쿠셔닝이 공압 실린더 성능과 수명을 향상시키는 방법

작성자: Josh Adkins Product Marketing Specialist, Actuators, Emerson

쿠셔닝은 유체 동력에서 새로운 개념은 아니지만, 기계의 수명과 성능에 영향을 미칠 수 있는 중요한 개념입니다. 쿠셔닝은 일반적으로 피스톤이 이동하는 하중을 감속하기 위해 실린더에 필요합니다. 이것이 없으면 피스톤이 실린더의 엔드 커버를 가격할 수 있습니다. 이 충격의 힘은 기계의 나머지 부분으로 확장되는 충격, 진동, 진동을 일으킬 수 있습니다. 이러한 부정적 영향은 실린더 정확도를 방해하고, 과도한 소음을 만들며, 실린더와 그 구성요소를 조기에 마모시킬 수 있습니다. 엔드 쿠셔닝은 피스톤이 엔드 커버를 가격하기 전에 실린더의 이동 속도를 감소시켜 충격과 구성요소 스트레스를 줄입니다.

쿠셔닝이란 무엇인가?

쿠셔닝은 여러 형태를 취할 수 있습니다. 외부 충격 흡수장치, 탄성 범퍼를 사용한 단순 충격 쿠셔닝, 내장형 공압 쿠셔닝, 또는 쿠셔닝 기술의 조합을 사용할 수 있습니다.

쿠셔닝이 효과적으로 작동하려면 주어진 애플리케이션에 대해 쿠셔닝 수준이 최적으로 조정되어야 합니다. 쿠셔닝이 충분하지 않으면 피스톤이 엔드 커버를 직접 가격할 때 충격 충격이 더 높아져 실린더와 연결된 기계 부품의 수명에 직접적인 부정적 결과를 초래합니다. 쿠셔닝이 너무 많으면 피스톤이 실린더 길이를 이동하는 데 더 오래 걸리게 되어 사이클 타임에 부정적 영향을 미치고 기계 출력을 감소시킵니다.

공압 쿠셔닝이 적절히 조정되면, 피스톤 이동 방향은 전체 쿠셔닝 시퀀스 동안 균일하며 피스톤 속도는 이동 끝에서 정확히 0이 됩니다. 이를 이상적 쿠셔닝이라고 합니다.

더 쉽게 시각화하려면, 이상적 쿠셔닝은 피스톤이 전혀 튀지 않을 때 달성됩니다. 피스톤이 튀지 않으면 가능한 가장 짧은 스트로크 타임을 제공하고 실린더에 스트레스를 주지 않습니다. 엔드 커버 접촉은 무시할 수 있는 소리를 내며, 총 사이클 타임이 최적화됩니다.

이상적 쿠셔닝의 이점

공압 실린더의 이상적 쿠셔닝은 몇 가지 주목할 만한 이점을 제공합니다.

최적으로 조정된 실린더는 생산성을 높이고 비용과 에너지를 절약할 수 있습니다. 실린더 충격, 진동, 시스템 내 진동을 최소화함으로써 이상적 쿠셔닝은 실린더와 그 구성요소의 운영 수명을 연장합니다. 이는 유지보수, 기계 다운타임, 교체 비용을 낮춥니다. 또한 운영자를 위한 더 조용한 작업 환경을 만들고 총 작업 사이클 타임을 개선합니다. 단축된 사이클 타임은 최종 사용자 생산성을 높여 OEM에 경쟁 우위를 제공합니다.

또 다른 핵심 이점은 더 높은 정밀도입니다. 특히 실린더가 엔드 위치에 도달할 때 절대적인 정확도가 요구되는 픽앤플레이스 애플리케이션에서 그렇습니다.

이상적 쿠셔닝을 달성하는 방법

특정 애플리케이션에 대한 쿠셔닝 수준을 최적화하려면 몇 가지 실린더 매개변수를 확인해야 합니다. 이들은 작동 압력, 하중 질량, 피스톤 속도입니다. 애플리케이션에 적절히 사이징된 경우, 각 실린더는 주어진 질량과 작동 압력에 대해 하나의 이상적 쿠셔닝 설정을 가집니다. 이러한 매개변수에 대한 측정 외에도 공압 실린더 제조업체의 쿠셔닝 차트 또는 공압 실린더 제조업체의 온라인 계산 시스템도 필요합니다.

측정값을 얻으면 첫 번째 단계는 피스톤 속도가 쿠셔닝 차트 또는 온라인 계산 시스템에 지정된 것과 일치하는지 확인하는 것입니다.

피스톤 속도는 모든 경우에 올바르게 조정되어야 합니다. 실린더 끝단 연결 포트에 직접 유량 제어 밸브를 설치하면 최상의 결과를 얻을 수 있습니다. 이는 자유로운 입구 흐름을 제공하면서 조정 나사로 배기 포트 면적을 수정하여 배출 압력을 조정할 수 있게 합니다. 또는 통합 제한기가 있는 방향 제어 밸브를 사용할 수도 있습니다.

눈으로 피스톤 속도를 감지하기 어려울 수 있으므로, Emerson의 AVENTICS™ Velocity Time Meter(VTM) 같은 전자 보조 장치를 실린더 튜브 외부에 부착할 수 있습니다. 이 미터는 피스톤의 실제 속도를 빠르고 쉽게 결정할 수 있으며, 공압 실린더 사이클의 모든 시퀀스 시간도 측정할 수 있습니다.

작동 압력, 질량, 속도에 대한 변경은 쿠셔닝 재조정이 필요하다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 쿠셔닝이 이상적이 되면 이러한 정상 상태 조건은 동일하게 유지되어야 합니다. 또한 정확한 엔드 쿠셔닝 조정에는 경험, 직관, 때로는 인내가 필요하다는 것도 기억하는 것이 중요합니다.

또한 일부 애플리케이션에서는 기계나 애플리케이션의 고유한 설계로 인해 이상적 쿠션이 달성 불가능할 수 있음을 명심하세요. 그러나 대부분의 경우 위에서 설명한 단계를 따라 쿠션 성능을 여전히 개선할 수 있습니다.

이상적 쿠셔닝을 더 빠르고 쉽게 달성하는 방법

이상적 엔드 스트로크 쿠셔닝에서 추측을 줄이는 데 도움이 되는 유용한 쿠셔닝 조정 도구도 있습니다. AVENTICS Cushioning Adjustment Tool(CAT) 같은 센서 전자 도구는 엔드 쿠셔닝 조정을 더 빠르고, 간단하고, 정확하게 만듭니다. 몇 가지 쉬운 단계만으로 공압 실린더 엔드 쿠셔닝이 올바른 설정으로 조정되었는지 확인할 수 있습니다. 추가 이점은 외부 영향에 관계없이 조정이 재현 가능하다는 것입니다.

CAT을 사용하려면 센서를 실린더에 고정하고 켜기만 하면 됩니다. 그러면 큰 LED 디스플레이에서 모든 기능을 보고 그에 따라 조정할 수 있습니다. 선택적 AVENTICS 앱(Android/iOS)은 피스톤 속도와 쿠셔닝 특성에 대한 추가 정보를 그래픽으로 제공할 수도 있습니다. 쿠셔닝이 이상적이면 녹색 불이 들어옵니다. 디스플레이는 조정하면서 빨간색에서 노란색을 거쳐 녹색으로 이동하는 신호등을 표시하며, 쿠션 스크류를 어느 방향으로 조정해야 쿠션 성능이 개선되는지도 나타냅니다.

공압 쿠셔닝에 대해 질문이 있거나 더 알고 싶으시면 emerson.com/aventics를 방문하세요.