1503010201기계시스템 분석
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수행내용: 공압실린더 출력의 결정요소와 압력·단면적 관계
NCS 원문 확인(출제 예상)(+보강용)
공압실린더 출력
제1과목 공유압 및 자동제어 · 액추에이터
상세 개념
시험용 한 줄 요약 검수 중
긴 원문을 자동으로 줄여 30초 요약처럼 표시하지 않습니다. 아래의 기출카드와 상세 개념을 확인하세요.
헷갈리는 개념 비교
- × 후진 계산에서도 전진 면적을 그대로 쓰지 않는다.
- × 지름비를 그대로 힘비로 쓰지 않고 면적비(지름비의 제곱)를 사용한다.
- × NCS의 kgf·cm 단위식과 SI의 MPa·mm² 단위식을 한 식에서 섞지 않는다.
시험에 쓰는 핵심어
전진면적후진 환상면적압력×면적단위 통일
아래 기출카드에서 답을 가리고 먼저 작성한 뒤, 제출 후 모범답안과 부분점수 기준을 비교하세요.
보충 개념·작업 적용·NCS 원문 근거시험카드 학습 후 필요할 때 펼치세요
이 레슨에서 익힐 것
- 공압실린더 전진·후진의 유효면적을 구분한다.
- 압력, 단면적, 손실조건을 같은 단위계에서 적용해 출력을 계산한다.
개념 이해
무엇이며, 어떻게 작동하는가
정의
공압실린더 출력은 공급 압력이 피스톤의 유효 단면적에 작용해 생기는 직선 추력이다. 전진은 피스톤 전체 면적을, 후진은 로드 단면적을 제외한 환상면적을 사용한다.
핵심 원리
NCS 원문은 실린더 출력이 공기압 P와 피스톤 단면적 A의 곱이라고 설명한다. 아래의 단순식은 배기측을 대기압으로 보고 공급측 게이지압을 사용하는 조건이다. 배압이 있으면 양쪽 압력이 각 유효면적에 만드는 힘의 차이를 구해야 한다. 로드가 있는 쪽은 유효면적이 작으므로 같은 조건에서는 후진 이론출력이 전진보다 작다.
구성요소와 역할
- 튜브 내경 D: 전진 면적을 정하는 기준 치수
- 로드 외경 d: 후진 면적에서 빼는 치수
- 사용 압력 P: 아래 단순식에는 배기측을 대기압으로 보는 공급측 게이지압을 적용
- 유효면적 A: 전진은 원면적, 후진은 환상면적
- 추력계수 μ: 패킹 마찰 등 실제 조건을 반영할 때만 적용
현장 적용
작동·조립·점검은 어떤 순서로 하는가
선후관계가 있는 동작과 작업만 번호 순서로 정리합니다. 서로 병렬인 구성요소·종류에는 임의 순번을 붙이지 않습니다.
- 문제가 전진·후진 중 어느 운동을 묻는지 확인한다.
- D와 d, P의 단위를 하나의 단위계로 통일한다.
- 전진은 πD²/4, 후진은 π(D²−d²)/4로 유효면적을 계산한다.
- 이론출력 F=P×A를 구한 뒤, 손실 또는 효율이 주어진 경우에만 반영한다.
- 답의 힘 단위와 반올림 조건을 마지막에 확인한다.
계산·판정 기준
- 전진 이론출력 F₊ = (πD²/4) × P
- 후진 이론출력 F₋ = {π(D²−d²)/4} × P
- 실제 출력 Factual = Fideal × μ
- D·d를 cm, P를 kgf/cm²로 쓰면 F는 kgf로 계산된다.
- SI 단위에서는 P[MPa]=N/mm², A[mm²]이므로 F[N]=P×A이다.
이상 현상과 원인·대책
- 전·후진 속도나 힘이 예상보다 작으면 공급압력, 누설, 배기저항, 패킹 마찰을 함께 점검한다.
- 계산값과 실제값을 비교할 때는 문제에서 제시한 손실조건과 현장 부하를 혼동하지 않는다.
안전
작업 전 반드시 확인할 사항
- 정비 전에는 공급공기를 차단하고 잔압을 배기한 뒤 움직이는 부하를 지지한다.
- 실린더의 돌출부·링크 주변은 협착 위험이 있으므로 가압 상태에서 손을 넣지 않는다.
시험 답안 정리
실기에서는 이렇게 묻습니다
출제 형태
- 전진·후진 출력 계산
- 로드 유무에 따른 유효면적 비교
- 압력·지름 변경 시 출력 증감 판단
필수 답안 키워드
전진면적후진 환상면적압력×면적단위 통일
오답 함정
- 후진 계산에서도 전진 면적을 그대로 쓰지 않는다.
- 지름비를 그대로 힘비로 쓰지 않고 면적비(지름비의 제곱)를 사용한다.
- NCS의 kgf·cm 단위식과 SI의 MPa·mm² 단위식을 한 식에서 섞지 않는다.
- 손실률이 없는데 임의의 효율을 가정하지 않는다.
- 절대압을 게이지압 대신 바로 대입하거나 주어진 배압을 무시하지 않는다.
NCS 원문 정리
원문에서 확인한 학습 포인트
- NCS는 실린더의 이론출력을 압력과 유효 단면적으로 설명하고, 로드가 있는 후진 방향에서는 면적이 달라짐을 다룬다.
- NCS 예제는 내경 32 mm, 로드 12 mm, 압력 5 kgf/cm² 조건에서 전진 출력을 계산하는 방식으로 단위와 면적 적용을 확인한다.
출제예상 · (출제 예상)
실제 회차와 기출빈도에는 포함하지 않습니다.
근거와 검수
NCS 원문 근거
아래 자료는 학습 본문의 출발점이 아니라, 정리된 내용을 다시 확인하기 위한 근거입니다. 페이지가 직접 개념을 뒷받침하지 않는 경우에는 검수 메모에 한계를 표시했습니다.
1503010201기계시스템 분석
PDF 24쪽 · 인쇄 12쪽 · 그림 1-4
수행내용: 공압실린더 전진·후진 출력과 실린더 직경 선정
NCS 원문 확인1503010201기계시스템 분석
PDF 25쪽 · 인쇄 13쪽
수행내용: 공압실린더 출력 계산 예제
NCS 원문 확인원문 대조 메모
NCS PDF p.24의 전진·후진 식은 그림 안에 있어 추출 텍스트에서 기호 일부가 누락된다. p.23의 ‘출력=압력×단면적’ 설명과 p.25의 수치 예제를 함께 대조해 텍스트 식으로 정리했으며, 실제 출력 보정에는 NCS 표기인 추력계수 μ를 사용했다. 이 항목은 NCS 원문 기반 보강 이론이며 실기 기출·예상 통계에는 포함하지 않는다.