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실린더(Cylinder)는 기하학적으로 원기둥을 의미합니다. 기계 부품측에서는 피스톤 운동하는 품목이라고 칭하며 공압 실린더는 공기의 힘으로 피스톤 운동을하는 제품입니다. 이와 반대로 유압 실린더는 말 그대로 유압(기름의 힘)에 의해 플런져를 움직여 피스톤은 운동시키는 제품입니다.
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[기계] 공압 실린더의 원리, 구조 (단동, 복동 실의 차이점)
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공압 실린더의 내부구조와 작동원리 : 네이버 블로그
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Çѱ¹SMC(ÁÖ) | ±â¼úÁ¤º¸ | SMC±â¼ú°¡À̵å
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공압 실린더의 내부 구조와 구동원리
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공압 실린더의 종류-1/2
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공압 실린더의 종류-12
공압 실린더의 종류
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공압 실린더의 종류-1/2
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공압 실린더의 종류-12
공압 실린더의 종류
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[기계] 공압 실린더의 원리, 구조 (단동, 복동 실의 차이점)
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안녕하세요.
오늘은 공압 실린더에 대해서 알아보겠습니다.
실린더(Cylinder)는 기하학적으로 원기둥을 의미합니다. 기계 부품측에서는 피스톤 운동하는 품목이라고 칭하며 공압 실린더는 공기의 힘으로 피스톤 운동을하는 제품입니다.
이와 반대로 유압 실린더는 말 그대로 유압(기름의 힘)에 의해 플런져를 움직여 피스톤은 운동시키는 제품입니다. 유압 실린더가 보편적으로 힘이 더 강하나, 클린룸의 환경에서는 유압을 사용할 수 없기 때문에 2차전지, 반도체 분야에서는 공압 실린더를 대부분 사용합니다.
출처 : https://www.smckorea.co.kr/homepage/ver3.5/technical/composition.asp
공압 시스템은 위와 같이 구성되어 있고 공기는 Compressor에서부터 시작하여 Sol Valve를 거쳐 구동 기기로 들어오게 되는데 이 구동기기를 공압 실린더라고 합니다.
공압 실린더의 구조
공압 실린더의 경우 종류가 다양하기 때문에 일반적인 공압 실린더의 형태를 소개해드리고 이를 토대록 다양한 실린더에 대해서 말씀드리겠습니다.
1. 로드 커버 : 피스톤 로드가 나오는 부분
2. 앤드 캡 : 실린더의 마감 부분
3. 베어링 부시 : 로드가 직선 운동을 하는 부분
4. 실렁더 배럴 : 실런드의 하우징
5. 쿠션 : 실린더 동작 시 피스톤과 실린더 커버의 충돌로 인한 부하는 최소화하기 위한 설계
– 쿠션링이 배기 통로를 차단 > 실린더 내 압력이 형성됨 > 피스톤 속도가 감속되어 완충작용
공압 실린더의 종류
공압 실린더는 구조 및 원리에 따라 단동 실런더와 복동 실런더와 나누어지게 됩니다.
단동 실린더
피스톤 한쪽에서만 공압이 작용하여 전진하는 힘을 받는다.
복귀 시에는 스프링 또는 기타 외력에 의해 움직인다.
움직일 수 있는 길이(행정길이)가 제한적이다.
가격이 저렴하고 공기 소모량도 적다
복동 실린더
피스톤 양쪽에서 공압이 작용하여 진진 및 복귀를 할 수 있다.
움직일 수 있는 길이(행정길이)의 제한이 적다
양방향 모두 힘을 가하거나 조절할 수 있다.
단동 실린더의 경우 보통 스프링으로 복귀를 해야합니다. 따라서 길어지면 길어질 수록 스프링의 길이도 함께 길어져야 하기 때문에 행정 길이의 제한이 있습니다.
반대로 복동 실린더의 경우 행정 길이의 제한이 적으며 양방향 모두 공압으로 움직이기 때문에 양쪽으로 힘이 필요한 경우에 사용합니다.
출처 : https://slidesplayer.org/slide/14678274/
복동 실린더는 양쪽으로 힘을 가할 수 있어 그에 따른 사용 범위도 넓고 다양한 제품군이 존재합니다.
1. 쿠션 실린더
출처 : 태광 유공압
– 피스톤 로드에 큐션링 및 쿠션조절밸브 장착된 타입
– 큐션링이 배기 통로 차단
– 실린더 내부의 압축 공기는 실린더 커버에 설치된 관지름이 작은 통로로 이동
– 실린더 내부에 압력이 형성됨
– 피스톤 로드의 감속 발생으로 왕복운동 시 충격에 완충작용
2. 양로드형 실린더
출처 : 대화유공압
– 로드 캡이 양쪽에 있어 로드가 양쪽으로 움직일 수 있음
– 전진과 후진 시 작용하는 힘이 같음
3. 로드레스형 실린더
출처 : https://www.motioncontrol.co.kr/default/news/?nwsid=n3&uid=5519
– 로드가 없는 타입
– 전진와 후진 시 실린더 커버 위쪽에 설치되어 있는 셔틀로 동력이 전달됨
4. 템덤 실린더
출처 : SMC
– 복동 실린더 2개를 이어 붙여 놓은 타입
– 4개의 에어포트를 가지고 있음
– 행정길이는 1개의 복동 실린더와 같으나 힘이 2배
– 행정길이는 한정되어 있으나 큰 힘이 요구되는 환경에서 사용
감사합니다.
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공압 실린더의 내부구조와 작동원리
(smc homepage 사진 참고)
실린더
직선 운동이나 회전운동으로 기계에 힘을 전달한다.
실린더의 종류
공기의 공급방법에 따라 단동과 복동으로 나뉜다.
단동실린더 / 복동실린더
단동실린더
압축공기가 한쪽방향으로만 공급되는 방법으로
스프링으로 복귀함
한방향으로만 작업되는 작업에만 사용
포트가 한개
장점
– 밸브,배관 비용이 저렴
– 공기 소비량이 적음
단점
-최대 행정 길이에 제한이 있음
복동실린더
압축공기로 전진 후진 시키는 방법으로
공기 유입 포트가 2개
장점
– 행정 길이 제한 작음
– 양 방향으로 힘을 낼 수 있다.
실린더의 구조
1. 피스톤
2. 피스톤 로드
3. 튜브
4. 헤드커버
5.로드커버
6. 타이로드
1. 피스톤
피스톤은 비어 있는 원통형 용기(실린더) 안에서 원기둥이 내부 기체의 압력에 의해 왕복직선운동을 하는 기계장치이다.
2. 피스톤 로드
피스톤의 왕복운동을 크랭크 핀에 전달하여 회전 운동으로 바꾸도록 하는 매개체.
3. 튜브
피스톤 운동의 방향성을 정해줌
4. 헤드커버,로드커버
뚜껑을 닿아주는 역할
타이로드
연결봉이며 비틀림을 막주는 역할
아래 유튜브 동영상을 참고하세요
https://youtu.be/U6pu4gClKJM?list=PLIfiM9AV1pDl1ilnj_ikvhofgJyVA8ZAv
공압 실린더의 종류-1/2
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공압 실린더의 종류
공압 실린더는 작동 형식에 따라 크게 단동식 실린더와 복동식 실린더로 나누어지며, 그밖에 피스톤과 로드의 형식, 완충 장치 및 급유의 유무, 설치 방법 등에 따라 여러 종류가 있습니다.
피스톤 형식에 따른 분류
공압 실린더는 피스톤 형식에 따라 피스톤형, 램형, 비피 스톤형 등으로 분류되며 피스톤형은 일반적인 공압 복동 실린더와 같이 피스톤과 피스톤 로드를 갖춘 구조입니다 램형은 피스톤 직경과 로드 직경의 차가 없는 가동부를 갖는 구조로서 복귀는 자주이나 외력에 의해 이루어지며 공압용으로는 별로 사용되지 않습니다. 비피 스톤형은 가동부에 다이어프램이나 벨로즈를 사용한 형식으로 이 실린더는 미끄럼 저항이 적고 최저 작동 압력이 약 0.1 kgf/㎠ 정도로 낮은 압력에서 고감도가 요구되는 곳에 사용됩니다.
작동 형식에 따른 분류
작동 형식에 따라서는 단동 실린더, 복동 실린더, 차동 실린더로 분류되며, 단동 실린더는 한 방향 운동에만 공압이 사용되고 반대 방향의 운동은 스프링이나 자중, 또는 외력으로 복귀됩니다.
스프링이 내장된 단동 실린더의 구조는 통상 150mm 미만의 스트로크로 클램핑, 프레싱, 이젝팅, 이송 등의 용도로 사용됩니다. 복동 실린더는 압축 공기를 양측에 번갈아 가며 공급하며 피스톤을 전후 진시 키는 것으로 가장 많이 사용됩니다. 복동 실린더의 원리와 같은 차동 실린더는 실린더 단면적과 로드 측의 단면적 비가 2:1로 일정하며, 전진과 후진 시의 실린더 면적 차를 출력으로 이동하는 실린더입니다.
이밖에 로드의 형식에 따라 편로드형과 양 로드형으로 분류되며 양 로드형 실린더는 피스톤 로드를 잡아주는 베어링이 양쪽에 있어 왕복 운동이 원활하며 로드에 걸리는 횡하중도 어느 정도 견딜 수 있습니다. 또한 운동 부분에 리미트 스위치 등 검출용 기구를 설치할 수 없는 곳에는 작업을 하지 않는 반대 측에 설치할 수 있고, 실린더가 전진 시와 후진 시 낼 수 있는 힘이 같다는 이점도 있습니다.
또한 공압 실린더에는 피스톤 로드가 없는 형식도 있습니다. 로드가 없는 실린더라 해서 로드리스 실린더라 불리는 이 실린더는 일반 공압 실린더의 피스톤 로드에 의한 출력 방식과는 달리 피스톤의 출력을 요크나 마그넷, 체인 등을 통하여 스트로크 범위 내에서 일을 하는 것입니다. 따라서 로드 리스 실린더를 사용하면 설치 면적이 극소화되는 장점이 있으며 전진 시와 후진 시의 피스톤 단면적이 같아 중간 정지 특성이 양호한 이점도 있습니다.
로드 리스 실린더는 최근 그 사용이 확대되고 있으므로 종류와 특성에 대해 알아보겠습니다.
1) 슬릿 튜브식
일명 밴드식이라고도 하는 이 형식은 그 구조를 위 그림에 나타낸 바와 같이 실린더 튜브에 슬릿이 잇고, 피스톤은 요크를 통하여 튜브 외부의 테이블에 직결되어 있습니다. 이 형식의 실린더는 실 밴드가 슬릿부에 화스너와 같이 끼어 들어간 방식과 마그넷으로 실 밴드를 실린더 튜브에 끌어들이는 방식 등에 의해 슬릿부의 누설을 방지합니다. 특징은 피스톤과 요크, 테이블이 견고히 고정되어 있기 때문에 내하 중성이 뛰어난 반면 구조상 누설을 완전히 방지할 수 없습니다.
2) 마그넷식
이 형식은 피스톤과 이동자에 각각 링 형식의 마그넷을 수개 조 조립하여 마그넷의 흡인력으로 이동자(테이블)를 이동시키는 구조로서 피스톤은 공압으로 작동하며 마그넷의 힘에 의해 이동자와 함께 실린더 튜브 외주를 섭동하면서 이동하는 동작을 합니다. 마그넷식의 특징은 피스톤과 이동자의 기계적인 연결이 없기 때문에 공기의 누설이 전혀 없으나 기계적 결함이 아니고 마그넷의 힘에 의한 결함이기 대문에 외부 스토퍼 등에 의한 부하 정지 시에는 피스톤과 이동자의 이탈 현상이 발생할 우려가 있습니다.
3) 체인식
체인식은 양로드형 실린더의 피스톤 로드를 양단에 고정하고 체인고 스프로킷을 통하여 실린더 본체의 스트로크로 테이블을 두 배의 스트로크로 작동시키는 방식으로 실린더에 대한 공기의 공급은 중공 피스톤 로드를 사용합니다. 이 방식에서 테이블의 움직임은 구동용 양 로드 실린더의 배속이고 출력은 반이 됩니다.
이 밖에 로드리스 실린더에는 피스톤 로드 대신 굴곡이 가능한 와이어 벨트를 사용하여 피스톤의 한쪽에서 반대쪽으로 앤드 커버를 통해서 와이어 벨트를 루프형으로 접속한 와이어 벨트 방식도 있습니다.
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