펌프 백 시스템

1. 펌프 백 시스템 정의

(Chip을 Filtering Unit으로 이송시켜 주는 장치)
펌프 백은 절삭가공 설비 내의 칩과 절삭유를 받아 오버헤드 리턴 파이프를 통해 외부로 칩과 절삭유를 배출한다.

2. 중앙 집중식 시스템

*** A 와 B system 혼합 운용 가능

A	Pumping conveyor and filtration system : Flexible 한 Chip/Cooling lubricant 혼합물의 전자동순환시스템 (Wet machining) - Maximum flexibility (가공장비의 setting 또는 relocating) - 작은 공간 차지 (공장 바닥에 별도의 장치 / 시설이 필요 없음) - 안전하고, 빠르고, 깨끗하고, 수명이 오래가는 Conveyor system - Little maintenance
B	Suction conveyor system : Flexible 한 Chip 의 전자동 순환 시스템 (Dry machining) – Vacuum system - Maximum flexibility (가공장비의 setting 또는 relocating) - 작은 공간 차지(공장 바닥에 별도의 장치 / 시설이 필요 없음) - A mix of materials (알루미늄, Steel)도 하나의 system에서 가능 - 안전하고, 빠르고, 깨끗하고, 수명이 오래가는 Conveyor system - Little maintenance - 최신 Blower 와 Control technology 에 의한 낮은 에너지 소비
C	Conveyor system with collecting conveyor : Rigid 한 Chip 의 전자동 순환시스템 (Wet / Dry machining) - Low flexibility (가공장비의 setting 또는 relocating) - 단순한 Technology
D	Chip conditioning system - 다양한 material (알루미늄, Steel or Casting iron) 처리가능 - Chip dry 및 Volume reduction 기능포함 - Chip 의 재생 및 Cooling lubricant 의 보전을 통한 환경 / 비용절감

3. 설치 위치

3.1 지상 설치

3.2 피트 설치

3.3 사진

지상 설치

피트 설치

4. 칩에 따른 펌프 백 시스템 종류

구분	Type "A"	Type "B"	Type "C"
적용	Chip size 가 굵고 큰 경우	Chip size가 30mm 미만인 경우	Chip size가 가늘고 긴 경우 (알루미늄 재질에 해당)
주요 특징	Chip reducer 를 통해 Chip을 분쇄 후 Pump 를 통해 중앙 Filtering unit 로 이송	펌프를 통해 직접 중앙 Filtering Unit 로 이송	Cutting pump 를 통해 Chip 을 파쇄 후 펌프를 통해 중앙Filtering unit 로 이송
구성 부품	Tank Impeller pump Chip reducer Electric Panel Level sensor	Tank Impeller pump - Open Impeller type Electric panel Level sensor	Tank Cutting pump Electric panel Level sensor

4.1 Pump Back 시스템 (Type ‘A’)

Machining Center 에서 나오는 Chip 의 크기가 굵고 긴경우
Chip reducer 를 통해 Chip 을 분쇄후 펌프를 통해 중앙 집중처리 장치로 이송
Chip reducer
Chip 의 재질과 크기에 상관없이 일정한 크기(30mm 이하)로 줄여주는 역할을 하는 장치
가공 장비에 부착하거나, Chip이 모이는 곳에 설치 가능

4.2 Pump Back 시스템 (Type ‘B’)

Machining Center 에서 나오는 Chip 의 크기가 30 mm 이하인 경우
직접 펌프를 통해 중앙집중 처리장치로 이송

4.3 Pump Back 시스템 (Type ‘C’)

Machining Center 에서 나오는 Chip의 조건 (알루미늄 & 굵기가 얇은 경우)이 특수한 경우
펌프에 부착된 Cutter를 이용해 Chip을 절단후 중앙집중 처리장치로 이송

5. Pump Back 시스템 문제점 검토

절삭유의 Over flow

원인 1:
절삭유 내 Air 함유량 높음
→ Cavitation 현상에 의한 펌프의 압력/유량 손실
Closed Impeller Open Impeller Medium 내 Air 함유량
- Open/Closed Impeller < 10%

대처 방안:
펌프의 Impeller type 변경
Medium내 허용 Air 함유량 < 50 %
펌프 압력/유량 증대 → 펌프 모터 손상 원인
(펌프 On/Off 시간 단축)
→ 소음 및 진동이 원인
→ P.B.S의 크기 증대

원인 2:
Chip 및 이물질에 의한 펌프 막힘으로 펌프 유량 저하

대처 방안:
- Cutting Pump 적용
- Chip reducer 사용

원인 3:
- Chip 및 기타 고형물에 의한 배관 막힘 - 급격한 방향 전환에 따른 압력손실 (최대 40%)

대처 방안:
- Bending 배관사용 - 펌프 용량(압력/유량) 증대

원인 4:
- P.B.S 의 Tank 입구 막힘
(Chip 또는 기타 이물질)

대처 방안:
- Chip 강제이송장치 적용
- Coolant Nozzle 사용

펌프/ 모터 고장

원인 1:
- 펌프 On/Off 주기가 짧음
→ 펌프 용량이 유입되는 절삭유 양에 비해 과도하게 큰 경우
→ P.B.S 의 Tank 크기가 너무 작은 경우

대처 방안:
- 펌프사양 재선정 - Tank Size 재설계

원인 2:
- Medium 내의 Air 에 의한 Impeller 손상

대처 방안:
- 펌프 type 재선정
- Impeller 재질 재선정

원인 3:
- Motor 내부에 절삭유 유입
→ 펌프 용량 대비 토출관의 size가 작음
→ 배관 막힘(Chip 또는 기타 이물질)
* Medium이 펌프의 Shaft를 따라 상승하여 Motor 내부로 유입

대처 방안:
- 배관 Line 재구성
- 펌프 Type 재선정
- Cutting pump 적용
- 용량 / 압력 재설정
- Cavitation 극복을 위한 펌프 - Chip reducer 적용

원인 4:
- 모터 과부하에 의한 손상
→ Chip / 이물질에 의한 Impeller 간섭 배관 막힘

대처 방안:
- 배관 Line 재구성
- 펌프 Type 재선정
- Cutting pump 적용
- 용량 / 압력 재설정
- Cavitation 극복을 위한 펌프
- Chip reducer 적용

Big size chip 이송불가

원인 1:
- 다양함

대처 방안:
- Cutting pump 적용 - Chip reducer 적용

6. 회수 시스템

각 가공 설비에서 토출되는 칩 및 절삭유 송출하기 위해 회수하는 장치

6.1 집수 탱크, 입구 배관

1) 펌프 백은 특정한 경사를 가진 집수 (피트 및 바닥) 탱크로 구성된다.
- 최대 직선 경로 설계
- 회수 배관의 최적 경사 유지
2) 모든 칩이 펌프의 흡입으로 향하고 탱크 안에 축적된 칩이 없도록 구성되어야 한다.

6.2 펌프

펌프는 막힘 발생이 없이 설비에서 고형물과 절삭유를 송출할 수 있어야 한다.

1) 펌프의 선정
- 동력은 전체 과부하가 발생되지 않도록 충분해야만 한다.
- 칩 이송 능력을 갖춘 펌프 채택
- 공회전에 대한 내구성을 보유한 펌프 선정
- 일반적으로 펌프 속도는 1450 rpm을 초과해서는 안 된다.
- 절삭유가 없는 건식 작동이 가능해야 한다.
- 거품 및 기포의 발생에도 작동할 수 있어야 한다.

2) 커터(분쇄) 펌프 사용 조건
- 알루미늄 칩 길이가 40 mm 이상 되는 공정.
- 연속 칩이 발생되는 강의 절삭 설비 (크랭크 샤프트 절삭 공정)
- 미세 칩이라도 덩어리로 누적되어 송출되는 공정
주) 커터 펌프의 경우 소음규제 불가함. (펌프 제작사에서도 보증 불가)

7. 배출 라인

7.1 배출 배관의 요건

1) 배관은 절삭유와 칩이 원활히 배출되도록 하여야 한다.
(수압, 흐름 속도)
2) 최대 직선 경로 설계
3) 회수 배관의 최적 경사 유지
4) 배관 및 부품의 수명유지 (부식 및 침식 방지)

7.2 배관 작업

1) 65A 이상 되는 배관은 플랜지 연결을 기준으로 한다.
2) 다른 특정의 것이나 승인이 없는 한 5 R 이상의 반경을 가진 유니언을 사용한다.
3) "Y" 형상의 밸브는 수직 배관에는 설치하지 않는 것을 권장함.

8. 집중 처리 장치

8.1 저수조

1) 저수조의 종류
- Primary Tank : 적용 공정에 따라 Dirty Tank 이전 단계에 액 관리 및 슬러지(Sludge) 1차 제거
- Dirty Tank : 사용된 오염된 액을 저장, 여과 전 침전 제거 및 필터에 공급
- Clean Tank : 여과액을 저장, 시스템 펌프로 각 가공 설비에 절삭유 공급
2) 저수조의 요건
- 탱크 내부 칩 누적 방지 구조
- Over Flow 방지를 위한 설비의 인터록 및 용량
3) 탱크 구조
- 저수조 내부에서는 모든 조건하에서 축적의 가능성을 제거해야 한다.
- 절삭유에 거품을 일으키지 않아야 한다.
- 펌프 설치 배관과의 조립을 빠르게 분해조립 할 수 있도록 되어야 한다.
- 펌프는 수직으로 분해 및 조립이 될 수 있도록 하여야 한다.
- 탱크 설계는 나중에 분쇄기 취부가 가능하도록 하여야 한다.
- 탱크 측면의 두께 : 6mm 이상
탱크 상부 커버 두께 : 체크 플레이트 6 mm 이상
- 탱크 커버는 진동이 발생되지 않도록 설계하여 설치한다.

8.2 칩 처리 장치

1) 탈수 장치
2) 칩 분쇄기
3) 칩 압축기
4) 칩 컨베이어 및 저장 장치
5) 절삭유 관리 시스템
유수 분리기, 통기 장치, 부패 방지 장치

Separation Drying Draining

Liquid separator

8.3 공급 시스템

여과된 절삭유를 각 설비에 공급하는 이송 장치

1) 펌프
- 시스템 펌프
각 가공 설비에 여과된 절삭유를 공급 (형식 : 수평, 수직, 수중)
- 필터 펌프
필터 형식에 따라 여과를 위해 필터 유닛에 공급하는 펌프 (Semi Open Impeller Type 펌프)
2) 필터
- 적용 공정에 따라 최적의 필터를 선정.

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