유압 증압기의 동작특성에 영향을 미치는 인자에 관한 연구

Abstract

유압분야에서는 경량화, 저비용, 고속화 등을 위하여 유압장치는 나날이 고압 화 되어가는 실정이다. 특히 건설기계분야에서 콘크리트 등을 파쇄 하는 크러셔나 고철 등을 절단하는 절단기는 큰 힘을 필요로 하기 때문에 증압기 사용은 제품의 경량화 및 제조비용의 절감으로 가격경쟁력을 확보하는데 큰 역할을 할 수 있다. 유압 증압기(hydraulic booster)는 표준 유압 펌프 하나만으로 얻을 수 있는 압력보다 높은 압력을 발생하기 위해서 사용하는 장치이다. 자연계에서 무엇인가 억기 위해서는 반드시 보상이 필요하고 이에 증압기는 압력을 증가시키나 같은 비율로 유량을 감소시킨다. 본 연구에서 증압기 시스템을 모델링을 하였고, 실제 실험 결과와 비교 타당성을 검증한 후 증압기 시스템의 영향을 주는 인자를 알아보고 더 나은 성능의 증압기 개발에 적용할 수 있도록 하였다. 증압기의 응답속도, 맥동, 효율적인 측면을 중점으로 각각 가장 영향을 미치는 인자들을 알아보았다. 이 시스템에 영향을 미치는 인자들로서는 펌프의 공급 유량, 피스톤 스트로크, 피스톤 직경, 증압비, 공급 압력, 제어밸브의 개구면적, 유압유의 점도 및 탄성계수가 영향이 미치는 것으로 예측되며, 따라서 상기의 인자들이 성능지수에 미치는 영향을 규명하고, 상기의 인자들을 이용하여 보다 나은 성능의 증압기를 설계하는데 이용할 수 있도록 하는 것이다.; Hydraulic booster can intensify a supplied hydraulic pressure to a higher pressure. Hydraulic booster consists of small diameter ram attached to larger diameter piston. The force developed form piston side entered fluid with low pressure generates high pressure by other side ram. At double acting piston-cylinder devices, fluid is pumped into the piston and then expelled from the rod at a higher pressure. Hydraulic booster provide a simple and economical way to raise fluid pressure In this study, the factors affecting dynamic characteristics of hydraulic booster were proposed from the theoretical analysis and the effects of each factor were revealed. Hydraulic booster was modeled with AMESim software and simulated with various parameters. In modeling, the leakage flow was considered. Through the simulation with varying parameters, the method to improve the performance of the hydraulic booster system was revealed. Booster piston size, stroke, booster intensification ratio, the size of control valve spool ,supply pressure, and supply flow rate as design parameters were considered as the factors affecting dynamic characteristics of hydraulic booster. From the parameter analysis, the effects of each factor were revealed. The result of this study will contribute to design a better hydraulic booster.