초장 스트로크 유압 실린더 배럴이 스크레이핑 및 롤링 보링 공정을 채택하는 이유는 무엇입니까? 소음과 진동을 피할 수 있는 첫 번째 권장 페놀 천 가이드 링은 무엇입니까?

2025,09,17

매우 긴 스트로크(>8미터)의 텔레스코픽 유압 실린더를 생산 및 제조할 때 실린더 흔들림과 소음이 발생하는 것이 일반적입니다. 광범위한 데이터 분석을 통해 다른 요인을 배제한 결과 다음과 같은 대표적인 문제점이 확인되었습니다.

1. POM 가이드 링을 사용한 스크래핑 및 롤링 보링 기술로 가공된 실린더 튜브의 흔들림 및 소음 발생 확률은 높지만 페놀 천 가이드 링으로 교체하면 흔들림 및 소음 발생이 대부분 제거됩니다.

2. 내부 홀 호닝 및 스크래핑 롤링 보링 기술로 가공된 실린더 배럴에 POM 서포트 링을 사용할 때 흔들림 및 소음 발생 가능성이 매우 낮습니다.

유압 실린더 제조 기술, 재료 마찰학 및 실제 적용의 긴밀한 통합은 기본적으로 실린더 내벽의 표면 미세 구조와 다양한 가이드 링 재료 마찰 쌍과의 호환성으로 인해 발생합니다.

그 이유를 함께 분석하고 살펴보겠습니다.

一、 핵심적인 이유는 내부 호닝, 스크래핑, 롤링 보링으로 가공된 실린더 배럴의 미세 표면 형태가 내벽의 미세 표면 형태와 완전히 다르기 때문입니다.

1. 스크래핑 및 압연 보링 공정 · 표면 특성: 스크래핑 및 압연은 일회성 복합 공정(보링, 압연)입니다. 롤링 도구는 엄청난 압력을 사용하여 금속 표면의 돌출 부분을 평평하고 압축하여 소성 흐름을 생성하고 함몰된 부분을 채워 매우 부드럽고 거울 같은 표면을 형성합니다.

·장점: 매우 낮은 표면 거칠기(보통 Ra0.2-0.4 μm 이하), 우수한 밀봉 성능 및 내마모성.

·단점: 표면 오일 저장 능력이 좋지 않습니다. 표면이 너무 매끄럽고 윤활유를 저장할 수 있는 미세한 구덩이(오일 밸리)가 부족하기 때문입니다. 마찰 쌍은 상대 운동 중에 안정적이고 연속적인 윤활유 막을 형성하기가 어렵습니다.

2. 내부 호닝 공정 · 표면 특성: 호닝 헤드에 내장된 오일 스톤의 저속 회전 및 왕복 운동으로 호닝이 이루어지며, 이는 내벽을 교차 절단합니다.

·이점: 전형적인 "크로스 메쉬" 구조를 형성합니다. 이러한 메쉬 패턴은 수많은 작고 균일한 깊은 홈으로 구성되어 이상적인 오일 저장 탱크를 형성합니다.

·단점: 표면 거칠기가 상대적으로 높습니다(그러나 제어 가능하며 일반적으로 Ra0.4-0.8μm는 유압 실린더에 적합합니다). 정밀 호닝은 0.2μm 이내 도달 가능

2, 가이드 링의 재료 특성: POM 대 페놀 샌드위치 직물.

1. POM(폴리옥시메틸렌) 가이드 링

장점: 1) 매우 높은 기계적 강도와 강성: POM은 엔지니어링 플라스틱 중 가장 높은 강도와 강성을 지닌 재료 중 하나로, 큰 반경 방향 하중과 압축 저항을 견딜 수 있고, 피스톤 로드 또는 피스톤과 실린더 사이의 직접적인 접촉을 방지하며 탁월한 지지력을 제공합니다. 2). 낮은 마찰 및 자체 윤활 특성: POM은 표면이 매우 매끄럽고 자연스러운 윤활성을 가지며 금속 표면과의 마찰 계수가 낮습니다. 이는 시동 저항을 줄이고 유압 실린더의 전반적인 효율성을 향상시키며 마모 및 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. 3). 우수한 내마모성: POM은 깨끗한 오일과 양호한 작업 조건에서 우수한 내마모성과 긴 사용 수명을 갖습니다. 4). 우수한 치수 안정성: POM은 수분 흡수율이 낮고 오일 내에서 쉽게 팽창하지 않아 우수한 치수 안정성을 유지하고 안정적인 밀봉 간격을 보장합니다. 5). 좋은 경제성: POM 소재는 페놀 샌드위치 지지 링에 비해 비용이 저렴하고 가공(보통 사출 성형)이 간단하므로 일반적으로 제품 가격이 더 유리합니다. 6). 내유성 및 내화학성: 유압유, 윤활유 및 대부분의 용제에 대한 저항성이 우수합니다.

단점: 1) 열악한 고온 저항: 이것이 POM의 가장 큰 약점입니다. 연속 작동 온도는 일반적으로 90 ° C (194 ° F)를 초과하지 않으며 단기 피크 값도 100 ° C 미만이 바람직합니다. 고온에서는 연화되고 강도와 강성이 급격히 감소하여 변형 및 파손으로 이어집니다. 2). 강산 및 강알칼리에 대한 내성이 없습니다. 특정 특수 화학 매체에서는 부식될 수 있습니다. 3). 간격 민감도: 날카로운 모서리 간격이 있는 설계의 경우 충격 하중 하에서 응력 균열이 발생할 수 있습니다. 4). 공회전 성능은 평균입니다. 자체 윤활 특성이 우수하지만 윤활 조건에 크게 의존합니다. 지속적인 윤활유 막이 없으면 마찰 계수가 크게 증가하고 "스틱 슬립" 현상이 발생하기 쉬워 흔들림과 비정상적인 소음이 발생합니다. 재료 질감은 비교적 균일합니다.

2. 페놀 샌드위치 천 가이드 링

장점: 1) 매우 우수한 고온 저항: 이는 페놀 샌드위치 지지 링의 가장 두드러진 장점입니다. 120°C 이상, 심지어 150°C~200°C의 고온 환경에서도 큰 성능 저하 없이 오랫동안 안정적으로 작동할 수 있습니다. 고온 작업 조건에 매우 적합한 유압 실린더입니다. 2). 탁월한 압축 저항성 및 내하중 성능: 적층 섬유 직물 구조는 매우 높은 기계적 강도와 충격 하중 저항성을 부여하여 파열이나 영구 변형 없이 극도의 순간 충격 압력을 견딜 수 있습니다. 3). 탁월한 공회전 및 경계 윤활 성능: 윤활유 막 손상 또는 극심한 오일 부족과 같은 가혹한 조건에서도 섬유 구조가 어느 정도 윤활 및 오일 저장 기능을 제공하여 상대적으로 안정적인 마찰 성능을 제공하고 심각한 스틱 슬립 현상을 방지할 수 있습니다. 섬유 자체의 파손 및 마모도 어느 정도 고체 윤활에 역할을 할 수 있습니다. 매우 높은 신뢰성으로 잠금 및 심각한 마모를 방지합니다. 4). 우수한 매립성: 재질이 상대적으로 부드러워서 일치하는 금속 표면을 긁는 대신 작고 단단한 오염 물질이 재질에 매립될 수 있으므로 값비싼 피스톤 로드와 실린더 배럴을 보호합니다. 5). 유연한 크기 사양: 일반적으로 막대 또는 파이프 재료를 회전하여 만들어지며 특히 큰 크기, 작은 배치 또는 비표준 크기의 사용자 정의에 적합합니다.

단점: 1) 높은 비용: 원재료 및 가공(적층+선삭) 비용이 사출 성형으로 형성된 POM 링보다 높습니다. 2. 수분 흡수 및 팽창: 페놀 샌드위치 직물 소재는 어느 정도의 수분 흡수성을 갖고 있으며, 수분 흡수 후 약간의 크기 변화가 발생할 수 있으므로 보관 및 설치 시 주의가 필요합니다. 그러나 장기간 오일에 담그면 안정화되는 경향이 있습니다. 3. 상대적으로 높은 마찰 계수: 정상적인 작동 조건에서 마찰 계수는 일반적으로 POM보다 높기 때문에 유압 실린더의 시작 저항이 약간 더 커질 수 있습니다. 4. 높은 청결도 요구 사항: 마모 과정에서 작은 섬유 잔해가 생성될 수 있으며 오일 청결도에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 시스템을 신중하게 고려해야 합니다(그러나 이 문제는 고품질 페놀 샌드위치 재료에서는 더 이상 중요하지 않습니다).

종합 분석: 프로세스와 재료가 일치해야 하는 이유는 무엇입니까? 이제 전기 유압 실린더의 표면을 지지 링 재질과 결합하여 다음을 살펴보겠습니다.

시나리오 1: 긁힘 및 롤링 보링(경면)+POM 지지 링=소음 및 흔들림에 취약함

스크래핑 및 롤링 보링으로 생산된 미러 실린더는 오일 저장 능력이 매우 낮습니다.

크레인의 긴 유압 실린더(8m 이상)가 확장 및 후퇴할 때 스트로크가 길고 속도가 고르지 않을 수 있으며 윤활유 필름이 쉽게 손상되거나 형성되지 않습니다.

POM 소재는 희박 오일 상태에서 매끄러운 금속 표면과 직접 접촉하여 마찰 계수가 급격히 증가하고 "스틱 슬립" 현상이 발생하기 매우 쉽습니다.

끈끈함 ": 정지 마찰력이 높고 피스톤 로드가 즉시 시작하려면 큰 힘이 필요합니다.

슬라이딩: 활성화되면 동적 마찰력이 갑자기 감소하고 피스톤 로드가 갑자기 미끄러집니다.

이런 '원카드, 원카드'의 움직임 패턴으로 인해 눈에 띄는 흔들림과 비정상적인 소음이 발생합니다.

긴 실린더의 무게와 편향 변형은 이러한 고르지 못한 움직임을 악화시킵니다.

시나리오 2: 스크래핑 및 롤링 보링(경면)+천 클램핑 지지 링=부드러운 작동

동일한 열악한 오일 조건에서 클램핑 지지 링의 섬유 구조는 열악한 윤활에 더 잘 대처할 수 있습니다.

그 소재는 더 부드럽고 더 나은 인성을 갖고 있어 "스틱 슬립" 추세로 인해 발생하는 작은 진동을 흡수하고 완화하여 심각한 흔들림으로 발전하는 것을 방지할 수 있습니다.

따라서 스크래핑 및 롤링 공정의 매끄러운 표면에서도 클램핑 지지 링이 원활한 작동을 보장합니다.

시나리오 3: 내부 호닝(메시 표면)+POM 지지 링=부드러운 작동

내부 호닝에 의해 생성된 크로스 메쉬 패턴은 마찰 쌍에 윤활유를 지속적으로 제공할 수 있는 천연 마이크로 오일 저장소입니다.

POM의 탁월한 자기 윤활 특성은 우수한 윤활에 크게 좌우됩니다. 충분한 유막이 있으면 POM과 금속 표면 사이의 마찰 계수가 매우 낮고 안정적인 수준으로 유지될 수 있습니다.

안정된 유막으로 인해 "스틱 슬립 현상"이 발생하지 않아 부드럽고 조용하며 진동이 없는 작동이 가능합니다.

이러한 이상적인 윤활 조건에서는 POM 내마모성과 낮은 마찰의 장점이 최대한 활용되며 일반적으로 클램핑 지지 링의 성능보다 성능이 우수합니다.

요약하자면, 근본적인 이유는 윤활 조건 보장에 있습니다.

스크래핑 및 롤링 보링 공정: "오일 부족" 마찰 환경에 속해 자체적으로 좋은 윤활 조건을 제공할 수 없습니다. 따라서 윤활에 영향을 받지 않고 흔들림 방지 특성이 우수한 클램핑 지지 링을 사용하여 보상해야 합니다.

내부 호닝 공정: 크로스 메쉬 구조는 양호한 윤활 조건을 적극적으로 생성하고 유지할 수 있습니다. 따라서 윤활이 필요하지만 마찰 성능이 더 좋은 POM 지지 링과 완벽하게 일치할 수 있습니다. 매우 긴 스트로크(8미터 이상)를 갖춘 유압 실린더의 경우 실린더 배럴의 평탄도 및 자중 변형이 더 큰 영향을 미치며 마찰 쌍에 대한 안정성 요구 사항도 더 높습니다. 따라서 이 공정과 재료의 일치하는 선택이 중요합니다.

물론 실제 작업 조건은 복잡하고 복잡하여 가이딩 링을 합리적으로 선택하려면 작업 조건 및 가공 기술과 같은 요소를 기반으로 한 구체적인 분석이 필요합니다. 이 글은 참고용입니다.

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작가:

Mr. guoyue

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