선형 운동 기계 설계자들은 유압 실린더보다 더 깨끗하고 제어가 쉬우며 유지 보수가 덜 필요하기 때문에 전기 기계식 액추에이터를 점점 더 많이 사용하고 있습니다. 그러나 전기 기계식 솔루션을 사용함으로써 얻을 수 있는 여러 가지 고유한 안전 이점은 간과되기 쉽습니다. 이러한 이점은 유압 유체의 필요성을 없애고 완전 전기식 부하 처리 솔루션을 구현함으로써 얻을 수 있습니다.

유압 실린더 기반 모션 제어의 안전 위험

설계 엔지니어는 고강도, 고사이클 작동을 위해 유압 실린더를 설계하지만, 이를 위해서는 호스, 커넥터, 필터, 스위치, 밸브, 펌프로 구성된 복잡한 외부 시스템이 필요합니다. 2,000~5,000psi의 소형 유압 시스템조차도 최소 8개의 개별 가동 부품을 가질 수 있지만, 어떤 시스템은 최대 10,000psi까지 가압하고 180°F(81°C)까지 가열할 수 있습니다.

이러한 요인은 유압 오일의 고유한 특성과 결합되어 다음과 같은 문제를 초래할 수 있습니다.

• 신체적 외상고온 고압 시스템은 일상적인 작동에서도 잠재적 위험을 야기하지만, 이러한 마모 및 부품 고장으로 인해 위험은 더욱 커집니다. 유압 라인에 가까이 접근하면 유압 라인으로 인한 화상, 멍, 베임 또는 찰과상을 입을 수 있습니다.
• 노출 위험.미국 독성물질질병등록국은 일부 유형의 유압유가 피부나 눈에 자극을 줄 수 있으며, 특정 유형을 섭취하면 사람에게 폐렴, 장 출혈 또는 사망을 일으킬 수 있다고 보고합니다.
• 고농도 유압유가 함유된 공기를 흡입했을 때의 영향은 알려져 있지 않지만, 일부 국가에서는 유압유 노출 한도를 정해 놓고 있습니다. 미국 국립산업안전보건연구원(NIOSH)은 350mg/m³의 노출 한도를 권장합니다.³석유 증류유의 경우 10시간 근무일과 40시간 근무주로 계산됩니다.
• 오염.유압유는 인체에 ​​잠재적으로 독성이 있을 뿐만 아니라 환경에도 해로울 수 있습니다. 예를 들어, 미국 환경보호청(EPA)은 특수 취급이 필요한 오일 목록에 유압유를 포함시켰습니다.
• 미끄러져 넘어질 위험이 있습니다.누출된 유체 웅덩이에 미끄러져 다치거나 손이나 신발에 기름이 묻은 채로 기계 위로 올라가다 넘어져 다친 근로자 사례가 많이 보고되었습니다.
• 대청소실내 유출 사고의 경우 현지 규정이 적용될 수도 있고, 흡수 물질이나 기타 청소 서비스에 대한 추가 투자가 필요할 수도 있습니다.
• 연소성.석유 기반 유압유는 제트 연료, 등유, 경유와 같은 석유 중질유 연료보다 가연성이 낮습니다. 그러나 고압 누출로 인해 유체가 에어로졸 상태로 변할 수 있으므로, 이러한 유체를 분사할 경우 화재 위험이 발생할 수 있습니다.

유압유는 시간이 지남에 따라 성능이 저하되고 효율이 떨어지기 때문에 정기적으로 교체해야 하며, 이로 인해 새 오일과 필터 재고를 유지하는 데 추가 비용이 발생합니다. 일반적으로 필터와 오일 무결성 점검을 조율하여 오일 교체 시기를 결정하기 위해 추가적인 유지보수 부서 인력이 필요합니다. 이러한 노력을 소홀히 하면 유압유 사용 위험이 커집니다.

안전한 선택

위에서 설명한 단점에도 불구하고, 유압 설계는 고하중, 고사이클 구동에 가장 적합한 대안으로 여겨져 왔습니다. 유압 시스템은 전통적으로 더 큰 힘과 하중을 더 적은 초기 투자 비용으로 처리할 수 있는 것으로 알려져 왔습니다. 전기 기계식 액추에이터는 더 큰 하중을 처리할 수 있는 능력, 액추에이터 동기화, 그리고 유압 유체나 복잡한 배관 없이도 구현이 간편해짐에 따라, 유압 시스템과 동등하거나 더 나은 성능을 제공합니다.

전기 액추에이터와 유압 실린더의 작동을 비교해 보겠습니다. 전기 기계식 액추에이터는 모든 작동 기능을 액추에이터 하우징 자체에 내장하여 몇 개의 전선만으로 전자 제어 장치(ECU)를 연결합니다. 이러한 기능을 가능하게 하는 내장 마이크로프로세서는 위치 보고, 성능 향상을 위한 진단 피드백 제공, 여러 액추에이터 동기화와 같은 복잡한 기능 처리 등을 프로그래밍할 수 있습니다. 전기 기계식 액추에이터는 유체 사용과 직접적으로 관련된 위험을 제거하는 것 외에도 다음과 같은 플랜트 안전 이점을 제공합니다.

• 전기 기계식 액추에이터는 작업자가 속도를 높이거나 낮추고 일관된 동작 프로필을 따르거나 위치를 유지할 수 있도록 하여 하중에 대한 최대 제어력을 제공합니다.
• 소형 하우징은 밀봉하기가 더 쉽기 때문에 오염 위험이 없습니다.
• 움직이는 부품이 적다는 것은 마모와 파손이 적고 고장 위험이 낮다는 것을 의미합니다.
• 성과 모니터링의 구현과 운영은 대부분 외부 시스템이 아닌 소프트웨어로 이루어지기 때문에 훨씬 쉽습니다.
• 전자식 액추에이터는 명령을 수신하고 그 대가로 부하나 온도와 같은 안전 관련 데이터를 제공합니다.
• 사고가 발생하면 작업이 쉽게 중단될 수 있습니다.
• 필요한 경우 전자 시스템을 수동으로 재정의할 수 있습니다.
• 소음이 없어 지속적으로 소음에 노출되는 사람들에게 청각 장애의 위험을 없애줍니다.

정부 규제 기관과 일반 대중 사이에서 작업장 안전에 대한 관심이 높아짐에 따라, 친환경 모션 제어 솔루션 설계 시 중요한 고려 사항이 되었습니다. 전기 기계식 액추에이터는 유압 실린더 기반 시스템의 안전 관련 단점 중 일부를 해결합니다. 이러한 장점과 간편한 작동 및 유지보수를 결합하면 향후 액추에이터 요구 사항을 충족하는 이상적인 옵션을 확보할 수 있습니다.