강력한 힘의 작용 유압 시스템의 원리와 기계응용(파스칼의 법칙,아르키메데스의 법칙)

파스칼의 법칙 설명

 

유압기의 원리는 기본적으로 파스칼의 법칙에 기반을 두고 있습니다. 이 법칙에 의하면 밀폐된 공간 안에서 유체에 가해진 압력은 모든 방향으로 균등하게 전달된다는 것이 핵심입니다. 이를 통해 작은 압력으로도 큰 힘을 만들수 있다는 원리를 이용하여 응용된 각종 장치에 적용됩니다. 특히 기체는 압력을 가하면 부피가 줄어들지만 액체의 경우 압력을 가해도 부피가 거의 변화가 없다는 것을 적용하여 각종 기계장치에 효과적으로 사용하는 방법입니다. 

 

유압 시스템은 액체를 매체로 하여 각종 동력의 전달 및 변환을 제어하며 이를 위해 펌프, 밸브, 액추에이터등을 구성하여 작동되는데 펌프는 유압유를 장치내로 유입시키고 밸브는 유압유의 흐름을 제어합니다. 액추에이터는 작용된 압력을 통해 기계적 작업을 수행하게 됩니다. 

 

유압시스템은 강한 힘을 만들 수 있는 좋은 방법이지만 단점도 가지고 있습니다. 특히 강력한 힘을 버티지 못하고 유체의 누출이 발생하면 시스템의 성능이 크게 저하되며 누출된 유체에 의해 환경이 오염될 수 있습니다. 또한 유체의 압력 변화를 통해 강력한 에너지를 전달하는 과정에서 높은 압력과 열이 발생할 수 있으며 이러한 유압장치는 많은 구성 요소로 인해 정기적인 점검과 유지보수가 필요합니다. 

 

유압 시스템은 다양한 장치에 사용되고 있는데 특히 강한 힘을 필요로 하는 건설기계에 많이 사용됩니다. 굴삭기,불도저,크레인등 강한 힘을 사용하는 기계에 유용하게 사용되며 또한 정밀한 제어가 필요한 CNC선반,드릴링기계등에도 사용됩니다. 우리가 매일 사용하는 자동차의 경우 강력한 제동을 필요로 하는 브레이크시스템에 적용되어 사용되며 작은 힘으로도 제어가 가능한 핸들링 파워스티어링에 사용됩니다. 거대한 중장비와 대형 자동차의 핸들링을 하는데 인간의 작은 힘으로도 제어가 가능하는 것은 이러한 유압시스템이 있기에 가능한 것입니다. 

항공우주분야에서도 인간이 항공기의 방향타 제어, 착륙장치등의 제어가 가능한 것도 이러한 유압시스템의 강력한 작용을 사용하여 가능합니다. 

 

유압시스템은 다양한 산업에서 필수적으로 사용되고 있으며 높은 효율성과 강력한 힘을 사용할 수 있는 중요한 산업 기술입니다. 

 

유압의 원리와 관련된 법칙에는 2가지가 있는데 첫번째는 파스칼의 법칙이고 두번째는 아르키메데스의 법칙입니다. 이두 법칙은 모두 유체역학의 중요한 법칙이지만 적용범위와 원리에는 차이점이 있습니다. 그렇다면 이 중요한 법칙 두가지의 공통점과 차이점을 알아보겠습니다. 

 

1. 파스칼의 법칙

파스칼의 법칙은 밀폐된 공간 안에서 유체에 가해진 압력이 모든 방향으로 균일하게 전달된다는 원리가 핵심입니다. 

이 법칙은 유압시스템의 기본 원리로 작은 힘으로도 큰 힘을 만들어낼 수 있게  합니다. 간단하게 예를 들자면 작은 피스톤에 가해진 힘이 큰 피스톤으로 전달되어 큰고 무거운 물체를 들어 올릴 수 있게 합니다. 이는 작은 수동유압기를 보면 알 수 있는데 작은 수동유압기가 무겁고 큰 자동차를 들수 있는것도 이와 같은 원리로 작동되기에 가능한 것입니다. 

 

2.아르키메데스의 법칙

 아르키메데스의 법칙은 유체에 잠긴 물체가 받는 부력에 관한 법칙입니다. 이 법칙의 원리는 물체가 유체에 잠길 때 그 물체는 유체에 의해 밀려나 유체의 무게만큼 부력을 받는다는 것입니다. 이 법칙은 부력과 관련된 문제를 해결하는 데 주로 사용됩니다. 

 

그렇다면 두 법칙의 공통점과 차이점은 무엇인지 알아보겠습니다. 

 

1.차이점 : 파스칼의 법칙은 밀폐된 유체 시스템에서 압력의 전달을 설명하는 법칙입니다. 이에 반해 아르키메데스의 법칙은 유체에 잠긴 물체가 받는 부력을 설명하는 법칙입니다. 

2.공통점: 두 법칙 모두 유체(액체나 기체)와 관련된 현상을 설명하는 법칙입니다. 또한 두 법칙 모두 압력의 개념을 포함하고 있으며 파스칼의 법칙은 압력의 전달에 대해 초점을 맞추고 있고 아르키메데스의 법칙은 압력의 차이에 의해 발생하는 부력을 설명하고 있습니다. 

 

이번 포스팅에서는 현대 기계산업에서 없어서는 안 될 유압시스템의 원리와 관련법칙 그리고 응용기계에 대해 간단하게 알아보았습니다. 이 글을 통해 상식을 넖히는 좋은 시간이 되었기를 바랍니다.