프로젝트 정보
- 프로젝트 이름: 대형 크레인용 유압 잭
- 적용 장비: 90톤 항만 크레인
- 적용 분야: 항구에서의 화물 하역
- 실린더 모델: HSG250 × 180 × 1000
- 작동 압력: 25 MPa
- 실린더 내경: 250 mm
- 실린더 외경: 299 mm
- 스트로크: 1,000 mm
- 필요한 들어 올림 힘: 약 90~100톤
프로젝트 배경
이 고객은 항구에서 화물을 들어 올리기 위해 대형 크레인을 운영하고 있었습니다. 크레인의 원래 유압 실린더는 피스톤 로드 길이가 80mm이고, 장착 플랜지 크기가 220 × 220mm이며, 스트로크는 400mm에 불과했습니다.
기존 실린더를 크레인에 장착할 수는 있었지만, 스트로크가 제한적이어서 더 이상 고객의 리프팅 요구 사항을 충족시킬 수 없게 되었습니다. 따라서 고객은 스트로크 1,000mm, 리프팅 용량 약 90~100톤을 갖춘 새로운 유압 잭으로 교체하기를 원했습니다.
초기 논의 과정에서 고객은 최대 600 bar의 압력 사양을 제안했습니다. 그러나 요청된 압력만을 기준으로 유압 실린더를 선정할 경우, 시스템에 불필요한 압력이 가해질 수 있으며, 씰과 실린더 부품에 과도한 응력이 발생하고, 관련 유압 장비에 더 높은 성능이 요구될 수 있습니다.
따라서 AISOAR는 최종 실린더 구성을 결정하기 전에 크레인 적용 분야, 필요한 리프팅 힘, 사용 가능한 설치 치수, 기존 장착 방식 및 제안된 실린더 치수를 평가했습니다.
고객의 특별 요청 사항
이 실린더는 기존 크레인 구조와 호환성을 유지하면서 훨씬 더 긴 스트로크를 제공해야 했습니다. 몇 가지 기술적 요구 사항에 특히 주의를 기울여야 했습니다.
1. 스트로크가 400 mm에서 1,000 mm로 증가했습니다.
스트로크를 600 mm 늘리자 실린더의 구조적 조건이 바뀌었습니다. 길어진 피스톤 로드에는 작동 중 과도한 변형이나 손상 위험 증가 없이 하중을 견딜 수 있는 충분한 강성과 표면 경도가 필요했습니다.
2. 대형 중공 피스톤 로드
새로운 실린더에는 80mm 중공 단면의 180mm 피스톤 로드가 사용되었습니다. 이러한 구조 덕분에 불필요한 무게는 줄일 수 있었지만, 로드는 여전히 지정된 리프팅 하중에서 충분한 강도를 유지해야 했습니다.
따라서 중공 로드를 일반적인 실심 피스톤 로드로 취급하기보다는, 로드 구조, 벽 두께, 재료 특성 및 가공 방법을 종합적으로 고려해야 했다.
3. 약 90~100톤의 양력
유압 잭은 필요한 하중을 안정적으로 들어 올릴 수 있을 만큼 충분한 밀어내는 힘을 발생시켜야 했다. 따라서 실린더 내경과 실제 작동 압력은 당초 제안된 600 bar의 압력을 그대로 적용하는 대신, 힘 계산을 통해 적절히 조정되어야 했다.
4. 기존 설치 환경과의 호환성
교체용 실린더는 크레인의 기존 설치 위치에 맞아야 했습니다. 플랜지 치수, 연결 방식, 전체 구조 및 인터페이스 위치는 고객의 원본 실린더 도면, 크레인 사진 및 치수 스케치를 참고하여 확인해야 했습니다.
5. 높은 하중 하에서도 안정적인 밀봉
씰은 선정된 작동 압력과 반복되는 고부하 작동 조건을 견뎌내야 했습니다. 부적절한 밀봉 구조는 씰의 압출, 내부 누설, 외부 누설 또는 조기 고장을 초래할 수 있습니다.
6. 제품별 공장 테스트
납품 전에 실린더에 대해 작동 압력, 압력 유지, 움직임, 밀봉 성능 및 하중 지지 능력에 특히 주의를 기울여 시험을 실시해야 했습니다.
AISOAR의 맞춤형 유압 실린더 솔루션
이는 이론상 약 125톤의 밀어내는 힘에 해당합니다. 유압 효율, 마찰 및 적절한 작동 여유를 고려한 후, 이 구성은 약 90~100톤의 필요한 작동력을 제공할 수 있습니다.
실린더 내경 및 작동 압력 계산
내경 250 mm인 실린더의 경우, 25 MPa에서의 이론적 밀리는 힘은 다음과 같이 계산됩니다:
이는 이론상 약 125톤의 밀어내는 힘에 해당합니다. 유압 효율, 마찰 및 적절한 작동 여유를 고려한 후, 이 구성은 약 90~100톤의 필요한 작동력을 제공할 수 있습니다.
따라서 최종 설계에는 25 MPa의 작동 압력이 선정되었다. 이를 통해 필요한 양력 요건을 충족하면서도, 당초 제안되었던 600 bar에서 실린더를 작동시킬 필요가 없어졌다.
불필요한 시스템 압력을 줄이면 실린더 배럴, 씰, 포트, 호스 및 관련 유압 부품에 가해지는 부하도 줄일 수 있습니다.
강화된 중공 피스톤 로드
피스톤 로드의 직경은 180 mm로 확대되었으며, 내부 중공 직경은 80 mm입니다. 로드의 치수는 더 긴 스트로크와 고부하 용도에 맞춰 선정되었습니다.
피스톤 로드는 다음 사항을 개선하기 위해 열처리와 크롬 도금 공정을 거쳤습니다:
- 표면 경도
- 마모 저항
- 부식 저항
- 표면 손상 내성
- 반복적인 확장 및 수축 시 서비스 신뢰성
중공 봉 구조, 1,000 mm의 스트로크, 그리고 필요한 리프팅 힘 간의 관계에 특히 주의를 기울였다.
설치 호환 구조
새로운 실린더는 기존 장치의 장착 배치를 기준으로 설계되었습니다. 고객이 크레인 구조에 큰 변경을 가하지 않고도 기존의 400mm 스트로크 실린더를 교체할 수 있도록 플랜지 및 연결 치수를 재검토했습니다.
이러한 설계 방식 덕분에 기존 실린더를 훨씬 더 긴 모델로 교체할 때 일반적으로 수반되는 설치 위험을 줄일 수 있었다.
고압 밀봉 구조
이 씰링 시스템은 최종 작동 압력 25 MPa 및 고부하 리프팅 조건을 고려하여 선정되었습니다. 그 목적은 가압, 압력 유지 및 반복 작동 과정에서 씰의 압출을 방지하고 안정적인 씰링 성능을 유지하는 것이었습니다.
또한 밀봉 및 안내 부품은 피스톤 로드와 실린더 배럴 간의 정렬을 유지하는 데 도움을 주며, 이는 특히 대구경·장행정 실린더의 경우 매우 중요합니다.
프로젝트 결과
완성된 유압 잭은 1,000 mm의 스트로크와 25 MPa에서 약 96.2 메트릭 톤의 계산된 밀기 힘을 제공하여, 고객이 요구한 90~100 톤의 리프팅 힘을 충족시켰습니다.
기존의 400mm 스트로크 실린더와 비교했을 때, 이 맞춤형 솔루션은 크레인의 기존 장착 구조와의 호환성을 유지하면서도 훨씬 더 넓은 리프팅 범위를 제공했습니다. 또한, 강화된 중공 피스톤 로드, 적합한 밀봉 시스템, 그리고 용도에 맞춘 압력 선택을 통해 고부하 작동 시 실린더의 신뢰성도 향상되었습니다.
완성된 설계에는 다음 내용이 포함되었습니다:
- 더 긴 리프팅 스트로크
- 약 90~100톤 규모의 인력이 필요함
- 피스톤 로드의 강도와 표면 내구성 향상
- 고부하 조건에서도 신뢰할 수 있는 밀봉 성능
- 기존 설치와의 호환성
- 해당 용도에 더 적합한 작동 압력
크레인 용도로 사용되는 맞춤형 유압 실린더
AISOAR는 항만 크레인, 이동식 크레인, 리프팅 장비, 건설 기계 및 기타 중장비 용도로 사용되는 맞춤형 유압 실린더와 유압 잭을 설계 및 제조합니다.
고객께서는 기존 도면, 손상된 실린더, 장비 사진, 치수 스케치 또는 필요한 작동 매개변수를 제공해 주실 수 있습니다. 당사의 엔지니어링 팀은 보어, 로드 직경, 스트로크, 압력, 장착 방식 및 필요한 출력력을 평가하여 적합한 교체 솔루션을 개발해 드립니다.
맞춤형 유압 실린더 솔루션에 대해 논의할 수 있도록 실린더 도면과 크레인 작동 사양을 보내주십시오.
