정확하고 반복 가능한 선형 모션이 필요한 거의 모든 자동화 기계의 경우 복동 실린더 표준 선택입니다. 결론은 간단합니다. 확장 및 후퇴 방향 모두에서 제어된 힘이 필요한 경우 복동형 실린더가 단동형 실린더보다 유연성, 속도 제어 및 전반적인 공정 신뢰성 면에서 더 뛰어납니다. 작동 매체는 다르지만 공압 시스템과 유압 시스템 모두에 해당됩니다.
근본적인 이유는 복동형 실린더는 피스톤 양쪽에 가압된 유체를 사용하기 때문입니다. 공급 포트와 배기 포트를 전환하면 피스톤을 어느 방향으로든 능동적으로 밀 수 있습니다. 이는 스프링, 중력 또는 외부 하중에 의존하여 원래 위치로 돌아가는 단동 실린더와 대조됩니다. 결과적으로 복동 실린더는 완전히 제어된 이동, 더 높은 작동 유연성 및 주기적인 응용 분야에서 더 나은 에너지 효율성을 제공합니다.
이는 구매 및 설계 관점에서 실린더 보어 크기, 스트로크, 작동 압력, 쿠션 및 장착 스타일을 평가해야 함을 의미합니다. 잘못 선택한 실린더는 약한 추력, 조기 씰 마모 또는 과도한 공기 소비로 이어집니다. 운영 원칙과 선택 기준을 이해하면 이러한 위험을 방지하고 장기적인 성과를 달성하는 데 도움이 됩니다.
복동 실린더란 무엇입니까?
복동 실린더는 실린더 배럴의 각 끝에 하나씩 두 개의 작동 포트가 있는 선형 액추에이터입니다. 가압된 공기나 유압 오일이 한 포트로 들어가 피스톤을 앞으로 움직이게 하고, 다른 포트는 배기 또는 복귀를 위해 열려 있습니다. 공급 및 배기 흐름을 역전시키면 피스톤이 뒤로 이동합니다. 이러한 양방향 힘 기능은 가압 챔버가 하나만 있는 단동 실린더와 구별됩니다.
주요 구성 요소에는 실린더 배럴, 피스톤, 피스톤 로드, 전면 및 후면 엔드 캡, 피스톤 씰, 로드 씰 및 일반적으로 하나 또는 두 개의 쿠션 메커니즘이 포함됩니다. 피스톤은 배럴을 두 개의 챔버로 나눕니다. 즉, 피스톤 뒤의 더 넓은 영역인 캡 끝과 피스톤 로드 측 근처의 더 작은 영역인 로드 끝입니다. 유효 면적의 차이는 동일한 압력에서 팽창하는 힘이 당연히 수축하는 힘보다 높다는 것을 의미하며, 이는 실린더 크기를 조정할 때 핵심 요소입니다.
공압식 대 유압식 복동 실린더
공압 실린더와 유압 실린더에는 동일한 기하학적 원리가 적용되지만 성능 특성은 크게 다릅니다. 공압식 복동 실린더는 0.4~0.7MPa(4~7bar)의 일반적인 압력에서 압축 공기로 작동하여 더 낮은 힘을 생성하지만 매우 빠르게 작동합니다. 유압식 복동 실린더는 7~35MPa(70~350bar) 사이의 압력에서 광유 또는 수성 유체를 사용하여 더 부드럽고 정밀한 모션 제어로 훨씬 더 높은 힘을 생성합니다.
| 매개변수 | 공압식 | 유압 |
|---|---|---|
| 작동 매체 | 압축공기 | 유압 oil |
| 일반적인 압력 | 0.4~0.7MPa | 7~35MPa |
| 상대 힘 | 낮은 | 더 높음 |
| 작동 속도 | 빠르게 | 느리게 |
| 위치 제어 | 보통 | 정밀함 |
| 시스템 비용 | 낮은 | 더 높음 |
복동 실린더는 어떻게 작동합니까?
작동 원리는 간단합니다. 가압된 유체가 피스톤의 양쪽에 교대로 작용하여 선형 운동을 생성합니다. 캡 엔드 포트에 압력이 가해지고 로드 엔드 포트가 탱크 또는 배기측으로 열리면 피스톤 로드가 늘어납니다. 공급이 로드 엔드 포트로 전환되고 캡 엔드 포트가 배기되면 피스톤 로드가 후퇴합니다. 이러한 전환은 공압 시스템의 2위치 5방향 솔레노이드 밸브 또는 유압 회로의 4방향 방향 밸브와 같은 방향 제어 밸브를 통해 달성됩니다.
속도 제어는 배기구에서 나오는 공기 또는 오일 흐름을 조절하여 달성됩니다. 공압 시스템에서는 배기 스로틀 밸브가 일반적입니다. 유압 시스템에서는 압력 스파이크를 방지하고 부드러운 감속을 달성하기 위해 미터 아웃 유량 제어 밸브가 사용됩니다. 기계적 충격과 피스톤 손상을 방지하려면 스트로크 끝 부분의 효과적인 쿠션이 중요합니다. 관성 부하가 높은 경우 조정 가능한 쿠션 밸브 또는 외부 유압 충격 흡수 장치가 사용됩니다.
공압 시스템의 경우 일반적인 회로는 공기 필터, 압력 조절기, 윤활기, 방향 밸브 및 2개의 속도 제어 밸브로 구성됩니다. 방향 밸브는 일반적으로 전원이 차단될 때 실린더가 마지막 위치를 유지할 수 있도록 하는 이중 솔레노이드 밸브입니다. 이는 안전 관련 클램핑 애플리케이션에 특히 유용합니다.
복동식 vs 단동식 실린더
주요 차이점은 복동 실린더는 양방향으로 제어된 힘과 운동을 제공하는 반면, 단동 실린더는 한 방향으로만 힘을 제공한다는 것입니다. 단동 실린더는 스프링, 중력 또는 외부 하중을 사용하여 피스톤을 복귀시키므로 복귀 스트로크를 엄격하게 제어할 수 없습니다. 밀기와 당기기가 모두 필요한 사이클이나 정밀도가 중요한 응용 분야의 경우 복동 실린더가 적절한 선택입니다.
| 비교 | 단동 | 복동 |
|---|---|---|
| 힘의 방향 | 한 방향으로만 | 양방향 |
| 리턴 스트로크 | 스프링 / 중력 / 하중 | 가압유체 |
| 위치 제어 | 반품 제한 | 모든 권한 |
| 일반적인 사용 | 클램핑, 배출, 게이트 개방 | 자동화, 로봇공학, 프레스 기계 |
| 비용 | 낮은 | 더 높음 |
실제로 일반 자동화에 사용되는 공압식 액츄에이터의 90% 이상이 복동형입니다. 두 스트로크 모두에서 속도를 쉽게 조정할 수 있고 밸브에 전원이 공급되는 동안 유지력을 생성할 수 있기 때문입니다. 단동 실린더는 공간이 좁거나 복귀력이 중요하지 않거나 안전을 위해 스프링 복귀가 필요할 때 여전히 유용합니다.
복동실린더의 종류
복동 실린더는 여러 기계적 구성으로 제공되며 각각은 특정 장착 제약 조건, 스트로크 길이 및 부하 조건에 맞게 설계되었습니다. 올바른 유형을 선택하는 것은 올바른 보어 크기를 선택하는 것만큼 중요합니다.
표준 타이로드 실린더
이 실린더는 4개의 강철 로드가 엔드 캡을 함께 고정하는 전통적인 타이로드 구조를 따릅니다. 이 제품은 범용 자동화에 널리 사용되며 종종 ISO 15552를 준수합니다. SC 시리즈는 다양한 장착 옵션과 32mm~100mm의 보어 크기를 제공하는 전형적인 예입니다.
컴팩트한 디자인의 SC 시리즈 타이로드 표준 실린더 이 타이로드 실린더는 ISO 15552 유형에 비해 길이가 짧고 안정적인 구조와 조정 가능한 쿠션을 제공합니다. 일반 자동화에 적합하며 고온 씰을 사용하여 최대 150°C의 온도에서 작동할 수 있습니다. 제품보기 → 얇은 실린더
CQ2 시리즈와 같은 얇은 실린더는 제한된 설치 공간에 맞게 설계된 콤팩트한 본체 프로필을 가지고 있습니다. 축 길이를 절약하면서 강력한 힘을 제공합니다. 이는 클램핑 고정 장치, 컨베이어 스토퍼 및 소형 기계 프레임에 일반적으로 사용됩니다.
제한된 설치 공간을 위한 CQ2 시리즈 얇은 실린더 이 컴팩트한 실린더는 강력한 힘을 전달하면서 축 공간을 절약합니다. 돌출되지 않은 자석 스위치로 안전성과 조작성이 향상되었으며, 향상된 방수 설계로 물과 냉각수가 있는 환경에 적합합니다. 제품보기 → 소형 실린더
MA, MAL, MI, CJ2 시리즈를 포함한 미니 실린더는 무게와 공간이 중요한 소형 정밀 장비에 사용됩니다. 스테인레스 스틸 본체 버전은 식품 가공 또는 부식성 환경에 사용할 수 있습니다.
로드리스 실린더
CY1 시리즈와 같은 로드리스 실린더는 자기 또는 기계식 커플링을 사용하여 외부 캐리지에 힘을 전달합니다. 스트로크 길이는 피스톤 로드의 좌굴 고려 사항에 의해 제한되지 않으므로 자재 취급 및 도어 개방 시스템의 긴 스트로크 응용 분야에 이상적입니다.
CY1S 시리즈 슬라이딩 베어링 로드리스 실린더 힘을 전달하기 위해 자기 커플링을 사용하는 이 로드리스 실린더는 공간을 절약하고 무버를 고정자로부터 분리합니다. 슬라이딩 베어링 가이드와 장기 윤활 덕분에 먼지가 많거나 물이 살짝 튀는 환경에서도 부드럽고 유지보수가 필요 없는 작동이 보장됩니다. 제품보기 → 다축 및 가이드 실린더
CXS 및 MGP 시리즈를 포함한 다축 실린더에는 회전을 방지하고 측면 하중에 저항하는 로드 또는 가이드 로드가 2개 이상 있습니다. 이는 공구가 회전하지 않아야 하고 높은 측면 안정성이 요구되는 정밀 픽 앤 플레이스 메커니즘에 사용됩니다.
로터리 클램프 실린더
MK 시리즈와 같은 회전식 클램프 실린더는 선형 클램핑력과 90도 회전 동작을 결합합니다. 이는 부품 로드 및 언로드 시 간섭을 피하면서 부품을 제자리에 고정하기 위해 용접 지그 및 조립 고정 장치에 널리 사용됩니다.
올바른 복동 실린더를 선택하는 방법
복동 실린더를 선택하는 가장 신뢰할 수 있는 방법은 필요한 출력 힘, 스트로크 길이, 속도, 듀티 사이클 및 사용 가능한 설치 공간을 정의하는 것입니다. 그런 다음 후보 실린더가 작동 압력, 쿠션 요구 사항 및 응용 프로그램의 장착 패턴과 일치하는지 확인하십시오.
보어 크기 및 출력 힘
힘은 압력에 유효 피스톤 면적을 곱하여 계산됩니다. 0.5MPa(5bar)의 공압 실린더의 경우 63mm 보어 실린더는 약 1,558N의 확장력을 생성합니다. 피스톤 로드 직경이 20mm이면 후퇴력은 약 1,397N으로 떨어집니다. 항상 사이클에 필요한 두 힘 중 더 높은 힘에 맞게 실린더 크기를 조정하십시오.
- 최대 하중 계산 , 마찰 및 가속력을 포함합니다.
- 필요한 추력으로 변환 실제 작동 압력을 사용합니다.
- 가장 작은 구멍을 선택하십시오 이는 필요한 힘에 대해 최소 25%의 여유를 제공합니다.
스트로크 길이
스트로크 선택은 하중이 이동해야 하는 거리를 기준으로 합니다. 대부분의 제조업체는 공차 ±1mm의 표준 스트로크를 제공합니다. 중간 위치 지정의 경우 자기 피스톤과 측면 장착 자기 스위치가 있는 실린더를 사용하거나 폐쇄 루프 제어를 위해 외부 센서와 결합하십시오.
속도와 쿠셔닝
고속 모션은 이동 종료 시 충격의 위험을 증가시킵니다. 대부분의 복동 실린더에는 에어 쿠션이 내장되어 있지만, 무거운 하중이나 고속 속도에서는 기계와 실린더 자체를 보호하기 위해 외부 유압 충격 흡수 장치가 필요할 수 있습니다. 쿠션이 조정 가능한지, 속도 제어 밸브의 배기 용량이 사이클 시간에 충분한지 확인하십시오.
장착 및 환경 요인
장착 스타일에는 풋 마운트, 플랜지 마운트, 로드 엔드 아이볼트 및 후면 트러니언이 포함됩니다. 장착은 하중 방향과 정렬되어야 하며 측면 힘을 방지해야 합니다. 열악한 환경의 경우 스테인리스강 로드 및 본체 옵션을 선택하거나 보호 벨로우즈를 추가하여 먼지와 습기로부터 피스톤 로드를 보호하십시오.
복동 실린더의 일반적인 응용 분야
복동 실린더는 완벽한 제어 하에 밀기 및 당기기 작업을 모두 수행할 수 있기 때문에 자동화된 제조, 포장 및 자재 취급 장비를 지배합니다. 조립, 클램핑, 리프팅, 분류 및 로봇 공학에 사용됩니다.
예를 들어, 포장 라인에서는 복동 실린더가 확장되어 상자를 컨베이어로 밀었다가 수축하여 다음 상자가 통과하도록 할 수 있습니다. 용접 설비에서 복동형 실린더는 형체력을 가하고 용접 사이클이 완료될 때까지 작업물을 고정합니다. 그러면 실린더가 풀리고 로봇이 부품을 제거할 수 있습니다.
스마트 공장과 유연한 제조로의 전환으로 인해 안정적인 공압 액추에이터에 대한 수요가 증가했습니다. 강조된 바와 같이 공압 실린더 산업 분석 , 전자 센서 및 PLC 제어와 공압 실린더의 통합이 표준 관행이 되어 처리량과 반복성이 향상되었습니다.
또한, 제조업의 고부가가치화와 첨단화 추세가 공급망 통합 이는 액추에이터가 수백만 사이클 동안 안정적이어야 함을 의미합니다. 견고한 씰, 정밀한 쿠션 및 손쉬운 유지 관리 기능을 갖춘 복동 실린더는 가동 중지 시간을 최소화하는 데 필수적입니다.
설치 및 유지 관리 팁
올바른 설치와 정기적인 유지 관리는 복동 실린더의 수명을 연장하는 가장 효과적인 방법입니다. 주요 위험은 구조적 정렬 불량, 압축 공기 오염, 부적절한 윤활입니다.
설치 지침
- 플로팅 조인트 사용 사소한 정렬 불량을 보상하기 위해 피스톤 로드와 부하 사이를 조정합니다.
- F.R.L을 설치합니다. 단위 (필터, 조절기, 윤활기) 상류에서 압축 공기에서 수분과 오일 입자를 제거합니다.
- 원통 축 정렬 피스톤 로드에 측면 하중이 가해지는 것을 방지하기 위해 하중 이동 방향을 조정합니다.
- 속도 제어 밸브를 사용하십시오. 배기 포트에서 최대 속도를 제한하고 충격력을 줄입니다.
예방적 유지보수
- 응축수 배출 공기 저장소와 필터에서 매일.
- 피스톤 로드 검사 1,000시간 작동 시마다 긁힘, 부식 또는 구멍이 생길 수 있습니다.
- 쿠셔닝 바늘을 확인하세요 스트로크 끝 충격이 날카로워지면 조정하십시오.
- 씰 교체 누출이 눈에 보이거나 실린더의 힘이 감소한 경우. 일반적인 씰 수명은 속도, 온도 및 부하에 따라 200,000~500,000사이클입니다.
복동 실린더에 대해 자주 묻는 질문
복동 실린더란 무엇입니까?
복동 실린더는 가압된 유체가 피스톤의 양쪽에 교대로 작용하는 선형 액추에이터입니다. 두 개의 작동 포트가 있으며 확장 및 수축 방향 모두에서 힘을 생성할 수 있습니다.
복동 실린더는 단동 실린더와 어떻게 다릅니까?
단동 실린더에는 하나의 가압 챔버가 있으며 복귀를 위해 스프링 또는 외부 하중에 의존합니다. 복동 실린더에는 두 개의 챔버가 있으며 양방향으로 유체 압력을 사용하여 복귀 스트로크를 완벽하게 제어합니다.
복동형 실린더를 단동형 실린더로 사용할 수 있나요?
예. 하나의 포트만 압력 공급 장치에 연결하고 다른 포트는 대기 또는 복귀 라인으로 배출되도록 둘 수 있지만 이점은 없습니다. 사용하지 않는 포트는 자유롭게 배기되어야 합니다. 그렇지 않으면 갇힌 유체로 인해 실린더가 잠길 것입니다.
복동 실린더의 힘을 어떻게 계산합니까?
확장 스트로크의 경우 힘은 작동 압력에 전체 피스톤 면적을 곱한 것과 같습니다. 후진 스트로크의 경우 먼저 피스톤 로드 단면적을 뺍니다. 63mm 보어와 20mm 로드가 있는 0.5MPa의 예: 확장력은 약 1,558N이고 후퇴력은 약 1,397N입니다.
공압식과 유압식 복동 실린더의 차이점은 무엇입니까?
공압 실린더는 압축 공기를 사용하며 더 빠르고 가벼우나 힘이 덜 발생합니다. 유압 실린더는 고압의 오일을 사용하고 더 높은 힘과 더 나은 위치 제어를 제공하지만 유압 펌프 장치가 필요하고 더 비쌉니다.
복동 실린더가 느리게 움직이는 이유는 무엇입니까?
일반적인 원인은 공기 또는 오일 공급 부족, 배기 경로 제한, 공급 라인의 압력 강하 또는 잘못 조정된 속도 제어 밸브 등입니다. 밸브 포트 크기, 튜브 직경 및 F.R.L을 확인하십시오. 설정.
복동형 실린더의 최대 스트로크 길이는 얼마입니까?
표준 공압 실린더의 경우 최대 약 2,000mm의 스트로크를 사용할 수 있습니다. 그 외에도 피스톤 로드의 좌굴이 문제가 되므로 로드리스 실린더나 가이드 실린더를 권장합니다. 유압 실린더는 구조적 강성이 높기 때문에 훨씬 더 긴 스트로크를 달성할 수 있습니다.
