DC 양방향 펌프 전원 장치
카테고리:DC 시리즈 유압 동력 장치
이 DC 양방향 펌프 동력 장치는 양방향 기어 펌프, 영구 자석 DC 모터, 센터 블록, 카트리지 밸브 어셈블리 및 오일 탱크와 같은 여러 구성 요소의 통합 설계를 채택합니다. 가장 큰 특징은 모터의 정역회전을 통해 유압 시스템의 역회전 기능이 이루어지므로 솔레노...
자세히 보기유압 동력 장치는 함께 작동하는 6개의 기능 그룹으로 구성됩니다. 저수지 유체를 저장하고 조절하는 장치, 펌프 기계적 에너지를 흐름으로 변환하는 장치, 전기 모터 펌프를 구동하는 장치, 밸브 어셈블리 압력을 지시하고 조절하는 여과 회로 내부 표면을 오염으로부터 보호하고 냉각기, 어큐뮬레이터, 매니폴드, 씰 및 계측기와 같은 하드웨어를 지원합니다. 이러한 유압 동력 장치 구성 요소는 모두 시스템 압력 안정성, 유체 수명 및 서비스가 필요할 때까지 장치 작동 시간에 직접적인 영향을 미칩니다.
각 부품의 크기와 등급은 듀티 사이클, 주변 온도 및 다운스트림 액추에이터가 요구하는 압력에 따라 달라집니다. 몇 초마다 작동하는 스탬핑 프레스용으로 제작된 장치는 몇 시간 동안 고정 클램프를 유지하는 장치와는 다른 밸브 반응 및 냉각 용량이 필요합니다. 카탈로그 표준 구성을 기본값으로 설정하는 대신 구성 요소를 실제 듀티 사이클에 맞추는 것이 일반적으로 10년 동안 지속되는 전원 장치와 2년 안에 재구축이 필요한 전원 장치 간의 차이입니다.
또한 유압 동력 장치를 별도의 부품 모음이 아닌 폐쇄 루프로 생각하는 것도 도움이 됩니다. 저장소 및 여과 회로에 의해 설정된 유체 품질은 펌프 마모에 영향을 미치고, 펌프 마모는 내부 누출 및 열 생성에 영향을 미치며, 열은 점도에 영향을 미치고, 점도는 밸브가 유량을 얼마나 정확하게 제어할 수 있는지에 영향을 미칩니다. 단일 구성 요소 그룹의 약한 링크는 결국 회로의 다른 곳에서 증상으로 나타나므로 전원 장치 문제 해결은 거의 항상 개별 부품을 살펴보기 전에 유체 상태부터 시작해야 합니다.
아래 섹션에서는 각 주요 구성 요소 그룹, 구성 간 변경 사항, 엔지니어가 부품을 지정할 때 일반적으로 참조하는 표준 및 데이터 포인트, 현장에서 가장 자주 나타나는 오류 패턴을 살펴봅니다.
저수지는 석유를 담는 것 이상의 역할을 합니다. 이는 동반된 공기를 침전시키고, 표면적을 통해 열을 발산하며, 유체가 펌프 흡입구로 다시 흡입되기 전에 오염 물질을 떨어뜨릴 수 있습니다. 펌프 유량에 비해 크기가 작은 저장소는 뜨겁고 폭기된 유체를 재순환시켜 산화를 가속화하고 회로의 다른 모든 구성 요소에 대한 씰 수명을 단축시킵니다.
널리 사용되는 시작 규칙은 저장소의 크기를 다음과 같이 결정합니다. 펌프 정격 유량(분당 갤런)의 3~5배 , 갤런으로 표시됩니다. 따라서 20GPM 펌프 주위에 구축된 장치는 일반적으로 60~100갤런 탱크를 사용하며, 하단 끝은 이미 보조 냉각 기능이 포함된 장치용으로 예약되어 있습니다.
| 의무 유형 | 권장 탱크 대 유량 비율 | 일반적인 배플 구성 |
|---|---|---|
| 연속 운전, 높은 열 부하 | 4:1 ~ 5:1 | 리턴 디퓨저가 포함된 전체 높이 배플 플레이트 |
| 간헐작업, 표준프레스 작업 | 3:1 ~ 4:1 | 흡입과 복귀를 분리하는 부분 배플 |
| 이동식 또는 공간이 제한된 장치 | 2:1 ~ 3:1 | 내부 디퓨저만 있고 전체 배플은 없음 |
저장소에는 또한 충전 및 배수 포트, 건조제 또는 미립자 요소가 있는 브리더, 철 마모 잔해를 잡기 위한 자기 배수 플러그, 투시창 또는 플로트 스타일 레벨 게이지가 있습니다. 자기 플러그를 건너뛰는 것은 저비용 유압 동력 장치 구축에서 흔히 사용되는 지름길이며, 제공되는 마모 방지 기능에 비해 가장 저렴한 추가 기능 중 하나입니다.
내부 배플 플레이트는 종종 간과되지만 그 배치는 유체가 펌프로 다시 흡입되기 전에 유체가 유지하는 시간을 결정합니다. 배플을 흡입 포트에 너무 가깝게 설정하면 유효 정착 거리가 단축되고 폭기된 유체가 가스를 제거하는 것보다 빠르게 재순환될 수 있습니다. 리턴 라인은 일반적으로 45도 각도로 절단되어 유체 표면 아래에 배치되어 튀는 현상과 거품 형성을 줄입니다. 리턴 라인의 디퓨저 피팅은 고속 스트림을 탱크 벽에 직선으로 향하게 하는 대신 더 넓은 영역에 걸쳐 흐름을 분산시킵니다.
탄소강은 비용상의 이유로 표준 저장소 재료로 남아 있으며 일반적으로 사용 중인 특정 유체 유형에 저항하는 내부 코팅으로 마감됩니다. 광유, 물 글리콜 및 생분해성 유체는 각각 처리되지 않은 강철과 다르게 상호 작용하기 때문입니다. 스테인레스 스틸 저장소는 코팅 실패로 인해 오염 위험이 발생할 수 있는 식품 등급, 세척 또는 부식성 환경의 장치에 나타납니다. 알루미늄 탱크는 이동식 및 무게에 민감한 빌드에 나타나 의미 있는 무게 감소를 위해 약간의 찌그러짐 저항을 교환합니다.
유체 자체는 단순한 매체가 아니라 작동하는 구성 요소이며, 잘못된 등급을 선택하면 해당 부품이 얼마나 잘 지정되었는지에 관계없이 회로의 다른 모든 부품이 훼손됩니다.
점도는 일반적으로 ISO 등급으로 지정되며, ISO 32 및 ISO 46은 대부분의 온화한 기후 산업 응용 분야에 적용되고 ISO 68은 지속적으로 높은 주변 온도에서 작동하는 장치에 적용됩니다. 작동 온도에 비해 너무 묽은 유체를 작동하면 펌프와 밸브 전체의 내부 누출이 증가하여 체적 효율이 낮아지고, 너무 두꺼운 유체는 펌프 흡입구 제한을 높이고 추운 조건에서 시동 시 펌프가 고갈될 수 있습니다. 100 이상의 점도 지수는 온도가 상승함에 따라 유체가 묽어지는 것을 방지한다는 것을 나타내며, 이는 기후 제어 실내 설치보다 계절별 온도 변동이 넓은 장치에 더 중요합니다.
펌프는 유량을 설정하고 릴리프 밸브 설정과 함께 전체 장치의 최대 작동 압력을 설정합니다. 세 가지 펌프 아키텍처는 대부분의 산업용 유압 동력 장치 구축을 포괄합니다.
고정 변위 펌프는 부하에 관계없이 주어진 샤프트 속도에서 일정한 유량을 제공하며 초과 유량은 릴리프 밸브를 통해 열로 우회됩니다. 가변 용량, 압력 보상 펌프는 시스템이 설정 압력에 도달하면 자체 출력을 줄여 체류 기간이 긴 장치의 열 발생 및 전기 소모를 크게 줄입니다. 가변 펌프의 높은 초기 비용은 흐름을 이동하는 대신 압력을 유지하는 주기의 대부분을 소비하는 장치의 낮은 냉각 및 에너지 비용을 통해 몇 년 내에 자주 회복됩니다.
대부분의 산업용 펌프는 벨트 드라이브 대신 벨 하우징과 유연한 커플링을 통해 모터에 직접 장착됩니다. 이는 샤프트 정렬을 일관되게 유지하고 벨트 인장으로 인한 유지 관리 오버헤드를 방지합니다. 커플링 재료 선택은 보이는 것보다 더 중요합니다. 너무 뻣뻣한 커플링은 모터 진동을 펌프 샤프트에 직접 전달하여 베어링 마모를 가속화하는 반면, 너무 부드러운 커플링은 갑작스러운 부하 역전으로 인해 감겨질 수 있습니다. 모터와 펌프 샤프트 사이의 정렬 공차는 일반적으로 수천분의 1인치 이내로 유지됩니다. 그 이유는 이 범위를 벗어나는 오정렬은 성능에 영향을 미치기 훨씬 전에 조기 샤프트 씰 누출로 나타나기 때문입니다.
새로운 피스톤 펌프는 일반적으로 92~97%의 체적 효율로 작동합니다. 이는 이론적 출력의 극히 일부만이 내부 미끄러짐으로 손실된다는 의미입니다. 펌프가 마모됨에 따라 미끄러짐이 증가하고 펌프가 여전히 정상적으로 시작 및 작동하더라도 부하가 걸린 상태에서 압력이 덜 안정적으로 유지됩니다. 시간이 지남에 따라 고정 부하에서 출력 흐름이나 압력 감소를 추적하면 완전한 고장을 기다리는 것보다 훨씬 더 일찍 펌프 마모에 대한 경고를 제공합니다.
모터는 유량 등급뿐만 아니라 의도된 작동 압력에서 펌프의 마력 요구 사항과 일치해야 합니다. 유압 회로의 마력은 유량과 압력을 함께 계산하므로 유량만 보면 적당해 보이는 펌프라도 지속적으로 높은 압력을 유지할 것으로 예상된다면 대형 모터가 필요할 수 있습니다.
| 모터 프레임 | 일반적인 마력 범위 | 일반적인 응용 |
|---|---|---|
| NEMA 56C / 143TC-145TC | 1~5HP | 소형 이동식 장치, 단일 액추에이터 리프트 |
| 184TC-215TC | 7.5~20마력 | 표준 산업용 프레스 및 클램프 |
| 254TC 이상 | 25HP 이상 | 연속작업 산업기계, 사출성형 |
TEFC(완전 밀폐형, 팬 냉각식) 모터는 펌프 끝부분이 오일 미스트와 공기 중 미립자에 노출되기 때문에 산업용 유압 동력 장치 설치에서 가장 많이 사용됩니다. 듀티 사이클도 여기서 중요합니다. 연속 듀티(S1) 등급의 모터는 간헐적 듀티 등급의 모터보다 8시간 동안 더 낮은 온도로 작동합니다. 둘 다 동일한 명판 마력을 공유하더라도 마찬가지입니다.
직접 온라인 시동은 소형 모터에 일반적이지만 정격 구동 전류의 몇 배에 달하는 돌입 전류를 생성합니다. 이는 전기 서비스가 제한된 시설이나 교대 내내 자주 시동 및 정지하는 장치에서 문제가 될 수 있습니다. 소프트 스타터와 가변 주파수 드라이브는 돌입을 줄이고, 가변 주파수 드라이브는 추가적으로 수요가 낮은 사이클 기간 동안 모터 속도를 줄여 에너지 사용과 소음을 모두 줄입니다. 펌프가 고정 용량인 장치에서 VFD와 페어링하는 것은 펌프 자체를 교체하지 않고도 대기 에너지 소비를 줄이기 위한 보다 효과적인 개조 변경 사항 중 하나입니다.
모터 명판 등급은 표준 주변 온도(일반적으로 40°C)를 가정합니다. 밀폐된 캐비닛, 뜨거운 기계실 또는 직사광선에 설치된 장치는 기준보다 높은 주변 온도에서 작동하는 경우가 많으므로 모터의 사용 가능한 마력은 그에 따라 감소해야 합니다. 그렇지 않으면 모터가 절연 등급 정격보다 더 뜨거워져 기계적 고장이 발생하기 훨씬 전에 권선 수명이 단축됩니다.
밸브는 유압 동력 장치의 동작이 실제로 형성되는 곳입니다. 더 까다로운 회로에 사용되는 여러 특수 밸브 유형과 함께 거의 모든 빌드에 세 가지 밸브 제품군이 나타납니다.
솔레노이드 작동 방향 밸브는 흐름을 라우팅하여 액추에이터를 확장, 수축 또는 고정합니다. 스풀 구성은 정지 상태에서 회로가 개방형 중심, 폐쇄형 중심 또는 탠덤 중심인지를 결정하며, 이는 밸브가 전환되지 않을 때 펌프의 작동 방식에 영향을 줍니다. 표준 습식 전기자 솔레노이드 밸브의 응답 시간은 일반적으로 20~50밀리초 범위에 있는 반면, 비례 방향 밸브는 해당 속도의 일부를 제어되고 경사진 전환으로 교환하여 액추에이터 및 연결된 구조에 대한 충격 부하를 줄입니다.
릴리프 밸브는 회로의 절대 압력 한도를 설정하고 모든 다운스트림 구성 요소를 과부하 이벤트로부터 보호합니다. 일반적으로 시스템에 필요한 최고 작동 압력보다 10~20% 높게 설정되어 정상 작동 중에 릴리프 경로 전체에 에너지를 낭비하지 않고 여유를 제공합니다. 파일럿 작동식 릴리프 밸브는 직동식 릴리프 밸브보다 다양한 흐름에서 더 엄격한 압력 허용 오차를 유지하며 약 10GPM 이상의 모든 회로에서 표준 선택입니다.
니들 밸브, 압력 보상 흐름 제어 및 흐름 분배기는 부하 변동과 관계없이 액추에이터 속도를 관리합니다. 압력 보상 버전은 부하 압력이 변경되더라도 설정된 유량을 유지하며 이는 동기화된 클램핑과 같이 사이클 시간 일관성이 필요한 모든 응용 분야에서 중요합니다.
수직형 액츄에이터의 카운터밸런스 밸브는 흡입측이 적극적으로 가압될 때까지 액츄에이터 토출측의 배압을 유지함으로써 호스가 파열되거나 방향 밸브가 신호를 잃을 경우 과도한 부하가 자유 낙하하는 것을 방지합니다. 이 유형의 부하 유지 밸브는 리프트 플랫폼이나 프레스 램과 같이 통제되지 않은 하강으로 인해 위험이 발생할 수 있는 모든 응용 분야에서 안전에 중요한 구성 요소로 취급됩니다.
밸브 매니폴드는 이러한 여러 기능을 점점 더 단일 주조 또는 드릴 블록으로 결합하여 개별적으로 배관된 밸브 스택에 비해 외부 피팅 수와 누출 지점을 줄입니다.
계획되지 않은 유압 구성품 고장의 대부분은 오염으로 인해 발생하며 여과가 주요 방어 수단입니다. 잘 지정된 유압 동력 장치는 단일 필터 위치에 의존하기보다는 회로의 두 지점 이상에서 여과를 사용합니다.
| 필터 위치 | 일반적인 미크론 등급 | 주요 목적 |
|---|---|---|
| 흡입스트레이너 | 100~150미크론 | 큰 잔해로부터 펌프 흡입구를 보호합니다. |
| 압력 라인 필터 | 10~25미크론 | 펌프 다운스트림의 밸브와 실린더를 보호합니다. |
| 리턴 라인 필터 | 10~25미크론 | 마모 잔해가 저장소에 다시 들어가기 전에 잡아냅니다. |
유체 청결도는 일반적으로 ISO 4406 입자 계수를 사용하여 추적되며, 이는 4, 6 및 14 마이크론의 입자 계수를 나타내는 세 가지 숫자를 보고합니다. 18/16/13과 같은 코드는 중압 산업 회로에 대한 현실적인 목표인 반면, 비례 및 서보 밸브는 일반적으로 16/14/11 범위의 더 엄격한 코드를 요구합니다. 시각적이든 전기적이든 막힘 표시기를 사용하면 유지보수 직원이 고정된 달력 간격 대신 실제 상태에 따라 요소를 변경할 수 있으므로 조기 요소 변경과 필터 용량을 초과할 위험이 모두 줄어듭니다.
필터 요소 성능은 종종 요소의 상류 및 하류에서 주어진 크기 이상의 입자 수를 비교하는 베타 비율로 표현됩니다. 10미크론에서 베타 비율이 200이라는 것은 필터가 해당 크기 이상의 입자 200개당 199개를 제거한다는 의미이며 압력 라인 필터의 고효율 등급으로 간주됩니다. 동일한 마이크론 크기로 광고되는 두 개의 필터는 미디어 구성에 따라 실제 캡처 효율성이 매우 다를 수 있으므로 베타 비율은 헤드라인 마이크론 등급보다 더 중요합니다.
일부 유압 동력 장치는 주 회로의 듀티 사이클과 관계없이 소형 보조 펌프에서 지속적으로 작동하는 전용 오프라인 여과 루프를 추가합니다. 이 신장 루프 배열은 메인 펌프가 유휴 상태인 기간에도 저장소를 깨끗하게 유지하며 인라인 여과만으로는 엄격한 청결 목표를 유지할 수 있을 만큼 전체 유체 용량을 자주 넘길 수 없는 대용량 저장소에서 일반적입니다.
어큐뮬레이터는 피스톤, 블래더 또는 다이어프램을 사용하여 사전 충전된 가스량(거의 항상 질소)에서 유체를 분리하여 압력 하에서 유압 에너지를 저장합니다. 유압 동력 장치에서 어큐뮬레이터는 다양한 용도로 사용됩니다.
블래더형 어큐뮬레이터는 응답 속도와 비용의 적절한 균형을 제공하므로 일반 산업 서비스에서 가장 일반적으로 선택됩니다. 사전 충전 압력은 일반적으로 최소 시스템 작동 압력의 약 90%로 설정되며, 시간이 지남에 따라 질소 충전량이 블래더 재료를 통해 천천히 떨어지기 때문에 주기적으로 점검해야 합니다.
피스톤 어큐뮬레이터는 유연한 블래더 대신 자유 부동 피스톤을 사용하여 가스와 유체를 분리합니다. 이를 통해 일정하고 빠른 사이클링에서 블래더 수명을 제한하는 피로 문제 없이 더 큰 용량과 더 높은 사이클 속도를 처리할 수 있습니다. 이는 어큐뮬레이터가 교대당 수천 번의 충전 및 방전 주기를 확인하는 연속 작업 산업용 프레스 및 테스트 장비에서 더 일반적입니다.
유압 회로의 모든 비효율성은 열로 나타나며, 과도한 열은 장치 전체의 유체와 씰을 모두 저하시키는 가장 빠른 방법 중 하나입니다. 공냉식 열 교환기는 주변 공기는 사용할 수 있고 물은 사용할 수 없는 곳에 팬 구동식 라디에이터 코어 및 슈트 설치를 사용하는 반면, 수냉식 쉘 앤 튜브 교환기는 덥거나 먼지가 많은 환경에서 보다 일관된 냉각을 제공하지만 냉각수 또는 일회성 물 공급이 필요합니다.
냉각 용량은 일반적으로 단순히 모터 마력이 아니라 릴리프 밸브 바이패스, 밸브 전체의 압력 강하 및 펌프 비효율로 인해 발생하는 열 부하와 일치합니다. 오랜 체류 기간 동안 폐쇄형 중앙 밸브에 대해 고정 변위 펌프를 작동하는 장치는 동일한 작업을 수행하는 가변 변위 펌프보다 훨씬 더 많은 열을 발생시키며, 냉각기 사양은 일반적인 마력 기반 경험 법칙보다는 이러한 차이를 반영해야 합니다.
온도 조절 방식으로 제어되는 팬 또는 수냉식 회로의 바이패스 밸브는 유체 온도가 어느 방향으로든 너무 많이 흔들리는 것을 방지합니다. 유체가 너무 차갑게 작동하면 점도가 증가하고 펌프 입구가 제한되기 때문입니다. 너무 뜨겁게 작동하면 점도와 필름 강도가 낮아지는 것과 같습니다.
공냉식 장치는 수냉식 시스템과 관련된 배관, 수처리 및 배출 허용 문제를 피하므로 대부분의 독립형 산업 설치에 대한 선택이 더 간단합니다. 대신 수냉식 장치는 주변 공기 조건에 관계없이 더 안정적인 유체 온도를 유지하고 장치 자체 주변의 물리적 공간을 덜 차지합니다. 이는 바닥 공간이나 공기 흐름 간격이 제한된 시설에서 중요합니다. 일부 대규모 시설에서는 특히 개방형 원스 스루 시스템의 물 소비 및 배출 문제 없이 수냉의 안정성을 얻기 위해 폐쇄 루프 수냉식 냉각기를 사용합니다.
매니폴드 블록은 밸브 장착 및 내부 포팅을 단일 가공 또는 주조 본체에 통합하여 외부 호스 연결 수와 그에 따른 누출 지점을 줄입니다. 매니폴드 캐비티에 직접 나사산으로 연결된 카트리지 스타일 밸브는 설치 공간과 조립 노동력을 모두 줄여주기 때문에 새로운 유압 동력 장치 구축의 기존 스택 밸브 어셈블리를 대체했습니다.
호스는 작동 압력, 파열 압력 및 굴곡 반경에 따라 등급이 지정되며, 크기가 작은 호스는 펌프 또는 밸브 문제로 오인되는 압력 강하의 가장 일반적인 원인 중 하나입니다. O-링 페이스 씰과 O-링 보스 피팅은 이제 고압 회로의 구형 플레어 피팅보다 선호됩니다. 왜냐하면 금속 대 금속 토크에만 의존하지 않고 안정적으로 밀봉하여 장치 수명 동안 연결 지점에서 누수를 줄이기 때문입니다.
고정식 강철 또는 스테인리스 배관은 일반적으로 저장소, 펌프 및 고정식 장치의 매니폴드 사이를 영구적으로 연결하는 데 사용됩니다. 견고한 배관은 마모에 강하고 설치 수명 동안 호스보다 오래 지속되기 때문입니다. 유연한 호스는 이동하는 실린더와 같은 움직이는 구성 요소에 연결하거나 펌프 및 모터의 진동 차단이 필요한 섹션에 사용됩니다. 조립 중 편의상 전체 고정 회로에 호스를 연결하는 대신 두 가지를 적절하게 혼합하면 누출 수리 간 서비스 간격이 의미 있게 연장됩니다.
라인 크기는 일반적으로 허용 범위 내에서 유체 속도를 유지하도록 설정됩니다. 흡입 라인에서는 대략 초당 2~4피트, 압력 라인에서는 초당 10~15피트, 리턴 라인에서는 초당 10~15피트입니다. 크기가 작은 라인은 이러한 범위 이상으로 속도를 증가시켜 압력 강하를 높이고 추가 열을 발생시키며 특히 흡입 라인에서는 펌프 흡입구에서 캐비테이션 위험이 증가합니다.
유압 동력 장치가 지정된 경우 씰이 펌프나 밸브만큼 관심을 받는 경우는 거의 없지만 씰 고장은 장치가 계획되지 않은 수리로 끝나는 가장 빈번한 원인 중 하나입니다.
펌프 구동 샤프트의 회전 샤프트 씰은 지속적인 회전과 모터 커플링의 정렬 불량에 노출되어 전체 장치에서 마모가 가장 심한 씰 위치 중 하나입니다. 미네랄 오일에 적합한 씰 화합물은 특정 내화성 또는 생분해성 유체와 접촉하면 빠르게 분해될 수 있으므로 샤프트 씰 재료는 사용 중인 유체 유형과 일치해야 합니다.
매니폴드 및 밸브 장착 표면은 동적 씰보다는 정적 O-링이나 개스킷을 사용하며 연속적인 동작을 받지 않기 때문에 일반적으로 사용 수명이 더 깁니다. 이들의 실패는 유체 호환성 문제보다는 밸브 교체 중에 교체해야 하는 씰의 재사용 또는 조립 중 잘못된 볼트 토크와 더 자주 관련됩니다.
| 유체 유형 | 일반적으로 호환되는 씰 재질 | 참고 |
|---|---|---|
| 미네랄 오일 | 니트릴(Buna-N) | 대부분의 산업용 회로에 대한 표준 기본값 |
| 내화성 수글리콜 | EPDM | 니트릴은 시간이 지남에 따라 물-글리콜 유체에서 분해됩니다. |
| 인산에스테르 | 탄화플루오르(바이톤) | EPDM과 니트릴은 모두 부적합합니다. |
계측을 통해 밀봉된 상자의 유압 동력 장치를 분해하지 않고도 진단할 수 있는 장치로 전환할 수 있습니다. 대부분의 산업용 장치의 최소 계측 패키지에는 게이지를 맥동으로부터 보호하기 위한 절연 밸브가 있는 압력 게이지, 저장소의 유체 레벨 및 온도 게이지, 필터 하우징의 막힘 표시기가 포함됩니다.
| 악기 | 모니터링 대상 | 중요한 이유 |
|---|---|---|
| 압력 변환기 | 시스템 압력, 전기적으로 판독됨 | PLC 모니터링 및 압력 기반 인터록 가능 |
| 온도 스위치 | 저장유 온도 | 점도가 떨어지기 전에 냉각 또는 종료를 트리거합니다. |
| 레벨 스위치 | 저장소 유체 레벨 | 유체 부족으로 인한 펌프 캐비테이션 방지 |
| 필터 막힘 표시기 | 필터 요소 전체의 압력 차이 | 실제 상태에 따른 플래그 요소 교체 |
시각적인 게이지에만 의존하는 대신 이러한 장비에 전기 출력을 추가하면 낮은 수준 또는 과열 조건으로 인해 손상이 발생하기 전에 PLC 또는 제어판이 자동으로 장치를 종료할 수 있으며, 이는 경고를 무시한 후 수리하는 것보다 훨씬 저렴합니다.
대규모 설치에서는 계측기가 로컬 패널 자체가 아닌 데이터 기록자 또는 원격 모니터링 플랫폼에 점점 더 많은 정보를 제공하므로 유지 관리 직원이 경보에만 반응하는 대신 몇 주 또는 몇 달에 걸쳐 압력 및 온도 추세를 추적할 수 있습니다. 이러한 추세의 점진적인 드리프트(천천히 상승하는 기준 온도 또는 예전보다 더 자주 우회하는 릴리프 밸브)는 종종 장치가 경보를 울리거나 완전히 실패하기 훨씬 전에 펌프 또는 냉각기 마모가 발생하는 가장 빠른 경고입니다.
간단한 온/오프 또는 수동 밸브 제어 기능을 갖춘 독립형 유압 동력 장치는 여전히 설치의 큰 부분을 차지하지만, 사이클 타이밍, 순서 또는 안전 인터록이 중요한 모든 응용 분야에서는 PLC 또는 전용 유압 컨트롤러와의 통합이 표준이 되었습니다.
개별 제어 방식은 솔레노이드 밸브를 완전히 켜거나 끄는 방식으로 전환되며, 이는 간단한 확장-접기-유지 시퀀스에 충분합니다. 대신 비례 및 서보 제어는 밸브 위치를 지속적으로 조절하여 가속, 감속 및 중간 스트로크 위치 지정을 제어할 수 있습니다. 비례 제어는 비용을 추가하고 더 엄격한 유체 청정도를 요구하지만 공압식 또는 전기 기계식 액추에이터가 더 잘 처리한다고 가정되는 부드럽고 위치가 정확한 동작을 유압 동력 장치가 일치시킬 수 있게 해줍니다.
압력 스위치, 가드 인터록 및 비상 정지 회로는 일반적으로 모터 스타터 및 방향 밸브 제어 회로에 직접 연결되므로 제어 시스템 결함으로 인해 지연될 수 있는 소프트웨어 전용 응답에 의존하는 대신 안전 이벤트가 전기 구동 및 유압을 동시에 제거합니다.
유압 동력 장치의 수명 동안 에너지 비용은 장비의 원래 구매 가격을 초과하는 경우가 많으며, 이로 인해 효율성이 부차적인 고려 사항이 아니라 그 자체로 구성 요소 선택 요소가 됩니다.
이러한 선택은 서로 상호 작용합니다. VFD 구동 모터 및 부하 감지 매니폴드와 결합된 가변 변위 펌프는 동일한 응용 분야에서 고정 변위, 고정 속도 기준에 비해 전기 소비를 크게 줄일 수 있습니다. 단, 실제 절감 효과는 전체 흐름 작동과 부분 수요에서 사용되는 듀티 사이클의 양에 따라 크게 달라집니다.
위에서 다룬 구성 요소 그룹은 이동식 및 고정식 유압 동력 장치 모두에 적용되지만 각 그룹 내에서 선택한 특정 하드웨어는 두 그룹 간에 의미 있는 차이가 나는 경우가 많습니다.
| 구성 요소 | 고정식 산업 단위 | 이동 장치 |
|---|---|---|
| 전원 | 고정 전동기 | PTO, 엔진 장착 펌프 또는 배터리 전기 모터 |
| 저수지 재료 | 탄소 또는 스테인레스 스틸 | 경량화를 위한 알루미늄 |
| 냉각 | 공기 또는 물 열교환기 | 램 공기 또는 팬 보조 공기 냉각 |
| 인클로저 | 오픈 프레임 또는 소음 방지 캐비닛 | 밀봉된 진동 차단 구획 |
진동은 모바일 장치의 가장 큰 추가 설계 요소입니다. 고정된 산업 바닥에서 몇 년 동안 방해받지 않고 놓여 있는 구성 요소에는 모바일 섀시에 잠금 와셔, 나사 고정 컴파운드 및 진동 등급 호스 클램프가 필요합니다. 지속적인 도로 또는 오프로드 진동으로 인해 고정 설치보다 훨씬 빠르게 표준 패스너와 부속품이 느슨해지기 때문입니다.
대부분의 유압 동력 장치 고장은 세 가지 근본 원인, 즉 오염, 통기 또는 열 중 하나로 거슬러 올라갑니다. 각각의 초기 증상을 인식하면 유지 관리 직원이 구성 요소에 실제로 오류가 발생하기 전에 개입할 수 있습니다.
| 증상 | 영향을 받을 가능성이 있는 구성 요소 | 일반적인 근본 원인 |
|---|---|---|
| 펌프에서 윙윙거리는 소리나 캐비테이션 소음이 발생합니다. | 펌프, 흡입 스트레이너 | 유체 수위가 낮거나 스트레이너가 막혔거나 흡입측 공기 누출 |
| 해면질 또는 지연된 실린더 반응 | 방향 또는 유량 제어 밸브 | 폭기된 유체 또는 마모된 밸브 스풀 |
| 부하 시 점진적인 압력 강하 | 펌프, 릴리프 밸브 | 오염된 유체로 인한 내부 마모 |
| 교대 근무 시 유체 온도 상승 | 쿨러, 릴리프 밸브 | 소형 냉각 또는 과도한 릴리프 바이패스 |
| 수양 피팅 및 호스 끝 | 피팅, 호스 어셈블리 | 설치 시 진동 피로 또는 잘못된 토크 |
| 불규칙한 압력 게이지 또는 변환기 판독값 | 게이지 절연체, 변환기 배선 | 맥동 손상 또는 느슨한 전기 연결 |
유체 샘플링을 중심으로 구축된 예방 일정, 고정된 간격이 아닌 막힘 표시기를 기반으로 한 예정된 필터 교체, 정기적인 어큐뮬레이터 사전 충전 점검을 통해 이러한 오류 패턴의 대부분을 포착하는 동시에 수정 비용이 저렴합니다.
분기별 유체 샘플링은 지속적인 산업 서비스를 제공하는 장치에 대한 일반적인 기준이며, 샘플링은 입자 수가 조금만 증가해도 밸브 반응에 큰 영향을 미치는 고정밀 비례 또는 서보 회로를 실행하는 장치에서 월간 간격으로 이동됩니다. 저수지 바닥이 아닌 실제 가동 라인에서 샘플링하면 펌프와 밸브를 통해 실제로 순환하는 것이 무엇인지에 대한 보다 대표적인 그림을 얻을 수 있습니다.
표준 카탈로그 장치는 많은 응용 분야를 포괄하지만 설치 공간, 소음, 듀티 사이클 또는 환경 노출이 표준 범위를 벗어나는 경우 맞춤형 빌드가 일반적입니다. 몇 가지 실용적인 질문이 대부분의 맞춤형 사양을 형성합니다.
구성 요소를 선택하기 직전에 이러한 답을 얻으면 가장 비용이 많이 드는 재작업을 피할 수 있습니다. 설치 후 펌프, 모터 또는 냉각 패키지가 실제 작동 조건에 비해 크기가 작다는 사실을 발견하는 것입니다.
유압 동력 장치가 운전실 근처나 소음에 민감한 시설에 있는 경우, 펌프와 모터 주위의 소음 감쇠 인클로저는 인지된 소음을 의미 있게 줄일 수 있으며 종종 펌프 유형만 전환하는 것보다 더 비용 효율적입니다. 모터와 펌프 주위에 열을 가두는 밀봉된 인클로저는 장치를 조용하게 만드는 동안에도 구성 요소 수명을 단축시키기 때문에 인클로저 설계는 적절한 환기와 음향 감쇠의 균형을 맞춰야 합니다.
적절한 여과 및 유체 유지 관리를 통해 유압 동력 장치의 구조적 구성 요소는 일반적으로 15~20년 동안 작동하지만 펌프, 씰 및 호스는 그보다 훨씬 전에 더 짧은 주기로 재구축되거나 교체되는 마모 품목입니다.
변경 간격은 고정된 시간이 아닌 작동 온도 및 오염 제어에 따라 달라집니다. 여과를 통해 입자 수를 낮게 유지하고 온도를 제어할 수 있는 경우 많은 산업 장치가 연간 또는 격년 유체 교환을 통해 실행되지만 유체 샘플링은 달력 날짜만 사용하는 것보다 더 신뢰할 수 있는 지침입니다.
대부분의 경우 두 펌프 유형은 단지 제어 논리가 아닌 기계적으로 다르기 때문에 펌프를 교체해야 하며 종종 장착 어댑터를 교체해야 합니다. 일반적으로 나중에 업그레이드를 계획하는 것보다 듀티 사이클을 기준으로 올바른 펌프 유형을 미리 지정하는 것이 더 실용적입니다.
팬이나 물 흐름이 제한되거나, 릴리프 밸브가 밸브나 압력 설정 문제로 인해 의도한 것보다 더 많은 흐름을 우회하거나, 유체 점도 등급이 작동 온도 범위와 일치하지 않는 경우, 종이에 올바른 크기의 냉각기는 여전히 성능이 저하됩니다.
블래더 어큐뮬레이터는 일반 충격 흡수 및 압력 평활화에 대해 더 빠르게 반응하고 비용이 적게 드는 반면, 피스톤 어큐뮬레이터는 더 큰 용량과 더 높은 사이클 속도를 더 내구성 있게 처리하므로 대량 수요 급증이 자주 발생하는 응용 분야에 더 적합합니다.
흡입 여과기는 펌프 흡입구를 큰 잔해물로부터 보호하며 펌프 흡입구 흐름을 제한하지 않도록 의도적으로 거칠게(일반적으로 100~150미크론) 합니다. 압력 라인 필터는 일반적으로 10~25미크론으로 훨씬 더 미세하며 펌프 하류의 더 민감한 밸브와 실린더를 보호합니다.
부하 없이 일정하게 유지되지만 액추에이터가 작동되면 압력이 떨어지는 것은 일반적으로 내부 펌프 마모 또는 설정 지점보다 일찍 열리는 릴리프 밸브를 의미하며, 두 가지 모두 시스템이 공회전이 아닌 실제로 작동할 때 사용 가능한 유효 유량을 감소시킵니다.
두꺼운 유체는 방향 밸브 또는 비례 밸브 내부의 작은 내부 통로를 통해 흐르는 것을 방해하여 스풀 움직임과 액추에이터 응답을 느리게 합니다. 이것이 바로 가열되지 않은 공간에서 밤새 유휴 상태로 방치된 장치에서 냉간 시동 지연이 흔히 발생하는 이유이며, 일부 설비에서는 추운 조건에서 최대 속도로 작동하기 전에 탱크 히터 또는 예열 사이클을 추가하는 이유입니다.
파일럿 작동식 체크 밸브는 파일럿 압력 신호가 의도적으로 열릴 때까지 역류를 차단하면서 한 방향으로 자유로운 흐름을 허용합니다. 이는 일반적으로 방향 밸브가 중앙에 있고 활성 압력이 적용되지 않는 경우에도 드리프트 없이 실린더를 제자리에 유지하는 데 사용됩니다.