에어 실린더에 대해 알아야 할 모든 것: 유형, 작동 원리 및 용도

다른 기술과 마찬가지로 에어 실린더(공압 액추에이터) 역시 혁신을 거듭하며 발전해 왔습니다. 엔지니어들은 다양한 용도에 적합한 다양한 디자인의 에어 실린더를 개발해 왔습니다. 이 글은 에어 실린더(공압 액추에이터)에 대한 모든 것을 이해하기 쉬운 방식으로 제공하는 원스톱 정보 센터입니다. 에어 실린더의 작동 원리, 유형, 용도, 장점, 그리고 산업용 에어 실린더의 실제 사례를 알아보세요.

1. 자동화 시스템에서 공기 실린더는 어떻게 작동합니까?

1.1 기본 작동 원리

자전거 펌프 사용해 보신 적 있으신가요? 손잡이를 누르면 파이프에서 공기가 나와 자전거 타이어에 공기를 채웁니다. 반대로 파이프에 고압의 공기를 공급하면 손잡이가 움직이는 원리를 생각해 보세요. 공기가 파이프 모양의 부분 안에 있는 디스크 같은 부품을 밀어내기 때문입니다. 디스크는 손잡이에 연결되어 있어서 손잡이가 움직이는 것입니다.

공기 실린더는 작동 방식이 유사하지만, 신뢰성, 내구성, 그리고 반복성을 고려하여 설계가 훨씬 더 정교합니다. 이 실린더는 일반적으로 0.1MPa에서 1.0MPa(약 14.5PSI에서 145PSI)의 압력을 갖는 압축 공기 공급원으로부터 고압 공기를 사용합니다. 공기는 포트로 유입되어 피스톤을 밀어냅니다. 이 압력은 로드에 연결되어 로드가 피스톤과 함께 움직이면서 직선 운동을 하게 합니다. 두 개의 엔드캡은 타이로드를 사용하여 배럴 또는 실린더 튜브에 단단히 고정됩니다.

반대 방향으로 움직여야 할 경우, 반대 방향으로 움직일 수 있도록 압축 공기를 다른 포트에 공급합니다. 이 포트는 다음과 같은 부품으로 구성됩니다.

• 피스톤

• 막대

• 배럴 또는 실린더 튜브

• 물개

• 엔드캡

• 타이로드

1.2 단동식 vs. 복동식 메커니즘

앞서 보여드린 예는 공기 실린더의 복동 메커니즘입니다. 단동의 경우 포트가 하나뿐입니다. 압축 공기가 포트로 유입되는 한 실린더는 위치를 유지하며 스프링을 압축된 위치에서 팽팽한 위치로 밀어냅니다. 압력을 해제하는 즉시 피스톤은 중립 위치 또는 초기 위치로 돌아갑니다. 이러한 모든 움직임을 단동 메커니즘이라고 합니다.

2. 일반적으로 사용되는 에어 실린더의 유형은 무엇입니까?

2.1 표준 실린더

실린더에는 두 가지 주요 표준 유형이 있습니다. 이 두 유형의 주요 차이점은 국제 표준화 기구(ISO) 또는 미국 유체 동력 협회(NFPA) 표준을 준수하고 관련성이 있는지 여부입니다. 따라서 각 유형은 세계 특정 지역에 적합합니다. 각 유형에 대한 설명은 다음과 같습니다.

2.1.1 타이로드 표준 실린더

타이로드 표준 실린더는 유럽 및 세계 여러 지역에서 널리 사용되는 ISO 15552, ISO 6431 또는 VDMA 24562 표준을 준수합니다. 이 실린더는 수리 용이성에 중점을 두고 있으며, 본체가 더 가볍습니다. 32mm~200mm의 다양한 보어 사이즈로 고속 작업이 가능합니다.

전 세계 다른 시스템과의 호환성을 높이려면 타이로드 표준 실린더를 선택하세요. 정밀하고 다양한 용도로 사용하기에 적합합니다.

예: Titan Automation의 ISO 표준 실린더 - DNG 시리즈 타이로드 공압 실린더

2.1.2 NFPA 표준 실린더

NFPA 표준(NFPA T3.6.7)을 준수하는 에어 실린더는 북미 시장에 중점을 두고 있습니다. 이 제품 역시 표준 장착 방식을 사용하는 타이로드 구조입니다. Parker, Festo, Bimba와 같은 브랜드와 호환되는 표준 장착 치수와 호환 가능한 디자인을 제공합니다. 견고한 구조로 견고하고 중부하 작업에 적합합니다. 이 표준은 내식성 소재 사용을 보장하며, 조절 가능한 에어 쿠션을 제공합니다.

예: Titan Automation의 전문 NFPA 공압 실린더

2.2 컴팩트 실린더

자동화나 로봇 공학처럼 공간 제약이 있는 경우, 콤팩트 실린더가 유용할 수 있습니다. 다양한 용도에 맞는 고유한 사양을 제공하는 특수 콤팩트 에어 실린더가 있습니다. 콤팩트 실린더의 두 가지 주요 유형은 다음과 같습니다.

2.2.1 로우 프로파일 컴팩트 디자인

초공간 절약형 로우프로파일 소형 에어 실린더가 이상적입니다. 5mm에서 50mm까지의 스트로크 길이를 제공합니다. 둥근 형태와 낮은 전체 높이는 좁은 공간에 적합합니다. 힘보다 움직임이 중요한 로봇 공학 및 조립 라인에 적합합니다.

예: 관통 구멍 장착이 가능한 Titan Automation의 LP/LPM 시리즈

2.2.2 다중 힘 컴팩트 변형

컴팩트한 크기와 짧은 스트로크 내에서 힘이 더 중요한 경우, 멀티포스 컴팩트 모델이 이상적입니다. 이러한 에어 실린더는 힘을 증폭하기 위해 여러 개의 피스톤을 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있습니다. 강력한 힘 덕분에 고강도 프레스 작업에 이상적입니다.

예: Titan Automation의SDAT, ADVU 그리고SDAP 시리즈

2.3 원형 실린더

원형 실린더는 컴팩트하고 미니멀한 디자인을 자랑합니다. 수리 및 청소가 간편하여 청결이 중요한 가벼운 작업에 이상적입니다.

2.3.1 스테인리스 스틸 원형 미니 실린더

이 스테인리스 스틸(SS) 기반 원형 미니 에어 실린더는 ISO6432 표준을 준수합니다. 내식성 소재로 식품 또는 의료 분야에 적용 가능합니다. 일반적으로 풋, 플랜지 또는 회전형 장착 방식으로 제공됩니다. 심플한 디자인으로 비용 효율성도 뛰어납니다.

2.3.2 수리 가능한 원형 본체 실린더

간단한 직선 운동에는 원형 포디 실린더가 이상적입니다. 이러한 공기 실린더를 수리하기 쉽게 만들려면 알루미늄을 사용한 경량 구조가 선호됩니다. 포장 및 자재 취급에 적합합니다.

예: Titan Automation의 노즈 마운트 알루미늄 소형 공압 실린더

수리 가능한 원형 공기 실린더의 사양은 다음과 같습니다.

2.4 2로드 및 3로드 실린더

두 개 또는 세 개의 로드를 사용하여 동작을 구동해야 하는 경우가 많습니다. 첨단 자동화 산업에서는 이러한 안정적인 동작을 사용하는 것이 핵심입니다. 에어 실린더에 두 개 이상의 로드를 사용하면 회전이 없어 정밀한 선형 동작이 가능합니다. 이러한 로드는 10~200mm의 스트로크 길이를 가질 수 있으며, 컴팩트한 디자인으로 전단력에 대한 저항력을 제공합니다.

2.5 로드리스 실린더

로드리스 실린더를 사용하면 돌출된 로드 없이 더 긴 스트로크를 구현할 수 있습니다. 일반적으로 선형 운동을 하는 컨베이어에 사용됩니다. 직선 운동을 위해 자기/기계식 커플링을 사용합니다. 이러한 설계 덕분에 슬림한 디자인으로 제작 가능하며, 레일이 있는 캐리어가 내장되어 안정적인 작동을 보장합니다. 윤활이 필요 없으며 2천만 사이클 이상 견딜 수 있습니다. 한 번의 스트로크로 물체를 6,000mm까지 이동할 수 있습니다.

3. 에어 실린더의 일반적인 응용 분야

4. 에어 실린더를 사용하는 주요 이점은 무엇입니까?

엔지니어들은 전기 모터를 사용하여 선형 운동을 유도할 수 있지만, 그 과정은 비효율적이고 느립니다. 그래서 그들은 초고속 에어 실린더 모션을 활용하기로 결정했습니다. 에어 실린더는 견고한 구조로 다양한 응용 분야에 적합합니다. 에어 실린더가 이상적인 액추에이터인 주요 이유는 다음과 같습니다.

4.1 비용 효율성 및 효율성

모터를 사용하여 움직임을 유도하려면 많은 전선과 전원 공급 장치가 필요합니다. 마찬가지로 유압 장치를 사용하면 오일 공급도 필요하므로 초기 비용과 운영 비용이 많이 듭니다. 또한 무겁고 관리가 어렵습니다. 공기 실린더도 직선 운동을 생성할 수 있지만, 작동을 위해 공압 공기가 담긴 튜브만 있으면 됩니다. 이러한 특징 때문에 공기 실린더는 다음과 같은 특징을 가집니다.

• 낮은 유지 관리

• 파워 덴스

• 에너지 효율성

4.2 안전성 및 신뢰성

공압식 공기 파이프를 사용하여 깨끗한 작동을 보장합니다. 오일이나 고출력 전기 연결과 비교하여 화재 위험이 없습니다. 공기 실린더는 다음과 같은 안전성과 신뢰성을 제공합니다.

• 공기를 이용한 깨끗한 작동

• 화재 부하 감소

• 부드러운 정지를 위한 쿠션

• 안정적인 20M+ 사이클

4.3 다용성 및 사용자 정의

엔지니어가 선택할 수 있는 에어 실린더는 매우 다양합니다. 다양한 용도와 맞춤 제작은 다음을 통해 확인할 수 있습니다.

• 다양한 사이즈

• 재료의 변화

• 장착 시스템

• 다중 막대 또는 막대가 없는 작업

• 조절 가능한 스트로크

예: Titan Automation의 사용자 정의 가능한 스트로크 조정

4.4 환경적 이점

유압 장치처럼 환경에 유해할 수 있는 유체를 사용하면 평판이 손상될 수 있습니다. 경우에 따라 정부의 법적 조치로 이어질 수도 있습니다. 에어 실린더는 공압 공기를 사용하므로 의료, 접객, 식음료, 전자 제품 제조와 같은 청정 산업에 이상적입니다.

결론

에어 실린더는 압축 공기를 사용하여 작동합니다. 압축 공기가 포트에 공급되면 직선 운동을 생성하는 장치입니다. 엔지니어들은 다양한 형태, 디자인, 작동 메커니즘을 갖춘 에어 실린더를 개발하여 응용 분야의 다양성을 확대해 왔습니다. 주요 유형으로는 표준 실린더, 콤팩트 실린더, 2로드 및 3로드 실린더, NFPA 실린더, 스테인리스 스틸 실린더, 수리 가능한 원형 실린더, 가이드 로드가 있는 비회전 실린더, 로드리스 실린더 등이 있습니다. 깨끗하고 안전한 작동으로 산업 자동화, 의료 장비, 식품 가공 및 중장비 분야에 이상적입니다.

신뢰할 수 있는 공급업체를 찾고 계시다면 Titan Automation의 다양한 옵션을 살펴보세요. ISO, NFPA, VDMA 등 국제 표준을 준수하는 동시에 다양한 옵션을 제공합니다. 글로벌 호환성과 특화된 설계는 Titan Automation의 제조 역량과 전문성을 보여줍니다. Titan Automation에서 생산하는 에어 실린더 유형은 다음과 같습니다.

• DNG: 복동 비회전 가이드(타이로드 표준 실린더 시리즈, ISO 6431 준수).

• NTA NFPA: NTA(Ningbo Titan Automation) NFPA 표준(북미 유체 동력 협회 규격 타이로드 실린더).

• NTP: 회전하지 않는 타이로드 공압식(저프로파일 컴팩트 실린더 시리즈, 팬케이크 스타일이라고도 함).

• SDA: 사각형 복동식(공간 절약형 애플리케이션을 위한 컴팩트한 사각형 본체 실린더 시리즈).

• CXS:컴팩트한 eXtra Stable(듀얼 로드 비회전 실린더, SMC CXS와 호환 가능).

• HN: 높은 안정성 회전하지 않음(정렬을 위한 미니 프리마운트 트윈로드 실린더).

• ACK: 각도 클램프 키트(90°/180° 회전을 위한 공압 각도 실린더).

• NFPA TR: NFPA 타이로드(표준 NFPA 타이로드 공기 실린더로 중부하 호환성이 우수함).

• SSDA: 스테인리스 스틸 복동식(부식성 환경을 위한 완전 스테인리스 콤팩트 실린더).

• NTR: 회전하지 않는 타이로드 라운드(양극산화 알루미늄으로 만든 수리 가능한 라운드 바디 실린더).

• MAL: 미니 알루미늄 선형(선형 운동을 위한 노즈 마운트 소형 공압 실린더).

• MGP: 다중 가이드 공압식(정밀성을 위해 이중 가이드 막대가 있는 소형 가이드 액추에이터).

• NTA R: NTA 로드리스(장행정, 공간 효율적 모션을 위한 로드리스 실린더 시리즈).

자주 묻는 질문

1. 실린더 크기를 올바르게 조정하려면 어떻게 해야 하나요?

먼저 요구 사항을 분석하세요. 필요한 스트로크 길이와 필요한 힘은 얼마인지 확인하세요. 간단한 F=PxA 공식을 사용하여 필요한 면적을 계산하세요. 정확한 측정을 위해 에어 실린더의 공압이 안정적인지 확인하세요.

2. 공압 실린더가 행정 중간에 멈출 수 있나요?

네, 최신 자기 피스톤 설계 덕분에 실린더는 PLC 또는 마이크로프로세서와 실시간으로 위치를 통신할 수 있습니다. 직접 피드백을 통해 솔레노이드 밸브를 통해 에어 실린더의 스트로크 중간을 정지시킬 수 있습니다.

3. 에어 실린더를 수리해야 하는지, 교체해야 하는지 어떻게 알 수 있나요?

힘이 약해지거나, 큰 쉬익 소리가 나거나, 로드에 긁힌 자국이 보이거나, 씰이 파손되었거나, 누출 흔적이 뚜렷하면 에어 실린더를 수리해야 합니다. 하지만 수리하려면 수리 가능한 에어 실린더가 있어야 하며, 그렇지 않으면 교체만 가능합니다.