유압 호스 크림핑: 수동 공구에서 스마트 IoT 머신까지

소박한 수동 공구에서 IoT 지원 머신까지, 유압 호스 크림퍼는 모든 유체 동력 사용자가 이해해야 할 필수 장비입니다.

유압 업계에서 유압 호스 조립을 해본 적이 없는 사람을 찾기란 어렵습니다. 유압 기술자들은 다양한 구성의 배관을 제작하며 생계를 유지합니다. 그래도 설계자와 엔지니어들도 입문 수업의 일환으로 학교에서 손을 더럽혔을 가능성이 큽니다. 많은 분들이 이제 현지 호스 숍에서 경력을 시작해 유통업체나 제조사의 직급을 올라갔습니다. 그래도 지금 이 글을 읽는 많은 분들이 유압 호스 크림핑에 사용되는 기술에 익숙하실 겁니다.

예상대로 호스 크림핑 장비는 소박한 시작을 했습니다. 호스 엔드 페룰의 외경에 반경 방향 힘을 가할 수 있는 기계면 충분했습니다. 설계 초기에는 엔지니어들이 크림핑 다이에 콘과 시트 배열을 활용했는데, 이 시스템은 오늘날에도 여전히 가장 인기가 있습니다. 콜렛이 시트 역할을 하고, 콘 모양의 다이를 밀면 다이가 안쪽으로 밀려납니다(그림 1 참조).

수동 스웨저가 처음이었다
다이나 콜렛을 밀어서 원하는 안쪽 힘 벡터를 달성할 수만 있다면, 콘 모양은 호스 엔드 페룰 압축을 돕는 기계적 이점을 제공합니다. 최초의 호스 크림핑 기술은 사람의 힘으로 원하는 결과를 얻었습니다. 초기 스웨징 프레스는 큰 T-핸들을 돌려 고정된 헤드를 통해 기계 나사를 회전시키고, 엔드를 2피스 다이 세트에 압착시켰습니다.

이 휴대용 수동 스웨저의 경우 다이가 고정된 콜렛을 향해 아래로 움직이며, 다이가 아래로 이동할 때 안쪽으로도 압축됩니다. 기술자는 한 손으로 호스 엔드를 조심스럽게 잡고 다른 손으로 핸들을 돌려야 합니다. 다이가 피팅을 충분히 단단히 잡으면 기술자는 양손으로 크림퍼를 근력껏 밀어 바닥에 닿을 때까지 작동시킵니다. 애플리케이션에 맞는 다이스와 호스 엔드만 사용하는 것이 필수적입니다.

이 휴대용 수동 장치는 마이크로미터를 사용하는 신형 시스템 같은 자동 크림프 직경 기술을 제공하지 않습니다. 단순히 2피스 다이가 바닥에 닿을 때까지 장치를 조이고 크림프 사양을 달성하길 바랄 뿐입니다. 크림프를 측정하면 기술자가 크림프가 사양 내에 있는지 확인할 수 있지만, 장치에 대한 경험에 의존해 일관된 정확한 결과를 내야 합니다. 많은 기술자가 오늘날에도 여전히 휴대용 수동 스웨징 머신을 사용한다는 점도 언급해야 합니다.

유압이 속도와 힘을 더하다

유압 구동 호스 크림핑 머신에는 만족스러운 무언가가 있습니다. 전동 머신은 마치 고기 없는 버거나 오토매틱 미아타처럼 제대로 된 느낌이 아닙니다. 크림핑 머신에 유압 파워 밀도를 추가하면 기술자에게 더 빠르고 강력한 호스 엔드 크림핑 방법을 제공합니다. 유압 크림퍼의 콜렛은 본질적으로 환형 유압 실린더입니다. 경우에 따라 두 실린더가 그런 환형 링을 밀어줍니다. 실린더에서 생성된 힘이 콜렛이나 다이를 밀어, 후자가 호스 엔드에 높은 힘으로 닫히게 합니다.

초기 크림핑 머신의 주된 어려움은 다용도성 부족이었습니다. 사용된 다이가 호스 엔드 전용이어서 기술자나 호스 숍이 동일 제조사의 제품만 사용하도록 부추겼습니다. 숍에서 다양한 호스와 엔드를 사용하려면 크림프 직경을 변화시키는 방법이 크림프 외경의 가변성을 제공하면서도 1/1000인치 단위의 정확도를 유지해야 했습니다.

고정된 직경 다이만 제공하는 대신, 내부 직경 범위를 갖춘 다이를 제공함으로써 여러 유형과 크기의 조립품을 허용하는 가변성을 확보했습니다. 예를 들어 0.733인치의 정확한 직경 대신 0.700-0.788인치 범위를 제공합니다. 이전에는 ½인치 호스 엔드만 크림핑할 수 있었지만 이제는 3/8에서 ½인치까지 1·2와이어 호스를 크림핑할 수 있습니다.

가변 직경 애플리케이션용 다이는 정확성 문제를 제기합니다. 다이는 최소 설정에서만 바닥에 닿을 수 있는데, 이는 숍이 제공하는 모든 호스나 피팅에 항상 도움이 되는 것은 아닙니다. 크림핑 머신 설계자는 원하는 크기에서 크림핑 공정을 정확하게 멈추는 방법을 엔지니어링해야 했습니다. 어떤 기술자도 0.002인치 이상의 정확도로 느낌만으로 유압 펌프를 멈출 수는 없습니다.

정확하고 반복 가능한 결과
조정 가능한 리미트 스위치 설치는 가변 다이 세트에 대한 가장 정확하고 반복 가능한 솔루션을 제공했습니다. 리미트 스위치에 부착된 조정 가능한 마이크로미터를 사용하면 기술자가 리미트 스위치의 깊이를 1/1000인치 미만으로 설정할 수 있습니다. 크림프 액추에이터가 리미트 스위치에 닿으면 펌프가 자동으로 멈춥니다. 마이크로미터가 보정되어 있는 한, 크림프 직경은 모든 단일 작업에 대해 정확하고 정밀합니다.

마이크로미터를 사용하는 유압 크림퍼는 수십 년간 표준이었으며, 호스 조립을 빠르고 간단하게 만드는 정밀한 제어를 제공했습니다. 최근까지 대부분의 발전은 기계의 실용성 개선에 집중되었습니다. 듀얼 스테이지 유압 펌프는 클램핑 압력이 충족될 때까지 빠른 다이 이동을 제공한 후, 더 작은 고압 펌프 스테이지로 전환하여 최대 힘을 발휘했습니다.

빠르고 정밀한 툴링 교체를 위한 편리한 다이 보관 시스템도 바쁜 호스 숍에서 크기 간 전환 속도를 높였습니다. 다이 세트 로더는 기술자가 홀더에서 다이를 쉽게 꺼내 크림퍼에 삽입하고 제자리에 고정할 수 있게 했습니다. 오늘날 널리 보급된 깔끔한 다이 보관 및 교체 시스템은 모든 크기의 다이가 뒤섞여 정리되지 않은 서랍이나 빈 뒤적이는 옛 습관을 이겼습니다.

전자 제어
나머지 업계가 전자 제어로 이동했듯이 호스 크림핑 머신도 마찬가지였습니다. 일부 기술자는 전통적인 다이얼 마이크로미터를 읽고 조정하기 어렵고, 종종 보정이 틀어지는 것을 발견했습니다. 선형 위치 센서가 리미트 스위치를 대체했고, 조정 옵션은 디지털화되었습니다. 작은 LCD 화면에 크림프 설정이 표시되어 정확도가 높아지고 오류 가능성이 줄어들었습니다. 선형 트랜스듀서의 정밀도는 완벽하고 반복 가능한 크림프를 거의 보장합니다.

일부 유압 호스 조립 장비 제조사는 반자동 호스 조립 스테이션을 생산했습니다. 한 기계는 작업자가 부품을 기계에 로드하기만 하면 됩니다. 작업자는 스템과 페룰을 각각 두 개씩 로드한 다음 호스 엔드를 기계에 삽입합니다. 작업자가 시퀀스를 시작하면 미리 절단된 호스 엔드에 스템과 페룰이 삽입됩니다.

작업자는 호스 조립품을 언클램프하고, 충분히 길다면 양쪽 엔드를 자동 크림퍼에 동시에 삽입합니다. 잠시 후 기술자가 완전한 호스 조립품을 꺼냅니다. 호스 길이가 간격을 넘어 두 개구부까지 닿지 않으면 엔드는 개별적으로 하지만 병렬로 처리됩니다. 삽입과 크림핑 기능은 기술자가 반대쪽 작업을 하는 동안 완료됩니다. 시간당 200개의 완전한 호스 조립품 생산이 가능해 투자 수익을 빠르게 회수할 수 있습니다.

크림퍼가 스마트해지다
산업계는 인더스트리 4.0 개념을 활용하는 새롭고 창의적인 방법을 계속 찾고 있으며, 호스 크림핑 기술도 예외는 아닙니다. 바쁜 호스 숍은 속도와 다용도성을 요구하며, 카탈로그를 뒤적이며 크림프 사양을 찾을 시간이 거의 없습니다. 많은 상위 크림프 제조사가 터치스크린 HMI와 제조사 데이터베이스 무선 링크를 탑재한 하이엔드 머신을 제공합니다.

이 시스템은 표준 100R1 또는 100R2 조립품의 크림프 사양을 외운 기술자에게는 인상적이지 않을 수 있습니다. 하지만 스테인리스 랩 열가소성 호스 등 다양한 조립품을 크림핑해야 할 때, 필요한 다이 정보가 터치스크린에 뜨면 기뻐할 것입니다. 호스, 대시 사이즈, 스템을 빠르게 선택하면 즉시 사용 가능한 크림프 사양이 크리퍼 설정에 바로 입력됩니다.

유체 동력 업계 전반과 마찬가지로 크림핑 기술도 계속 발전할 것입니다. QR 코드 등을 통해 호스와 피팅을 시각적으로 식별하는 증강현실이 등장해 크림프 사양을 자동으로 입력할 것으로 기대됩니다. 유압 호스 크림핑 기술이 더 다용도적이고, 더 생산적이며, 더 쉽게 유지보수될 것으로 기대됩니다.