유압 실린더 선택을 위한 12가지 팁

유압 실린더유압 시스템은 유체의 압력과 흐름을 이용하여 선형 운동과 힘을 생성합니다. 프레스나 플라스틱 성형기와 같은 산업용 기계뿐만 아니라 굴삭기나 광산 트럭과 같은 이동식 장비에도 적합합니다. 공압, 기계식 또는 전기식 선형 운동 시스템에 비해 유압 시스템은 더 간단하고 내구성이 뛰어나며 더 높은 출력 밀도를 제공합니다.

유압 실린더는 다양한 종류와 크기로 제공되어 다양한 적용 분야 요구를 충족합니다. 최적의 성능과 신뢰성을 얻으려면 적합한 실린더를 선택하는 것이 매우 중요합니다. 작업에 가장 적합한 실린더를 선택, 지정 및 사용하기 위한 12가지 실용적인 팁을 소개합니다.

1. 올바른 실린더 유형 선택

산업용으로 사용되는 두 가지 기본적인 유압 실린더 설계는 타이로드 실린더와 용접 실린더입니다.

타이로드 실린더는 강도와 안정성을 높이기 위해 실린더 하우징 외부에 고강도 나사산 강철 막대를 사용합니다. 미국에서는 이 실린더가 가장 일반적으로 사용됩니다. 플라스틱 기계 및 공작 기계와 같은 대부분의 일반 산업 분야에 사용되지만, 최대 작동 압력은 3,000psi로 제한되는 경우가 많습니다. 이 실린더는 NFPA 표준에 따라 제조되므로 해당 표준에 따라 제작된 다른 실린더와 크기와 압력 등급이 호환됩니다.

용접 또는 원형 실린더는 견고한 외피를 가지고 있으며, 배럴은 엔드캡에 직접 용접되거나 볼트로 고정되어 있어 타이로드가 필요 없습니다. 5,000psi 이상의 고압에 적합하도록 설계되었으며, 프레스, 제철소, 극한 환경과 큰 온도 변화가 있는 해양 환경과 같이 더욱 견고한 응용 분야에 주로 사용됩니다.

미국 OEM과 달리 유럽 제조업체들은 거의 모든 일반 산업 분야에 원형 실린더를 사용합니다. (타이로드 실린더도 사용하지만, 일반적으로 최대 160bar(2,350psi)의 압력에 사용됩니다.) 하지만 타이로드 실린더는 설계상 밀 타입 실린더보다 저렴하며, 이는 미국에서 타이로드 실린더가 널리 사용되는 또 다른 이유입니다.

또한, 실린더는 종종 맞춤 제작됩니다. NFPA 실린더 표준은 치수, 압력 등급, 장착 유형 등을 명시하며, 이는 표준 카탈로그 제품입니다. 그러나 맞춤형 기계를 설계하는 엔지니어는 특정 용도에 맞게 특수 장착, 포트 크기 또는 구성을 통해 표준에서 벗어나야 하는 경우가 많습니다. 미국에서 판매되는 실린더의 약 60%는 카탈로그 제품이고, 40%는 고유한 요구 사항을 충족하는 수정 제품입니다.

2. 선택하세요 에이적절한 중계산 시간하드웨어

실린더 장착 방식 또한 실린더 성능에 중요한 역할을 합니다. 실린더 장착 방식은 주로 실린더 배럴이 고정형인지 회전형인지에 따라 달라집니다.

고정 실린더의 경우, 실린더 중심선에 고정된 마운트가 일반적으로 선형적인 힘 전달에 가장 적합하며 마모를 최소화합니다. 다양한 형태 중에서 플랜지 마운트가 일반적으로 선호됩니다. 하중은 실린더에 집중되고, 반대되는 힘은 직사각형 또는 원형 플랜지. 견고하고 단단하지만 정렬 불량에 대한 허용 오차는 거의 없습니다. 전문가들은 추력 하중에는 캡 엔드 마운트를, 인장 하중에는 로드 엔드 마운트를 사용할 것을 권장합니다.

중심선 트러니언 마운트도 중심선 힘을 흡수하지만, 고압이나 충격 조건에서 트러니언이 움직이지 않도록 고정하기 위해 다웰 핀이 필요합니다.

측면 또는 발 장착형 실린더는 설치 및 정비가 비교적 용이하지만, 편심 하중이 발생합니다. 실린더가 하중에 힘을 가하면 브래킷에 굽힘 모멘트가 발생하여 마모가 증가할 수 있습니다. 무거운 하중은 종종 장행정 소구경 실린더를 불안정하게 만듭니다.

측면 및 발 장착 마운트는 하중을 지지하고 안내하는 동일한 평면에 정확히 정렬되고 위치해야 합니다. 그렇지 않으면 정렬 불량으로 인해 손상이 발생할 수 있습니다. 측면 하중은 실린더 마모 및 씰 누출을 유발할 수 있습니다. 엔지니어는 볼트에 작용하는 전단력도 인지해야 합니다. 장착 볼트를 전단시킬 수 있는 힘을 방지하기 위해 뒷다리에 핀 또는 전단 핀과 키웨이를 추가하십시오. 추가 지지대가 필요한 경우, 헤드와 커버 끝단의 다리 외에도 실린더 중앙에 다리를 하나 더 추가하십시오.

3. 선택하세요 기음정확하다 피삶 중산 안에암탉 기음실린더 비마법 중양

피벗 마운트는 실린더 중심선에 가해지는 힘을 흡수하여 실린더가 단일 평면에서 정렬을 변경할 수 있도록 합니다. 일반적인 유형으로는 클레비스, 트러니언, 구면 베어링 마운트가 있습니다.

클레비스 마운트는 어떤 방향으로든 사용할 수 있으며 일반적으로 단행정 및 소구경에서 중구경 실린더에 권장됩니다. 실린더 엔지니어는 플레인 베어링보다 구면 베어링이 장착된 클레비스 마운트를 선호하는데, 이는 오정렬을 더 많이 허용하여 관용성이 더 높기 때문입니다. 그러나 리어 클레비스가 구면 베어링 외에도 회전 가능한 로드 엔드 부착물(예: 구면 로드 구면 베어링)을 사용하는 것이 좋습니다. 이러한 조합은 측면 하중이나 잠재적인 오정렬을 보상하는 데 도움이 됩니다.

트러니언 마운트는 헤드, 센터, 리어 마운트 버전으로 제공됩니다. 센터 트러니언 디자인은 설계자에게 더 큰 유연성을 제공하기 때문에 가장 일반적으로 사용됩니다. 적용 요건에 따라 실린더 중앙, 앞/뒤 등 대부분의 위치에 정확하게 지정할 수 있습니다. 단, 일단 지정되면 마운트를 조정할 수 없습니다.

모든 실린더 유형에 있어서 중요한 매개변수로는 스트로크, 보어, 로드 직경, 압력 등급 등이 있습니다.

4. 피스톤 로드 직경이 중요합니다

유압 설계에서 가장 흔한 실수는 피스톤 로드를 너무 작게 설계하여 실린더가 응력, 마모 및 파손에 더 취약해지는 것입니다. 피스톤 로드 직경은 0.5인치에서 5.0인치 이상까지 다양하지만, 사용 가능한 하중에 맞게 적절한 크기를 선택해야 합니다. 푸시(push) 어플리케이션에서는 피스톤 로드의 굽힘이나 휘어짐을 방지하기 위해 오일러(Euler) 계산에 따라 피스톤 로드 직경을 정확하게 지정하는 것이 중요합니다.

필요한 힘을 생성하는 실린더를 설계할 때, 피스톤 로드 크기는 항상 가장 먼저 고려해야 할 사항입니다. 여기에서 역산하여 사용 가능한 압력에 맞는 보어 직경을 결정하는 등의 작업을 진행합니다.

5. 피스톤 로드 굽힘 방지

롱 스트로크 실린더의 경우, 완전히 확장된 피스톤 로드는 자체 무게로 인해 휘어질 수 있습니다. 과도한 휘어짐은 씰과 베어링의 마모 및 손상을 유발할 수 있습니다. 심지어 피스톤이 보어에서 콕킹되어 실린더 내부 표면에 흠집이 생기고 손상될 수도 있습니다. 피스톤 로드 처짐은 1~2mm를 초과해서는 안 됩니다.

휘거나 정렬 불량의 위험이 있는 피스톤 로드는 추가 지지가 필요합니다. 스트로크 길이에 따라 지지 면적이 더 큰 스토퍼가 필요할 수 있습니다. 실린더의 하중 지지 면적을 늘리는 튜빙이 필요할 수 있지만, 과도한 마모와 긁힘을 방지하기 위해 필요할 수 있습니다. 엔지니어는 강도를 높이기 위해 더 큰 직경의 피스톤 로드를 사용하는 것을 고려할 수도 있습니다. 그러나 이는 무게를 증가시키고 비생산적일 수 있으므로 신중하게 계산해야 합니다. 극단적인 경우에는 새들형 베어링과 같은 외부 기계적 지지대를 피스톤 로드에 추가해야 할 수도 있습니다.

6. 되세요 에이상품 에스전당 엘귀리

스트로크 길이, 즉 하중을 밀거나 당기는 데 필요한 거리는 2.5cm 미만에서 수 피트 이상까지 다양합니다. 그러나 실린더가 팽창하거나 수축할 때 피스톤이 바닥에 닿지 않도록 하고 스트로크 끝부분에서 충격 하중을 발생시키지 않도록 해야 합니다. 엔지니어는 여러 가지 옵션을 선택할 수 있습니다. 스트로크 끝부분에서 하중을 감속하기 위해 내부 쿠션을 추가하거나, 실린더가 바닥에 닿지 않도록 외부 기계적 스톱을 추가하거나, 비례 밸브 기술을 사용하여 유량을 정확하게 측정하고 하중을 안전하게 감속하는 것입니다.

7. 무게 측정 에이조리개와 작동 압력의 관계

주어진 힘을 생성하기 위해 엔지니어는 더 낮은 압력에서 작동하는 더 큰 실린더를 지정할 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 일반적으로 더 높은 압력에서 작동하지만 더 작은 실린더를 사용하는 시스템이 비용 효율적입니다. 더욱이, 그 이점은 배가됩니다. 더 작은 실린더는 더 적은 유량을 필요로 하며, 이는 더 작은 펌프, 배관, 밸브 등을 필요로 합니다. 많은 설비에서 더 높은 압력으로 전환함으로써 전체 비용을 절감합니다.

즉, 실린더의 정격(표준) 압력과 시험 압력 모두 변동을 고려합니다. 시스템은 실린더의 공칭 정격 설계 압력을 초과해서는 안 됩니다.

8. 안전 계수 추가

설계 계산은 필수적이지만, 실제 작동은 이론적인 결과와 다를 수 있습니다. 최대 하중에는 추가적인 힘이 필요할 것이라고 항상 가정하십시오. 일반적으로 정격 톤수가 하중 요구량보다 20% 높은 실린더를 선택하는 것이 좋습니다. 이는 하중 마찰, 유압 시스템 손실(효율 손실, 정격 시스템 압력보다 낮은 실제 압력, 실린더 씰 및 베어링의 접착력 등)을 보상합니다.

9. 일치시키세요 에스~에게 eal 제이~에

씰은 유압 시스템에서 가장 취약한 부분일 수 있습니다. 적절한 씰은 마찰과 마모를 줄이고 수명을 연장하는 반면, 부적절한 씰은 가동 중단과 유지보수 문제를 야기할 수 있습니다. 씰 재질이 유체와 호환되는지 확인하는 것은 당연한 일이지만, 씰 재질이 유체와 호환되는지 확인해야 합니다. 대부분의 유압 시스템은 미네랄 오일을 사용하며, 표준 니트릴 고무 씰이 일반적으로 잘 작동합니다. 그러나 인산 에스테르와 같은 합성 유체를 사용하는 경우에는 불소 탄성중합체 씰이 필요합니다. 폴리우레탄은 또한 물 글리콜과 같은 고수분 유체와 호환되지 않습니다.

어떤 유체를 사용하든 항상 깨끗하게 유지하십시오. 유체에 오염 물질과 먼지가 있으면 씰이 손상될 수 있습니다. 또한 배럴 내부가 긁혀 결국 실린더가 파손될 수 있습니다.

표준 니트릴 고무 씰은 작동 온도가 300°F(170°C)를 초과하면 고장날 수 있습니다. 합성 고무 씰과 같은 불소탄성체 씰은 일반적으로 최대 400°F(240°C)의 온도를 견딜 수 있으며, 불소탄소 씰은 더 높은 온도를 견딜 수 있습니다. 의심스러우면 상황이 처음 생각했던 것보다 더 심각할 것이라고 가정하십시오.

10. 추가 기음실린더 시간머리 디비 피위치

실린더 고장의 90%는 씰 때문일 것입니다. 엔지니어가 유체, 압력, 환경 및 용도에 적합한 씰을 지정하더라도 씰은 시간이 지남에 따라 마모되어 교체가 필요하기 때문에 이는 사실입니다. 대부분의 전문가는 부적절한 시기에 고장이 발생할 때까지 기다리기보다는 정기적인 씰 유지관리를 권장합니다.

실린더가 접근하기 어려운 위치에 있어 유지 관리가 어렵거나 누출로 인해 제품이 손상되거나 비용이 많이 드는 가동 중지 시간이 발생하는 경우 "실린더 헤드 "배출구"입니다. "헤드 배출구"라고 불리는 특수 포트는 실린더 헤드에 1차 씰과 2차 씰 사이, 또는 1차 씰과 와이퍼 사이에 가공되어 있습니다. 1차 로드 씰이 파손되어 누출되기 시작하면 오일은 씰을 우회하여 헤드 배출구에서 흘러나옵니다. 일반적으로 튜브를 통해 오일이 수집 병으로 흘러갑니다. 일반적으로 비어 있는 병에 오일이 고이면 씰이 마모되어 곧 교체해야 한다는 시각적 신호입니다.

실린더에는 종종 2차 로드 씰이나 더블 립 로드 와이퍼가 있어 로드 끝에서 오일이 새는 것을 일시적으로 막아 유지 보수 담당자가 수리 일정을 잡을 시간을 확보할 수 있습니다.

11. 관찰하다 중재료

실린더 헤드, 베이스, 베어링에 사용되는 금속 종류는 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 대부분의 실린더는 SAE 규격을 사용합니다. 피스톤 로드 베어링에는 660 청동을, 실린더 헤드와 베이스에는 중급 탄소강을 사용하면 많은 용도에 충분합니다. 그러나 피스톤 로드 베어링에 65-45-12 구상흑연주철과 같은 더 강한 소재를 사용하면 까다로운 산업 작업에서 상당한 성능 이점을 얻을 수 있습니다.

또한 극한 온도도 고려해야 합니다. 실린더 부품에 사용되는 일반적인 탄소강은 일반적으로 영하 5°F(-5°F)에서 약 200°F(200°F)까지의 작동 온도에 적합합니다. 예를 들어, 영하 0°F(-1°F)보다 훨씬 낮은 북극 환경에서는 표준 강재가 취성을 띠게 되어 대체 소재가 필요할 수 있습니다.

12. 피스톤 로드 보호

피스톤 로드는 외부 환경과 접촉하기 때문에 물, 염분, 공기, 부식성 물질과 같은 유해 물질의 침식에 강해야 합니다. 일반적으로 산업 분야에서는 크롬 도금 탄소강이 표준입니다. 그러나 선박 유압 시스템과 같이 습도가 높거나 높은 환경에서는 대부분의 피스톤 로드가 크롬 도금 17-4PH 스테인리스강으로 제작됩니다. 일부 오일 실린더 제조업체는 특수 보호 코팅을 제공합니다.

엔지니어들은 더럽고 마모된 환경에서 피스톤 로드 보호용 먼지 커버를 선호하기도 하고 싫어하기도 합니다. 피스톤 로드에 보호 슬리브를 설치하면 먼지, 금속 부스러기, 기타 외부 오염 물질이 유입되는 것을 방지할 수 있습니다. 그렇지 않으면 피스톤 로드가 손상되고 궁극적으로 씰이 손상됩니다. 그러나 부츠에 구멍이 나거나 찢어지면 먼지가 흡입되어 배출되지 않을 수 있으며, 이는 부츠가 없는 것보다 더 심각한 결과를 초래합니다. 정비 담당자는 부츠의 마모 여부를 정기적으로 점검해야 합니다. 먼지 커버가 실린더 손상을 가속화할 수 있기 때문입니다.

요약

최적의 유압 실린더를 선택하는 것은 내구성과 성능을 보장하기 위해 실린더 유형, 장착 방식, 작동 환경을 신중하게 고려해야 하는 다면적인 과정입니다. 핵심 요소로는 압력 요구 사항에 따라 타이로드 방식과 용접 방식 중 선택하고, 휨을 방지하기 위해 피스톤 로드 크기를 적절히 조정하고, 유체 및 온도 호환성을 위해 적절한 씰과 재질을 지정하고, 헤드 드레인 포트 및 쿠션 시스템과 같은 안전 기능을 통합하는 것이 있습니다. 충격 하중을 고려하고, 안전 마진을 추가하고, 부품을 오염 및 정렬 불량으로부터 보호함으로써 엔지니어는 다양한 응용 분야에서 유압 시스템의 신뢰성을 크게 향상시키고, 유지보수 비용을 절감하며, 수명을 연장할 수 있습니다.