유압 실린더의 모델을 어떻게 결정하나요?

시스템 압력 결정

압력 선택은 하중(F), 장비 유형, 사용 가능한 공간 및 비용에 따라 다릅니다. 압력이 부족하면 액추에이터 크기가 커져 재료가 낭비되고 설치 유연성이 제한되며, 과도한 압력은 재료, 밀봉 및 정밀도에 대한 요구를 높여 비용을 증가시킵니다.
고정 장비(예: 공작 기계)는 비용 효율성을 위해 낮은 압력을 사용하는 반면, 이동식 기계(예: 굴착기)는 공간 절약과 전력 밀도 향상을 위해 높은 압력을 선택합니다.

구체적인 선택을 위해 다음 표를 참조하십시오:

하중에 따라 유압 실린더의 설계 압력을 선택하십시오:

호스트 유형에 따라 유압 액추에이터의 설계 압력을 선택하십시오:

실린더 직경 D/로드 직경의 초기 선택

설계 압력이 선택되면, 즉 P가 알려지고 하중 크기 F도 알려지면, 공식을 사용하여 S, 힘 면적을 얻은 다음 힘 면적을 기반으로 실린더 직경을 계산합니다:
추력 F1 = A1×P1×β 당김 F2 = A2×P2×β
A1: 밀기 측 피스톤 압력 면적 cm², A1 = π/4D² = 0.785D²
A2: 당김 측 피스톤 압력 면적 cm², A2 = π/4 (D² - d²) = 0.785 (D² - d²)
D: 유압 실린더 내경, 즉 피스톤 직경 cm
d: 피스톤 로드 직경 cm
P1: 밀기 측 작용 압력 kgf/cm²
P2: 당김 측 작용 압력 kgf/cm²
β: 하중 비율

참고: 1. 유압 실린더의 실제 출력은 이론적 출력보다 낮습니다. 2. 하중 비율 β 값은 작은 관성력의 경우 80%, 큰 관성력의 경우 60%입니다.

예: 유압 실린더 출력이 1000 kg이고 작동 압력이 70kgf/cm²인 경우 유압 실린더의 내경은 얼마입니까?

답변: 출력 F = 1000kg, 작동 압력 P = 70kgf/cm², 하중 계수 β = 0.8, F1 = A1×P1×β, A1 = F1/(P1×β) = 1000/ (70×0.8)= 17.86cm², A1 = π/4D² = 0.785D², 따라서 D² = 17.86/0.785 = 22.75cm², D = √22.75 = 4.8cm = 48mm, 따라서 실린더의 내경은 50mm입니다.

다음 표에서 선택할 수도 있습니다:

선택 원칙에 따라:

1. 호스트 유형에 따라 유압 액추에이터의 설계 압력을 참조하십시오, 일반적으로 ≤21Mpa;
2. 실린더 직경은 비용을 줄이기 위해 작아야 합니다;
3. 실린더의 표준 크기를 선택하고, 다음 공식을 기억하십시오: P = 4F/π D

그런 다음 로드 직경을 선택하십시오

P ≤10Mpa, d = 0.5D

P = 12.5 ~ 20Mpa, d = 0.56D

P > 20Mpa, d = 0.71D

대체. 유압 실린더 피스톤

스트로크 선택

장비 또는 장치 시스템의 전체 설계 요구 사항에 따라 설치 방법과 스트로크 S를 결정하십시오. 구체적인 결정 원칙은 다음과 같습니다

1. 스트로크 S = 실제 최대 작업 스트로크 Smax + 스트로크 여유 △S;

스트로크 여유 △S = 스트로크 여유 △S1 + 스트로크 여유 △S2 + 스트로크 여유 △S3.

2. 스트로크 여유 △S 결정 원칙

시스템 설계에 따라 장착 스타일과 스트로크 S를 결정하십시오:

S = Smax + △S (△S=△S1+△S2+△S3)

△S 구성 요소:

△S1: 제조 공차

△S2: 시작 위치 허용치

△S3: 끝 위치 허용치

(버퍼 실린더의 △S 최소화)

3. 과도한 스트로크에 대한 안정성 확인

4. 최소 스트로크 요구 사항 충족

설치 방법 선택

실린더의 설치 방법은 실린더가 장비에 연결되는 형태를 말합니다. 설치 방법이 결정되면 설치 크기가 결정됩니다.

설치 방법을 결정하는 원칙:

(1) 플랜지 설치 (엔드 플랜지, 미들 플랜지, 테일 플랜지)

고정 유압 실린더 장착은 힘이 지지 중심과 정렬되는 응용에 적합합니다. 장착 위치 (헤드/센터/테일)는 압축 (밀기) 또는 인장 (당기기) 응력에 따라 다릅니다: 압축은 테일/센터 플랜지를 선호하고, 인장은 헤드/센터 플랜지를 권장합니다. 최종 선택은 구조적 설계와 장거리 압축 케이스의 굽힘 안정성을 고려해야 합니다.

대체. 유압 실린더 플랜지

(2) 힌지 설치

유압 실린더 장착에는 테일 클레비스 (싱글/더블) 및 엔드/센터/테일 트러니언 유형이 포함되며, 고정 평면에서 곡선 경로 모션에 적합합니다. 각도 작업의 경우, 토크는 연결 레버 암과 피벗 각도에 비례합니다.

a) 클레비스 장착 (싱글/더블 클레비스, 용접 싱글/더블 클레비스)

싱글 클레비스 장착은 가장 일반적인 피벗 구성으로, ±3° 아크 모션에 적합합니다. 구형 베어링은 양쪽 끝에 사용할 수 있습니다 (하중 제한에 유의). 더블 클레비스는 전체 범위의 각도 움직임을 허용하지만, 장거리 스트로크 추력 응용을 위해 방지 조치가 필요합니다.

b) 트러니언 장착 (헤드/센터/테일)

센터 트러니언은 표준으로, 무게 균형 위치를 가능하게 합니다. 트러니언 핀은 전단 하중만 견디며, 어깨 면 근처에 전체 길이의 베어링 블록을 사용하여 굽힘 응력을 최소화합니다. 테일 트러니언 응용은 더블 클레비스를 반영합니다. 헤드 트러니언은 작은 로드에 적합하며, 돌출 하중을 관리하기 위해 스트로크를 ≤5×보어 직경으로 제한합니다.

대체. 유압 실린더 베이스

(3) 삼각대 설치 (전면 및 후면 삼각대, 좌우 삼각대, 용접 삼각대)
풋 마운트 실린더는 실린더 중심선에서 오프셋된 장착 평면이 있는 고정 설치에 적합합니다. 이 구성은 작동 중에 기울어짐 모멘트를 생성합니다. 피스톤 로드에 과도한 측면 하중을 방지하기 위해 적절한 구조적 고정 및 하중 안내가 중요합니다. 엔드 풋 및 사이드 풋 마운팅 변형으로 제공됩니다.

엔드 버퍼 선택

다음 작업 조건에서는 양단 버퍼 또는 일단 버퍼를 선택하는 것이 좋습니다:

1. 유압 실린더 피스톤이 전체 스트로크를 통해 작동하고 왕복 속도가 100mm/s를 초과할 때, 양단 버퍼를 선택해야 합니다.
2. 유압 실린더 피스톤이 일방향 왕복 속도가 100mm/s를 초과하고 스트로크 끝까지 작동할 때, 일단 또는 양단 버퍼를 선택해야 합니다.
3. 기타 특정 작업 조건.

포트 유형 및 직경 선택

1. 오일 포트 유형: 내부 나사형, 플랜지형 및 기타 특수 유형. 선택은 시스템의 연결 파이프라인의 연결 방법에 따라 결정됩니다.
2. 오일 포트 직경 선택의 원칙: 시스템과 유압 실린더 사이의 연결 파이프라인에서 매체 유속이 알려진 조건에서, 오일 포트를 통한 매체 유속은 일반적으로 5m/s를 초과하지 않습니다. 동시에 유속 비율 요소에 주의하여 오일 포트 직경을 결정합니다.

밸브가 있는 유압 실린더

1. 압력 유지: 슬라이딩 밸브형 방향 전환 밸브는 간극 누출이 있으며, 단시간 동안만 압력을 유지할 수 있습니다. 압력을 유지해야 하는 경우, 유압 제어 일방향 밸브를 오일 회로에 추가할 수 있으며, 콘 밸브 닫힘의 밀폐성을 사용하여 오일 회로의 압력을 장시간 유지할 수 있습니다.
2. 유압 실린더의 "지지": 수직 유압 실린더에서는 슬라이딩 밸브와 파이프의 누출로 인해 피스톤과 피스톤 로드가 피스톤과 피스톤 로드의 중력에 의해 아래로 미끄러질 수 있습니다. 유압 실린더의 하부 챔버 오일 회로에 유압 제어 일방향 밸브를 연결하면 유압 실린더 피스톤 및 슬라이더와 같은 이동 부품이 아래로 미끄러지는 것을 방지할 수 있습니다.
3. 유압 실린더 잠금: 방향 전환 밸브가 중간 위치에 있을 때, 두 개의 유압 제어 일방향 밸브가 닫혀 유압 실린더의 두 챔버에 오일을 단단히 밀봉할 수 있습니다. 이때 피스톤은 외부 힘에 의해 움직일 수 없습니다.

대체. 유압 실린더 밸브 블록

조건 선택을 위한 특정 작업 조건

(1) 작업 매체

표준 매체는 광유입니다. 다른 매체의 경우, 씰 및 재료 호환성에 대한 영향을 고려하십시오. 권장: ISO VG 32/46 내마모성 유압유. 최적의 작동 온도: 20-55°C (15°C 이하 또는 70°C 이상에서는 작동 금지; 필요에 따라 히터/쿨러 사용). 1-6개월마다 오일을 교체하고 탱크를 청소하십시오. 필터 막힘, 소음 및 펌프 마모를 방지하기 위해 오일 청결도를 유지하십시오.

(2) 주변 또는 매체 온도

정상적인 작업 매체 온도는 -20°C에서 +80°C입니다. 작업 온도가 이를 초과할 경우, 씰링 시스템, 다양한 구성 요소의 재료 특성 및 냉각 시스템 설정 및 기타 조건에 대한 영향을 주의해야 합니다.

(3) 높은 작동 정확도

중고압과 같은 낮은 시작 압력 요구 사항이 있는 서보 또는 기타 유압 실린더의 경우, 씰링 시스템, 각 구성 요소의 재료 특성 및 세부 설계에 대한 영향을 주의해야 합니다.

(4) 제로 누출

특정 압력 유지 요구 사항이 있는 유압 실린더의 경우, 씰링 시스템, 각 구성 요소의 재료 특성 및 기타 조건에 대한 영향을 주의해야 합니다.

(5) 작업 압력 및 속도, 작업 조건 예:

a) 중저압 시스템, 피스톤 왕복 속도 ≥70-80mm/s

b) 중고압, 고압 시스템, 피스톤 왕복 속도 ≥100-120mm/s, 씰링 시스템, 각 구성 요소의 재료 특성, 연결 구조 및 매칭 정확도에 대한 영향을 주의해야 합니다.

(6) 고주파 진동 작업 환경: 각 구성 요소의 재료 특성, 연결 구조 및 세부 설계와 같은 요소에 대한 영향을 주의해야 합니다.

(7) 저온 결빙 또는 오염된 작업 환경, 작업 조건 예:

a) 고먼지 환경;

b) 물 분무, 산성 안개 또는 염분 안개 환경.

씰링 시스템, 각 구성 요소의 재료 특성, 피스톤 로드의 표면 처리 및 제품 보호에 대한 영향을 주의해야 합니다.

씰 품질 선택

위에서 언급한 특정 작업 조건 및 지정된 품질 요구 사항이 있습니다. 유압 실린더의 씰링 시스템이 실패할 경우의 결과는 심각합니다 (예: 안전에 영향을 미치고, 교체가 어렵고, 큰 경제적 손실 등). 수출용 유압 실린더의 씰링 시스템과 같은 특별한 요구 사항의 경우, 제조업체의 전문 엔지니어가 작업 조건에 따라 교환 가능성이 좋고 조달이 쉬운 유명한 씰링 품질을 사용할 것을 권장합니다.

대체. 유압 실린더 씰

기타 기능 옵션

배기 밸브

유압 실린더의 작업 위치에 따라 일반적으로 공기가 최종적으로 두 끝 챔버에 축적되는 가장 높은 지점에 설정됩니다. 공기가 배출된 후, 크리핑을 방지하고, 씰을 보호하며, 오일의 악화를 늦출 수 있습니다.

누출 포트

오일 누출이 엄격히 금지된 작업 환경에서, 유압 실린더의 긴 스트로크 또는 특정 작업 조건으로 인해 왕복 작동 중 먼지 링 뒤에 오일이 축적됩니다. 장기 작동 후 누출을 방지하기 위해 오일이 축적되는 위치에 누출 포트를 설정해야 합니다.

결론

적절한 유압 실린더를 선택하려면 하중, 압력, 스트로크 및 환경 요인을 균형 있게 고려해야 합니다. 보어 크기에서 장착 구성까지 이 지침을 따르면 성능을 최적화하고, 가동 중단 시간을 줄이며, 서비스 수명을 연장할 수 있습니다.