굴착기운전기능사 · 장비 원리 과목
굴착기운전기능사 유압 장치 개념 정리
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AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.
개요
굴착기의 붐, 암, 버킷, 선회, 주행은 거의 모두 기름의 압력, 즉 유압으로 움직입니다. 이 단원에서는 유압의 원리, 기름을 밀어 보내는 펌프, 흐름을 조절하는 밸브, 실제로 일을 하는 실린더와 모터, 작동유 관리를 배웁니다.
유압은 밀폐된 기름의 한 곳에 압력을 주면 모든 방향으로 같은 크기로 전달된다는 파스칼의 원리를 이용합니다. 펌프는 엔진의 힘으로 작동유를 밀어 보내며, 기어 펌프, 베인 펌프, 피스톤(플런저) 펌프가 있고 피스톤 펌프가 가장 높은 압력을 낼 수 있습니다.
밸브는 하는 일에 따라 세 가지로 나뉩니다. 압력 제어 밸브는 일의 크기(힘), 유량 제어 밸브는 일의 속도, 방향 제어 밸브는 일의 방향을 조절합니다. 릴리프 밸브는 압력 제어 밸브의 하나로 회로 압력이 정해진 값을 넘지 않게 지켜 줍니다. 실린더는 직선 운동을, 유압 모터는 회전 운동을 만들며, 작동유는 깨끗하고 알맞은 온도로 관리해야 합니다.
핵심 개념
파스칼의 원리
밀폐된 그릇 속 액체의 한 곳에 압력을 주면 그 압력이 모든 방향으로 같은 크기로 전달된다는 원리입니다. 유압 장치는 이 원리로 작은 힘을 큰 힘으로 바꿉니다.
외우는 요령유압 문제에서 원리를 물으면 답은 '파스칼'입니다.
유압 펌프
엔진의 힘으로 작동유를 회로에 밀어 보내는 장치입니다. 기어 펌프, 베인 펌프, 피스톤(플런저) 펌프가 있으며, 피스톤 펌프가 가장 높은 압력을 낼 수 있습니다.
외우는 요령높은 압력이 필요하면 피스톤 펌프라고 기억하세요.
제어 밸브 세 가지
압력 제어 밸브는 일의 크기(힘), 유량 제어 밸브는 일의 속도, 방향 제어 밸브는 기름이 흐르는 방향을 바꿔 일의 방향을 조절합니다.
외우는 요령압력 = 힘, 유량 = 속도, 방향 = 방향.
릴리프 밸브
회로의 압력이 정해 둔 값보다 높아지면 열려서 기름을 탱크로 돌려보내, 펌프와 회로가 망가지지 않게 최고 압력을 제한하는 밸브입니다.
외우는 요령압력이 넘치면 '풀어 주는(relief)' 밸브입니다.
체크 밸브
기름을 한쪽 방향으로만 흐르게 하고 거꾸로 흐르는 것을 막는 밸브입니다.
외우는 요령일방통행 밸브라고 생각하세요.
액추에이터
유압의 힘을 실제 움직임으로 바꾸는 장치입니다. 유압 실린더는 밀고 당기는 직선 운동을, 유압 모터는 빙글빙글 도는 회전 운동을 만듭니다. 굴착기의 선회와 주행은 유압 모터가 맡습니다.
외우는 요령실린더는 곧게, 모터는 둥글게.
캐비테이션
작동유 속에 공기 거품이 생겼다가 터지는 현상으로, 소음과 진동이 나고 펌프와 부품을 상하게 합니다. 기름이 부족하거나 흡입 쪽이 막히면 잘 생깁니다.
외우는 요령기름 속 거품 = 소음·진동·부품 손상.
자주 나오는 포인트
- 유압은 파스칼의 원리를 이용합니다.
- 압력 제어 밸브는 힘, 유량 제어 밸브는 속도, 방향 제어 밸브는 방향을 조절합니다.
- 릴리프 밸브는 회로 압력이 정해진 값을 넘지 않게 합니다.
- 유압 실린더는 직선 운동, 유압 모터는 회전 운동을 합니다.
- 체크 밸브는 기름이 거꾸로 흐르지 못하게 막습니다.
헷갈리는 것 비교: 제어 밸브 세 가지
| 구분 | 조절하는 것 | 대표 예 |
|---|---|---|
| 압력 제어 밸브 | 일의 크기(힘) | 릴리프 밸브 |
| 유량 제어 밸브 | 일의 속도 | 교축(스로틀) 밸브 |
| 방향 제어 밸브 | 일의 방향 | 체크 밸브, 조종 밸브 |
대표 문제 3개
검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.
문제 1. 유압 장치가 작은 힘으로 큰 힘을 낼 수 있는 원리는?
- ① 파스칼의 원리
- ② 관성의 법칙
- ③ 베르누이의 원리
- ④ 아르키메데스의 원리
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ① 파스칼의 원리
핵심: 유압의 기본 원리 = 파스칼의 원리
파스칼의 원리: 밀폐된 용기 속 액체에 압력을 주면 그 압력이 모든 방향에 같은 크기로 전달됩니다. 그래서 작은 피스톤을 누른 압력이 큰 피스톤에 그대로 전해져, 면적이 넓은 쪽에서 큰 힘이 나옵니다.
틀린 선지
- 관성의 법칙: 관성의 법칙은 물체가 하던 운동을 계속하려는 성질입니다.
- 베르누이의 원리: 베르누이의 원리는 흐르는 유체의 속도와 압력의 관계를 설명합니다.
- 아르키메데스의 원리: 아르키메데스의 원리는 물에 잠긴 물체가 받는 뜨는 힘(부력)에 관한 것입니다.
문제 2. 유압 회로에서 작동유의 양을 조절하여 실린더나 모터의 '속도'를 바꾸는 밸브는?
- ① 유량 제어 밸브
- ② 체크 밸브
- ③ 압력 제어 밸브
- ④ 방향 제어 밸브
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ① 유량 제어 밸브
핵심: 유량 제어 = 속도, 압력 제어 = 힘, 방향 제어 = 방향
유압 밸브는 하는 일로 나눕니다.
- 압력 제어 밸브: 힘(일의 크기)
- 유량 제어 밸브: 속도(일의 빠르기)
- 방향 제어 밸브: 방향
작동유가 많이 흐르면 실린더가 빨리, 적게 흐르면 천천히 움직입니다.
틀린 선지
- 체크 밸브: 체크 밸브는 작동유를 한쪽으로만 흐르게 하는 밸브로 속도 조절용이 아닙니다.
- 압력 제어 밸브: 압력 제어 밸브는 압력을 조절해 일의 크기(힘)를 정합니다.
- 방향 제어 밸브: 방향 제어 밸브는 작동유가 흐르는 방향을 바꿔 움직이는 방향을 정합니다.
문제 3. 유압 회로의 압력이 정해진 값보다 높아지지 않도록 막아 주는 밸브는?
- ① 스로틀 밸브
- ② 체크 밸브
- ③ 릴리프 밸브
- ④ 방향 전환 밸브
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ③ 릴리프 밸브
핵심: 릴리프 밸브 = 회로 최고 압력 제한(과부하 방지)
릴리프 밸브는 회로 압력이 정해진 값을 넘으면 열려 작동유를 탱크로 돌려보냅니다. 그래서 펌프·호스·실린더가 지나친 압력에 터지거나 망가지는 것을 막습니다. 압력 제어 밸브의 한 종류입니다.
틀린 선지
- 스로틀 밸브: 스로틀 밸브는 통로를 좁혀 흐르는 양(속도)을 조절하는 밸브입니다.
- 체크 밸브: 체크 밸브는 작동유를 한쪽으로만 흐르게 하는 밸브입니다.
- 방향 전환 밸브: 방향 전환 밸브는 작동유 흐름 방향을 바꾸는 밸브입니다.