NeoStudio에서는 유공압을 압축 유체의 생산·제어·전송을 다루는 기술로 정리한다.

유압 시스템은 액체를 사용하고, 공압 시스템은 기체를 사용하는 것으로 구분한다.

• 큰 동력 전달
• 작은 부피로 큰 힘 전달
• 기계적 제한 없이 동력 전달 가능
• 관로를 이용해 먼 거리까지 전달 가능
• 제어 용이
• 정밀 제어 가능
• 큰 힘으로 조작 가능

단점으로는 다음 내용이 기록되어 있다.

• 누유 가능
• 유압유 누설
• 환경오염 가능
• 유압유 자체의 화재 위험

일반 이미지와 NeoStudio에서 기본 구성요소를 다음과 같이 정리한다.

• Oil Tank / Reservoir
• Pump
• Electric Motor / Prime Mover
• Hydraulic Valve
• Actuator : Cylinder / Motor
• Pipe / Tube / Hose
• Filter

      Reservoir
          │
          ▼
        Pump
          │
          ▼
        Valve
          │
          ▼
       Actuator
      ┌────┴────┐
      ▼         ▼
   Cylinder    Motor
          │
          ▼
        Return
          │
          ▼
      Reservoir
    

NeoStudio에서는 제어를 전기제어와 유체논리제어로 구분하여 기록한다.

• 전기 제어 : Solenoid Valve, Pressure Switch, Limit Switch
• 유체 논리 제어 : Fluid Logic Control

유압유의 가장 중요한 역할은 동력 전달이다.

• 동력 전달
• 윤활
• 밀봉
• 열 전달
• 냉각

• 비압축성
• 적절한 점도
• 윤활성
• 밀봉성
• 열전달성
• 내연성
• 화학적 안정성
• 소포성
• 독성이 없어야 함

점도가 너무 높으면 마찰손실이 커지고, 너무 낮으면 누설과 마모가 증가한다고 기록한다.

• Petroleum-Based Oil
• Synthetic Oil
• Emulsion Oil
• Water-Glycol

유체의 비압축성 정도는 Bulk Modulus β로 나타낸다.

β가 클수록 체적 변화가 작은 유체로 해석한다.

Newton’s Law of Shear를 이용하여 절대점도를 정리한다.

μ가 Absolute Viscosity이다.

일반 이미지에는 동점도 단위를 다음과 같이 표시한다.

점도는 온도에 따라 변한다.

NeoStudio에서는 온도변화에 대한 점도변화 정도를 Viscosity Index로 기록한다.

원본에서는 VI가 클수록 온도에 따른 점도변화가 작다는 방향으로 정리한다.

유압계에서는 압력과 체적유량의 곱으로 동력을 표현한다.

Pump는 유량을 생성하고 압력은 부하에 의해 형성되며 Relief Valve가 제한·유지하는 방향으로 필기되어 있다.

면적이 다른 두 피스톤을 이용해 압력을 증폭하는 구조이다.

NeoStudio에서는 이를 Potential Energy와 Kinetic Energy의 관계로 정리한다.

유압 배관 종류를 다음과 같이 기록한다.

1. Steel Pipe
2. Steel Tube
3. Plastic Tubing
4. Flexible Hose

• 가격이 저렴
• Fitting을 이용해 연결
• System Weight 증가

• 강도가 우수
• 비용이 상대적으로 큼
• 마찰손실이 적음
• 가격 증가

Plastic Tubing은 Steel보다 유연한 것으로 기록한다.

Flexible Hose는 부품이 움직이는 경우에 적용한다.

배관 선정 시 다음을 고려한다고 기록한다.

• 작동 압력
• 온도
• 유량
• 마찰손실
• 경제성

부식성이 큰 환경에서는 Stainless Steel 사용을 기록한다.

Quick Disconnect Coupling은 유압 호스를 빠르게 분리·체결하는 용도로 기록한다.

NeoStudio의 판정은 다음과 같다.

2000~4000은 과도구간으로 기록되어 있다.

Orifice는 유압 제어장치의 기본 요소로 설명한다.

유체가 Orifice를 지나면 Vena Contracta가 형성된다.

NeoStudio에서는 Laminar Flow에서는 다음 형태로 정리한다.

Laminar Flow에서 원본은 다음 관계를 기록한다.

NeoStudio에서는 유량 측정 장치로 다음을 기록한다.

• Rotameter
• Turbine Flow Meter
• Orifice Flow Meter

• Bourdon Gauge
• Pressure Gauge
• Strain Gauge 방식

NeoStudio에서는 펌프를 유압 에너지를 생성하는 장치로 기록한다.

Pump는 유량을 생성하고 시스템 저항에 의해 압력이 발생한다는 흐름으로 정리한다.

1. Non-Positive Displacement Pump
2. Positive Displacement Pump

고압 유압시스템에서 주로 사용하는 형태로 기록한다.

• Gear Pump
• Vane Pump
• Piston Pump

Gear Pump는 구조가 단순하고 성능이 높은 방향으로 기록한다.

Gear 종류로 다음을 적는다.

• Spur Gear
• Helical Gear
• Herringbone Gear
• Internal Gear

Vane Pump는 비교적 효율이 좋고 내구성이 좋은 방향으로 기록한다.

압력에 따라 Vane이 바깥쪽으로 이동하여 유량을 전달하는 구조를 메모한다.

Piston Pump는 고가이지만 높은 압력에 적합하다고 기록한다.

형태는 다음과 같이 적혀 있다.

• Axial Type
• Bent Axis
• Swash Type
• Radial Type

Pump 선정 시 성능곡선과 효율을 확인하는 방향으로 기록한다.

Actuator는 유압 에너지를 기계적 운동으로 변환한다.

두 종류로 구분한다.

• Linear : Cylinder
• Rotary : Hydraulic Motor

일반 이미지에는 Cylinder의 주요 구조가 표시되어 있다.

• Piston
• Piston Rod
• Barrel
• Rod-End Port
• Cap-End Port

      Cap-End Port
           │
           ▼
      ┌───────────────┐
      │      Piston   │──── Rod
      │               │
      └───────────────┘
           ▲
           │
      Rod-End Port
    

• Single-Acting Cylinder
• Double-Acting Cylinder
• Ram Type
• Telescopic Type
• Tandem Type
• Duplex Type

일반 이미지는 Stroke 마지막에서 Piston을 감속시켜 Cylinder를 보호하는 Cushion 구조를 보여준다.

Check Valve와 Plunger로 구성되는 것으로 표시한다.

      Stroke End 접근
            │
            ▼
      Plunger 진입
            │
            ▼
      유체 통로 제한
            │
            ▼
        감속
            │
            ▼
      Cylinder 보호
    

NeoStudio에서는 Lever와 Cylinder를 조합해 Load를 움직이는 예를 기록한다.

1종·2종·3종 Lever에 따라 Cylinder Force와 Load Force의 방향을 비교한다.

Hydraulic Motor는 반복 회전운동을 출력한다.

일반 이미지에서는 유압밸브를 다음과 같이 분류한다.

• Direction Control Valve
• Pressure Control Valve
• Flow Control Valve
• Servo Valve
• Proportional Valve

Cylinder나 Motor의 운동방향을 결정한다.

• Spool Valve
• Check Valve

압력제어 밸브는 시스템 압력을 제한·유지하는 목적으로 기록한다.

• Relief Valve
• Compound Relief Valve
• Pressure Reducing Valve
• Unloading Valve
• Sequence Valve
• Counter Balance Valve

주 관로의 압력을 설정값 이하로 유지하여 시스템을 보호한다.

Normally Closed 상태이며, 압력이 Spring 힘보다 커지면 열리는 구조로 기록한다.

Main Valve와 Pilot Valve를 조합하여 동작하는 구조이다.

하류 압력을 일정하게 유지한다.

원본에는 다음 흐름이 적혀 있다.

      Secondary Pressure 증가
             │
             ▼
          Pilot 작용
             │
             ▼
        Main Valve Close
             │
             ▼
      Downstream Pressure 조절
    

Unloading Valve는 압력이 필요하지 않은 상태에서 Pump 유량을 Tank로 보내는 방향으로 기록한다.

두 개 이상의 분지 회로에서 A 동작 후 B가 동작하도록 순서를 제어한다.

평상시 닫힘 상태이고, Pilot Pressure에 의해 열린다.

상하 운동하는 Cylinder에서 외부하중에 의해 자연 낙하하는 것을 방지하는 방향으로 기록한다.

Actuator에 필요한 유량을 공급하여 일정한 속도를 제어한다.

Needle Valve는 가변 Orifice 형태로 기록한다.

Needle 위치를 변경하면 Orifice 면적이 변하여 유량이 조절된다.

시스템 압력이 비교적 일정한 경우 사용하는 것으로 기록한다.

Orifice 전후 압력차가 변하면 유량도 변한다.

부하 변화에도 일정한 유량을 유지하도록 압력차를 보상하는 구조로 기록한다.

      Electric Motor
            │
            ▼
          Pump
            │
            │  Flow 생성
            ▼
       Hydraulic Oil
            │
            ▼
          Valve
      ┌─────┼──────────────┐
      │     │              │
      ▼     ▼              ▼
   Direction Pressure     Flow
   Control   Control      Control
      │         │            │
      └─────────┴────────────┘
                │
                ▼
             Actuator
          ┌─────┴─────┐
          ▼           ▼
       Cylinder     Motor
          │           │
          ▼           ▼
       Linear       Rotary
       Motion       Motion
                │
                ▼
             Return
                │
                ▼
            Reservoir