각종 공구의 공기 사용량 / 공기 압축기 종별 비교/ 공기의 기본적 Data

각종 공구의 소요 공기량

 

산업용 공기압 공구의 소요 공기량 (사용압력범위 70~90PSIG)

 

                                                                              단위 ft³/in

공구명	소요공기량				공구명	소요공기량
	A	B	C			A	B	C
드릴1/16”~3/8”	3.75	6.25	8.75		확관공구 (소)	2.25
드릴3/8”~5/8”	5.25	8.75	12.25		확관공구 (대)	3.6
스크류드라이버 #2~#6 나사	1.8	3.0	4.2		Rammer (소)	3.9
스크류드라이버 #6~5/16”나사	3.6	6.0	8.4		Rammer (중)	5.1
Tapper 3/8”	3.6	6.0	8.4		Rammer (대)	6.0
Nutsetter 3/8”	3.6	6.0	8.4		Backfill Tamper	3.75
Nutsetter 9/16”	7.5	12.5	17.5		압축 리벳터	2 ft³/cycle
임팩트렌치 1/4”	2.25	3.75	5.3		Air motor      1HP	5.25
임팩트렌치3/8”	3.0	5.0	7.0
임팩트렌치1/2”	4.5	7.5	10.5		2HP	10.5
임팩트렌치 5/8”	4.5	7.5	10.5		3HP	14.25
임팩트렌치 3/4”	5.25	8.75	12.25		Air motor 호이스트 1000#	1 ft³/foot
임팩트렌치 1”	6.75	11.25	15.75
임팩트렌치 1 1/4”	8.25	13.75	19.2		2000#	1 ft³/foot
대상그라인더 (소)	2.25	3.75	5.3		페인트 스프레이건 햄머	3.0	5.0
대상그라인더 (중)	3.6	6.0	8.4
수텽그라인더 2”	4.5	7.5	10.5		스케일링 햄머	1.8
수평그라인더 4”	9.0	15.0	21.0		칩핑 햄머	4.5
수평그라인더 6”	10.5	17.5	24.5		리벳팅 햄머	4.5
수평그라인더 8”	12.0	20.0	28.0		홉	2.25
수직그라인더와 샌더 폭 5”	5.25	8.75	12.25		회전 8”	6
					회전 12”
폭 7”	10.5	17.5	24.5		체인 (경량)
폭 9”	12.0	20.0	28.0		체인 (중)

 

 

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. 

 

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

압축기 선정 

  선정  

 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

 

 

공기 압축기 종별 비교표

 

	스크류 압축기	왕복 압축기	ROTARY VANE	TURO BO
압축 방법	밀폐된 용기 내에 주로 타와 보조 로타가 물려있어 로타의 단에서 치형 공간에 흡입되어진 공기는 로타의 치형에 의해 타단의 토출구에 보내져 그 사이의 체적을 감소시켜 규정압력까지 압축되어지는 회전식의 용적형 압축기	SILDER내의 피스톤이 왕복운동 하는 것에 의해 규정 압력까지 압축되어 SILNDER VALVE를 통하여 토출되는 왕복식의 용적형 압축기	편심 로우터가 흡입과 배출구멍이 있는 실린더 형태의 하우징 내에서 회전하는 형태의 압축기	공기의 유동원리를 이용한 것이며 대용량에 적합하며 200HP 이사 대용량만 생산되고 있다.
설비비, 기계 기초 및 전동	회전식으로 콤팩트하여 설치면적이 적고 게다가 진동이 없기 때문에 기초 설비비가 싸다.	저속왕복운동으로 압축하기 때문에 대형이 되면 설치면적이 크고 기계진동은 피할 수 없다. 기초 설비비가 비싸다.	정밀한 치수를 갖고 있기 때문에 조용한 운전과 공기를 안정되고 일정하게 공급할 수 있다.
효율	로타 사이에서의누설 영향은 없기 때문에 압축 과정에서 오일을 주입시켜 로타 사이의 시일 작용을 하고동시에 가스 냉각을 하고 있기 때문에 언제까지 라도 고성능을 유지한다.	실린더 파스톤 사이는 습동되고 있어 피스톤링의 마모 등에 의해 사용 시간이 경과됨에 따라 성능저하는 피할 수 없다.	로우터의 작은 홈에 있는 미끄럼 날개와 실린더 벽의 공간을 날개가 원심력에 의해 벽 쪽에 달라 붙게 되며 체적을 증가, 감소시키므로 고성능을 유지한다.
보수	구조가 간단하기 때문에 운전보수가 용이하며 보안 장치가 완비되어 있다 기동 정지가 간단하며 무인운전으로 적당하게 되어 있다	피스톤링실린더 내면 커넥팅롯드, 헤드, 베어링 등 스동부분이 많다 실린더 VALVE 등은 파손 될 가능성도 있다. 보수, 점검은 정기적으로 해야 할 필요가 있다.	구조가 간단하기 때문에 오바홀 킷트로 운전 보수를 간단히 할 수 있다.
맥동	토출 공기에 맥동이 없다. 맥동이 없기 때문에 토출관이 가늘어도 진동이 없다.	왕복운동 하기 때문에 토출에 맥동이 있다. 공기 탱크를 필요로 하며 토출관도 크게 되어 배관이 진동하므로 관의 지지를 튼튼하게 할 필요가 있다	토출 공기에 맥동이 없다. 맥동이 없기 때문에 토출관이 가늘어도 진동이 없다.
설치	평탄한 기초 위에 놓은 것만으로 충분하므로 설치가 간단하다.	대형이 되면 경고한 기초가 필요하므로 일반적으로 설치가 어렵다.	평탄한 기초 위에 놓는 것만으로 충분하므로 설치가 간단하다.
기타	구조가 간단하고 부품이 적다 아후터 쿨러가 없어도 토출 온도는 70℃	구조가 복잡하고 부품 수가 많다. 토출 온도가 100℃이상 이므로 반드시 쿨러가 필요하다.	구조가 간단하고 부품이 적다, AFTER COOLER가 내장되어 있다.
토출 공기량 (오일 소비량)	회전체의 토출 공기는 직접 유냉식이기 때문에 오일이 혼입하기 쉽고 기기 선단에 트러블이 있다.	오일 상승이 적고 토출 공기가 깨끗하기 때문에 오일에 의한 트러블이 적고 기기 선단에 오일은 나오지 않는다.	회전체의 토출 공기는 직접 유냉식이기 때문에 오일 흡입하기 쉽다.
동력비	언로다시의 부하가 크기 때문에 전력비가 비싸다.	언로다시의 부하가 없기 때문에 전력비가 적다.	언로다 부하가 없기 때문에 적력비가 적다.
오버홀	고도의 기술을 요하고 수리 기간이 길고 수리비가 비싸다	구조가 간단하여 현장에서 수리가 가능하며 수리비가 적다.	구조가 간단하기 때문에 현장수기가 용이하며 킷트 하나로 처리 가능하다.
1회의 교환 오일량	오일 탱크가 크기 때문에 많다.	크랑크 케이스가 적기 때문에 적다.	실린더 내면이 적기 때문에 오일량이 적다

 

   공기의 기본적 DATA

 

(1)   압력 표시

1)     일반적인 압력표시

①    절대압

완전진공을 기준으로 한 압력 LEVEL을 뜻하고 kg/cm² abs 단위를 사용한다.

760mmHG = 1.0332kg/cm² abs

②    게이지압

대기압을 기준으로 해서 나타내진 압력 LEVEL을 뜻하고 kg/cm² G의 단위를 사용한다. 

절대압 = 대기압

게이지 압력

Û  콤프레샤의 토출 압력을 나타내기 위해서 게이지 압력 단위로 사용되지만 일반적으로 kg/cm²에서 G가 삭제되어 사용된다.

 

2)     콤프레샤에 대한 INDICATION

①    흡입압

이것은 COMPRESSOR가 작동 도중에 흡입하는 공기압이고 이것은 대기압으로 간주된다.

대기압 = 760mmHG = 1.0332kg/cm² abs

②    토출압

COMPRESSOR로부터 토출된 공기압은 게이지압으로 지적된다.

 

<압력변환표>

bar	Kg/cm²	1b/in² (psi)	mHG (Mercury column)	mAq(mH₂O) (Water column)	Atm (Atmospheric Pressure)
1	1.020	14.50	0.750	10.20	0.987
0.981	1	14.22	0.736	10.00	0.968
0.069	0.070	1	0.052	0.70	0.068
1.333	1.360	19.34	1	13.60	1.316
0.098	0.100	1.42	0.074	1	0.098
1.013	1.033	14.70	0.760	10.33	1

 

(2)   온도지시 (TEMPERATURE INDICATION)

가장 일반적으로 흔히 사용되는 단위는 (℃)이다. 대기압 하에서 얼음이 녹는 온도 그때의 온도를 0℃로 하고, 끊는 물과 공존하는 수증기의 온도를 100℃로 하고 알코올이나 수은의 팽창의 양은 온도의 눈금을 만들기 위해 균일하게 1/100로 한 것이다.

기체의 온도를 점차로 낮추는 것은 기체의 체적을 감소하게 만든다. 기체 체적이 0으로 되는 온도는 -273.15°K이고 그보다 더 낮은 온도는 없다. 그러므로 -273.15°K는 절대 0°로 하고 °K로 쓴다.

Û  절대온도 (°K) = 섭씨 온도 ±273.15℃

Û  섭씨온도 (℃) = 5/9 (화씨 온도 -32)

Û  화씨온도 (℉) = 9/5 x 섭씨 온도 + 32

Û  GSC AIRMAN SCREW COMPRESSOR는 섭씨가 사용된다.

(3)   공기량

1)     NORMAL 공기량

공기량은 온도에 있어서 0℃이고 건조 공기의 조건과 절대압에 있어서 760mmHG이고 일반적으로 이런 공기의 흐름은 Nm²/min으로 나타낸다. 정상적인 공기 유동으로 토출 공기 유동의 변환공식

QN = Q x  x

 

QN : 공기량

Q : 토출 공기 유량

T : 흡입 온도

P : 흡입 절대압 mmHG

Ps : 포화 증기압 mmHG

 : 상대적 습도

 

대기압 하에서 습도에 있어서 65%, 그리고 온도에 있어서 20℃, 10m²/min의 조건하에서 공기흐름을

 

QN = 10 x  x   = 9.17 Nm²

 

이것은 공기 체적은 온도와 습도에 따라서 변한다는 것을 뜻한다.

위의 계산의 결과로써 표준 조건하에서 정상적인 공기흐름의 값은 약 실제 토출 공기 흐름의 92%이다.

TEP ℃	Saturated vap pressure
	mmHG	Kg/cm²
0	4.58	0.0062
4	6.09	0.0083
8	8.04	0.0109*
10	9.21	0.0125
12	10.51	0.0143
16	13.61	0.0185
20	17.5	0.0238
24	22.38	0.0304
28	28.35	0.0385
30	31.8	0.0433
32	35.67	0.0485
36	44.57	0.0606
40	55.3	0.0752
50	92.5	0.126

 

2)     STANDARD AIR FLOW

표준 공기량은 온도 20℃ 절대압 760mmHG, 상대습도 65%의 조건하에서 공기의 상태를 의미한다. 유량의 단위로는 sm²/min으로 표시된다.

 

3)     COMPRESSOR의 토출량

COMPRESSOR의 공기량은 흡입체적으로 변환된 값으로 나타내지며, VOLUME TYPE COMPRESSOR의 공기량에 대한 측정 표준은 KS에 제정되어 있다. 이것은 압축공기를 이용하는 공압장치에 대한 필요한 AIR 유량에 근거를 두고 있다.

그러므로 공기공구들의 모델 선택에 이용될 수 있다.

(공기 흐름 변환표)

m²/min	ft³/mm (CFM)
1	35.31
0.02832	1

 

4)     OPERATING CONDITION

COMPRESSOR는 어떤 주위 조건하에서 어떤 압력 LEVEL을 갖는 공기를 공급 할 수 있도록 설계된다. 그러한 작동조건과 온도는 아래의 일반적 사항들로 SPEC에서 규정된다.

1.     흡입 공기는 대기압이고, COMPRESSOR는 공기 이외의 다른 GAS의 압축에도 사용되지 않는다.

2.     주위 온도는 -15℃ ~ +40℃의 안에 있어야 하고 주위 습도는 90%이하가 되어야 한다.

3.     작동에 대한 고도의 한계는 MODEL에 따라 1,500 ~ 2,000m 이다.

-15℃의 이하의 찬 날씨에서는 파이프 안에서 수분을 포함하고 있어 압축된 공기의 동결이라든가 점도의 증가가 발생된다.

또한 만약 주위온도가 40℃보다 높으면 엔진 과열 문제가 냉각 작용의 불실을 일으킬지도 모른다.

만약 환경 조건이 그러한 작동 조건을 초과하는 것이 불가피하면 특별한 사용을 위해 생산자와 접촉하십시오.

(4)   소음 LEVEL

1)     무엇이 소음인가?

최근에 거리에서의 소음레벨은 흔히 ‘PHONS’ 로 나타내진다.

소음은 ‘바람직하지 않는 소리’로 규정되고 소음 때문에 대인 생활 휴식과 수면이 침해되고 소음공해는 사회의 큰 이슈가 되고 있다. 소음의 단위 PHONE은 dB로 표시되는 소리의 밀도이고, 인간귀로 느낄 수 있도록 수정된다.

다른 말로 소리의 물리적 척도는 dB이고 감각에 의한 척도는 PHONE으로 된다.

Û  눈금의 값은 같다.

소음의 척도 A, B 그리고 C

A 특성:  청각에 가깝다 저 주파수 소리는 여과된다. 개정된 JIS는 모든 측정 가능한 소음 값은 A특성에 근거를 두어야 한다고 하고 있다.

B특성:  A특성과 C특성 사이에 있는 특성

C특성: 청각의 특성에서 벗어난 그것은 물리적인 양에 가깝다.

 

적은 저주파에서 A특성과 C특성 사이 차이는 커지지만 고주파 수에서는 차이를 구별할 수 없다.

일반적으로 고주파 소리는 사람의 기분을 더욱 좋지 않게 만든다.