유압 펌프란?

유압 펌프란?

유압 펌프는 유압 구동 시스템에 사용되며 유체정역학적 또는 유체역학적일 수 있습니다. 유압 펌프는 기계적 동력을 유압 에너지로 변환하는 기계적 동력원입니다. 펌프 출구에서 부하에 의해 유도된 압력을 극복하기에 충분한 전력으로 흐름을 생성합니다.

유압 펌프가 작동할 때 펌프 입구에 진공이 생성되어 저장소에서 펌프로 가는 입구 라인으로 액체를 강제로 보내고 기계적 작용에 의해 이 액체를 펌프 출구로 전달하고 유압 시스템으로 밀어 넣습니다.

정수압 펌프는 용적식 펌프인 반면, 유체역학적 펌프는 변위를 조정할 수 없는 고정 변위 펌프 또는 변위를 조정할 수 있는 더 복잡한 구성을 가진 가변 변위 펌프가 될 수 있습니다.

유체 역학 펌프는 일상 생활에서 더 자주 사용됩니다. 다양한 유형의 정수 펌프는 모두 파스칼의 법칙에 따라 작동합니다.

 

 

유압 펌프의 특성

유압 펌프의 특성은 다음과 같습니다.

▷ bar로 표시되는 압력 Δp
▷ l/min으로 표시되는 유량 Qv: 이것은 주어진 시간에 펌프에 의해 전달되는 액체의 부피입니다.
▷ ㎤로 표시되는 변위: 회전당 펌핑되는 유체의 부피입니다.
▷ rpm으로 표시되는 회전 속도 N
▷ kW로 표시되는 수력(Ph)
▷ 효율성: 주로 마찰로 인한 손실 후 펌프의 유용한 에너지입니다.

 

유압 펌프의 종류

이동식 유압 응용 분야에는 일반적으로 세 가지 유형의 유압 펌프 구조가 있습니다. 여기에는 기어, 피스톤 및 베인이 포함됩니다. 그러나 클러치 펌프, 덤프 펌프 및 건식 밸브 펌프와 같은 쓰레기 차량용 펌프도 있습니다.

유압 펌프는 기계적 에너지를 받아 오일 흐름의 형태로 유체 에너지로 변환하는 유압 시스템의 구성 요소입니다. 이 기계적 에너지는 동력인출장치(PTO)와 같은 원동기(회전력) 또는 트럭 엔진에서 직접 가져옵니다.

각 유압 펌프에서 펌프는 단일 회전 또는 이중 회전 설계가 됩니다. 이름에서 알 수 있듯이 단일 회전 펌프는 샤프트 회전의 한 방향으로 작동하도록 설계되었습니다. 반면 양방향 펌프는 양방향으로 작동할 수 있습니다.

 

1. 기어 펌프
트럭 탑재 유압 시스템의 경우 가장 일반적으로 사용되는 설계는 기어 펌프입니다. 이 디자인은 움직이는 부품이 적고 서비스가 쉬우며 다른 디자인보다 오염에 강하고 상대적으로 저렴한 것이 특징입니다.

기어 펌프는 용적형 펌프라고도 하는 고정 용적형 펌프입니다. 이는 펌프 샤프트가 회전할 때마다 동일한 양의 유량이 생성됨을 의미합니다. 기어 펌프는 펌프의 최대 압력 정격, 입방 인치 변위 및 최대 입력 속도 제한 측면에서 평가됩니다.

일반적으로 기어 펌프는 개방형 센터 유압 시스템에 사용됩니다. 기어 펌프는 펌프의 두 기어 톱니와 펌프 본체 사이의 영역에 오일을 가두어 기어 캐비티 둘레로 운반한 다음 기어가 맞물리면서 출구 포트를 통해 강제로 보냅니다.

황동 합금 스러스트 플레이트 또는 마모 플레이트 뒤에 소량의 가압 오일이 플레이트를 기어 끝단에 단단히 밀어 넣어 펌프 효율을 향상시킵니다.

장점
▷ 저렴합니다.
▷ 고정 변위를 가지고 있습니다.

단점
▷ 체적 효율이 낮습니다
▷ 기어 펌프에는 외부 기어 펌프와 내부 기어 펌프의 두 가지 유형이 있습니다.

외부 기어 펌프
외부 기어 펌프에서 기어 휠 중 하나만 드라이브 기어에 연결됩니다. 다른 기어 휠인 피동 기어는 회전하는 기어 휠의 톱니가 맞물리도록 반대 방향으로 회전합니다.
동일한 커플링 샤프트로 구동되는 두 개의 기어 펌프를 결합하는 이중 외부 기어 펌프도 있습니다. 이중 외부 기어 펌프는 두 개의 독립적인 유압 회로를 공급하는 이점이 있으며 하나의 회로에 더 많은 유량을 제공합니다.

내부 기어 펌프
그들은 편심 내부 기어 휠과 크라운 기어라고도하는 외부 기어 휠을 가지고 있습니다.
외부 기어가 회전하면 기어 휠 프로파일과 기어 하우징 벽에 부착된 외부 기어 톱니 사이에 볼륨이 생성됩니다.
두 바퀴가 분리되면 제품이 흡입됩니다.

장점
▷ 내부 기어 펌프는 매우 조용합니다.
▷ 일정한 흐름을 제공합니다.

 

2. 피스톤 펌프
높은 작동 압력이 필요한 경우 피스톤 펌프가 자주 사용됩니다. 피스톤 펌프는 전통적으로 비슷한 용량의 기어 펌프보다 더 높은 압력을 견딥니다. 그러나 피스톤 펌프와 관련된 초기 비용이 더 높을 뿐만 아니라 오염에 대한 저항이 낮고 복잡성이 증가합니다.

이 복잡성은 피스톤 펌프가 추가 가동 부품, 더 엄격한 여과 요구 사항 및 더 엄격한 허용 오차와 함께 올바르게 작동하는지 확인하기 위해 이해해야 하는 장비 설계자와 서비스 기술자의 몫입니다.

피스톤 펌프는 종종 트럭 탑재 크레인과 함께 사용되지만 엔진 속도를 변경하지 않고 시스템 흐름을 변경하는 것이 바람직할 수 있는 눈 및 얼음 제어와 같은 다른 응용 분야에서도 사용됩니다.

안팎으로 움직이는 피스톤을 포함하는 실린더 블록은 피스톤 펌프 내에 수용됩니다. 공급 포트에서 오일을 끌어온 다음 배출구를 통해 밀어내는 것은 이 피스톤의 움직임입니다. 피스톤의 슬리퍼 끝이 닿는 사판의 각도는 피스톤의 스트로크 길이를 결정합니다.

사판이 고정되어 있는 동안 피스톤을 둘러싸고 있는 실린더 블록은 펌프의 입력 샤프트와 함께 회전합니다. 그런 다음 펌프 변위는 펌프 실린더의 총 부피에 의해 결정됩니다. 고정 및 가변 변위 설계를 모두 사용할 수 있습니다.

 

고정 변위
고정 용적 피스톤 펌프의 경우 사판은 조정할 수 없습니다. 입력 샤프트 속도에 대한 비례 출력 유량은 기어 펌프와 유사하며 기어 펌프로 고정 용적 피스톤 펌프는 개방형 센터 유압 시스템에서 사용됩니다.

가변 변위
앞서 언급했듯이 피스톤 펌프는 엔진 속도를 변경하지 않고 시스템 흐름을 변경하는 것이 바람직할 수 있는 눈 및 얼음 제어와 같은 응용 분야에서도 사용됩니다.

유압 유량 요구 사항이 작동 조건에 따라 달라질 때 가변 용량 피스톤 펌프가 작동하는 곳입니다. 고정 변위 설계와 달리 사판은 고정되어 있지 않으며 보정기를 통해 방향 밸브의 압력 신호로 각도를 조정할 수 있습니다.

더 많은 유량이 필요하면 사판 각도가 변경되어 피스톤 스트로크가 길어져 펌프 변위가 증가합니다. 고정 용량 피스톤 펌프와 달리 가변 용량은 폐쇄형 센터 시스템에서 사용됩니다.

폐쇄형 센터 시스템을 사용하면 유량 요구 사항이 감소함에 따라 가변 용량 펌프 내의 사판 각도가 감소하므로 과도한 유량이나 유압 마력 손실이 없습니다.

가변 용량 피스톤 펌프는 유량 보상, 압력 보상 또는 유량 및 압력 보상 모두 가능합니다.

흐름 보상
유량 요구 사항이 변경됨에 따라 일정한 압력 여유를 유지하기 위해 사판 각도가 조정됩니다.

압력 보상
시스템 압력의 변화에 ​​관계없이 사판 각도를 조정하여 지정된 유량을 유지합니다.

유량 및 압력 보상 결합
유량 및 압력 보상이 결합된 이러한 시스템은 종종 눈 및 얼음 제어 차량에 일반적으로 사용되는 부하 감지 시스템이라고 합니다.

 

3. 베인 펌프
베인 펌프는 한때 공중 버킷 및 사다리와 같은 유틸리티 차량에 일반적으로 사용되었습니다. 오늘날 기어 펌프가 더 널리 수용되고 사용 가능하기 때문에 이러한 이동식(트럭 탑재) 유압 시스템에서는 베인 펌프를 흔히 볼 수 없습니다.

베인 펌프 내에서 입력 샤프트가 회전함에 따라 펌프의 베인 사이에서 오일이 픽업되어 펌프의 출구 쪽으로 이송됩니다. 이것은 기어 펌프가 작동하는 방식과 유사하지만 펌프 하우징의 회전하는 카트리지에는 한 쌍의 기어가 있는 대신 한 세트의 베인이 있습니다.

펌프의 출구측에서는 베인 사이의 면적이 감소하고 펌프의 입구측에서는 증가함에 따라 면적의 변화로 인해 베인 카트리지가 회전함에 따라 오일이 공급 포트를 통해 유입되고 출구를 통해 배출됩니다.

 

4. 클러치 펌프
클러치 펌프는 자동차의 에어컨 압축기에서 볼 수 있는 것과 같은 벨트 구동 전자기 클러치가 장착된 소형 변위 기어 펌프입니다. 운전자가 트럭 운전실 내부의 스위치를 켜면 작동됩니다.

클러치 펌프는 변속기 동력인출장치 구멍이 제공되지 않거나 쉽게 접근할 수 없는 곳에서 자주 사용됩니다. 일반적인 응용 프로그램에는 공중 버킷 트럭, 구조차 및 건초 스파이크가 포함됩니다.

일반적으로 클러치 펌프는 엔진 구동 벨트가 더 높은 부하에서 미끄러지기 쉬우므로 펌프 출력 흐름이 15GPM을 초과하는 경우 사용할 수 없습니다.

 

5. 덤프 펌프
다양한 유형의 유압 펌프 중에서 덤프 펌프가 가장 잘 알려져 있습니다. 이 유형의 펌프는 덤프 트레일러에서 탠덤 액슬 덤프 트럭에 이르는 덤핑 애플리케이션에 일반적으로 사용됩니다. 덤프 펌프는 덤프 트럭이라는 한 가지 용도를 위해 특별히 설계되었으며 라이브 플로어 및 이젝터 트레일러와 같은 다른 일반적인 트레일러 용도에는 적합하지 않습니다.

이 펌프를 기존 기어 펌프와 구분하는 것은 내장된 압력 릴리프 어셈블리와 통합된 3위치, 3방향 제어 밸브입니다. 덤프 펌프는 내부 ​​경로가 좁고 열이 많이 발생하기 때문에 연속 작업에 적합하지 않습니다.

덤프 펌프는 종종 동력인출장치에 직접 장착됩니다. 그러나 직접 연결 펌프는 펌프 무게가 70lbs인 트랜스미션 케이스에 설치자가 제공한 브래킷으로 단단히 지지되는 것이 중요합니다.

덤프 펌프의 경우 2라인 또는 3라인 설치를 선택해야 합니다(2라인 및 3라인은 펌프 배관에 사용되는 호스 수를 나타냄). 그러나 덤프 펌프는 2-라인 설치에서 3-라인 설치로 쉽게 변환할 수 있습니다. 이것은 펌프의 입구 포트에 저렴한 슬리브를 삽입하고 리턴 포트의 캡을 열어서 수행됩니다.

많은 덤프 본체는 중립에서 너무 오래 작동하지 않으면 2선 설치로 적절하게 기능할 수 있습니다. 그러나 중립에서 너무 오랫동안 작동하면 고온으로 인해 가장 일반적인 덤프 펌프 고장이 발생합니다. 이러한 실패를 방지하기 위해 3선 설치를 선택할 수 있으며 이는 추가 이점도 제공합니다.

 

6. Refuse 펌프
쓰레기 장비용 펌프에는 건식 밸브가 포함됩니다. 둘 다 OFF 모드에 있는 동안 연료를 절약하지만 작업이 필요할 때 전체 흐름을 제공할 수 있습니다. 둘 다 표준 기어 펌프를 기반으로 하는 설계를 가지고 있지만 건식 밸브에는 추가 특수 밸브가 포함되어 있습니다.

건식 밸브 펌프
주로 쓰레기 장비에 사용되는 건식 밸브 펌프는 대용량 전면 크랭크축 구동 펌프입니다. 건식 밸브 펌프는 펌프 입구 포트에 플런저형 밸브를 포함합니다. 이 특수 플런저 유형 밸브는 OFF 모드에서 흐름을 제한하고 ON 모드에서 전체 흐름을 허용합니다.

결과적으로 마력 소모량이 낮아져 유압 시스템을 사용하지 않을 때 연료를 절약할 수 있습니다.

닫힌 위치에서 건식 밸브는 펌프의 윤활을 유지하기 위해 통과할 수 있는 충분한 오일만 허용합니다. 그런 다음 이 오일은 블리드 밸브와 작은 반환 라인을 통해 저장소로 반환됩니다.

블리드 밸브가 오염 물질에 의해 막히면 캐비테이션으로 인한 펌프 고장이 발생하므로 완벽하게 작동하는 블리드 밸브는 이러한 유형의 펌프 수명에 매우 중요합니다. Muncie Power Products는 또한 블리드 밸브 요구 사항을 제거하고 시스템 효율성을 개선할 수 있는 버터플라이 스타일 건식 밸브를 제공합니다.

건식 밸브의 경우 마모 플레이트와 샤프트 씰이 표준 기어 펌프와 다릅니다. 표준 기어 펌프를 건식 밸브에 맞추려고 하면 펌프가 조기에 고장날 수 있습니다.

 

유압 펌프의 압력

50bar
▷ 작동 압력은 거의 50bar 미만입니다.

210 – 300bar : 기어 펌프
▷ 최대 압력은 일반적으로 250bar입니다.
▷ 기어 펌프에 사용되는 가장 일반적인 표준은 210bar입니다.
▷ 300bar 표준은 일부 내부 기어 펌프에서 사용됩니다.

300 – 450bar : 피스톤 펌프
▷ 고압 작업, 약 450 bar
▷ 300 – 350bar는 개방 회로에서 점점 더 많이 사용되는 표준입니다.
▷ 420bar는 특히 폐쇄 회로의 정수 전달에 사용되는 최대 표준입니다.

700bar : 잭을 처리하는 데 사용됩니다.

7,000bar : 수압 펌프

10,000bar: 압력 배율기

 

어떤 용도로 어떤 펌프를 선택해야 할까?

외부 기어 펌프
통나무 스플리터 또는 엘리베이터와 같은 유압 응용 분야에서 더 일반적으로 사용됩니다.

내부 기어 펌프
움직이지 않는 유압 장치(예: 공작 기계, 프레스 등)와 제한된 공간에서 작동하는 차량(전기 지게차 등)에 사용됩니다.

로터리 베인 펌프
건설 장비뿐만 아니라 산업의 다이캐스팅 및 사출기에 사용됩니다.

피스톤 펌프
▷ 프레스, 플라스틱 가공 기계, 공작 기계 및 건설 장비와 같은 고압(400bar~700bar)과 관련된 응용 분야에 사용됩니다.
▷ 고하중용 유압 실린더를 작동하는 데 사용됩니다.
▷ 모바일 및 건설 장비에도 사용됩니다. 해양 보조 전원; 금속 성형 및 스탬핑; 공작 기계; 및 유전 장비.
▷ 일부 피스톤 펌프는 파이프라인에서 고압으로 탄화수소를 운반하는 데 사용되기도 합니다.
▷ 워터젯 절단기에도 사용할 수 있습니다. 이 경우 유체는 기름이 아니라 물입니다.

스크류 펌프
고압에서 원유와 같은 점성 액체를 펌핑하는 데 사용됩니다.