실린더 쿠션

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실린더 쿠션

 1.    쿠션 경계치 : v > 0.1m/s

 2.    1/2mv2 < PD ×AD ×SD          PD = FBr /AD

 3.    브레이크 :FBr

 4.    실린더 최고 허용 압은 댐핑 (PD) 초과하면 된다.

 5.    수평 설치 FBr =P1 A1 + m×a – (R + P2 × AD)

수직 설치 FBr =P1 A1 + m×a + G – (R + P2 × AD)

 6.    댐핑핀이 댐핑 부시에 닿으면 오일은 쓰로틀v/v 통하여 흘러야 된다. 이때 생성되는 압이 피스톤에 브레이크 작용(쿠션) 한다. 쓰로틀면적(Atr) 일정한 경우 피스톤 속도 v 클수록 피스톤은 감속이 된다. 쓰로틀v/v 가진 표준 실린더는 대부분의 적용에 적합하다.

최고 속도(vmax) 운동중인 부하를 선형적(linear)으로 정지시키기 위하여 브레이크 거리가 이용된다. 이때 나타나는 감속(a) 일정하다.

이상적인 댐핑 방법은 쓰로틀 단면적 조정 또는 감압v/v 이용.

쓰로틀 조정 : 빠른 속도의 실린더 또는 특수 브레이크 실린더에 이용.

쿠션 계산 : 용광로 투입구 개폐 작동 고속 유압 실린더 (하부측에서 댐핑필요)

G = 5000kgf (피스톤+로드+연결봉+상부로+하부로+10%부가)

댐핑 시작 피스톤 v=3m/s         상부압 P1=30bar        피스톤 면적 A1

로드축 배압 P2=4bar        작동유 비중량 g =910kgf/m3      피스톤 지름 d1=160mm

브레이크 거리 sD=0.25m    로드 지름 d2=70mm       가이드에서 마찰력 R=250kgf

댐핑된 지름 d’=90mm      유량계수 z=0.8

1)            v=3m/s    sD=0.25m       v2=2as     a=v2/2s = 32 /2 ×0.25 =18m/s2

A1=p/4 d12 =201cm2        AD=p/4(d12 – d’2) = 137cm2

2)            FBr = P1 A1 +m ×a + G – (R + P2 AD ) = 19406kgf

3)            PD= FBr / AD =19406kgf/137cm2=141bar

4)            s=1/2at2      t : 브레이크 시간     t  = 2s/a  =  0.5/18 = 0.17s

5)            Q= AD × PD = Atr vtr   Q=A ×z (2DP/r)1/2    Atr = AD ×vD / vtr = AD vD  / z (2 PD /r)1/2     z : 유량계수(0.8)

u=3m/s  à  0m/s   t=0.17s

t =0.12s 경우 u = a ×t=18m/s2 ×0.12s = 2.16m/s   댐핑속도 vD= 3 – 2.16 =0.84m/s    AD=137cm2 PD =141bar

Atr = 137cm2 84cm/s   /   0.8 (2×141bar/910kg/m3)1/2 = 0.825cm2  (=11508cm3/s   /   13948.53cm/s)  

t =0.12s 경우 s = 1/2at2 =1/2 ×18 ×0.122 =12.96cm (댐핑길이)

 

브레이크시간t(s)

피스톤속도v(cm/s)

브레이크거리s(cm)

쓰로틀 면적ADr(cm2)

0.00

300

0.00

2.94

0.04

228

1.44

2.23

0.08

156

5.75

1.53

0.12

85

12.96

0.83

0.14

50

17.64

0.49

0.16

11

23.04

0.11

0.17

0.00

25.0

0.00

 



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