유압 펌프 기호 및 PTO 구동 유압 펌프 가이드

유압 펌프 기호 서면 설명 없이 펌프의 유형, 흐름 방향 및 제어 방법을 식별하기 위해 유압 회로 다이어그램(개략도)에 사용되는 표준화된 그래픽 표현입니다. 유압 시스템을 설계, 문제 해결 또는 유지 관리하는 사람이라면 누구나 이 내용을 올바르게 읽는 것이 중요합니다. 이러한 회로도에 표시된 많은 펌프 유형 중에서 PTO(동력인출장치) 구동 유압 펌프는 차량 엔진이 유압 작업 기능을 직접 구동하는 농업, 트럭 운송, 건설 및 응급 서비스에 광범위하게 사용되는 가장 실질적으로 중요한 펌프 중 하나입니다.

이 기사에서는 유압 펌프 기호를 정확하게 해석하는 방법을 설명하고, 접하게 될 주요 기호 변형을 다룬 다음, PTO 구동 유압 펌프에 대한 실제적인 깊이(작동 방식, 중요한 사양, 주어진 응용 분야에 적합한 펌프를 선택하는 방법)에 대해 설명합니다.

기본 유압 펌프 기호를 읽는 방법

ISO 1219 표준은 전 세계적으로 유압 및 공압 회로도 기호를 관리합니다. 이 표준에 따라 모든 유압 펌프 기호는 공통 기반을 공유합니다. 펌프 본체를 나타내는 원과 흐름 방향을 나타내기 위해 원 바깥쪽을 가리키는 검은색 실선 삼각형이 있습니다. 원 바깥쪽을 가리키는 삼각형은 유체가 밀려나오는 것을 나타냅니다. 이는 삼각형이 원 안쪽을 가리키는 유압 모터(유체 입력, 기계적 출력)와 펌프(에너지 입력, 유체 출력)를 구별합니다.

이 기본 기호에 추가된 추가 요소는 특정 펌프 특성을 전달합니다.

• 원을 통과하는 단일 화살표(대각선): 고정 변위 펌프를 나타냅니다. 펌프는 시스템 압력이나 외부 조정에 관계없이 회전당 동일한 양의 유체를 공급합니다.
• 원을 통과하는 이중 화살표(두 개의 대각선, 각 끝에 화살촉이 하나씩 있음): 가변 용량형 펌프를 나타냅니다. 일반적으로 피스톤 펌프의 경사판 각도를 변경하여 펌프가 작동하는 동안 출력 유량을 조정할 수 있습니다.
• 원의 반대쪽에 있는 두 개의 흐름 삼각형: 양방향으로 펌핑할 수 있는 양방향 펌프를 나타냅니다. 펌프는 유체 정역학적 전달 회로에서 일반적으로 흐름을 역전시킬 수 있습니다.
• 샤프트 라인 주위의 곡선 화살표: 펌프 교체를 지정하거나 PTO 드라이브를 연결할 때 중요한 샤프트 회전 방향(시계 방향 또는 시계 반대 방향)을 나타냅니다.
• 원에 추가된 스프링 기호 또는 파일럿 압력 라인: 시스템 압력이 보상기 설정점에 도달하면 변위가 자동으로 감소하는 압력 보상 가변 변위 펌프를 나타냅니다.
• 제어 요소에서 펌프까지 점선: 파일럿 작동식 또는 원격 제어식 가변 변위를 나타냅니다. 변위는 별도의 유압 또는 전기 신호에 의해 제어됩니다.

펌프를 구동하는 샤프트는 흐름 삼각형의 반대쪽에서 원으로 들어가는 선으로 표시됩니다. 두 개의 펌프가 공통 샤프트를 공유하는 경우(농업용 트랙터 및 로더 회로에서 흔히 사용되는 탠덤 펌프 구성) 두 개의 원이 동일한 샤프트 선으로 연결되어 그려지며 각각 고유한 흐름 삼각형과 배출구가 있습니다.

펌프 유형에 따른 유압 펌프 기호 변화

기본 기호는 모든 유압 펌프에 대해 동일하지만 수정자의 조합은 사용되는 특정 펌프 기술을 전달합니다. 아래 표에는 가장 일반적인 펌프 유형과 해당 기호 특성이 요약되어 있습니다.

유압 회로도를 읽을 때 펌프 기호는 거의 항상 한쪽은 원동기 기호(전기 모터 또는 내연 기관)에 연결되고 다른 쪽은 시스템 압력 라인에 연결됩니다. 탱크(저수지) 복귀 라인은 회로의 다른 곳에 연결됩니다. 펌프 기호에서 바깥쪽으로 이러한 연결을 추적하는 것은 유압 회로 다이어그램을 이해하기 위한 출발점입니다.

PTO 구동 유압 펌프의 작동 방식

PTO(동력인출장치) 구동 유압 펌프는 차량이나 트랙터의 변속기 또는 엔진에서 직접 기계적 에너지를 끌어와 이를 유압 흐름과 압력으로 변환하여 외부 작업 기능을 구동합니다. PTO 샤프트 — 표준화됨 540RPM 또는 1,000RPM ISO 500 및 ASAE S203 표준에 따른 농업용 트랙터용 - 스플라인 연결부 또는 기어박스 어댑터를 통해 펌프의 입력 샤프트에 직접 연결됩니다.

전기 구동식 유압 동력 장치나 직접 벨트 또는 기어 구동이 있는 엔진 장착형 펌프와 달리 PTO 펌프는 다음과 같은 주요 작동 특성을 가지고 있습니다. PTO가 작동되고 엔진이 공회전 이상으로 작동할 때만 유압 흐름을 생성합니다. 유량 출력은 PTO 샤프트 속도에 따라 직접적으로 조정됩니다. 엔진 스로틀이 떨어지면 펌프 출력 유량도 낮아지고 이에 따라 유압 구동 액추에이터의 속도도 낮아집니다.

PTO 구동 시스템 회로도에 사용되는 유압 펌프 기호는 샤프트 라인이 있는 표준 펌프 원을 표시하지만 해당 샤프트에 연결된 원동기는 일반적으로 표준 전기 모터 원이 아닌 엔진 기호로 표시되거나 "PTO"라는 라벨이 붙습니다. 일부 회로도에서는 PTO 샤프트와 펌프 사이에 기어박스 기호가 나타나 속도 증가 또는 속도 감소 구동 비율을 나타냅니다.

PTO 펌프 유형 및 적합한 응용 분야

PTO 응용 분야에 사용되는 세 가지 주요 펌프 기술은 각각 압력 성능, 흐름 일관성, 효율성 및 비용 측면에서 서로 다른 균형을 제공합니다.

기어 펌프(PTO 용도로 가장 일반적임)

외접 기어 펌프는 단순성, 견고성 및 오염된 유체에 대한 내성으로 인해 PTO 유압 응용 분야를 지배하고 있으며 이는 농업 및 건설 환경에서 중요합니다. 일반적인 PTO 기어 펌프는 다음과 같이 작동합니다. 150~250bar(2,175~3,625PSI) 유량에 따른 지속적인 압력 분당 11~114리터 540 또는 1,000RPM PTO 속도. 이는 고정 변위입니다. 유량은 샤프트 속도에 정비례하며 독립적으로 조정할 수 없습니다.

피스톤 펌프(고압, 가변 유량)

축 피스톤 펌프는 더 높은 연속 압력을 제공합니다. 350~420bar(5,000~6,000PSI) - 가변 배기량 구성에서는 엔진 속도와 관계없이 흐름을 조정할 수 있습니다. 따라서 트럭 장착형 크레인(너클 붐), 후크 리프트 시스템 및 고압 유압 공구와 같은 까다로운 PTO 응용 분야에 적합합니다. 그 대가는 비용이 더 높고 유체 오염에 대한 민감도가 더 높다는 것입니다. 일반적으로 ISO 4406 청결도 클래스 16/14/11 이상이 필요합니다.

베인 펌프(부드러운 흐름, 중간 압력)

베인 펌프는 매우 부드럽고 낮은 맥동 흐름을 제공하므로 흐름 품질이 중요한 PTO 구동 응용 분야(특정 컨베이어 시스템, 스프레이 응용 분야 및 유압 조향 보조 장치)에 적합합니다. 압력 성능은 보통입니다. 140~175bar(2,000~2,500PSI) , 기어 펌프보다 오염된 유체로 인한 마모에 더 민감합니다. 농업용 PTO 사용에서는 덜 일반적이지만 일부 산업용 차량 응용 분야에서는 발견됩니다.

PTO 구동 유압 펌프 선택을 위한 주요 사양

PTO 유압 펌프를 해당 용도에 맞추려면 여러 가지 상호 의존적인 사양을 평가해야 합니다. 하나라도 잘못되면 성능이 부족해지거나 펌프가 조기에 고장날 수 있습니다.

회전 방향 사양은 특히 강조할 가치가 있습니다. 잘못된 회전 방향으로 기어 펌프를 작동하면 유체가 잘못된 방향의 내부 씰에 즉시 강제로 작용하여 몇 분 내에 치명적인 씰 고장과 펌프 파괴가 발생합니다. — 몇 시간이 아닙니다. 항상 펌프 명판의 회전 방향을 확인하고 시동 전에 실제 PTO 샤프트 회전과 비교하십시오.

PTO 펌프 장착 구성 및 드라이브 배열

PTO 유압 펌프는 차량 유형, 사용 가능한 장착 지점 및 필요한 펌프 위치에 따라 여러 가지 물리적 배열을 통해 전원에 연결됩니다.

• 직접 트랙터 후방 PTO 마운트: 펌프는 유니버셜 조인트 구동축을 사용하여 트랙터 후면 PTO 스터브 샤프트의 브래킷에 직접 볼트로 고정됩니다. 목재 쪼개는 도구, 포스트 드라이버, 유압 파종기 등 외부 유압 도구에 전원을 공급하는 데 일반적입니다. 펌프와 저장소는 일반적으로 트랙터가 아닌 작업기 프레임에 장착됩니다.
• 변속기 장착형 PTO(트럭): 상업용 트럭의 경우 기어박스 PTO 포트(SAE 표준 크기 A~F)는 직접 기어 메시를 통해 펌프를 구동하는 일치하는 PTO 장치를 수용합니다. 펌프는 PTO 기어박스에 플랜지로 장착됩니다. 이는 덤프 트럭, 쓰레기 수거 차량, 후크 리프트 트럭 및 크레인 트럭에 대한 표준 배치입니다.
• 트랜스퍼 케이스 PTO: 트랜스퍼 케이스가 있는 4륜 구동 트럭은 때때로 트랜스퍼 케이스에서 PTO 출력을 제공하여 구동계가 분리된 상태에서 차량이 정지해 있는 동안 펌프 작동을 허용합니다. 소방 장비 및 비상 대응 차량에 사용됩니다.
• 엔진 플라이휠 PTO: 펌프는 엔진 벨 하우징에 직접 장착되고 클러치 팩을 통해 플라이휠에서 구동됩니다. 차량 속도에 관계없이 지속적인 유압 동력이 필요한 콘크리트 믹서, 제설기 및 진공 탱커에 사용되는 기어박스와 독립적으로 지속적인 펌프 작동을 제공합니다.

필요한 PTO 펌프 변위 및 동력 계산

PTO 펌프의 적절한 크기 조정은 필요한 유압 흐름과 압력을 정의한 다음 변위 및 입력 전력 요구 사항으로 다시 작업하는 것부터 시작됩니다. 계산은 간단합니다.

필요한 펌프 변위(cc/rev):

변위 = (필요 유량(L/min) × 1,000) ¼ PTO 속도(RPM)

예: 통나무 분배기에는 1,000RPM PTO 속도에서 30L/min이 필요합니다. 변위 = (30 × 1,000) ¼ 1,000 = 30cc/회전 . 체적 효율 손실을 허용하려면 변위가 30~35cc/rev인 펌프를 선택하십시오(일반적으로 기어 펌프의 경우 5~15%).

필요한 입력 전력(kW):

전력(kW) = (유량(L/min) × 압력(bar)) ¼ 600 ¼ 전체 효율

예: 200bar에서 30L/min, 전체 효율 0.85. 전력 = (30 × 200) ¼ 600 ¼ 0.85 = 11.8kW(약 15.8HP) . 트랙터의 정격 PTO 출력은 이 수치를 초과해야 합니다. 30 HP 트랙터 PTO가 적합합니다. 20마력 트랙터는 그렇지 않습니다.

항상 추가하세요 20~25% 안전 마진 마모로 인해 펌프 효율이 감소하고 시스템 압력 과도 현상이 액추에이터 실속 상태에서 정상 상태 값을 초과할 수 있으므로 트랙터 크기를 지정할 때 계산된 출력보다 높습니다.

일반적인 PTO 펌프 문제 및 진단 방법

대부분의 PTO 유압 펌프 고장은 완전한 고장이 발생하기 전에 진단할 수 있는 인식 가능한 패턴을 따릅니다.

• 캐비테이션(시작 시 윙윙거리거나 비명을 지르는 소음): 펌프 흡입구에 오일 공급이 부족하여 발생합니다. 일반적으로 막힌 흡입 스트레이너, 무너진 흡입 호스 또는 저장소 유체 레벨이 너무 낮기 때문에 발생합니다. 캐비테이션은 연속 작동 시 몇 시간 내에 펌프 내부를 침식합니다. 진공 게이지로 흡입 라인 진공 상태를 점검하십시오 — 펌프 흡입구에서 0.3bar(9inHg) 이상이면 흡입 제한을 나타냅니다.
• 낮은 유량 및 느린 액추에이터 움직임: 기어 펌프에서 이는 내부 마모를 나타냅니다. 즉, 기어와 하우징 간 간격이 사양 이상으로 증가하여 내부 바이패스가 가능해졌습니다. 실제 유량 출력(유량계로 측정)을 작동 속도의 정격 유량과 비교하십시오. 기어 펌프의 정격 유량이 15% 이상 감소하면 교체가 필요함을 나타냅니다.
• 과열된 유압유: 원인으로는 연속 정격보다 지속적으로 높은 압력에서 펌프가 작동하는 경우, 시스템 릴리프 밸브가 너무 높게 설정된 경우 또는 저장소 용량이 부족한 경우 등이 있습니다. 80°C(176°F) 이상의 유압유 온도로 인해 오일 산화 및 씰 성능 저하가 가속화됩니다. — 적절한 크기의 시스템은 연속 사용 시 유체를 60~65°C 미만으로 유지해야 합니다.
• 샤프트 씰 누출: 펌프 샤프트의 외부 오일 누출은 샤프트 씰 실패를 나타냅니다. 이는 일반적으로 과도한 케이스 배수 압력(펌프 케이스 배수 포트의 배압), 오염된 유체 마모 또는 샤프트 정렬 불량으로 인해 발생합니다. 기어 펌프의 경우 케이스 배수 압력은 다음을 초과해서는 안 됩니다. 3~5bar(44~73PSI) 지속적으로.
• 불규칙하거나 맥동하는 흐름: 기어 펌프에서 이는 누출되는 흡입 피팅을 통한 공기 흡입 또는 낮은 유체 레벨로 인해 펌프가 간헐적으로 공기를 흡입하게 됨을 나타냅니다. 모든 흡입관 피팅과 저장통 브리더가 막혔는지 확인하세요.