유압식 암석 파쇄기에 적용된 신기술의 응용 및 발전

1.6 유압식 암석 파쇄기의 신기술 적용 및 개발

유압식 암석 파쇄기 제품의 지속적인 발전에 따라, 이와 관련된 다양한 신기술들도 유압식 암석 파쇄기에 광범위하게 적용되고 있으며, 이로써 유압식 암석 파쇄기 제품의 기술적 발전 방향이 형성되고 있다.

(1) 분진 억제 기술

철거 작업 또는 터널 굴착 시 발생하는 분진이 매우 많아 작동자의 건강을 해치고 현장 가시성을 저하시키게 된다. 램머 시티 제트 유압식 암파쇄기는 기계 프레임에 물관과 노즐을 장착하고 있으며, 유압식 암파쇄기가 작동할 때 기계 프레임 전단부에 설치된 두 개의 노즐에서 물이 분사된다. 펌프 유량은 조절 가능하며, 최대 유량은 40 L/min이고, 수압은 20 MPa이다. 분사되는 물안개 입자는 작고 속도는 높아 분진을 효과적으로 제거한다.

(2) 소음 저감 기술

사람들의 환경 의식이 강화됨에 따라, 유압식 암쇄기의 소음에 대한 규제가 점차 엄격해지고 있다. 현재 유압식 암쇄기의 주요 소음 저감 대책은 밀폐형 상자 구조의 기계 프레임을 사용하고, 특수 플라스틱으로 제작된 예압 상태의 탄성 감쇠 요소 사이에 암쇄기 본체를 매달아 고정하는 방식이다. 이러한 탄성 감쇠 요소와 고규격 내마모성 플라스틱 판재는 흡음 효과를 높인다. 이와 같은 조치를 통해 소음을 크게 줄일 수 있으며, 약 15미터 거리에서 소음 수준을 85 dB로 낮출 수 있다. 소음 저감 기술은 환경 보호 측면에서 유익할 뿐만 아니라, 유압식 암쇄기의 진동을 감소시키고, 유압식 암쇄기에 작용하는 반력도 완화시켜, 유압식 암쇄기 자체뿐 아니라 굴삭기에도 보호 효과를 제공한다.

(3) 작동 매체의 다양화

대부분의 유압식 암석 파쇄기는 유압 오일을 사용하지만, 환경 보호를 위해 크룹프(Krupp) 유압식 암석 파쇄기는 물-글리콜 유압 오일, 합성 에스터 유압 오일, 식물성 기반 유압 오일도 사용할 수 있습니다. 물론 친환경 유압 오일을 사용하기 전에는 굴삭기 제조사 및 유압식 암석 파쇄기 제조사와 상의하여 승인을 받아야 합니다. 지하 작업 시 위험을 줄이기 위해 크룹프 유압식 암석 파쇄기는 난연성 유압 오일을 사용할 수 있습니다.

(4) 수중 작동 기술

일반적인 유압식 암파쇄기는 개조 없이는 수중에서 작동할 수 없다. 정반(치젤 시트) 내부로 물이 유입될 경우, 각 충격 시마다 수압 파동이 발생한다. 이 수압 파동은 유압 시스템의 밀봉 부품을 손상시킬 수 있으며, 유압 시스템 내부로 물이 침투하여 피스톤이 녹슬고 손상되는 원인이 되기도 한다. 유압식 암파쇄기의 손상을 방지하기 위해 크룹프(Krupp)사는 수중 작동용 특수 연결 장치를 개발하였는데, 이 장치는 다양한 필수 방수 부품을 갖추고 있으며, 압축 공기를 이용해 유압식 암파쇄기 내부로의 물 유입을 차단한다. 램머(Rammer) 및 후루카와(Furukawa)사도 수중 작동이 가능한 유압식 암파쇄기를 보유하고 있다.

(5) 분진 방지 기술

크룹 마라톤(Marathon) 타입 유압식 암쇄기는 가이드 링, 플로팅 링, 먼지 차단기 및 먼지 스크레이퍼를 포함하는 채슬(치즐) 먼지 방지 장치를 장착하고 있습니다. 강철 재질의 플로팅 링은 거친 입자 불순물의 유입을 방지하며, 탄성 소재로 제작된 먼지 스크레이퍼는 미세한 먼지의 유입을 방지합니다. 이와 같은 먼지 방지 시스템은 매우 효과적입니다. 크룹은 또한 압축 공기를 이용한 먼지 방지 방식을 채택하였는데, 압축 공기를 사용하여 채슬 시트(chisel seat) 내부 및 채슬 자체를 세척합니다. 채슬이 하향 타격할 때 물과 암분(rock powder)의 침입을 방지할 뿐만 아니라, 동시에 채슬에 윤활 기능도 제공합니다.

(6) 윤활 문제

크룹 유압식 암쇄기는 유압식 암쇄기 프레임에 자동 연속 윤활 장치를 장착하고 있어, 채슬에 자동으로 지속적으로 윤활을 공급합니다.

크룹의 자동 윤활 장치는 실질적으로 통합형 그리스 펌프이다. 이 펌프는 박스 프레임의 정비 구멍 근처에 설치되며, 두 개의 오일 파이프를 통해 유압식 록 브레이커 본체와 연결된다. 하나의 오일 파이프는 유압식 록 브레이커의 오일 입구를 펌프의 입력부에 연결하고, 다른 하나는 펌프의 출력부와 록 브레이커 본체의 윤활 그리스 입력부를 연결한다. 유압식 록 브레이커가 작동할 때마다, 유압식 록 브레이커 시스템 압력이 그리스 펌프의 공급 피스톤에 작용하여 공급 파이프 및 유압식 록 브레이커 내부 통로를 통해 록 브레이커 하단의 초isel 슬리브 부위에 그리스를 공급한다. 유압식 록 브레이커가 정지하면 압력이 감소하고, 공급 피스톤은 스프링 힘에 의해 원위치로 복귀하며, 동시에 대기압에 의해 펌프 내부로 그리스를 흡입한다. 그리스 공급량은 록 브레이커의 작동/정지 주기 프로그램과 펌프 유량 조절 노브에 따라 결정된다.

자동 윤활 장치는 유압 암파쇄기의 선택 사양 장치이며, 선택하지 않거나 고장이 발생할 경우 수동 윤활 방식을 계속 사용할 수 있다. 일반적으로 작업 시간 2시간마다 윤활유를 보충해야 한다. 후루카와(Furukawa) F 시리즈 유압 암파쇄기는 조종실 내 운전자가 원격으로 자동으로 윤활 그리스를 투입할 수 있으며, 타이머를 통한 자동 투입도 가능하다. 현재 경업(Jingye)사의 GT 시리즈 유압 암파쇄기를 비롯한 국내 유압 암파쇄기들도 동일한 구성이 적용되고 있다.

(7) 공사격 방지 기술

공사격(Blank firing)이란 유압 암파쇄기 피스톤의 왕복 운동 중 피스톤 하단부가 초isel 상단부와 접촉하지 않아, 즉 초isel을 타격하지 않는 현상을 말한다. 공사격은 완전 공사격과 불완전 공사격으로 추가 구분된다.

① 완전한 공사격(공타): 피스톤과 초isel이 전혀 접촉하지 않음; 이때 유압 암파쇄기는 에너지 출력이 없으며, 에너지가 열에너지로 전환됨.

② 불완전한 공사격(불완전 공타): 피스톤이 초isel에 충돌하였으나, 굴삭기가 유압 암파쇄기를 바위에 단단히 누르지 않아 충격 반작용력으로 인해 유압 암파쇄기 본체가 들뜨고, 초isel은 피스톤과 함께 상당한 속도로 전진하다가 초isel 핀에 충돌한 후 정지함. 이로 인해 초isel, 초isel 핀, 초isel 받침대 및 긴 볼트에 심각한 손상이 발생하며, 완전한 공사격보다 더 심각함.

다음 두 가지 상황에서 유압 암파쇄기는 완전한 공사격 또는 불완전한 공사격을 일으킬 수 있음:

① 초isel이 암반에 접촉하지 않았거나, 암반을 누르지 않은 상태에서 유압 암파쇄기가 작동됨.

② 암반이 파쇄된 후 유압 암파쇄기가 적시에 정지하지 않음.

유압식 록 브레이커가 위의 두 상황에서 시동을 차단하거나 자동 정지할 수 있다면, 이를 공회전 방지 기능이라고 하며, 현재 대부분의 브랜드 유압식 록 브레이커는 구조 설계에 이 기능을 추가하였다.