유압 실린더: 종합 가이드

유압 오일은 유압 실린더에 압축되면 상당한 압력을 발생시킵니다. 이 압력은 수많은 기계 장치에 활용되며, 오늘은 유압 실린더에 대해 자세히 알아보겠습니다.

유압 실린더는 유압 에너지를 기계 에너지로 변환하여 선형 왕복 운동(또는 진동 운동)을 수행하는 유압 액추에이터입니다. 구조가 간단하고 작동이 안정적입니다.

왕복 운동을 수행하는 데 사용하면 감속 장치가 필요하지 않으며 변속기 간격이 없어 부드러운 동작을 보장합니다. 따라서 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 유압 시스템 기계의

유압 실린더의 출력력은 피스톤의 유효 면적과 양쪽의 압력 차이에 정비례합니다. 유압 실린더는 기본적으로 실린더와 실린더 헤드, 피스톤과 피스톤 로드, 실링 장치, 완충 장치, 배기 장치로 구성됩니다.

버퍼링 및 배기 장치는 특정 애플리케이션에 따라 다르지만 다른 장치는 필수 불가결한 장치입니다.

I. 유압 실린더의 구성

유압 실린더는 일반적으로 리어 엔드 캡, 실린더, 피스톤 로드, 피스톤 어셈블리, 프론트 엔드 캡 및 기타 주요 구성 요소로 구성됩니다.

유압 실린더에서 오일이 누출되거나 고압 챔버에서 저압 챔버로 누출되는 것을 방지하기 위해 실린더와 엔드 캡, 피스톤과 피스톤 로드, 피스톤과 실린더, 피스톤 로드와 프론트 엔드 캡 사이에 실링 장치를 설치합니다.

프론트 엔드 캡의 바깥쪽에는 먼지 보호 장치도 설치되어 있습니다. 스트로크 끝으로 빠르게 돌아올 때 피스톤이 실린더 캡에 부딪히는 것을 방지하기 위해 유압 실린더 끝에 완충 장치가 설정되어 있으며 때로는 배기 장치도 필요합니다.

1- 실린더 배럴;
2- 외부 실린더 가이드 슬리브;
3- 분기 파이프;
4- 로드 실린더 어셈블리;
5- 피스톤;
6- 내부 실린더 가이드 바디;
7- 피스톤 로드.

실린더:

실린더는 유압 실린더의 주요 부품입니다. 실린더 캡 및 기타 부품과 함께 밀폐된 챔버를 형성하여 피스톤을 움직이게 합니다.

실린더 캡:

실린더 캡은 유압 실린더의 양쪽 끝에 설치되어 실린더와 밀폐된 오일 챔버를 형성합니다. 연결 방법에는 일반적으로 용접, 나사, 볼트, 열쇠 및 타이로드가 포함됩니다. 선택은 작동 압력, 실린더 연결 방법 및 작동 환경과 같은 요인에 따라 달라집니다.

피스톤 로드:

피스톤 로드는 힘을 전달하기 위한 유압 실린더의 주요 요소입니다. 재질은 일반적으로 중간 탄소강(예 45# 스틸). 피스톤 로드는 실린더 작동 중에 추력, 장력 또는 굽힘 모멘트를 받습니다. 피스톤 로드의 강도를 보장해야 하며, 자주 미끄러지는 가이드 슬리브와의 피팅이 적절해야 합니다.

피스톤:

피스톤은 유압 에너지를 기계 에너지로 변환하는 주요 요소입니다. 피스톤의 유효 작동 영역은 유압 실린더의 힘과 이동 속도에 직접적인 영향을 미칩니다. 피스톤과 피스톤 로드 사이에는 스냅링 타입, 부싱 타입, 너트 타입 등 여러 가지 형태의 연결 방식이 있습니다.

가이드 슬리브:

가이드 슬리브는 피스톤 로드를 안내하고 지지합니다. 높은 정밀도, 낮은 마찰 저항, 우수한 내마모성, 피스톤 로드의 압력, 굽힘력 및 충격 진동을 견딜 수 있는 능력이 필요합니다.

로드 챔버의 밀봉을 보장하는 밀봉 장치와 불순물, 먼지 및 습기로 인한 밀봉 손상을 방지하기 위해 외부에 더스트 링이 장착되어 있습니다.

버퍼링 장치:

피스톤과 피스톤로드가 유압을 받아 움직일 때 상당한 운동량을 갖게 됩니다. 이들이 실린더의 엔드캡과 바닥 부분에 도달하면 기계적 충돌이 발생하여 높은 충격 압력과 소음이 발생할 수 있습니다. 완충 장치는 이러한 충돌을 방지하기 위해 사용됩니다.

작동 원리는 스로틀을 통해 실린더의 저압 챔버에 있는 유압 오일의 운동 에너지(전체 또는 일부)를 열 에너지로 변환하는 것입니다. 그런 다음 열 에너지는 순환하는 오일에 의해 유압 실린더 밖으로 전달됩니다.

버퍼링 장치는 상수 스로틀링 영역 버퍼링 장치와 가변 스로틀링 버퍼링 장치의 두 가지 유형으로 나뉩니다.

II. 유압식 변속기의 원리

유압식 변속기는 오일을 작동 매체로 사용하여 오일 내부의 압력을 통해 밀폐된 부피와 동력의 변화를 통해 움직임을 전달합니다.

전원 구성 요소: 원동기의 기계적 에너지를 유압 에너지(압력 에너지)로 변환합니다(예: 유압 펌프).

컴포넌트 작동: 펌프에서 입력된 유압 에너지를 기계 에너지로 변환하여 작업 메커니즘을 구동합니다. 유압 실린더와 모터가 그 예입니다.

제어 컴포넌트: 오일의 압력, 유량 및 방향을 조절하고 제어합니다. 예를 들어 압력 제어 밸브, 유량 제어 밸브, 방향 제어 밸브 등이 있습니다.

보조 구성 요소: 위의 세 가지 구성 요소를 하나의 시스템으로 연결하여 오일 저장, 여과, 측정, 밀봉 등의 기능을 수행합니다. 배관 및 커넥터, 오일 탱크, 필터, 어큐뮬레이터, 씰, 제어 기기 등이 그 예입니다.

III. 구조별 유압 실린더의 분류

피스톤형 유압 실린더:

단일 피스톤 로드 유압 실린더는 한쪽 끝에만 피스톤 로드가 있습니다. 입구와 출구 오일 포트 A와 B 모두 가압 오일 또는 리턴 오일을 전달할 수 있어 양방향 이동이 가능하므로 더블 액션 실린더라고 합니다.

텔레스코픽 유압 실린더:

2단 또는 다단 피스톤이 특징입니다. 텔레스코픽 유압 실린더에서 피스톤의 확장 순서는 가장 큰 것에서 가장 작은 것으로, 하중이 없는 후퇴 순서는 일반적으로 가장 작은 것에서 가장 큰 것으로 진행됩니다.

텔레스코픽 실린더는 더 긴 스트로크를 구현할 수 있지만 접힌 길이가 짧아 구조가 콤팩트합니다. 이 유형의 유압 실린더는 일반적으로 건설 및 농업 기계에 사용됩니다.

스윙 유압 실린더:

스윙 유압 모터라고도 하는 출력 토크 및 왕복 운동 실행 구성 요소입니다. 단일 베인 및 이중 베인 변형이 있습니다. 스테이터 블록은 실린더 본체에 고정되어 있고, 베인과 로터는 연결되어 있습니다. 오일 유입 방향에 따라 베인이 로터를 앞뒤로 흔들며 구동합니다.

IV. 유압 실린더의 주요 매개 변수

유압 실린더의 주요 매개 변수에는 압력, 유량, 크기 사양, 피스톤 스트로크, 동작 속도, 푸시-풀 힘, 효율성, 유압 실린더 출력 등이 있습니다.

압력:

압력은 단위 면적에 오일이 가하는 힘의 세기입니다. 계산 공식은 p=F/A이며, 여기서 F는 피스톤에 작용하는 하중을 피스톤의 유효 작동 영역으로 나눈 값입니다. 동일한 피스톤의 유효 작동 면적에서 하중이 클수록 하중을 극복하는 데 필요한 압력도 커집니다.

유압 실린더는 작동 압력에 따라 저압(70kgf/cm² 또는 7Mpa), 중압(140kgf/cm² 또는 14Mpa) 또는 고압(210kgf/cm² 또는 21Mpa) 유압 실린더로 분류할 수 있습니다.

흐름:

유량은 단위 시간당 실린더의 유효 단면적에 통과하는 오일의 양입니다. 계산 공식은 Q=V/t=vA이며, 여기서 V는 유압 실린더 피스톤의 한 스트로크에 소비되는 오일의 양, t는 유압 실린더 피스톤의 한 스트로크에 필요한 시간, v는 피스톤로드의 속도, A는 피스톤의 유효 작동 면적입니다.

피스톤 스트로크:

피스톤 스트로크란 피스톤이 두 극단 사이에서 왕복 운동할 때 피스톤이 이동하는 거리를 말합니다. 일반적으로 실린더의 안정성 요구 사항이 충족되면 실제 작동 스트로크에 가까운 표준 스트로크가 선택됩니다.

피스톤 속도:

동작 속도는 단위 시간당 가압된 오일이 피스톤을 밀어내는 거리로, v=Q/A로 표시됩니다.

크기 사양:

크기 사양에는 주로 실린더의 내경과 외경, 피스톤의 직경, 피스톤로드의 직경, 실린더 헤드의 치수가 포함됩니다. 이러한 치수는 유압 실린더의 작동 환경, 설치 방법, 필요한 푸시-풀 힘 및 스트로크에 따라 계산, 설계 및 확인됩니다.

V. 유압 실린더 내부 설계

디자인 목적: 현장 작동 온도, 작동 매체 및 당사 공장의 제조 조건에 따라 결정됩니다. 내부 구조의 치수는 기계 설계 핸드북에 따라 계산됩니다.

• 씰 선택은 현장 작동 온도, 환경 오염 조건 및 작업 매체에 따라 결정해야 합니다. 폴리우레탄 씰은 물-에틸렌 글리콜 매질과 함께 사용할 수 없습니다.
• 유압 실린더 헤드는 홈 가공 부드러움의 오차를 보정하기 위해 V형 조합 씰을 사용하는 것이 이상적입니다.
• 씰 홈의 치수는 디자인 핸드북을 엄격하게 준수해야 합니다.
• 일반적으로 유압 실린더 피스톤 씰은 가이드 테이프와 함께 글리드 링을 사용하는데, 글리드 링은 고온 저항성과 오염 방지 특성이 우수하기 때문입니다.
• 일반적으로 에어 실린더 씰은 일본 NOK 시리즈를 사용합니다. 국산 유압 실린더 씰은 실린더 시동 저항이 너무 커서 작동이 불안정하거나 고장을 일으킬 수 있으므로 사용해서는 안 됩니다.
• 유압 실린더 헤드, 실린더 바닥, 실린더 본체 사이의 O링 씰은 제조 오류를 보완하기 위해 차단 링이 있는 것이 이상적입니다.
• 실린더 본체, 실린더 헤드, 실린더 바닥, 중간 스윙 사이의 연결은 실린더 본체의 변형을 유발할 수 있으므로 용접을 피해야 합니다. 대신 나사 연결이나 다른 방법을 사용할 수 있습니다.

VI. 일반적인 유압 실린더 문제 및 유지보수

유압 실린더 오일 누출:

외부 누출은 밀폐되지 않은 여러 부품에서 유압 실린더 외부의 대기로 오일이 누출되는 것을 말합니다. 가장 일반적인 외부 누출은 다음 세 곳에서 발생합니다:

(1) 유압 실린더 슬리브와 실린더 커버(또는 가이드 슬리브) 사이의 씰에서 오일이 누출됨(해결 방법: 새 O링으로 교체).

(2) 피스톤 로드와 가이드 슬리브 사이의 상대적인 움직임으로 인한 오일 누출 (해결 방법: 피스톤 로드가 손상된 경우 휘발유로 닦고 건조시킨 후 손상된 부위에 금속 접착제를 바른 다음 피스톤 로드 오일 씰을 피스톤 로드에서 앞뒤로 움직여 여분의 접착제를 긁어냅니다.

접착제가 완전히 경화되면 다시 사용할 수 있습니다. 가이드 슬리브가 마모된 경우 직경이 약간 작은 가이드 슬리브를 가공하여 교체할 수 있습니다.)

(3) 유압 실린더 파이프 조인트의 밀봉 불량으로 인한 오일 누출 (솔루션: 실링 링의 실링 상태를 확인하는 것 외에도 조인트가 올바르게 조립되었는지, 단단히 조여져 있는지, 접촉면에 긁힘이 없는지 등을 확인합니다. 필요한 경우 교체하거나 수리합니다.)

유압 실린더의 내부 누출은 유압 실린더 내부의 오일이 여러 틈새를 통해 고압 챔버에서 저압 챔버로 누출되는 것을 말합니다.

내부 누출은 감지하기 어렵고 추력 부족, 속도 저하, 불안정한 작동 또는 오일 온도 상승과 같은 시스템의 작동 상태로만 판단할 수 있습니다. 유압 실린더 내부 누출은 일반적으로 다음 두 곳에서 발생합니다:

(1) 피스톤 로드와 피스톤 사이의 정적 밀봉 부분(해결 방법: 피스톤 사이의 밀봉 표면에 O링 설치).

(2) 동적 씰 실린더 슬리브의 내벽과 피스톤 사이의 부품(솔루션: 내부 누출이 감지되면 일치하는 각 부품을 엄격하게 검사해야 합니다. 실린더 슬리브의 수리에는 종종 내부 구멍을 뚫은 다음 더 큰 직경의 피스톤을 장착하는 작업이 포함됩니다.)