쿨런트 펌프와 고압 쿨런트 유닛.

공작기계에 사용되는 고압 쿨런트 유닛에 대해 설명 드리겠습니다. 

먼저 고압 쿨런트를 논하기 앞서, 일반적인 (원심식) 쿨런트 펌프와 고압펌프(압력식)의 차이부터 알아보겠습니다.

1. 절삭유 펌프(원심식)

위는 절삭유 펌프(원심식)의 구조 및 원리를 나타내는 그림 입니다.

① 상부 모터에서 발생되는 동력이 샤프트를 통해 아래의 펌프 날개(IMPELLER)를 회전시킵니다. (오른쪽 사진)

② 날개가 회전하면서 액체는 원심 운동을 하고, 그 힘이 커질 수록 액체가 와류를 일으키며 아래에서 위로 토출하는 원리 입니다.

일반 절삭유 펌프를 구분하는 단위는 Head(mm) 입니다.  이는 압력과는 별개의 개념으로, 단순히 유체의 이동의 의미로 생각하시면 됩니다.

2. 절삭유 펌프(압력식)

반면 고압(중압) 펌프의 경우,  

① 날개(IMPELLER)를 돌리는 샤프트 개념이 없음

② 모터의 동력으로 기어를 회전. 기어가 맞물리는 틈 사이로 유체가 통과하면서 압력이 발생되며 토출되는 구조입니다.

압력 펌프를 구분하는 단위는 국가에 따라 kgf/cm^2 또는 BAR를 사용합니다. (예: 10바 = 약 10kgf/cm^2)

상기 내용으로 이해가 되셨길!

고압 쿨런트 유닛이란 무엇일까요?  우선 아래 그림을 보시죠~

1. 고압 쿨런트 유닛이란? 

위의 그림과 같이 

일반 절삭유의 경우, 공구의 절삭 속도에 따른 열에 의해 절삭 영역에 들어 가기 전에 이미 기화되버립니다.

반면 고압 쿨런트의 경우 높은 압력으로 절삭 영역에 도달할 수 있게 되므로써 냉각 효과를 실현할 수 있게 됩니다.

가공 소재와 공구를 냉각함으로써 얻을 수 있는 가장 큰 효과는 절삭 가공 능력의 향상입니다.

한 업체의 조사 결과에 따르면 고압 절삭유를 사용하기 시작하면서 싸이클타임이 20%단축, 공구 수명은 50% 연장 되었다고 합니다.

2. 고압 쿨런트 유닛의 구조 (신호 가동식)

위는 신호 가동식 고압쿨런트의 기본 구조입니다.

① 각부설명

서플라이펌프 : 가공기 절삭유탱크에서 고압유닛 필터로 절삭유를 공급하는 펌프.

필터: 절삭유의 불순물을 제거하는 필터

클린탱크: 필터를 통해 청정 절삭유가 모이는 탱크

토출펌프(내부) : 클린탱크에 공급된 절삭유를 SOL UNIT으로 토출하는 펌프.

솔 밸브 : 신호 수신 시 가공기 내부에 고압 토출밸브를 열어주는 역할을 하고,

② 작동 순서 

클린탱크의 수위센서가 저수위 신호를 주면 서플라이펌프가 절삭유탱크의 절삭유를 흡입하여 고압유닛의 필터로 공급합니다.

필터링을 거친 절삭유는 클린탱크로 저장되며, 고수위가 되면 작동을 멈춥니다.

이어, 가공기에서 신호를 주면, 토출펌프가 클린탱크의 절삭유를 솔을 통해 토출합니다.

3. 고압 쿨런트 유닛의 구조 (상시 가동식)

위는 상시 가동식 고압쿨런트의 기본 구조입니다.

① 각부설명

기본 원리 및 부품명은 신호 가동식과 동일합니다. 

운용 방식에 크게 한 가지의 차이가 있는데, 그것은 바로 토출펌프의 작동 방법입니다. 

다음을 참고하세요.

② 작동 순서

기존대로라면 가공기의 신호를 받고 토출펌프가 작동, 솔을 통해 고압을 토출합니다만,

상시 가동식의 경우 특수 개발된 밸브를 이용하여 토출펌프를 상시 작동시킵니다. 

평상시에는 클린탱크에서 흡입하는 절삭유를 다시 클린탱크로 회수시키다가, 가공기의 신호를 받으면 솔을 통해 고압을 토출시키는 구조입니다. 

위와 같이 펌프를 상시 가동 방식으로 모터의 부하를 줄여 고장률을 낮추고, 모터펌프의 수명과 내구성을 높일 수 있습니다.

또 한가지, 켜짐/꺼짐 회수가 줄어들면서 소비 전력을 크게 낮추는 효과도 있습니다.

4. 고압 쿨런트 유닛의 설치개소 (장비내부)

여기까지 이해 되셨나요? 어려운 점은 댓글 남겨주시면 능력 한에서 도와드릴께요. :)

출처: 직접작성