공압 액추에이터 완벽 가이드: 유형, 애플리케이션, 주요 용도

Vitor Rangel, Product Marketing Specialist, Actuators, Emerson 작성

공압 액추에이터는 경우에 따라 공압 실린더라고도 불리며, 모든 산업의 자동화 시스템과 기계에서 발견할 수 있으며 다양한 크기, 스타일, 디자인으로 제공됩니다. 유지보수가 쉽고, 이 구성요소는 고속으로 작동할 수 있어 겉보기에 끝이 없는 수많은 애플리케이션에 엄청난 유연성과 가치를 제공합니다.

빠르고, 경제적이며, 신뢰할 수 있는 것 외에도 공압 액추에이터는 다른 솔루션보다 더 깨끗하고 안전하여 제조, 포장, 팔레타이징, 자재 취급, 식음료 등 더 많은 애플리케이션에 이상적입니다. (이러한 애플리케이션 중 몇 가지는 향후 블로그 게시물에서 다룰 예정입니다.)

공압 액추에이터가 정확히 무엇에 사용되는지 더 잘 이해하기 위해, 이들이 하는 일부터 시작해 봅시다. 가장 기본적인 용어로, 공압 액추에이터는 압축 공기를 사용하여 동력을 생성하는 장치입니다. 그 모션은 회전 또는 선형 경로를 따라갈 수 있으며, 궁극적으로 밀기, 당기기, 잡기, 돌리기, 공급, 배출, 열기, 닫기, 잡기, 정지, 클램핑, 스탬핑 등과 같은 작업을 지원하거나 수행합니다. 목록은 계속됩니다. 이 액추에이터가 생성할 수 있는 힘은 주로 실린더 보어 크기(피스톤 직경)와 작동 압력에 의존하지만, 로드 스타일 실린더에서는 로드 크기도 매우 중요한 고려사항입니다.

공압 액추에이터 유형

이처럼 광범위한 애플리케이션과 산업을 충족하기 위해 사용 가능한 공압 액추에이터의 다양성은 포괄적이고 다재다능합니다. 작은 취급 애플리케이션에 사용되는 극도로 컴팩트한 액추에이터부터 가장 강력한 작업을 위한 대형 액추에이터, 기존 실린더의 스트로크 길이를 훨씬 더 작은 설치 면적으로 제공하는 로드리스 설계까지 다양합니다. 각 액추에이터 유형과 그 변형은 서비스하는 애플리케이션을 기반으로 고유한 특성과 이점을 제공합니다. 가장 일반적인 유형 몇 가지를 자세히 살펴보겠습니다:

프로파일 및 타이로드 실린더는 고력 요구사항과 긴 스트로크 길이의 애플리케이션에서도 정밀도와 제어된 힘을 제공하는 검증된 범용 솔루션입니다. 견고하고 신뢰할 수 있으며 높은 구성 가능성을 가지며 일반 자동화 애플리케이션에 자주 사용됩니다. 수많은 디자인으로 제공되어 다양한 애플리케이션, 필요, 예산을 충족합니다. 알루미늄, 강철, 스테인리스 강 구조로 제공되며, 일반적으로 NFPA 및 ISO 치수 표준에 따라 제조되어 설치와 전 세계적 호환성을 단순화합니다.

미니 및 라운드 바디 실린더는 다양한 크기, 강도, 특성으로 제공되어 많은 다른 애플리케이션에 훌륭한 솔루션이 됩니다. 가볍고, 높은 커스터마이징이 가능하며, 저렴하고 무한 조정 가능한 힘 제어를 제공하여 작은 취급 및 식품 산업 애플리케이션에 이상적입니다. 주로 수리 불가능하며, 이 실린더는 일반적으로 알루미늄 또는 폴리머 엔드 캡이 스테인리스 강 튜브에 압착되어 있어 기본적인 밀기 및 위치 결정 애플리케이션에 매력적이고 인기 있으며 비용 효율적인 솔루션입니다. 일부 모델은 부식성 또는 부식 환경에서 견딜 수 있도록 올 스테인리스 강 구조를 특징으로 합니다. 위생적인 디자인은 깨끗하고 매끄러운 표면으로 먼지나 박테리아 축적을 방지하여 엄격한 청결 요구사항이 있는 애플리케이션에도 사용할 수 있습니다.

짧은 스트로크 및 컴팩트 실린더는 표준 공압 실린더보다 최대 50% 또는 60% 더 짧지만 동일한 집중된 힘, 정밀도, 신뢰성을 제공합니다. 크기 덕분에 설치 공간이 제한된 거의 모든 기계 환경에 완벽하게 맞으며, 제조, 포장, 팔레타이징, 반도체, 로봇 공학 애플리케이션에 훌륭합니다. 장착이 쉽고 단동 및 복동 모델뿐만 아니라 비회전 버전으로도 제공됩니다.

로드리스 실린더는 피스톤 로드가 없어 기존 실린더와 비교하여 로드 벤딩 또는 버클링 위험을 제거합니다. 작은 공간에서 높은 기능성과 구동력을 제공하며 다양한 크기와 디자인으로 제공되어 자동화 취급 기술의 기초가 됩니다. 많은 로드리스 실린더는 실린더 내부의 슬라이드 베어링이나 러너 블록이 있는 외부 레일과 같은 하중 가이드 기능을 통합하여 높은 반복 정밀도로 중하중을 견딥니다. Emerson의 AVENTICS™ RTC 시리즈는 타원형 피스톤을 특징으로 하여 측면 하중에 대한 뛰어난 저항성과 낮은 전체 높이 디자인을 제공합니다. 일반적인 애플리케이션은 자재 흐름에서 도어 오프너, 절단 및 구동 공정, 경량에서 중량 하중을 포함하는 자재 취급 애플리케이션까지 다양합니다.

위에 언급된 공압 액추에이터 외에도 벨로우즈(에어 스프링), 그리퍼, 나이프 게이트 실린더, 랙앤피니언 로터리 액추에이터, 스크류인 실린더, 플렉시블 다이어프램 실린더 등 특수 공압 액추에이터도 있습니다.

벨로우즈는 작은 설치 공간에서 높은 힘을 제공하는 로드리스 액추에이터 유형이며, 기계적으로 움직이는 부품이 필요하지 않아 기존 실린더에 비해 믿을 수 없을 정도로 유지보수가 적습니다. 주름진 버전이 가장 인기 있는 변형이며, 천연 고무 주름진 바디를 특징으로 하여 진동, 충격, 소음 격리 애플리케이션에 이상적입니다. 장력, 리프팅, 프레싱에도 사용할 수 있습니다.

그리퍼는 평행 또는 각도 운동을 제공하며 일반적으로 작업 고정, 픽앤플레이스, 로봇 팔 애플리케이션에 사용됩니다.

나이프 게이트 실린더는 광업 및 광물 처리, 전력, 펄프 및 제지, 폐수, 화학 산업에서 흔히 발견되는 나이프 게이트 밸브를 자동화하도록 특별히 설계되었습니다.

랙앤피니언 로터리 액추에이터는 선형으로 움직이는 피스톤과 랙으로 구성되어 피니언 기어와 출력 샤프트를 회전시킵니다. 밸브나 댐퍼를 열고 닫는 데 일반적으로 사용되며 높은 토크와 조정 가능한 회전 각도를 제공합니다.

스크류인 실린더는 주로 작은 구성요소의 장력 및 위치 결정에 사용되며, 나사산 설계 덕분에 작업 환경에 직접 설치할 수 있어 공간을 차지하지 않습니다.

플렉시블 다이어프램 실린더는 사실상 마찰이 없으며 미세 조정된 시스템에서 특히 힘의 정밀한 균형을 제공하기 위해 저압에서 작동될 수 있습니다.

이처럼 많은 유형의 공압 액추에이터와 선택 옵션이 있어 귀사 애플리케이션에 적합한 제품을 찾는 것이 어려워 보일 수 있습니다. 고려해야 할 많은 요소가 있지만, Emerson의 AVENTICS™ CylinderFinder와 같은 온라인 도구는 애플리케이션 매개변수와 원하는 제품 기능을 기반으로 액추에이터 선택을 단순화하는 것을 목표로 합니다.

공압 액추에이터가 무엇에 사용되는지, 귀사 애플리케이션에 적합한 것을 찾는 방법에 대한 자세한 정보는 www.emerson.com/aventics를 방문하세요.