심 정리
| 항목 | 원본 내용 |
|---|---|
| Pneumatics | 공기·기체를 사용하는 동력 시스템 |
| 공압 vs 유압 | 공압은 압축성 큼·저렴·저동력, 유압은 고동력 |
| Ideal Gas Law | pV = wRT |
| 고정 질량 | pV/T = Constant |
| 등온 | p₁V₁ = p₂V₂ |
| 등적 | p₁/T₁ = p₂/T₂ |
| 등압 | V₁/T₁ = V₂/T₂ |
| Compressor | 전기에너지 → 기계에너지 → 압력에너지 |
| FRL | Filter + Regulator + Lubricator |
| Air Receiver | 압축공기 저장 |
| Air Dryer | 수분 제거 |
| Directional Valve | 2-Way / 3-Way |
| Flow Control | 한 방향 제어, 역방향 Free Flow |
| Linear Actuator | 압축공기 → 직선운동, Cushioning 필요 |
| Rotary Actuator | Rack + Pinion으로 직선운동 → 회전운동 |