유압회로설계

목차

※회로계산의 흐름선도(flow chart)

1. 부하를 구동시키는데 필요한 추력 F를 계산해보자.
2. 실린더 헤드의 단면적을 계산해보자. (최고 압력 기준)
3. 유압액추에이터 선정
4. 필요유량을 계산해본다.(표 2 참조 : PV2R형 더블펌프)
5. 제어밸브 선정

본문내용

부속 기기로의 선정 및 용량 결정
1. 부하를 구동시키는데 필요한 추력 F를 계산해보자
F =
: 관성력으로 = Ma = M×(V/t)로 표시된다.
: 관성력 이외의 저항력을 나타낸다. = Mg
(M : 부하 및 피스톤 질량의 합, a : 가속도, V 및 t : 가·감속시의 속도변화량, g : 중력 가속도)
여기에서 M(부하) : 6톤(6000kg), V/t : 40m/min(1m/sec) / 1sec, g : 9.81m/
: 4000N + : 58860N = F : 62860N 이 된다.
2. 실린더 헤드의 단면적을 계산해보자. (최고 압력 기준)
(이론)
∴D =6.32cm ≒ 8cm이상 선정
3. 유압액추에이터 선정
- 유압실린더를 선정한다. 위의 계산에 따라 (주)세원셀론텍의 유압실린더 CHW형 표준유압실린더를 선정했다. 위의 최고 압력은 CHW형 표준유압실린더(이하 유압실린더)의 최고 압력을 기준으로 계산해보았습니다. 유압실린더는 표에서는 최대 스트로크가 3m지만, 유압제품의 경우 다품종 소량 생산 그리고 주문 생산이 가능하다는 점을 감안해 최대 스트로크의 경우 제약 조건이 있지만, 설계시 고려하지 않았습니다. 위와 같은 이유로 세원셀론텍 사의 유압실린더를 채택하였습니다.
*표 1 참조(CHW형 표준유압실린더) 실린더 내경은 80mm로 선정했다. 내경에 따른 작동압력을 계산해보면,
이다.
138.94bar(이론)
4. 필요유량을 계산해본다.(표 2 참조 : PV2R형 더블펌프)
=201.08 L /min(이론)
*필요한 펌프의 행적 용적은?
만약 원동기의 회전속도를 그대로 쓴다고 했을 때, 만큼의 행적 용적이 필요하다.
(주) 세원셀론텍의 PV2R형 더블펌프를 사용할 경우 최대 1800rpm의 속도로 가동된다. 1800rpm일 때 행적용적을 계산해보면
가 된다.
* 용적 효율을 표(표2, 표3 : PV2R형 더블펌프)를 통해 계산해보면,
이때, PV2R형 더블펌프의 모델명 PV2R23(표2)을 선정하고 PV2R23형 더블펌프의 토출용량은 PV2R2싱글 펌프와 동일(소 용량), PV2R3싱글 펌프롸 동일(대 용량)
-소 용량측 이론토출용량 : (표2 : PV2R2-53)
-대 용량측 이론토출용량 : (표3 : PV2R3-116)
표를 통해, 실제 유량을 보면,
57L/min +127L/min = 184L/min가 되어
이론 유량과 실제 유량의 효율을 계산해보면, 용적 효율 91.54%의 효율을 나타낸다.
축 구동에 필요한 동력 =51kW (표를 통해 얻을 수 있다.)
따라서 η(전효율 )은 0.8354(83.54%)가 된다. 따라서 기계 효율 를 구하면 91.13%가 된다.
5. 제어밸브 선정
* 운전자가 수동식 또는 전자식으로 방향을 제어할 수 있는 방향제어밸브가 필요하다.
* 하강 속도를 제어하기 위한 카운터 밸런스 밸브가 필요하다.
1) 방향 제어밸브 선정(표4)
- 보쉬렉스로스 사의 (직동형 방향 스풀 밸브) 유량을 고려해 사이즈 16의 레버타입(WMM)을 선정한다. 이 중 Spool Symbols Type (표4 참조)을 G 타입의 디텐트가 있는 수동 조작형 밸브를 선정하였다. G 타입의 경우 밸브에서의 압력 손실은 (표 5 참조) 유량 250L/min 일 경우 11bar의 압력 손실을 나타낸다. 즉, 유압펌프에서의 최대 압력이 214bar이다. 밸브에서의 압력 손실을 감안했을 때 실린더에서 받는 압력은 약 205bar의 압력을 받게 된다. 밸브의 효율을 압력으로 감안했을 때, 0.96(96%)의 효율을 얻을 수 있다. 용적 효율, 기계 효율, 밸브의 효율은 직렬적 관계이므로, 전체 효율을 계산해보면,
* 0.9154(용적 효율 : 91.54%) × 0.9113(기계 효율 : 91.13%) × 0.96(밸브의 효율 : 96%)
=0.8008(전체 효율 : 80.08%)
을 얻을 수 있다.
2) 카운터 밸런스 밸브(표6)
- 세월셀론텍 사의 HC형 압력 제어 밸브를 선정한다.
- 밸브의 작동 압력은 포트 형식 G형 서브 플레이트 취부형의 압력조정범위 B형 {35.7~71.4} 택한다.
- 압력 조정은 (bar)로 조정한다.
3) 부하를 장시간 정지시킬 수 있는 파일럿 조작 체크 밸브(표7 참조)
- 세원셀론텍 사의 파일럿 조작 체크 밸브를 선정한다.
- 서브 플레이트 취부형, 최고사용 압력 255kgf/c, 정격유량 250L/min을 사용 한다.
표 - <1>
표 - <2, 3>
표 - <4, 5>
표 - <6, 7>

키워드

유압회로설계,   유압회로,   설계,   회로계산,   유압액추에이터,   필요유량,   제어밸브,   헤드 단면적