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실린더의 돌출방지
공기압 실린더의 구동을 시작할 경우나 보수점검을 위해 장시간 정지 후 재기동시 갑자기 실린더의 돌출이 발생하여 장치나 기기의 파손, 인체의 위험을 초래할 경우가 있다. 이것은 실린더 헤드측과 로드측 관로내의 압력이 대기압인 상태에서, 실린더의 한쪽에만 압력이 공급되기 때문에 발생하는 현상이다.
이와 같은 경우, [그림 1]과 같은 구조의 실린더 돌출방지 밸브를 사용하면 이러한 돌출현상을 방지할 수 있다.
돌출방지밸브는 전환밸브측에 접속되는 유량제어부와 실린더측에 접속되는 고정 오리피스를 내장한 급속 급기 제어부로 구성된다.
배기상태의 실린더 내의 압축공기를 공급하는 경우, 전환밸브에서 공급된 압축공기는 밸브부를 닫히게 하고 또한, 피스톤밸브는 실린더 내의 압력이 낮기 때문에 닫혀 있으므로, 피스톤밸브 및 체크밸브의 고정 오리피스로부터 압축공기는 서서히 공급된다. 따라서 실린더는 METER-IN제어가 되어 부드럽게 작동하므로 실린더의 돌출을 방지한다. [그림 1-A]
피스톤이 이동하여 행정끝단에 도달하면 실린더 내의 압력은 상승하고 피스톤밸브의 설정압력 이상이 되면 피스톤 밸브는 열려서 전환밸브에서 공기가 체크밸브를 열고 실린더 내로 급속히 공급된다.[그림 1-B]
실린더의 한쪽에 압력이 공급되어 있는 통상작동시에는 실린더 내의 압력은 설정압력보다 높기 때문에 피스톤밸브는 열리고 체크밸브를 통해 실린더로 공급된다. [그림 1-C]
따라서, 실린더의 속도를 돌출방지밸브에 관계없이, 배기측 관로에 부착된 속도제어밸브에 의해 METER-OUT으로 제어된다. 한편, 실린더 내의 공기가 돌출방지밸브를 통해 전환밸브로 배기되는 경우, 실린더 내의 압력에 의해 체크밸브가 닫히기 때문에 실린더 내의 공기는 밸브를 통해 전환밸브에서 배기된다.
실린더의 속도는 니들에 의해 조정된 틈으로 METER-OUT으로 제어된다.
[그림 2]는 작업행정에서의 실린더의 돌출을 방지하기 위한 회로 예이다.
이 회로예의 초기동작시 작업행정, 통상작동시의 복귀행정에서 압력과 시간의 관계 및 행정의 변화를 [그림 3]에 표시했다.
초기작동시의 작업행정에서는 돌출방지밸브의 고정 오리피스에 의해 A에서 B까지 저속이동하고, B에 도달하면 헤드측 압력 (PH)은 C에서 D에 표시한 속도로 승압된다.
따라서, 속도제어밸브를 사용한 METER-OUT 제어인 경우, C에서 E에 표시한 것과 같이 압력도달이 늦어져서 TIME LOSS가 생긴다.
가압 후의 통상작동시에는 실린더 속도제어는 METER-OUT으로 제어된다. 이 돌출방지밸브를 사용하여 실린더의 돌출방지대책을 세울 경우, 부착, 조절, 구동조건 등이 부적합하면 목적대로 동작하지 않는 경우가 있으므로 주의가 필요하다.
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