[기계] 공압 실린더의 원리, 구조 (단동, 복동 실의 차이점)
안녕하세요.
오늘은 공압 실린더에 대해서 알아보겠습니다.
실린더(Cylinder)는 기하학적으로 원기둥을 의미합니다. 기계 부품측에서는 피스톤 운동하는 품목이라고 칭하며 공압 실린더는 공기의 힘으로 피스톤 운동을하는 제품입니다.
이와 반대로 유압 실린더는 말 그대로 유압(기름의 힘)에 의해 플런져를 움직여 피스톤은 운동시키는 제품입니다. 유압 실린더가 보편적으로 힘이 더 강하나, 클린룸의 환경에서는 유압을 사용할 수 없기 때문에 2차전지, 반도체 분야에서는 공압 실린더를 대부분 사용합니다.
공압 시스템은 위와 같이 구성되어 있고 공기는 Compressor에서부터 시작하여 Sol Valve를 거쳐 구동 기기로 들어오게 되는데 이 구동기기를 공압 실린더라고 합니다.
공압 실린더의 구조
공압 실린더의 경우 종류가 다양하기 때문에 일반적인 공압 실린더의 형태를 소개해드리고 이를 토대록 다양한 실린더에 대해서 말씀드리겠습니다.
1. 로드 커버 : 피스톤 로드가 나오는 부분
2. 앤드 캡 : 실린더의 마감 부분
3. 베어링 부시 : 로드가 직선 운동을 하는 부분
4. 실렁더 배럴 : 실런드의 하우징
5. 쿠션 : 실린더 동작 시 피스톤과 실린더 커버의 충돌로 인한 부하는 최소화하기 위한 설계
- 쿠션링이 배기 통로를 차단 > 실린더 내 압력이 형성됨 > 피스톤 속도가 감속되어 완충작용
공압 실린더의 종류
공압 실린더는 구조 및 원리에 따라 단동 실런더와 복동 실런더와 나누어지게 됩니다.
단동 실린더
- 피스톤 한쪽에서만 공압이 작용하여 전진하는 힘을 받는다.
- 복귀 시에는 스프링 또는 기타 외력에 의해 움직인다.
- 움직일 수 있는 길이(행정길이)가 제한적이다.
- 가격이 저렴하고 공기 소모량도 적다
복동 실린더
- 피스톤 양쪽에서 공압이 작용하여 진진 및 복귀를 할 수 있다.
- 움직일 수 있는 길이(행정길이)의 제한이 적다
- 양방향 모두 힘을 가하거나 조절할 수 있다.
단동 실린더의 경우 보통 스프링으로 복귀를 해야합니다. 따라서 길어지면 길어질 수록 스프링의 길이도 함께 길어져야 하기 때문에 행정 길이의 제한이 있습니다.
반대로 복동 실린더의 경우 행정 길이의 제한이 적으며 양방향 모두 공압으로 움직이기 때문에 양쪽으로 힘이 필요한 경우에 사용합니다.
복동 실린더는 양쪽으로 힘을 가할 수 있어 그에 따른 사용 범위도 넓고 다양한 제품군이 존재합니다.
1. 쿠션 실린더
- 피스톤 로드에 큐션링 및 쿠션조절밸브 장착된 타입
- 큐션링이 배기 통로 차단
- 실린더 내부의 압축 공기는 실린더 커버에 설치된 관지름이 작은 통로로 이동
- 실린더 내부에 압력이 형성됨
- 피스톤 로드의 감속 발생으로 왕복운동 시 충격에 완충작용
2. 양로드형 실린더
- 로드 캡이 양쪽에 있어 로드가 양쪽으로 움직일 수 있음
- 전진과 후진 시 작용하는 힘이 같음
3. 로드레스형 실린더
- 로드가 없는 타입
- 전진와 후진 시 실린더 커버 위쪽에 설치되어 있는 셔틀로 동력이 전달됨
4. 템덤 실린더
- 복동 실린더 2개를 이어 붙여 놓은 타입
- 4개의 에어포트를 가지고 있음
- 행정길이는 1개의 복동 실린더와 같으나 힘이 2배
- 행정길이는 한정되어 있으나 큰 힘이 요구되는 환경에서 사용
감사합니다.
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