단동식 및 복동식 공압 실린더:자동화에 적합한 액추에이터 선택

게시자:기술 커뮤니케이션 팀 · 2024년 8월 27일

버튼을 누를 필요 없이 연속적인 움직임을 수행할 수 있는 기기를 찾고 계십니까? 공장 자동화, 포장, 운송 및 자동차 제조와 같은 많은 비즈니스 부문은 기계 설계에 공압 구성 요소를 구현합니다. 공압 시스템은 안정적이고 저렴하며 깨끗한 상태를 유지하는 것으로 알려져 있습니다.

공기 실린더 또는 액추에이터라고도 하는 공압 실린더는 압축 공기를 사용하여 부하를 선형 경로로 이동시키는 기계 장치입니다. 가장 일반적인 유형의 공압식 액츄에이터에는 닫힌 실린더 내부에서 움직이는 피스톤과 로드가 포함되며, 여기서 피스톤은 원하는 동작을 수행합니다. 공압 시스템에서 공기는 주어진 작업(이 경우 실린더 내부의 피스톤을 확장 및 수축)을 작동하고 완료하기 위한 에너지원으로 사용됩니다. 

TecTalk 블로그에서 공압 구성요소에 대해 자세히 알아보세요.  '공압 부품:산업 가이드.'

공압 실린더는 일반적으로 단동형과 복동형의 두 가지 유형의 공압 실린더로 적용됩니다. 두 실린더의 주요 설계 차이점은 포트 수입니다. 단동 실린더에는 가압된 공기가 유입되는 포트가 1개 있고, 복동 실린더는 포트 2개를 사용하여 작동합니다. 이 단순한 설계 차이는 움직임과 속도 측면에서 두 실린더를 구별합니다. 디자인을 선택할 때 각 장치의 용도, 차이점, 장점 및 단점을 아는 것이 중요합니다.

단동 실린더

기계를 직선 운동으로 활용하고 클램핑, 위치 지정, 펀칭과 같은 동작을 수행하려는 경우 단동 실린더가 솔루션이 될 수 있습니다. 어떻게 작동하나요? 단동 실린더에는 가압된 공기가 한 방향으로 유입되는 포트가 하나 있습니다. 일반적으로 스프링 또는 하중이 피스톤에 장착됩니다. 공기가 정화되고 압축되면 단일 포트를 통해 유입되어 피스톤이 한 방향으로 확장되어 스프링을 압축하게 됩니다. 스프링(또는 다른 외부 힘)은 원래 들어왔던 동일한 포트를 통해 공기를 방출한 후 피스톤을 원래 위치로 되돌립니다. 간단히 말해서, 압축 공기는 실린더 내부에서 전진 스트로크를 강제하고 스프링은 스트로크를 되돌립니다. 

단동 실린더에는 푸시형과 풀형의 두 가지 유형이 있습니다. 

• 푸시형 실린더 :공기가 들어가 피스톤을 실린더 밖으로 밀어냅니다.
• 풀형 실린더 :공기가 들어가 피스톤을 실린더 내부로 끌어당깁니다.

단동 실린더의 장점:

• 심플한 디자인; 설치가 쉬움
• 낮은 초기 구매 비용 
• 단일 포트 및 소형 하우징
• 복동형 실린더 대비 밸브 및 배관 비용 절감

단동 실린더의 단점:

• 압축 공기에는 적절한 준비가 필요합니다.
• 스프링은 너무 많은 공간을 차지하고 작업 영역을 제한합니다.
• 반대 스프링 힘으로 인한 추력 감소
• 스프링을 장기간 사용하면 피스톤 스트로크가 일관되지 않을 수 있습니다.

복동 실린더

부하를 양방향으로 이동시키는 장치를 찾을 때 복동 실린더는 기계에 두 번 이상의 이동이 필요할 때 유용하게 사용됩니다. 단동식 에어 실린더와 달리 복동식 실린더는 스프링 없이도 확장 및 수축이 가능합니다. 복동 실린더에는 압축 공기를 하나의 포트에 적용하는 대신 공기가 들어오고 나갈 수 있는 두 개의 포트가 있습니다. 

피스톤을 앞으로 이동시키는 한 포트를 통해 공기가 유입된 다음 압축된 공기를 다른 포트로 공급하여 피스톤을 다시 실린더로 후퇴시킵니다. 복동 실린더는 단동 실린더에 비해 가장 널리 사용되는 공압식 액츄에이터로, 더 짧은 시간 내에 확장 및 후퇴할 수 있어 더욱 효율적이고 정밀해집니다. 

복동 공압 실린더는 주로 산업 및 로봇 산업에서 사용됩니다. 그들은 문을 열고 닫고, 컨베이어 벨트에서 상품을 들어올리고 옮기는 등의 작업을 수행합니다. 다른 용도로는 의료 응용 분야, 토공 장비 및 우주 프로그램이 있습니다. 

 복동 실린더의 장점:

• 가압된 공기가 양방향으로 이동하므로 움직임에 대한 제어력이 향상되었습니다.
• 더 빠르고, 더 강하고, 더 적은 에너지를 사용합니다.
• 더 많은 디자인 변형 제공:스트로크 및 보어 크기
• 단일 공압 실린더와 달리 많은 복동 공압 실린더는 ISO를 준수합니다.

복동 실린더의 단점:

• 단일 공압 실린더보다 비용이 더 많이 듭니다.
• 더 큰 하우징 필요 - 공급 실린더로 사용하는 경우 다른 기계 시스템과 결합해야 함  
• 특정 상황에서는 공기 소비량이 다른 비율로 계산될 수 있습니다. 

단동 실린더와 복동 실린더:어느 것을 선택해야 합니까?

두 시스템 모두 압축 공기를 주요 에너지원으로 사용하지만 포트 설계 덕분에 성능이 상당히 다릅니다.  단동 실린더는 컨베이어 벨트에서 부품/항목을 배출하는 것과 같이 한 방향으로 힘이 필요한 산업용 응용 분야에 주로 사용됩니다. 반면, 복동 실린더는 단동 실린더보다 더 빠르고, 강하고, 더 효율적인 것으로 여러 산업 분야에서 널리 인정받고 있습니다. 속도와 힘이 필요한 응용 분야에는 복동 실린더의 도움이 필요한 반면, 가벼운 조립 작업은 단동 실린더를 사용하여 배치할 수 있습니다. 

시스템에 적합한 공압식 액추에이터 스타일을 선택할 때 예산 책정을 고려하는 것이 중요합니다. 얼마나 자주 유지보수를 제공할 수 있나요? 시스템에서 컴퓨터를 하루 종일 실행해야 합니까? 올바른 공압 실린더를 선택할 때 명심해야 할 몇 가지 질문은 다음과 같습니다. 단동 실린더는 복동 실린더보다 유지 관리가 더 많이 필요하므로 초기 구매 비용이 훨씬 저렴합니다. 또한 단동 실린더는 종종 교체해야 합니다. 시간이 지남에 따라 스프링이 늘어나고 정밀도가 부정확해집니다. 동력 측면에서 복동 실린더는 단동 실린더에 비해 더 빠르고 강력하게 작동할 수 있습니다. 비용에도 불구하고 복동식 공압 실린더는 계속해서 널리 사용되고 있으며 뛰어난 디자인으로 인정받고 있습니다.

추가 참고사항 :공압 실린더는 공기를 청소하고 필터링해야 하며, 적절하게 준비되지 않은 경우 시스템과 제품이 오염되고 오작동할 수 있습니다. 공압식 액추에이터를 선택할 때 ISO 표준을 고려하는 것도 중요합니다. 단동 실린더는 사용 및 유지 관리가 더 쉬운 것으로 간주되지만, 많은 복동 실린더는 ISO 표준을 충족합니다. 

귀하의 응용 분야에 가장 적합한 실린더 유형에 대해 여전히 질문이 있습니까? 도움이 필요하면 기술 영업 담당자에게 문의하세요.