메탈 호스 (metal hose)
메탈 호스는 유공압 기기의 상대적인 움직임이 있거나 조립 공차를 보상하기 위해 사용된다. 1/4인치 튜빙 같은 경우에는 이러한 기능을 가지기 위해 원형으로 몇 회 감아서 쓰는 경우도 많다.
메탈 호스 내부는 금속 주름관으로 되어 있고 외부는 금속 braid로 감아서 만든다. 이 금속 braid 가 주름관의 구조적 불안정성인 squirm 을 막아준다. 그래서 메탈 호스는 매우 긴 주름관을 쓸 수 있다. 또한 이 금속 braid는 주름관의 사용 압력을 높혀 준다. 그냥 주름관만 있으면 사용 압력이 낮다. braid를 한번 감을 수도 있고 여러번 감을 수도 있는데 많이 감을수록 사용 압력이 높아지고 무게가 늘어난다.
메탈 호스 회사는 다양한 다국적 업체가 있다. 각 회사의 메뉴얼을 보면 자세한 사용법과 규격이 나타나 있다. 물론 대부분 영어라는 것이 함정이다 (그러나 한국 구매처에 물어보면 친절히 한글로 안려준다).
위 그림에서 처럼 다양한 끝단 형상을 주문할 수 있다.
Parker 사 메탈 호스
여기서는 유명한 다국적 회사인 Parker 사의 메탈 호스의 예를 들어 설명한다. 다른 회사 것들도 대부분 비슷하다.
Parker 사 메탈 호스는 표준형, 유연성이 높은 유형, 고압용이 있다. 모두 오스테나이트 스테인레스강 300 계열을 재료로 사용하며 사용온도는 극저온에서 고온까지 가능하다 (물론 고온에서는 사용압력이 낮아진다).
고압용은 1/4인치부터 4인치 까지가 있으며 braid가 1겹인 경우 2겹인 경우가 있다. 물론 2겹이 사용 압력이 더 높다. 직경이 증가할수록 최대 사용 압력 (max. working pressure) 이 낮아지며 당연히 파열압 (burst pressure)도 낮아진다. 온도가 높아지면 카탈로그에서 제시하는 factor를 곱해 사용압력이 낮아지게 된다.
호칭경이 거칠수록 같은 호칭경이라도 braid 수가 많을수록 외경이 커지게 된다.
설치할 경우나 운동성이 있는 경우 모두 호스에 토크가 가해지면 안되고 심하게 구부리거나 압축을 하면 안된다.
설치시 주의점
메탈 호스는 설치시에 특히 주의하여야 하는데 메탈 호스 끝단에서 굽힘이 생기지 않게 직선으로 설치해야 한다. 물론 중간에는 굽혀져도 된다 (원래 그러라고 만든거라). 또한 메탈 호스가 움직일 경우에 호스가 다른 부위에 닿아서 호스가 접히는 부분이 없어야 한다. 이렇게 안하고 운이 없으면 호스 터지고 대형 참사가 발생할 수 있으니 주의해야 한다.
이러한 참사 방지를 위해 메탈 호스는 일반 튜빙과 달리 최소 굽힘 반경 (min. bend radius)이라는 제약 조건이 있다. 이 값은 호스 모델에 달라지는 값이며 호칭경이 커질수록 커지나 braid 수와는 상관이 없다. 메탈 호스 설치시에 설치된 호스의 반경이 최소 굽힘 반경보다 커야 한다!!!
운동성이 있는 경우 주의점
L : 호스 전체 길이
T : 운동 길이
S : 호스 외경 (카탈로그에 나와 있음)
반경이 일정한 운동의 경우
수직 및 수평 운동의 경우 (vertical and horizontal travel, 총 왕복 길이는 T)
L = 4 R + 0.5 T
*호스 주문할 때 위의 공식에 의해 길이를 구해 주문한다.
측방향 옵셋이 있는 경우 (lateral offset, 총 왕복 길이는 T/2)
L = SQRT (20R x T)
Lp = SQRT (L^2 - T^2)
*T는 중심선 굽힘 반경의 25%를 넘지 않아야 한다.
반경이 변하는 운동의 경우
수직 및 수평 운동의 경우 (vertical and horizontal travel, 총 왕복 길이는 T)
L = 4 R + 1.57 T
* 반경이 변하지 않는 경우보다 길이가 더 길어야 한다.
각도 변화가 있는 경우
L = 2S + (theta/57.3)R
위 두 경우가 합쳐진 경우
L = 4R + 1.57 T1 + 0.5 T2
T1 : 반경 변화 운동
T2 : 반경 일정 운동
<그림 출처 : http://www.parker.com/Literature/Parflex/CATALOG_4690-MH2-Metal-Hose.pdf >
참고문헌
http://www.parker.com/Literature/Parflex/CATALOG_4690-MH2-Metal-Hose.pdf
http://www.hosemaster.com/technical-information/dos-and-donts/
(설치시 주의점 그림으로 잘 나와 있음)
http://www.hosemaster.com/technical-information/length-calculations/
(길이 계산 그림 잘 나와 있음, 어째 위 카탈로그 그림이랑 똑같음.)
https://www.swagelok.com/downloads/webcatalogs/en/MS-01-180.pdf
(하지 말아야 할 것들에 대한 추가 설명 많음)
