에어공구 설계 제원

공기 압축기의 선정시에는 설치면적, 소음, 유지보수성 등을 고려하여 적정용량 및 적정사양의 공기 압축기를 선정하여야 하며,

용량산정시의 계산오차, 사용빈도(부하율)의 보정, 공기청정기기 및 배관에서의 압력강하, 배관 접속부위에서의 누설, 압축기의 수명에 따른 보수 유지의 고려 등을 감안하여 설계 계산용량의 1.5 ∼2배 크기로 선정하는 것이 바람직하다.

 

1) 최종 수요처의 요구 공기압력

2) 필요 공기량 (자유 공기량으로 환산 : free air)

3) 공기 사용빈도(부하율%)

4) 공기의 청청도(수분, OIL성분의 함유량)

 

공기압축기의 선정에 필요한 공기량 산출은 사용처의 조건에 따라 다르나,

여기에서는 자주 사용되는 노즐과 에어 실린더 사용에 따른 소요량을 산출하는 것을 기준으로 하였다.

 

 

(1) 노즐(NOZZLE)에서의 공기 분출량

 

NOZZLE에서의 공기 분출량은 공기의 분출속도가 음속에 도달 할 때 최대로 되므로

(이것을 임계 조건이라고 함)

최대질량 유동률을 구함으로서 산출된다.

공기의 비열비 k = 1.4 인 경우 최대질량 유동률에(Mmax) 따른분출량은

Mmax = 0.686 × {(π × d² / 4 × P°)} / { √ (R × T° ) } × {60 × 1000} / 1.2

(ℓ/min)

 

여기서, d : NOZZLE 직경 (m로 환산)

P0: 절대압력 (pascal 로 환산)

R : 공기기체상수(N •m/㎏°K로 환산)

T0: 공기의 절대온도 (℃+ 273)

상기 식을 재정리 하면 분출량 Q (㎥/min) 은

 

Q = (273.15 /  ρ) × { (πd² / 4) × C × Pa} / √ T°

 

여기서, d : NOZZLE 직경 (mm로 환산)

C : 유량계수 (공기인 경우 1로 기입)

ρ : 공기 비중량 ( 1.2 ㎏/㎥)

T0: 공기의 절대온도 (℃+ 273.15)

Pa : 공기의 절대 압력 (게이지 압력 + 1.0332 ㎏/㎠ )

상기식을 온도 20℃ 기준으로 NOZZLE에서의 분사 공기량을 표로 나타내면 다음과 같다.

 

【 노즐에서의 분사 공기량 산출표 】

NOZZLE ø㎜	GAUGE 압력 P(㎏f/㎠) (m:t:ℓ/min)
	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0	8.0	9.0	10.0
0.2	0.7	1.3	1.5	1.9	2.2	2.6	2.9	3.4	3.6	4.0
0.4	3.0	4.4	3.9	7.3	9.2	10.2	11.7	13.1	14.6	16.0
0.6	5.4	10.0	13.2	15.4	19.7	23.0	26.2	29.9	32.8	36.0
0.8	11.8	17.6	23.4	29.2	38.0	40.3	49.6	52.4	58.3	64.1
1.0	18.4	27.8	36.4	46.7	54.9	63.8	72.9	81.9	91.0	100.1
1.3	31.2	48.5	61.8	77.1	92.5	107.8	123.3	128.5	153.8	160.3
1.5	41.3	61.8	82.3	102.7	123.1	143.8	164.8	184.9	204.8	225.2
2.0	73.8	110.1	146.3	182.6	219.0	255.2	291.5	327.8	364.1	400.4
3.0	166.0	247.8	329.3	410.9	492.6	574.2	655.9	737.5	819.1	900.8
3.4	213.2	318.1	422.9	527.8	632.7	737.5	842.4	947.3	1052.1	1137.0
3.8	266.2	397.3	528.3	639.3	790.0	821.3	1052.3	1183.3	1314.3	1445.3
4.0	285.1	440.2	583.4	730.5	873.7	1020.8	1165.5	1310.5	1455.6	1601.4
4.7	407.4	607.2	808.2	1008.6	1208.8	1408.4	1609.7	1810.1	2010.2	2210.9
5.0	481.4	687.9	814.6	1141.4	1366.2	1598.0	1821.8	2046.6	2275.4	2603.7
6.0	683.9	990.5	1317.4	1643.7	1970.2	2296.8	2623.4	2650.0	3276.5	3603.1
7.0	903.7	1348.2	1792.7	2233.2	2684.7	3126.2	3570.7	4015.2	4459.7	4904.2
8.0	1180.3	1760.9	2341.6	2922.0	3502.6	4083.2	4653.8	5244.4	5835.0	6405.5
9.0	1493.8	2228.6	2963.4	3693.3	4433.0	5167.8	5908.5	6837.4	7372.2	8107.7

(2) AIR CYLINDER를 사용하는 경우의 공기 소모량

 

AIR CYLINDER 는 압축된 공기가 PISTON에 힘을 가하고 역행정이 (BACK) 이루어 질 때 압축공기가 자유공기로 배출되므로 편도 1행정일 때 실린더제적×압축비 만큼의 공기가 소비된다.

CYLINDER 동작에 소요되는 공기량 산출요령 (1STROKE)

Q = {(πd² / 4) × S × P} / 1000 (ℓ/min)

여기서

d : CYLINDER내경 ( ㎝ )

S : CYLINDER STROKE ( ㎝ )

P : 압축공기의 절대압력 ( 게이지압력 + 1.03323 ㎏/㎠)

CYLINDER 동작이 1분당 수회 반복되는 복동인 경우의 공기량

Q= {(πd²/ 4) × S × (1분당동작횟수) × P × 2} / 1000(ℓ/min)

예제) 실린더 내경 Ø50㎜, STROKE 200mm 인 CYLINDER를 공기압력 6㎏/㎠ (g)으로 분당 20회 동작시킬 때 소모되는 공기량은? (CYLINDER 단동 :SPRING 복귀형)

Q = [π × {(π5² cm) / 4} × 20㎝ × 20회/min × 7.03323 ㎏/㎠(a) ] ÷ 1000 ≒ 55 ℓ/min

※복동 CYLINDER 일 경우 : 55ℓ/min × 2 = 110ℓ/min

 

 

(3) AIR TOOLS 공기소비량

 

압축공기를 동력원으로 이용하는 에어 공구에 소요되는 공기량을 산정할 때에는 아래의 표를 참조하여 압축기 용량을 결정한다

 

AIR TOOL 품명	사 양	공기 접속구	공기소비량(㎥/min)	적정공기압 (㎏/㎠G)	비 고
앵글그라인더 (ANGLE GRINDER)	4 Inch WHEEL	PT1/4	0.6	6.0 - 6.5
	7 Inch WHEEL	PT3/8	1.5	6.0 - 6.5
그라인더	1-1/2Inch WHEEL	PT1/4	0.3	6.0 - 6.5
스크루 드라이버(SCREW DRIVER)	2㎜ - 4㎜나사	PT1/8	0.28- 0.32	6.3 - 6.5
	5㎜ - 6㎜나사	PT1/4	0.3 - 0. 5	6.3 - 6.5
임팩트렌치 (IMPACT WRENCH)	16㎜나사	PT1/4	0.5	6.3 - 6.5
	32㎜나사	PT1/2	0.9	6.3 - 6.5
에어드릴	ø10㎜이하	PT1/4	0.5 - 0.7	6.3 - 6.5
라체트 렌치	12㎜나사	PT1/4	0.5	6.3 - 6. 5
샌더(SANDER)	PAD SIZE 100㎜×175㎜	PT1/4	0.6	6.3 - 6. 5
폴리셔	ø205㎜	PT1/4	0.8	6.3 - 6. 5

참고: 대우정밀 AIR TOOLS(88)

 

단,

공기소비량은 AIR TOOL을 무부하 조건에서 연속운전상태를 표시한 것으로서

사용자의 사용 조건에 따라 공기소비량을 달리 할 수 있으므로

사용조건을 (1분 중에 실제로 사용되는 시간)검토하여 적정의소비 공기량을 산출해야 한다.