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공압실린더 설계적용

Chandleridle 2023. 10. 24.
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기계 및 기구물 설계의 기초적 메커니즘인 밀고 당기고 돌리고(쓰리고)를 구현하는 가장 기본적인 설계 요소인 공압 실린더는 그 사용 목적과 특징에 따라 적합한 형식의 타입을 선정해야 합니다. 일반인 관점에서 바라본 실린더 구동 방식의 과학적 원리는 간단하지만 이를  설계에 적용하고자 할 때 무엇을 어떻게 적용해야 하는지 고민에 빠지게 됩니다. 실린더를 전문으로 취급하는 제조사들은 기술지원 프로그램을 통해 사용자 편의를 위한 정보를(도면, 자료, 계산 프로그램) 제공하는 등 노력을 기울이고 있습니다. 이를 효과적으로 활용하고 실린더를 선정하기에 앞서 종류를 파악하는 선행 과정이 필요합니다.

<Pneumatic Cylinder - 출처 Bing 상업적으로 무료 공유 및 사용>

 

공압 실린더의 대 분류

기계, 기구설계의 가장 큰 설계 메카니즘은 대 분류 3가지는 무엇?

  • 밀고
  • 당기고
  • 돌리고

실린더는 분류하는기준 3가지는 직선운동과, 회전운동, 파지(Grip)로 나뉩니다. 특정 물체를 밀고, 당길 때는 직선운동을 하는 일반 실린더를, 회전시킬 때는 로타리 엑츄에이터를, 파지할 때는 에어척을 적용합니다.

  • 직선운동을 하는 실린더(밀고,당기고) : 직선 운동 즉 밀고,당기는 이동에 적용합니다. 

<Pneumatic cylinder - 출처 위키미디어>

 

 
  • 회전운동을 하는 로터리 액추에이터(돌리고) : 물체 (Work) 를 회전시킬 때 사용합니다. 
 
 
 
  • 물체(Work)를 집는 (파지하는) 에어 척(잡을 때) : 물체를 파지 합니다. 

 

 


실린더의 종류
 
 
표준형 에어실린더 (환형/각형)

 
 
박형 에어실린더

 
 
로드레스실린더

 
 
가이드부착 실린더

 

로타리 엑츄에이터


 

에어척 실린더

 

에어척 실린더 + 회전 실린더 (ROTARY AND GRIPPER 동시 기능 수행)

 
 
 
실린더 관련 용어
 
실린더의 종류를 살펴 보기에 앞서 전문가는 아니더라도 알고 있으면 좋은 관련 용어들을 정리해 보았습니다. 아래에서 기술하고 있는 용어들은 실린더 선정시 주요한 요소인 하중과 Stroke 외 고려해야 하는 사항들로써, 해당 Option 이 포함되어 있는 형식의 실린더인지 사전에 검토할 필요성이 있습니다. 예를 들어 유리와 같이 깨지기 쉬운 소재를 실린더를 통해 밀거나 당길 때 파손이 우려된다면 저속으로 부드럽게 구동하는 실린더를 선택하는 것이지요. 
  • Anti-rotation - 로드 회전방지 : 실린더 피스톤은 구조적으로 원형 단면 형상을 가지공 있습니다. 직선 방향으로 힘이 가해질 경우 회전할 수 있습니다. 이러한 회전을 방지하기 위한 장치가 필요할 경우 고려해야 합니다. 
  • Adjustable Stroke - 가변 행정
  • Double Acting - 복동 : 공압에 의해 전/후진을 각각 진행 
<Double Acting Diagram 출처 위키미디어>
  • Double Load - 양 로드 : 실린더를 기준으로 양 방향으로 피스톤 로드가 위치
  • Dual Stroke - 듀얼 행정 : 다단으로 STROKE 이동
  • Guide Load 가이드 로드 부착 : 횡화중에 의한 회전 방지 및 고정도 유지
  • High Speed Cylinder 고속 : 고속으로 구동하며 빠른 동작이 필요할 때 적용
  • Lock 부착 : 비상 및 중간 정지시 로드 위치 고정
  • Low Speed Cylinder 저속 실린더 : 저속으로 구동하며 부드러운 동작이 필요할 때 적용
  • Single Acting - 단동 : 공압에 의해 전진하며 후진시에는 스프링에 의해 로드 원 위치
<Single Acting Diagram 출처 위키미디어>
  • Low Friction 저마찰 : 내부 마찰을 줄이기 위한 저 마찰 가이드 붙이 실린더
  • Low Temperature Resistant내한 : 사용 온도 영하 40 도
  • Temperature Resistant - 내열 : 사용 온도 110 도

추가자료 : 에어실린더 선정 가이드

 

첨부 자료는 에어실린더 선정에 필요한 sizing sheet 입니다. 에어 실린더에 필요한 출력을 계산할 때 응용하여 사용할 수 있습니다. 

 

첨부 자료는 상업적 결과를 보증하는 것이 아니며 사용자 재량에 따라 사용할 것을 권고합니다. 

 

에어실린더 선정 가이드.xls
6.65MB

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