유압 실린더는 단순히 직선 힘을 발생시키는 것 이상입니다. 이 힘은 기계 구조에 안전하게 전달되어야 합니다. 실린더 마운팅 유형은 실린더가 어떻게 연결되는지를 결정하며, 작동 중 회전할 수 있는지, 정렬, 진동 및 하중 방향 변화를 얼마나 효과적으로 처리하는지를 결정합니다.
잘못된 마운팅 스타일을 선택하면 피스톤 로드, 로드 베어링 및 씰에 측면 하중이 발생할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라, 이는 고르지 않은 마모, 씰 누수, 구부러진 로드, 손상된 핀 또는 마운팅 구조 주변의 균열을 초래할 수 있습니다. 따라서 올바른 유압 실린더 마운트를 선택하는 것은 적절한 보어, 스트로크 및 작동 압력을 선택하는 것만큼 중요합니다.
주요 유압 실린더 마운팅 유형은 무엇입니까?
주요 유압 실린더 마운팅 유형에는 클레비스, 크로스 튜브, 탕, 구형 베어링, 트러니언, 플랜지, 발 및 측면 루그 마운트가 포함됩니다. 고정 마운트는 직선, 유도된 운동에 사용되며, 피벗 마운트는 기계 링크가 호를 따라 움직일 때 실린더가 회전하도록 허용합니다.
유압 실린더 마운트란 무엇입니까?
유압 실린더 마운트는 실린더와 장비 사이의 기계적 연결입니다. 마운트는 실린더 본체에 직접 용접되거나, 엔드 캡으로 가공되거나, 실린더에 볼트로 고정되거나, 피스톤 로드에 나사로 장착될 수 있습니다.
마운트는 실린더의 압축 및 인장 힘을 기계 프레임에 전달해야 하며, 허용 가능한 정렬을 유지해야 합니다. 일부 마운트는 실린더를 한 위치에 단단히 고정하지만, 다른 마운트는 기계 링크가 움직일 때 실린더가 회전할 수 있도록 허용합니다.
유압 실린더 장착 유형은 일반적으로 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다:
- 고정 장착, 플랜지, 발, 측면 탭 장착과 같은
- 피벗 마운트, 클레비스, 크로스 튜브, 탱크, 트러니언 및 구형 베어링 장착과 같은
올바른 범주는 주로 하중이 직선으로 이동하는지 아니면 호를 따르는지에 따라 다릅니다.
고정 마운트와 피벗 마운트
고정 장착은 실린더 본체를 기계 프레임에 대해 안정적인 위치에 유지합니다. 일반적으로 피스톤 로드와 구동 부품이 직선으로 정확하게 유도된 경로를 따라 이동할 때 적합합니다. 고정 장착은 설치 오류를 보상할 수 있는 움직임을 거의 허용하지 않기 때문에 프레임의 강성과 정렬이 특히 중요합니다.
피벗 장착은 실린더가 연장 및 수축 중에 핀이나 베어링 주위를 회전할 수 있게 합니다. 이는 실린더가 이동하는 연결 지점 사이에서 작동하는 모바일 기계, 농기계, 트레일러 및 건설 기계에서 일반적으로 사용됩니다.
| 장착 범주 | 실린더 이동 | 가장 적합한 | 주요 고려사항 |
|---|---|---|---|
| 고정 장착 | 실린더 본체는 정지 상태를 유지함 | 직선, 유도된 움직임 | 정밀 정렬 |
| 피벗 장착 | 실린더는 핀이나 베어링 주위를 회전함 | 호를 따라 이동하는 연결 | 올바른 피벗 평면 및 핀 지지 |
| 자가 정렬 피벗 장착 | 여러 방향으로 제한된 각도 이동을 허용합니다. | 미세한 각도 변화를 가진 구조물 | 하중 용량 및 윤활 |
어떤 범주도 보편적으로 더 낫다고 할 수 없습니다. 올바른 선택은 기계의 실제 하중 경로와 이동 기하학에 따라 다릅니다.
클레비스 장착은 포크 형태의 연결과 핀을 사용하여 실린더를 장비에 부착합니다. 클레비스는 실린더 바닥, 피스톤 로드 끝 또는 두 끝 중 하나에 위치할 수 있습니다.
핀은 회전 점을 생성하므로, 링크가 호를 따라 이동할 때 실린더가 회전할 수 있습니다. 클레비스 장착 실린더는 농기계, 덤프 메커니즘, 건설 장비, 자재 취급 기계 및 기타 이동 응용 프로그램에서 널리 사용됩니다.
클레비스 장착은 일반적으로 한 주요 평면에서의 이동을 허용합니다. 장착 핀은 해당 평면에 수직으로 배치되어야 하며, 연결된 브래킷은 클레비스 양쪽에 적절한 지지를 제공해야 합니다. 핀과 핀 홀 간의 과도한 간극은 충격 하중, 소음 및 가속 마모를 초래할 수 있습니다.
클레비스 장착이 상당한 측면 오프셋을 보상할 것으로 기대해서는 안 됩니다. 실린더와 링크가 다른 평면에서 움직이면, 그로 인한 측면 하중이 로드 베어링과 씰을 손상시킬 수 있습니다.
크로스 튜브 마운트는 실린더 바닥 또는 피스톤 로드 끝에 가로로 용접된 튜브로 구성됩니다. 마운팅 핀이 튜브를 통과하여 작동 중 실린더가 회전할 수 있도록 합니다.
크로스 튜브 유압 실린더는 컴팩트하고 강하며 용접된 기계 프레임에 쉽게 통합될 수 있습니다. 이들은 일반적으로 로더, 백호, 포크리프트, 트레일러, 농업 기계 및 폐기물 처리 장비에서 찾아볼 수 있습니다.
외부 클레비스와 비교하여 크로스 튜브는 간단하고 공간 효율적인 연결을 제공합니다. 부싱이나 그리스 fitting이 통합되어 핀 지지력을 향상시키고 마모를 줄일 수 있습니다. 크로스 튜브, 용접 조인트 및 핀 직경은 모두 예상 하중 및 작업 주기에 맞게 설계되어야 합니다.
마운팅 브래킷은 크로스 튜브의 양쪽 끝 가까이에 지지해야 합니다. 브래킷이 너무 멀리 위치해 있으면 핀이 구부러져 튜브와 용접부에 추가 스트레스를 줄 수 있습니다.
탱 장착은 기계의 두 브래킷 사이에 들어 맞는 단일 평면 루그 또는 아이를 사용합니다. 핀이 브래킷과 탱을 통과하여 회전 연결을 형성합니다.
탱 마운트는 설치 공간이 제한적이거나 기계에 이미 이중 귀 브래킷이 있는 경우 유용합니다. 이들은 농업 장비, 건설 기계, 폐기물 처리 장비 및 기타 용접 유압 실린더 응용 분야에서 사용됩니다.
탱은 단일 중심 루그를 통해 지지되기 때문에 그 두께, 용접 크기 및 핀 홀 강도는 실린더 힘에 맞춰야 합니다. 기계 브래킷은 필요한 회전 이동을 제한하지 않고 탱을 가깝게 지지해야 합니다.
탱 장착과 클레비스 장착은 호환 가능한 조인트를 형성할 수 있습니다: 탱이 남성 연결을 제공하고 클레비스나 이중 브래킷이 여성 연결을 제공합니다.
구면 베어링 마운트는 실린더 아이 안에 구면 평면 베어링을 포함합니다. 일반적인 핀 조인트와 달리 구면 베어링은 여러 방향으로 제한된 각도 이동을 허용합니다.
이 자기 정렬 기능은 기계 프레임이 약간 휘어지거나, 마운팅 포인트가 완벽하게 평행하게 유지될 수 없거나, 링크가 작동 중 각도를 변경할 때 유용합니다. 구면 베어링 실린더는 종종 컴팩트 장비, 농업 기계, 특수 차량 및 건설 장비에서 사용됩니다.
그러나 구면 베어링은 실린더를 비제어 측면 하중에 적합하게 만들지 않습니다. 연결 부위에서 제한된 각도 불일치를 수용하지만, 주 실린더 힘은 여전히 로드 중앙선 가까이에 작용해야 합니다.
베어링 크기, 허용 각도, 윤활 방법, 핀 경도 및 동적 하중 등급은 선택 시 고려해야 합니다. 베어링이 그리스를 요구하는 경우, 설치 후에도 윤활 포인트에 접근할 수 있어야 합니다.
5. 트러니언 마운트
트러니언 마운트된 실린더는 실린더 본체의 양쪽에서 원통형 피벗 핀이 연장되어 있습니다. 디자인에 따라 트러니언은 머리 근처, 캡 근처 또는 바렐 중간에 위치할 수 있습니다.
기계는 베어링이나 베개 블록으로 트러니언 핀을 지지하여 피스톤 로드가 링크를 따라 따르면서 완전 실린더가 회전할 수 있도록 합니다. 트러니언 마운트는 리프팅 장비, 프레스, 자재 처리 기계 및 대형 산업 또는 이동식 메커니즘에서 사용됩니다.
트러니언 핀은 주로 전단 하중을 견디기 위해 설계되었습니다. 지지대는 구부러짐 스트레스를 최소화하기 위해 트러니언 어깨 근처에 위치해야 합니다. 두 개의 지지 베어링 역시 정확히 정렬되어야 실린더가 엉키지 않고 회전할 수 있습니다.
트러니언의 위치는 실린더 이동, 설치 공간 및 피스톤 로드 기둥 하중에 영향을 미칩니다. 긴 스트로크 또는 고힘 응용 분야는 따라서 단순히 사용 가능한 공간에서 트러니언 위치를 선택하기보다는 개별적으로 평가해야 합니다. 파커는 또한 가깝게 트러니언을 지지하는 것을 권장하며 트러니언 핀에 대한 구부러짐 하중에 주의할 것을 경고합니다.
6. 플랜지 마운트
플랜지 장착 방식은 실린더 헤드 또는 캡을 기계 구조에 단단히 고정합니다. 장착 면이 일반적으로 실린더 중심선에 수직이기 때문에 하중이 강한 프레임 구성요소로 직접 전이될 수 있습니다.
플랜지 장착식 유압 실린더는 유압 프레스, 클램핑 장비, 산업 기계 및 직선으로 정확하게 안내된 움직임이 필요한 기타 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다. 이들은 단단한 연결을 제공하며 높은 축 방향 힘에 잘 적합합니다.
장착 표면은 평평하고 강하며 의도된 이동 방향에 수직이어야 합니다. 플랜지 장착 방식은 정렬 불량을 보정할 수 있는 능력이 거의 없습니다. 하중이 제대로 안내되지 않으면 플랜지 자체가 securely 부착되어 있더라도 피스톤 로드가 옆으로 밀릴 수 있습니다.
헤드 플랜지나 캡 플랜지 중 어느 것이 선호되는지는 주요 힘의 방향과 기계 구조에 따라 달라집니다. 플랜지, 고정 장치 및 지지판은 별개의 구성 요소가 아니라 하나의 하중 지지 조립체로 평가되어야 합니다.
7. 발 또는 측면 장착
발 장착식 실린더는 실린더 배럴과 평행하게 위치한 발 또는 측면 걸이로 기계 베이스에 부착됩니다. 이들은 수평 산업 설치에 편리하며 유지보수를 위한 용이한 접근을 제공합니다.
센터라인 플랜지 장착과 달리, 발 또는 측면 장착은 실린더 축에서 벗어난 장착점을 통해 힘을 전달합니다. 이 오프셋은 실린더가 밀거나 당길 때 회전력을 발생시킵니다. 기계 프레임, 장착 볼트 및 실린더 걸이는 그 순간에 저항해야 합니다.
구동 하중은 외부에서 안내되어야 하며, 실린더는 신중하게 정렬되어야 합니다. 반복적인 하중 방향 반전 시 실린더가 그 장착 표면에서 움직이지 않도록 키, 다우엘 또는 양수 정지 장치가 필요할 수 있습니다.
발 및 측면 장착 방식은 프레임이 충분히 강하고 하중 경로가 직선으로 유지될 때 가장 적합합니다. 구동 메커니즘이 호를 그리며 이동할 때 피벗 장착 대신 사용해서는 안 됩니다.
유압 실린더 마운팅 유형 비교
| 장착 유형 | 고정 또는 피벗 방식 | 정렬 허용 오차 | 일반적인 용도 | 주요 설계 고려 사항 |
|---|---|---|---|---|
| 클레비스 | 한 평면에서의 피벗 | 보통 | 농업, 트레일러, 건설 기계 | 핀 및 브래킷 정렬 |
| 교차 튜브 | 한 평면에서의 피벗 | 보통 | 로더, 백호, 포크리프트, 트레일러 | 핀 지지대 및 용접 강도 |
| 탱 | 한 평면에서의 피벗 | 보통 | 콤팩트 이동식 기계 | 너트 두께 및 브래킷 지지대 |
| 구형 베어링 | 다방향 파이봇팅 | 상대적으로 높음 | 유연한 프레임과 복잡한 링크 구조 | 베어링 각도 및 윤활 |
| 트러니온 | 한 평면에서의 피벗 | 보통 | 리프팅 시스템, 프레스 및 중장비 | 베어링 위치 및 핀 굽힘 |
| 플랜지 | 고정형 | 낮은 | 압착, 클램핑 및 산업 기계 | 평면 장착면 및 축 정렬 |
| 발 또는 측면 루그 | 고정형 | 낮은 | 수평 산업 설치 | 회전 모멘트 및 프레임 강 rigidity |
올바른 유압 실린더 마운팅 유형 선택 방법
작동 주기 전체를 통해 두 실린더 연결점의 움직임을 연구하는 것으로 시작합니다. 실린더가 정지해 있고 하중이 직선으로 외부 안내된 경로를 따라 이동하는 경우, 플랜지 또는 풋 마운트가 적합할 수 있습니다. 두 연결점 중 어느 하나가 호를 따르는 경우, 클레비스, 크로스 튜브, 탱 또는 트러니언 마운트가 일반적으로 더 적합합니다.
다음 단계는 주요 힘의 방향을 식별하는 것입니다. 실린더가 주로 밀거나 당기는지, 또는 양 방향에서 상당한 힘 하에 작동하는지를 결정합니다. 마운트, 핀, 볼트, 용접 및 기계 브래킷은 모두 충격 및 압력 피크를 포함하여 최대 실린더 힘을 견딜 수 있어야 합니다.
설치 공간도 고려해야 합니다. 장착 스타일은 실린더의 닫힌 길이, 피벗 위치, 포트 접근성 및 호스에 필요한 공간에 영향을 미칩니다. 기계적으로 적합한 마운트라도 호스 간섭을 유발하거나 실린더가 자유롭게 회전하는 것을 방해할 경우 문제가 발생할 수 있습니다.
압축에서 작동하는 긴 스트로크 실린더의 경우, 피스톤 로드의 처짐을 별도로 확인해야 합니다. 마운트나 피벗 위치를 변경하면 효과적인 지지되지 않은 로드 길이가 변경되어 로드의 처짐 저항력이 달라질 수 있습니다.
측면 하중이 주요 문제인 이유
유압 실린더는 주로 축 방향 힘을 생성하도록 설계되었습니다. 적용된 하중이 실린더 중심선과 정렬되지 않은 경우, 그 힘의 일부는 로드, 글랜드, 피스톤 및 씰에 가로로 작용합니다.
예를 들어, 실린더가 총 힘을 적용하는 경우 FF 불일치 각도에서 θ\theta, 의 근사적인 측면 힘 성분은 다음과 같습니다:
F측면 = F × sin(θ)
총 실린더 힘이 높을 때 작은 각도조차도 의미 있는 측면 힘을 생성할 수 있습니다. 2°의 각도로 작용하는 100 kN의 하중은 약 3.5 kN의 측면 힘을 생성합니다.
이 측면 힘은 불균일한 로드-베어링 마모, 손상된 실, 배럴 내부의 스코어링 및 피스톤 로드의 구부러짐을 초래할 수 있습니다. 피벗 또는 구형 베어링 마운트는 적절한 각도 운동을 수용할 수 있지만, 불량 링크 기하학이나 지지되지 않은 외부 하중을 교정할 수는 없습니다.
일반적인 유압 실린더 마운팅 실수
실린더를 구조적 가이드로 취급하기
유압 실린더는 운동과 힘을 생성해야 하며, 일반적으로 무거운 하중을 안내하는 유일한 구성 요소가 되어서는 안 됩니다. 레일, 베어링, 슬라이드 또는 링크 암이 하중 경로를 제어하여 실린더가 피할 수 있는 측면 힘에 노출되지 않도록 해야 합니다.
호형 운동을 위한 강직 마운트 사용하기
구동 구성 요소가 힌지를 중심으로 회전하는 경우, 실린더 각도가 스트로크 동안 변경됩니다. 이 상황에서 실린더를 강 rigid하게 고정하면 피스톤 로드가 옆으로 밀릴 수 있습니다. 적절하게 위치한 피벗 마운트를 사용해야 합니다.
피벗 조인트 제한하기
클레비스 또는 크로스 튜브 실린더는 핀 주위에서 자유롭게 회전할 수 있어야 합니다. 브래킷, 호스, 피팅 또는 인근 프레임 구성 요소가 이 움직임을 방해해서는 안 됩니다.
지지되지 않거나 크기가 작은 핀 사용하기
장착 핀은 조인트에 제대로 맞아야 하며 충분한 전단 및 구부림 용량이 있어야 합니다. 과도한 핀 간격은 충격 하중을 발생시키며, 불량 브래킷 지지는 핀의 굴곡을 허용합니다.
프레임 변형 무시하기
실린더는 기계가 하중 없이 운전할 때 올바르게 정렬될 수 있지만, 프레임이 작업 하중 하에 굴곡될 경우에는 잘못 정렬될 수 있습니다. 따라서 장착 기하학은 현실적인 작동 조건에서 확인해야 합니다.
조립된 실린더 근처에서 용접하기
실린더를 조립한 상태에서 장착 브래킷을 용접하면 열이나 용접 전류가 로드, 베어링 및 실을 통해 전달될 수 있습니다. 용접 절차는 정밀 표면과 내부 구성 요소를 보호해야 하며, 항상 실린더 제조업체의 지침을 따라야 합니다.
유압 실린더 마운팅 설치 체크리스트
실린더를 커미셔닝하기 전에 다음을 확인하십시오:
- 단일 평면 운동이 필요한 곳에서 기준 및 로드 끝 피벗 축이 평행한지 확인합니다.
- 실린더가 기계적 간섭 없이 전체 스트로크를 완료할 수 있는지 확인합니다.
- 장착 핀이 정확하게 맞고 안전하게 고정되어 있는지 확인합니다.
- 피벗 조인트가 로드를 옆으로 밀지 않고 자유롭게 회전하는지 확인합니다.
- 고정 장착 면이 평평하고 강 rigid하며 올바르게 정렬되어 있는지 확인합니다.
- 볼트가 올바르게 지정되고 요구 토크에 맞춰 조여졌는지 확인합니다.
- 호스가 충분한 길이를 가지고 있으며 실린더의 움직임을 제한하지 않는지 확인합니다.
- 그리스 포인트 및 서비스 구성 요소가 접근 가능하게 유지되는지 확인합니다.
- 필요한 경우 하중이 외부에서 안내되는지 확인합니다.
- 장시간 스트로크 피스톤 로드가 구부러짐 여부를 확인하였습니다.
Bosch Rexroth는 또한 장착 표면 및 장착 구성 요소—구형 베어링, 트러니언, 발 및 플랜지—가 작동 중에 발생하는 힘을 지탱할 수 있어야 함을 강조합니다. Bosch Rexroth 유압 실린더 문서
할 수 있습니다 유압 실린더 장착이 맞춤 제작될 수 있습니까?
예. 용접된 유압 실린더는 맞춤형 클레비스, 크로스 튜브, 탕, 핀 아이, 구형 베어링, 트러니온 및 장착 브래킷으로 제조될 수 있습니다. 핀 지름, 장착 너비, 구멍 간격, 폐쇄 중심 길이 및 포트 방향과 같은 치수는 장비에 맞출 수 있습니다.
그러나 장착 구성은 외부 사진만을 복사해서는 안 됩니다. 실린더를 올바르게 설계하거나 교체하려면 제조업체가 일반적으로 도면이나 검증된 치수 정보, 작동 압력, 최대 하중, 스트로크, 이동 기하학 및 적용 조건을 요구합니다.
교체 프로젝트의 경우, 완전히 수축된 위치와 완전히 확장된 위치 모두에서 핀 중심 치수를 확인하는 것이 특히 중요합니다. 장착 치수는 보어, 로드 지름 및 스트로크와 함께 작동해야 하며 독립적인 사양으로 취급되지 않아야 합니다.
