전면 플랜지가 있는 이중 작동 유압 실린더는 양방향 선형 힘 출력을 위해 설계된 고성능 액추에이터로, 유압 시스템에 안전하게 통합하기 위해 플랜지 장착 구조와 짝을 이룹니다. 프론트 플랜지 마운팅의 안정성과 함께 확장 및 수축 중에 힘을 발생시키는 능력은 정밀하고 무거운 모션 제어가 필요한 산업의 주요 요소입니다. 이 자료에서는 작동 원리, 프론트 플랜지 이점, 시공 재료, 일반적인 응용 프로그램, 선택 기준 및 유압
단일 작용 실린더(수축을 위해 스프링과 같은 외부 힘에 의존함)와 달리 이중 작용 실린더는 유압 유체 압력을 사용하여 이중 챔버 설계를 통해 양방향으로 움직임을 구동합니다. 코어 메커니즘은 다음과 같이 작동합니다.
- 실린더 배럴에는 한쪽 끝에서 연장되는 로드가 있는 피스톤이 포함되어 있으며, 배럴을 캡 엔드 챔버(로드 반대쪽)와 로드 엔드 챔버(로드 주변)의 두 개의 밀봉된 챔버로 나눕니다.
- 유압 오일이 캡 엔드 챔버(캡 포트를 통해)로 펌핑되면 압력이 피스톤의 전체 영역에 작용하여 피스톤과 로드를 바깥쪽으로 밀어(확장) 최대 힘을 생성합니다(힘 = 압력 × 피스톤 영역).
- 유체가 로드 엔드 챔버로 리디렉션되면(로드 포트를 통해) 압력이 피스톤의 더 작은 고리 영역(로드의 단면적 제외)에 작용하여 로드를 뒤로 당깁니다(수축).
- 가압되지 않은 챔버의 액체가 유압 탱크로 다시 배출되어 두 스트로크 모두에서 부드럽고 제어된 움직임을 보장합니다.
2. 프론트 플랜지 장착의 주요 장점
프론트 플랜지(실린더의 캡 엔드(비로드 엔드)에 용접되거나 볼트로 고정된 고리형 금속 플레이트)는 중요한 장착 및 작동 요구를 해결합니다. 산업 수준의 이점은 다음과 같습니다.
- 높은 구조적 안정성: 프론트 플랜지는 작동력(인장, 압축 및 벤딩)을 마운팅 표면에 고르게 분배합니다. 이를 통해 실린더 배럴의 응력 농도를 제거하여 진동을 줄이고 정렬 불량(씰 마모 및 누출의 주요 원인)을 방지합니다.
- 단순화된 설치 및 정렬: 플랜지는 기계 마운팅 브래킷과 정렬되는 사전 드릴링 볼트 구멍(ISO 6022 또는 SAE J1453과 같은 표준 준수)을 특징으로 합니다. 이렇게 하면 나사산 또는 트루니온 마운트에 비해 설치 시간이 30-40% 단축되는 동시에 실린더와 부하 사이의 동조성을 보장합니다(0.1mm/m 런아웃).
- 무거운 하중과의 호환성: 전면 플랜지는 높은 정적 및 동적 부하 용량을 위해 설계되었습니다. 예를 들어, 16mm 두께의 전면 플랜지가 있는 100mm 직경의 실린더는 최대 5kN의 반경 하중을 견딜 수 있으므로 프레스 기계 또는 건설 장비와 같은 무거운 용도에 적합합니다.
- 공간 효율성: 캡 엔드에 플랜지를 장착하면 로드 엔드가 방해받지 않고 유지되며, 간극이 제한된 시스템(예: 로드가 기계로 완전히 확장되어야 하는 자동 생산 라인)에 이상적입니다.
3. 건설 자재 및 내구성
실린더의 재료 선택은 혹독한 환경(예: 습기, 먼지, 고온)에서의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 산업용 구성은 다음 재료를 사용합니다.
| 구성 요소 | 공통 재료 | 주요 속성 |
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| 배럴 | - 탄소강 (ST52, 45#): 가성비, 고인장 강도 (500MPa) <br> - 합금강 (40Cr, 27SiMn): 고압 (35MPa) 적용의 경우 <br> - 스테인리스강 (304/316L): 식품/의약품 사용을 위한 내식성 | 탄소/합금강: 고압을 견디고, 스테인리스강: 화학 물질/수분에 저항합니다. |
| 피스톤/로드 | - 경화 크롬 도금 강철(40Cr): 표면 경도 50 HRC, 내마모성 <br> - 스테인리스강(316L): 부식에 민감한 환경의 경우 | 크롬 도금은 로드 마모를 50% 감소시키고 스테인리스강은 습한 조건에서 녹을 방지합니다. |
| 전면 플랜지 | - 아연 도금이 있는 탄소강(Q235): 가성비, 녹 방지 <br> - 합금강(40Cr): 고부하 적용의 경우 <br> - 스테인리스강(304): 내식성 | 아연 도금은 환경 손상을 방지합니다. 합금강은 무거운 방사형 하중을 처리합니다. |
| 씰 | - 폴리우레탄(PU): 우수한 내마모성, -20°C~80°C 작동 범위 <br> - O-링이 있는 PTFE: 고온 저항(최대 200°C), 저마찰 | 일반 사용을 위한 PU 씰, 극한 온도(예: 주조 공장)를 위한 PTFE 씰. |
4. 전형적인 산업 응용 프로그램
이중 작동 프론트 플랜지 실린더의 다재다능성은 양방향 힘과 안정적인 장착이 중요한 여러 섹터에 필수적입니다.
- 제조: 금속 스탬핑 프레스(공작물을 클램프 및 해제하기 위해), 사출 성형 기계(금형 클램핑 작동), 컨베이어 시스템(하중을 들어 올리기/배치하기 위해)에 사용됩니다. 프론트 플랜지는 고압 사이클(20-30 MPa) 동안 안정성을 보장합니다.
- 시공: 굴착기 버킷 실린더(버킷을 컬링/리프트), 불도저 블레이드 실린더(흙을 밀기 위해), 크레인 텔레스코픽 암에 통합됩니다. 플랜지의 대용량은 무거운 지구 이동으로 인한 진동과 충격을 견딜 수 있습니다.
- 농업: 트랙터 프론트 로더(포크와 같은 부착물을 올리거나 낮추기 위해) 및 하베스터 헤더 실린더(절단 높이 조정)에 사용됩니다. 스테인리스 스틸 옵션은 비료 또는 비로 인한 부식에 저항합니다.
- 자동차: 조립 라인 로봇(자동차 부품을 배치하기 위해) 및 차량 리프트 플랫폼(유지보수를 위해 차량을 올리기 위해)에 사용됩니다. 공간 효율적인 프론트 플랜지는 컴팩트한 작업장 레이아웃에 적합합니다.
5. 유압 동력 장치(HPU)와의 시너지
이중 작동 실린더는 가압 유체를 공급하기 위해 HPU에 의존합니다. 최적의 성능을 보장하려면 HPU의 사양이 실린더의 요구 사항과 일치해야 합니다.
- 압력 일치: HPU의 최대 압력(예: 21 MPa, 35 MPa)은 실린더의 정격 압력과 같거나 초과해야 합니다. 예를 들어, 25 MPa 정격의 100 mm 보어 실린더에는 전체 49 kN 확장력을 생성하기 위해 25 MPa를 전달할 수 있는 HPU가 필요합니다.
- 유량 제어: HPU의 유량(L/min)은 실린더의 스트로크 속도를 결정합니다. 100mm 보어가 있는 500mm 스트로크 실린더는 연장을 위해 3.9L의 유체가 필요합니다. 10L/min 흐름의 HPU는 약 23초 만에 스트로크를 완료합니다.
- 냉각 및 여과: 오일 쿨러(공기 또는 수성)가 장착된 HPU는 씰을 저하시키는 유체 과열( 60°C)을 방지합니다. HPU의 10m 필터는 이물질을 제거하여 실린더 배럴 스크래치를 방지합니다.
6. 최적의 성능을 위한 선택 기준
올바른 실린더를 선택하려면 다음 기술 매개 변수를 고려하십시오.
1. 힘 및 압력 요구 사항: 필요한 힘(힘 = 압력 × 피스톤 영역)을 계산하고 HPU의 압력과 일치하는 보어 직경을 가진 실린더를 선택합니다. 예를 들어, 25MPa에서 50kN의 힘에는 160mm 보어 실린더가 필요합니다.
2. 스트로크 길이: 응용 프로그램의 모션 범위(예: 작은 프레스의 경우 300mm, 굴착기 버킷의 경우 1000mm)를 충족하는 스트로크를 선택합니다. 배럴 길이가 스트로크와 피스톤/로드 오버랩(일반적으로 20-30mm)을 수용하는지 확인합니다.
3. 환경 조건: 습식/먼지가 많은 환경의 경우 IP67/IP68 보호 기능이 있는 스테인리스강 또는 아연 도금 구성 요소를 선택하십시오. 고온의 경우 PTFE 씰과 내열 유체를 사용하십시오.
4. 장착 호환성: 프론트 플랜지의 볼트 패턴(예: 4-볼트 M16, 6-볼트 M20)과 두께가 기계의 장착 브래킷과 일치하는지 확인하여 응력 포인트를 방지합니다.
