정상보다 느리게 움직이는 유압 실린더는 반드시 교체할 필요는 없습니다. 문제는 불충분한 펌프 유량, 제한된 호스, 차가운 유압 유체, 부정확하게 조정된 밸브, 내부 누수 또는 과도한 기계 저항에서 올 수 있습니다.
첫 번째 단계는 실린더가 양 방향 모두 느린지, 하중이 있을 때만 느린지, 유체가 차가울 때만 느린지, 또는 스트로크의 끝 근처에서만 느린지를 확인하는 것입니다. 이러한 차이는 문제의 원인이 유압 공급, 제어 회로, 실린더 또는 구동 기계에 있는지 식별하는 데 도움이 됩니다.
유압 실린더는 왜 느리게 움직이나요?
유압 실린더는 일반적으로 유입되는 유체 흐름이 불충분하거나 이용 가능한 흐름의 일부가 누수 또는 제한을 통해 손실되기 때문에 느리게 움직입니다. 일반적인 원인으로는 펌프 출력 부족, 막힌 필터, 크기가 작은 호스, 높은 유체 점도, 밸브 제한, 내부 씰 누수 및 기계적 정렬 불량이 있습니다.
유압 실린더의 속도는 어떻게 결정되나요?
유압 실린더의 속도는 주로 효과적인 피스톤 영역에 들어가는 유량에 의해 결정됩니다:
v=Q/A
Where:
- v = 실린더 속도
- Q = 실린더로 들어가는 오일 흐름
- A = 유효 피스톤 면적
압력이 직접적으로 실린더 속도를 증가시키지는 않습니다. 압력은 하중을 이동하는 데 필요한 힘을 제공하는 반면, 흐름은 실린더가 얼마나 빠르게 채워지고 움직이는지를 결정합니다. 보쉬 렉스로스는 유압 교육 자료에서 실린더 속도, 흐름 및 피스톤 힘 간의 관계를 포함하고 있습니다. 보쉬 렉스로스 유압 기초
단일 로드 더블 액팅 실린더의 경우, 같은 흐름 속도에서 확장 및 수축 속도가 보통 다릅니다. 확장 중에는 전체 피스톤 면적이 사용되며, 수축 중에는 작은 환형 면적이 사용됩니다. 따라서 실린더는 보통 확장하는 것보다 더 빠르게 수축합니다.
확장 속도와 수축 속도 간의 정상적인 차이는 결함으로 착각해서는 안 됩니다. 속도가 기계의 이전 성능에서 눈에 띄게 변경되었거나 필요한 사이클 시간을 더 이상 충족하지 못할 경우 문제를 조사해야 합니다.
유압 실린더가 느리게 움직이는 원인은 무엇인가요?
불충분한 펌프 유량
낮은 펌프 출력은 느린 실린더 움직임의 가장 일반적인 원인 중 하나입니다. 펌프가 필요한 실린더 속도에 비해 너무 작거나 의도된 회전 속도보다 낮게 작동하거나 내부 마모로 인해 출력을 잃고 있을 수 있습니다.
마모된 펌프는 하중이 없을 때는 정상적으로 실린더를 작동시킬 수 있지만, 시스템 압력이 증가하면 어려움을 겪을 수 있습니다. 펌프 유출은 종종 높은 압력과 작동 온도에서 더 중요해져서 실린더에 도달하는 유용한 흐름을 줄입니다.
펌프를 교체하기 전에 그 회전 속도, 변위, 흡입 조건 및 필요한 작동 압력에서 측정한 흐름을 확인하십시오. 낮은 압력에서만 수행된 유량 테스트는 펌프 마모를 드러내지 못할 수 있습니다.
제한된 필터, 호스 또는 피팅
제한된 흐름 경로는 실린더에 도달하거나 실린더에서 나가는 오일의 양을 줄입니다. 가능한 제한 지점에는 막힌 필터, 찢어진 호스, 손상된 호스 라이너, 너무 작은 피팅, 부분적으로 연결된 퀵 커플링 및 오염된 밸브 통로가 포함됩니다.
리턴라인 제한도 중요합니다. 실린더는 충분한 흡입 흐름을 받을 수 있지만, 반대 챔버에서 오일이 자유롭게 빠져나가지 못해 여전히 느리게 이동할 수 있습니다. 과도한 리턴 백프레셔는 하중을 이동하는 데 사용할 수 있는 압력 차이를 줄입니다.
제한된 구성 요소는 종종 제한부를 통해 유압 에너지가 손실되면서 국소적인 열을 발생시킵니다. 의심되는 구성 요소 전후의 온도를 비교하면 비정상적인 압력 강하를 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다.
부적절한 유압 유체 점도 또는 낮은 유체 온도
유압 오일은 온도가 감소할수록 점도가 높아집니다. 기계가 차가운 조건에서 시작할 때 두꺼운 오일은 필터, 밸브, 호스 및 작은 내부 통로를 통해 쉽게 흐르지 않습니다. 유압 시스템이 따뜻해질 때까지 실린더는 느리게 움직일 수 있습니다.
부적합한 점도 등급의 오일을 사용하면 정상적인 주위 온도에서도 유사한 증상이 발생할 수 있습니다. 지나치게 점도가 높은 오일은 흡입 저항과 흐름 손실을 증가시키고, 점도가 너무 낮은 오일은 시스템이 뜨거워진 후 내부 유출을 증가시킬 수 있습니다.
오일 선택은 장비 또는 유압 구성 요소 제조업체의 권장 점도 범위를 따라야 합니다. 펌프, 씰 및 작동 온도 요구 사항을 확인하지 않고 더 얇은 오일로 변경하면 추가 문제를 일으킬 수 있습니다.
유압 시스템 내의 공기 또는 펌프 공동 현상
실린더나 유압 라인에 갇힌 공기는 실린더가 움직이기 시작하기 전에 압축될 수 있습니다. 이것은 안정적인 느린 속도보다는 지연된 부드러운, 고르지 않은 또는 갑작스러운 움직임을 유발할 수 있습니다.
공기는 낮은 저장소 수위, 느슨한 흡입 연결, 손상된 흡입 호스, 잘못된 공기 배출 절차 또는 유압 회로를 여는 유지보수 작업을 통해 들어올 수 있습니다. 거품이 나거나 탁한 오일, 비정상적인 펌프 소음 및 불안정한 움직임은 일반적인 경고 신호입니다.
펌프 캐비테이션은 유효한 흐름을 줄일 수도 있습니다. 이는 일반적으로 펌프 흡입이 제한되거나 오일 공급이 펌프 챔버를 올바르게 채우지 못할 때 발생합니다. 지속적인 캐비테이션은 펌프를 손상시키고 마모 입자로 시스템을 오염시킬 수 있습니다.
제어 밸브 또는 릴리프 밸브 문제
완전히 열리지 않는 방향 밸브는 실린더로의 흐름을 제한할 수 있습니다. 오염, 스풀 마모, 약한 솔레노이드, 불충분한 파일럿 압력 또는 잘못된 기계 조정으로 인해 밸브가 의도한 위치에 도달하지 못할 수 있습니다.
유량 제어 밸브와 비례 밸브도 점검해야 합니다. 밸브가 속도를 의도적으로 줄이기 위해 조정되었거나, 제어 신호가 요구되는 유량을 제한하고 있을 수 있습니다.
부정확하게 설정된 릴리프 밸브는 하중 하에서 느리거나 멈춘 움직임을 유발할 수 있습니다. 릴리프 밸브가 실린더가 충분한 힘을 발휘하기 전에 열리면, 펌프의 유량은 하중을 이동시키는 대신 저장소로 돌아갑니다. 기술자는 실린더가 매우 느리게 움직이거나 멈추는 동안 릴리프 밸브를 통해 기름이 흐르는 소리를 들을 수 있습니다.
실린더 내부의 내부 누수
손상되거나 마모된 피스톤 씰은 기름이 압력실에서 피스톤의 반대편으로 우회하도록 허용합니다. 펌프는 기름 공급을 계속할 수 있지만, 그 흐름의 일부만이 유용한 실린더 움직임을 발생시킵니다.
내부 누수는 종종 하중 하에서나 유압 오일이 열해질 때 더 눈에 띌 수 있습니다. 실린더는 하중이 없을 때는 적절히 움직일 수 있지만, 힘이 요구될 때 느려지거나 멈추거나 드리프트할 수 있습니다.
내부 누수가 반드시 외부에서 보이는 기름을 생성하지 않기 때문에, 실린더는 외관상 정상으로 보일 수 있습니다. 피스톤 씰 누수를 확인하기 위해서는 압력 유지, 분리 또는 제어된 우회 테스트가 일반적으로 필요합니다.
기계적 정렬 불량 및 측면 하중
유압 실린더는 주로 축 방향 힘을 전달하기 위해 설계되었습니다. 실린더, 장착 핀 및 구동 메커니즘이 올바르게 정렬되지 않으면, 측면 하중이 로드, 글랜드, 피스톤, 베어링 및 씰 사이의 마찰을 증가시킵니다.
일반적인 기계적 원인으로는 구부러진 피스톤 로드, 마모된 장착 핀, 왜곡된 브래킷, 손상된 베어링, 고착된 피벗 및 외부 하중의 부족한 안내가 있습니다. 이러한 문제는 느린 움직임, 붙었다가 미끄러지는 행동 또는 스트로크의 서로 다른 위치에서 서로 다른 속도를 초래할 수 있습니다.
Enerpac은 실린더 측면 하중, 오염, 씰 실패 및 극한 온도를 유압 장비에 손상을 줄 수 있고 신뢰할 수 있는 작동을 저하시킬 수 있는 일반적인 요소로 식별합니다. 에너팩 예방 유지보수 안내
쿠션 또는 하중 관련 감속
일부 실린더에는 피스톤이 행정 끝부분에 가까워질 때 의도적으로 속도를 늦추는 조정 가능한 완충 장치가 포함되어 있습니다. 실린더가 대부분의 행정을 정상적으로 이동하지만 한쪽 끝에서만 느려진다면 완충 조정 또는 완충 통로를 점검해야 합니다.
하중 기하학도 작동 중에 변경될 수 있습니다. 리프팅 링크는 사이클의 후반보다 행정 시작 부분에서 실린더 힘이 훨씬 더 많이 필요할 수 있습니다. 따라서 행정의 일부에서 느린 움직임은 실린더 결함이 아니라 기계 기하학에서 기인할 수 있습니다.
느린 움직임 패턴은 무엇을 나타내나요?
증상의 타이밍 및 작동 조건은 유용한 진단 단서를 제공합니다.
| 느린 움직임 패턴 | 조사할 가능성이 있는 영역 |
|---|---|
| 양 방향 모두 느림 | 낮은 펌프 유량, 막힌 필터, 제한된 밸브 또는 잘못된 유량 설정 |
| 확장하는 동안에만 느림 | 캡 끝 제한, 높은 로드 측 배압, 무거운 압력 하중 또는 완충 설정 |
| 수축하는 동안에만 느림 | 로드 끝 제한, 높은 캡 끝 배압, 기계적 결합 또는 잘못된 밸브 작동 |
| 하중이 있을 때만 느림 | 낮은 압력, 릴리프 밸브 개방, 마모된 펌프, 내부 실린더 누수 또는 과도한 하중 |
| 추운 경우에만 느림 | 오일 점도, 필터 제한, 펌프 흡입 상태 또는 부적절한 오일 등급 |
| 오일이 뜨거워진 후 느림 | 펌프 마모, 피스톤 씰 누수, 밸브 누수 또는 오일 점도가 너무 낮아짐 |
| 행정 끝부분 근처에서 느림 | 완충 조정, 기계적 간섭 또는 외부 링크 기하학 |
| 느리며 덜컹거림 | 시스템 내 에어, 오염, 스틱-슬립, 정렬 불량 또는 불안정한 밸브 제어 |
| 다중 실린더 시스템에서 한 개의 실린더가 느림 | 불균형 하중, 유량 분배기 문제, 호스 차이, 갇힌 공기 또는 내부 누수 |
이러한 패턴은 최종 증거라기보다는 진단 단서입니다. 부품을 교체하기 전에 압력, 흐름 및 기계적 상태를 측정해야 합니다.
느린 유압 실린더를 진단하는 방법
문제 해결은 통제된 순서를 따라야 합니다. 여러 부품을 동시에 교체하면 실제 원인을 식별하기 어렵고 추가적인 결함이 발생할 수 있습니다.
- 증상을 확인하십시오. 기계가 하중이 없고 정상 하중 하에서 늘어나고 줄어드는 시간을 기록하십시오. 오일 온도, 운영 압력 및 실린더가 느려지는 위치를 기록하십시오.
- 유압유를 점검하십시오. 오일 수준, 외관, 점도 등급 및 운영 온도를 확인하십시오. 거품, 흐림, 물 또는 가시적인 오염을 찾아보십시오.
- 외부 부품을 점검하십시오. 필터, 호스, 피팅, 빠른 연결, 밸브 위치 및 흡입 연결을 검사하십시오. 눌린 호스, 느슨한 연결 및 국부적인 발열을 확인하십시오.
- 하중 하에 압력을 측정하십시오. 실린더 입구 압력을 기계 사양과 비교하십시오. 시스템이 요구 압력에 도달하는지 또는 위해 밸브가 조기에 열리는지를 결정하십시오.
- 작동 압력에서 흐름을 측정하십시오. 현실적인 압력 하에서 펌프 배달 및 밸브 출력을 확인하십시오. 하중 없이 측정된 흐름이 정상으로 보일 수 있으나 펌프가 마모된 경우입니다.
- 두 개의 실린더 포트를 비교하십시오. 리턴 측의 과도한 압력은 제한된 호스, 밸브 또는 피팅을 나타낼 수 있습니다. 낮은 입구 압력은 공급, 밸브 또는 릴리프 문제를 나타낼 수 있습니다.
- 유압적 원인과 기계적 원인을 분리하십시오. 장착 정렬, 핀, 베어링, 가이드 및 구동 구조를 점검하십시오. 하중이 실린더를 주된 가이드로 사용하지 않고 자유롭게 이동할 수 있는지 확인하십시오.
- 내부 누출 테스트. 외부 흐름과 압력이 올바르지만 실린더가 하중 아래에서 느리게 유지되는 경우, 승인된 실린더 누출 또는 차단 테스트를 수행하십시오.
호스나 구성 요소를 분리하기 전에 하중을 내리고 기계적으로 지지하며, 전원 공급을 중단하고 저장된 유압 압력을 방출하십시오. 매달린 하중은 유압 압력만으로 지지되어서는 안 됩니다. Enerpac은 또한 유압 실린더 작동 시 고체 지지대와 압력 게이지 사용을 권장합니다. Enerpac 실린더 안전 안내
압력 및 유량 측정에 의한 진단
압력 및 흐름 측정은 증상에 기반하여 부품을 교체하는 것보다 더 신뢰할 수 있습니다.
| 테스트 결과 | 가능한 해석 |
|---|---|
| 저압 및 저유량 | 펌프 공급, 구동 속도, 흡입 또는 심각한 누출 문제 |
| 정상 압력이지만 저유량 | 제한된 밸브, 유량 조절 설정, 크기가 작은 통로 또는 마모된 펌프 |
| 높은 유입 압력과 높은 귀환 압력 | 귀환 라인 제한 또는 밸브 제한 |
| 압력이 릴리프 세팅에 도달하지만 실린더는 거의 움직이지 않음 | 과도한 하중, 기계적 바인딩 또는 심각한 내부 누수 |
| 밸브에서 정상 압력과 유속이지만 실린더 움직임이 느림 | 실린더 누수, 포트 제한 또는 기계 저항 |
| 유압 온도가 상승함에 따라 속도가 감소함 | 펌프, 밸브 또는 실린더의 내부 누수 |
| 오일이 따뜻해진 후 속도가 개선됨 | 과도한 저온 오일 점도 또는 저온 시작 제한 |
압력은 실용적인 경우 관련 구성 요소 양쪽에서 측정해야 합니다. 단일 시스템 게이지는 압력이 존재한다고 보여줄 수 있지만 제한이나 압력 손실이 발생하는 위치를 식별할 수 없습니다.
느린 유압 실린더를 고치는 방법
올바른 해결책은 확인된 원인에 따라 다릅니다. 느린 실린더는 시스템 압력을 증가시키거나 릴리프 밸브를 조정하여 자동으로 수리하면 안 됩니다.
유량 제한의 경우 오염된 필터와 손상된 호스를 교체하고, 승인된 밸브 통로를 청소하며, 피팅과 퀵 커플링이 충분한 내부 유속 면적을 제공하는지 확인해야 합니다. 교체 부품은 필수 압력, 유량, 온도 및 유체 호환성 사양을 충족해야 합니다.
오일 관련 문제의 경우 저수조 수위를 조정하고 권장되는 유압 유체 점도를 사용해야 합니다. 공기는 기계의 출혈 절차에 따라 제거해야 하며, 흡입 누수는 시스템이 서비스에 복귀하기 전에 수리해야 합니다.
밸브 문제는 청소, 전기 테스트, 파일럿 압력 검증, 재교정 또는 교체가 필요할 수 있습니다. 릴리프 및 유량 조절 설정은 승인된 기계 값으로만 조정해야 합니다.
테스트에서 내부 실린더 누수가 확인되면 피스톤 씰, 보어, 피스톤, 로드 및 글랜드 구성 요소를 검사해야 합니다. 실링만 교체해도 배럴에 점이 있거나 로드가 구부러지거나 내부 표면이 허용 오차 범위를 초과한 경우 문제를 해결하지 못할 수 있습니다.
기계적 정렬 불량은 실린더 마운트, 피벗, 브래킷 또는 외부 하중 안내의 교정이 필요합니다. 수리된 실린더를 같은 정렬이 맞지 않는 구조에 설치하면 보통 문제가 재발합니다.
결론
유압 실린더는 일반적으로 너무 적은 유용한 오일 흐름을 받고 있거나 하중 하에서 충분한 힘을 발휘할 수 없거나 과도한 내부 또는 기계적 저항을 경험하기 때문에 느리게 움직입니다. 결함은 펌프, 필터, 호스, 피팅, 밸브, 유압 오일, 실린더 씰 또는 기계 구조에 있을 수 있습니다.
효과적인 진단은 감소가 발생하는 시점을 관찰하고 실제 운영 조건에서 압력, 유량 및 온도를 측정하는 것에서 시작됩니다. 전체 유압 및 기계 시스템을 점검하지 않고 실린더를 교체하면 원래 문제를 해결하지 못할 수 있습니다.
AISOAR Hydraulics는 농업 기계, 산업 장비, 리프팅 시스템, 트레일러 및 이동 기계용 표준 및 맞춤형 유압 실린더를 제조합니다. 보어 크기, 로드 직경, 스트로크, 포트, 장착 스타일, 씰, 쿠셔닝 및 표면 처리는 요구되는 하중, 속도, 압력 및 작동 환경에 따라 구성될 수 있습니다.
자주 묻는 질문
Q: 낮은 유압이 실린더가 느리게 움직이게 할 수 있나요?
네, 특히 하중이 있을 때 그렇습니다. 압력이 하중과 기계적 저항을 극복하는 데 필요한 힘을 생성합니다. 압력이 불충분하면 실린더가 느려지거나 멈출 수 있으며, 펌프 유량이 풀린 상태에서도 마찬가지입니다. 그러나 압력을 증가시키는 것이 무부하 속도를 직접적으로 증가시키지는 않습니다; 실린더 속도는 주로 유량과 유효면적에 의해 결정됩니다.
Q: 내 유압 실린더가 무하중에서는 정상적으로 움직이지만 하중이 걸리면 느리게 움직이는 이유는 무엇인가요?
일반적인 원인으로는 마모된 펌프, 낮은 릴리프 밸브 설정, 내부 피스톤 씹기 누수, 과도한 기계 하중 또는 기계적 바인딩이 있습니다. 실린더가 하중 하에서 작동할 때 압력과 유량을 측정해야 합니다.
Q: 왜 실린더는 오일이 차가울 때만 느리게 움직이나요?
차가운 유압 오일은 점도가 높아 필터, 밸브 및 호스를 통해 더 큰 저항을 생성합니다. 오일 등급, 발열 시작 절차, 필터 상태 및 펌프 흡입 배치 등을 확인하세요.
Q: 막힌 유압 필터가 실린더의 속도를 느리게 할 수 있나요?
네. 막힌 압력 또는 리턴 필터는 흐름을 제한할 수 있으며, 흡입 필터가 제한되면 펌프가 충분한 오일을 받지 못할 수 있습니다. 필터 바이패스 인디케이터와 압력 강하 측정을 가능한 경우 확인해야 합니다.
Q: 내부 누수가 항상 외부 오일 누수로 이어지나요?
아니요. 마모된 피스톤 씰이 두 실린더 챔버 사이에서 내부적으로 오일이 통과하도록 할 수 있지만, 눈에 보이는 외부 누수를 발생시키지 않는 경우도 있습니다. 이러한 유형의 고장은 일반적으로 제어된 압력 또는 누수 테스트를 통해 확인됩니다.
Q: 왜 실린더가 스트로크의 끝에서만 느려지나요?
실린더에는 끝 캡에 도달하기 전에 피스톤의 속도를 줄이도록 설계된 조정 가능한 쿠션이 있을 수 있습니다. 잘못된 쿠션 조정, 오염된 쿠션 통로 또는 기계적 간섭이 과도한 끝 스트로크 감속을 초래할 수 있습니다.