유압실린더란?
유압실린더는 에너지를 기계적 운동으로 변환하는 액추에이터의 일종으로, 직선 운동을 하는 기계입니다. 내부 오일의 양을 조절하여 압력을 변화시켜 피스톤의 운동을 제어합니다. 유압실린더는 단동형과 복동형이 있으며, 밸브의 수와 위치, 내부 형상에 따라 종류가 달라집니다. 유압실린더는 저소음으로 큰 출력을 낼 수 있어 자동차의 브레이크, 엘리베이터, 건설기계 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.
유압실린더의 사용 용도
유압실린더는 작은 힘도 큰 힘으로 변형시킬 수 있기 때문에 많은 제품에 사용되고 있습니다. 가장 대표적으로 사용되는 제품은 자동차의 브레이크 시스템으로, 발로 누르는 작은 힘으로 자동차를 멈추게 하는 큰 힘을 만들어 낼 수 있습니다. 또한, 엘리베이터나 건설장비 등 큰 힘이 필요한 곳에 많이 탑재되어 사용의 폭이 넓다는 것을 알 수 있습니다. 선택 시에는 사용하는 압력, 크기, 스트로크 폭, 주기 등을 고려하여 선택해야 합니다.
유압 실린더의 원리
유압실린더에는 피스톤이 들어 있으며, 밸브를 통해 실린더 내에 오일을 주입하거나 실린더에서 오일을 흡입하여 피스톤을 움직이게 합니다. 밸브의 위치, 개수, 종류에 따라 유압 실린더의 작동 원리가 달라집니다.
단동형 유압실린더에는 밸브가 1개, 복동형 유압실린더에는 밸브가 2개가 달려 있으며, 작동유의 양을 변화시켜 실린더 내 압력을 변화시켜 피스톤의 움직임을 제어합니다. 아래쪽 밸브의 오일을 줄여 압력을 낮추거나, 반대쪽 밸브의 오일을 늘려 압력을 높여 피스톤을 밀어냅니다. 또한, 피스톤을 당길 때는 작동유 증감을 반대로 합니다. 단동형 유압실린더는 자중이나 스프링에 의해 피스톤을 되돌립니다.
유압 실린더의 종류
위에서 설명한 바와 같이 유압실린더에는 단동형과 복동형이 있습니다. 단동형에는 램형, 피스톤형, 양봉형, 단동 텔레스코픽형으로 나뉜다. 복동형에는 피스톤형, 양봉형, 더블 실린더형, 텔레스코픽형으로 나뉩니다.
유압 실린더를 선택할 때 먼저 필요한 추력, 공급 가능한 압력을 명확히 하여 적절한 수압 면적을 결정합니다. 실린더의 수압 면적을 늘리거나 공급 압력을 높이면 출력을 높일 수 있습니다. 또한, 유압실린더의 설정압력의 최대치인 ‘공칭압력’의 값에 따라 사용하는 것이 달라집니다. 대표적으로 7MPa용, 14MPa용 등이 있습니다. 실린더의 재질로 일반적으로 사용되는 것은 철제이지만, 스트로크 감지용 마그네틱 스위치를 장착하는 경우에는 스테인리스 스틸 실린더를 사용합니다.
유압 실린더의 사용법
유압 실린더에 사용되는 유압유는 석유계, 합성계, 수성형이 있습니다. 기본적으로 어느 유압유를 사용해도 무방하지만, 선정 시에는 각 유압 실린더의 사양을 확인하는 것이 바람직합니다. 또한, 유압유에 이물질이 혼입되면 정상적인 작동을 방해하는 요인이 되므로 오일은 필터를 통과하는 것이 좋습니다.
유압 실린더의 속도를 조절하고 싶다면 유압 회로에 유량 조절 밸브를 설치하여 실린더 내 오일의 유량을 제어합니다. 일반적으로 실린더에 들어가는 오일의 양을 조절합니다.
또한 유압 실린더를 작동시킬 때 실린더 내부의 공기를 빼내야 합니다. 공기가 실린더 내부에 혼입된 상태에서 가압하면 단열 압축에 의해 공기가 고온이 되어 씰이 소손될 수 있습니다.