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충격흡수의 원리와 구조
움직이는 물체를 정지하기 위해서는 각종 방법과 종류가 있으며 각각 에너지를 흡수하는 특성에 따라 큰 차이를 보이고 있습니다. 특히 IC 및 NC에 따른 자동화가 진행되는 오늘날 모든 기기에 있어서 작동의 정밀화가 요구되고 있으며 종래의 고무 범퍼나 스프링으로는 정밀한 정지가 얻어지지 않을 뿐 아니라 정지 에너지를 하중본체에 그대로 반동시킴으로써 장치를 손상한 우려가 있습니다. 이러한 시대의 요구에 부응하기 위하여 개발된 것이 SHOCK ABSORBER입니다.
에너지 흡수 방법 및 특성
운동에너지를 수용하는데 이용되는 기기는 크게 고무법퍼, 코일형 스프링과 SHOCK ABSORBER가 있습니다. 운동에너지를 수용하는 방법이 다르므로 운동에너지가 어떻게 작용하고 운동에너지를 어떻게 수용하는지 그리고 어떻게 에너지를 전환시키는지를 그래프와 그림을 이용하여 아래에 나타냈습니다.
a. 고무범퍼/코일형 스프링
저항력이 초기에는 작다가 스트로크에 따라 증가합니다. 저장된 에너지는 다시 반동됩니다.
b. SHOCK ABSORBER
움직이고 있는 물체를 조절이 가틍하게 하면서 정지시키는 방법중에서 가장 일반적인 것은 유압식 SHOCK ABSORBER를 이용하는 것입니다. 유압식 SHOCK ABSORBER에는 댐퍼(Dampers), 버퍼(Buffers), 대쉬포트(Dashpots), 대쉬포트(Dashpots), 스누버(Snubbers), 감속기(Decelerators) Isoltors 등이 있습니다.
이런 종류의 모든 제품은 운동에너지를 열에너지로 전환 시킨후 전환된 열에너지를 외부로 발산시키는 메카니즘으로 작동합니다. 유압식 SHOCK ABSORBER에서 피스톤에 힘이 가해지면 SHOCK ABSORBER 내의 유체가 가열되게 됩니다. 이 열에너지는 유체에서 실린더 본체로 전해진 후에 외부로 발산됩니다.
대쉬포트(Dashpots)/실린더 쿠션
저항력이 초기에는 작다가 스트로크에 따라 증가합니다. 저장된 에너지는 다시 반동됩니다.
콘벤셔널(Conventional) SHOCK ABSORBER
저항력이 초기에는 작다가 스트로크에 따라 증가합니다. 저장된 에너지는 다시 반동됩니다.
프로그래시브(Progressive) SHOCK ABSORBER
저항력이 초기에는 작다가 스트로크에 따라 증가합니다. 저장된 에너지는 다시 반동됩니다.
SHOCK ABSORBER의 원리와 구조
피스톤 복귀 (Piston Return) 방법
피스톤의 내부나 외부에 스프링을 장치하면 압축후에 피스톤을 원래 위치로 복귀시킬 수 있습니다. 로보트 팔(Robot arm)이나 포지셔닝 테이블(Positioning Table) 과 같이 피스톤의 복귀 시간이나 운동주기가 정확해야 할 때는 Air/Oil Tank나 어큐무레이터(Accumulater)를 이용하면 됩니다.
Single Orifice Shock Absorbers
단일 오리피스(Single Orifice) SHOCK ABSORBER의 단면도는 우측 그림E와 같습니다. 피스톤이 압축되는 동안(그림 F) 첵크 밸브(Check Valve)내의 볼은 첵크 밸브(Check Valve)를 막게되므로, 밸브는 닫히게 되고 유체(Oil)가 오리피스를 통과하는 과정에서 열이 생성됩니다. 충격력이 제거되면 스프링이 작동하여 피스톤을 복귀시킵니다.
이때 첵크 밸브(Check Valve)내의 볼은 첵크밸브를 열어주게 되므로 유체의 복귀속도는 빨라지게 됩니다. 압축을 받는 과정에서 피스톤 로드(Piston Rod)의 증가된 부피는 어큐무레이터(,Accumulator)에 의해 해결됩니다. 이런 형태의 단일 오리피스(Single Orifice) SHOCK ABSORBER는 위가 같은 힘과 스트록크 곡선을 나타냅니다.
Multiple Orifice Shock Absorbers
외부실린더 내에 Shock Tube나 Inner Tube라고도 불리는 내부 실린더를 장치하고 이 내부 실린더의 장축에 수직으로 여러 개의 오리피스가 있는 제품입니다. 압축과정에서 유체는 내부 실린더에 있는 오리피스를 통과한 후에 유체복귀 경로를 따라 피스톤 헤드(Piston Head) 뒤에 있는 어큐무레이터(Accumulator)에 이르게 됩니다.
피스톤이 복귀되는 과정에서는 스프링이 피스톤 헤드(Piston Head)를 밖으로 밀게 되므로 첵크밸브가 열리면서 유체가 어큐무레이터에서 내부 실린더로 이동하게 됩니다.
이런 구조를 가진 SHOCK ABSORBER는 위의 힘과 스트로크 곡선을 나타냅니다.
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