공압 및 유압 액츄에이터를 전기 실린더로 교체하는 것을 고려해야 하는 7가지 이유

Aug 10, 2023

후원 콘텐츠로 | 2023년 8월 14일

수십 년 동안 공압식 및 유압식 액츄에이터는 산업 자동화 분야에서 널리 사용되는 기술이었지만 장점만큼 단점도 많았습니다. 특히 공압식 액츄에이터의 경우 더욱 그렇습니다. 한편, 전기 실린더는 OEM과 시스템 통합업체가 가능할 때마다 점점 더 많이 선택하는 지점까지 큰 발전을 이루었습니다. 공압 및 유압 기술에 비해 전기 실린더는 훨씬 더 높은 효율성과 위치 결정 성능을 제공할 뿐만 아니라 더 작은 패키지로 유지 관리 및 가동 중지 시간을 줄여줍니다. 그 결과 세 가지 기술 중 총소유비용(TCO)이 가장 낮습니다.

지속적인 기술 발전을 통해 전기 실린더는 공압 액추에이터 및 일정 비율의 유압 액추에이터와 경쟁할 수 있는 힘을 생성할 수 있습니다. 산업용 애플리케이션의 경우 공압 및 유압 실린더는 더 이상 주어진 것으로 간주되어서는 안 됩니다. 다음 프로젝트에서 전기 실린더를 고려해야 하는 7가지 이유를 살펴보겠습니다.

일반적인 용어는 공압 및 유압 액츄에이터를 실린더라고 부르는 것이지만 이는 잘못된 것입니다. 이는 실제로 시스템 수준 솔루션입니다.

공압식 액추에이터: 공압식 액추에이터는 압축 공기를 통해 모션을 생성합니다. 일반적인 공압식 액추에이터는 공기 실린더, 압축기 또는 압축 공기 공급 장치, 호스 및 씰, 밸브, 조절기, 필터 등과 같은 보조 장치로 구성됩니다. 단일 동작 실린더는 단일 방향에는 압축 공기를 사용하고 스프링은 단일 방향으로 사용합니다. 반품. 더블 액션 공압 실린더는 확장 및 수축 모두에 압축 공기를 사용합니다.

유압 액츄에이터: 유압 액츄에이터는 압축 공기를 통해 힘을 전달하는 대신 비압축성 유압 유체를 사용한다는 점을 제외하면 공압 액츄에이터와 유사한 모델을 사용합니다. 액추에이터는 유압 실린더, 펌프, 유체 저장소, 보조 필터 등으로 구성됩니다.

전기 실린더: 전기 실린더는 전기 모터를 사용하여 막대형 액추에이터를 구동합니다(그림 1 참조). 모터 드라이브 및 피드백 장치(일반적으로 엔코더) 외에 작동하려면 케이블만 연결하면 됩니다. 전기 실린더는 공압 및 유압 액추에이터에 비해 여러 가지 장점을 제공합니다.

그림 1: 전기 실린더벡호프 AA3000는 나사봉형 액추에이터를 구동하는 전기 모터로 구성됩니다.

공압 및 유압 액츄에이터의 가장 큰 단점 중 하나는 실린더가 유휴 상태일 때에도 라인의 충전 상태를 유지하기 위해 압축기나 펌프가 지속적으로 작동해야 한다는 것입니다. 공압식 액츄에이터 효율은 10%~25%이지만 시간이 지남에 따라 씰 성능이 저하되고 공급 호스에서 누출이 발생하면서 그 수치는 떨어집니다. 유압 액츄에이터는 약 40% 효율로 약간 더 좋습니다.

대조적으로, 전기 실린더는 실린더를 움직이기 위해 모터가 회전할 때만 전력을 소비합니다. 결과적으로 다른 두 기술보다 훨씬 낮은 에너지 소비로 최대 80%의 효율성을 달성할 수 있습니다. 이는 특히 산업 자산의 수명이 수십 년으로 측정될 것으로 예상되기 때문에 중요한 포인트입니다. 공압식 액추에이터는 전기 실린더보다 총 구입 비용(TCA)이 낮을 수 있지만 전기 실린더는 제품 수명 동안 TCO가 상당히 높습니다.

예전에는 유압 실린더가 가장 큰 힘을 제공하고 공압 실린더, 전기 실린더 순으로 생각되었습니다. 상황이 바뀌었습니다. AA3000과 같은 고급 전기 실린더는 최대 25kN의 최대 힘을 ​​생성할 수 있습니다(사이드바 참조). 이는 모든 공압 액추에이터와 일치합니다. 전기 실린더는 모든 유압 액츄에이터의 대체품으로 포지셔닝되지는 않지만, 특히 다음과 같은 다른 기능을 제공하는 경우 상당한 비율의 경우 실행 가능한 옵션입니다.

전기 실린더는 완전한 서보 기반 모션 제어 기능을 제공합니다. 높은 정확성과 반복성을 제공합니다. 분해능은 피드백과 시스템의 기계적 충실도에 따라 달라집니다. 전기 실린더는 스트로크 전체에 걸쳐 임의의 위치로 하중을 전달할 수 있으며 복잡한 가속 프로필을 지원할 수 있습니다. 백래시는 시스템의 기계적 요소, 특히 기어박스에 따라 달라지지만 공압식 액추에이터보다 일관되게 더 좋습니다.