선형 모션 기계 설계자들은 유압 실린더보다 더 깨끗하고 제어하기 쉬우며 유지 관리가 덜 필요하기 때문에 전기 기계식 액추에이터를 점점 더 많이 지정하고 있습니다. 그러나 종종 간과되는 것은 전기 기계 솔루션을 사용함으로써 얻을 수 있는 많은 본질적인 안전상의 이점입니다. 이는 유압유의 필요성을 제거하고 완전 전기식 부하 처리 솔루션을 구현함으로써 파생되었습니다.

유압 실린더 기반 모션 제어의 안전 위험

설계 엔지니어는 고강도, 고주기 작동을 위해 유압 실린더를 지정하지만 이를 달성하려면 호스, 커넥터, 필터, 스위치, 밸브 및 펌프로 구성된 복잡한 외부 시스템이 필요합니다. 작은 유압 시스템(2,000~5,000psi)에도 최소한 8개의 별도의 움직이는 부품이 있을 수 있지만 일부는 최대 10,000psi까지 가압되고 180°F까지 가열될 수 있습니다.

이러한 요인들은 유압유의 고유한 특성과 결합되어 다음과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다.

• 신체적 외상. 고온, 고압 시스템은 일상적인 작동에서도 잠재적인 위험을 안고 있지만, 이러한 마모와 구성 요소가 고장나면 위험이 증가합니다. 유압 라인에 가까이 있으면 유압 라인에 화상, 타박상, 상처 또는 찰과상이 발생할 수 있습니다.
• 노출 위험.미국 독성 물질 및 질병 등록청(US Agency for Toxic Substances and Disease Registry)은 일부 유형의 유압유가 피부나 눈을 자극할 수 있으며 특정 유형을 섭취하면 폐렴, 장 출혈 또는 사망을 유발할 수 있다고 보고합니다.
• 높은 수준의 유압유를 사용하여 공기를 흡입할 때의 영향은 알려져 있지 않지만 일부 국가에서는 유압유 노출 제한을 설정했습니다. 국립 직업 안전 보건 연구소(NIOSH)는 노출 한도를 350mg/m3으로 권장합니다.³하루 10시간 근무, 주 40시간 근무를 위한 석유 증류물.
• 오염.유압유는 인간에게 잠재적으로 독성이 있을 뿐만 아니라 환경에도 해로울 수 있습니다. 예를 들어, 미국 환경 보호국(EPA)은 특수 취급이 필요한 오일 목록에 유압유를 포함시켰습니다.
• 미끄러지거나 넘어질 위험이 있습니다.작업자가 누출된 액체 웅덩이에서 미끄러지거나, 손이나 신발에 기름을 묻힌 채 기계 위로 올라가다 넘어져 부상을 입은 사례가 많이 보고되고 있습니다.
• 대청소. 실내 유출은 현지 규정의 적용을 받거나 흡수성 물질 또는 기타 청소 서비스에 대한 추가 투자가 필요할 수도 있습니다.
• 연소성.석유 기반 유압유는 제트 연료, 등유 또는 디젤 연료와 같은 석유 중간 증류 연료보다 가연성이 낮습니다. 그러나 고압 누출로 인해 유체가 에어로졸 상태로 전환될 때 발생할 수 있는 것처럼 이러한 물질을 뿌리면 화재 위험이 있을 수 있습니다.

유압유는 시간이 지남에 따라 성능이 저하되고 효율성이 떨어지기 때문에 정기적으로 교체해야 하며, 이로 인해 새 오일 및 필터 재고를 유지하는 데 추가 비용이 발생합니다. 일반적으로 유체 교체 시기를 결정하기 위해 필터 및 오일 무결성 검사를 조정하려면 추가 유지 관리 부서 리소스가 필요합니다. 이러한 노력이 느슨하면 유압유 사용 위험이 높아집니다.

안전한 선택

위에서 설명한 것과 같은 단점에도 불구하고 유압 설계는 중부하 작업, 고주기 작동을 위한 최선의 대안이기 때문에 구현되었습니다. 유압 응용 분야는 전통적으로 더 적은 초기 투자로 더 큰 힘과 부하를 처리하는 것으로 알려져 있습니다. 전기 기계식 액추에이터는 유압 유체나 복잡한 배관 없이 더 무거운 하중, 액추에이터 동기화 및 간단한 구현을 처리할 수 있는 기능이 향상됨에 따라 유압 시스템과 비슷하거나 더 나은 성능을 제공합니다.

전동 액추에이터와 유압 실린더의 작동을 비교해 보겠습니다. 전기 기계식 액추에이터는 액추에이터 하우징 자체에 모든 작동 기능을 내장하고 있으며, 전자 제어 장치(ECU)를 단 몇 개의 와이어로 연결합니다. 이 기능을 활성화하는 것은 위치를 보고하고 성능을 향상시키는 진단 피드백을 제공하며 여러 액추에이터 동기화와 같은 복잡한 기능을 처리하도록 프로그래밍할 수 있는 내장형 마이크로프로세서입니다. 유체 사용과 직접 관련된 위험을 제거하는 것 외에도 전기 기계식 액추에이터는 다음과 같은 플랜트 안전 이점을 제공합니다.

• 전기 기계식 액추에이터는 운전자가 속도를 높이거나 낮추거나 일관된 동작 프로필을 따르거나 위치를 유지할 수 있도록 함으로써 부하에 대한 최대 제어 기능을 제공합니다.
• 컴팩트한 하우징은 밀봉이 더 쉬워서 오염 위험이 제거됩니다.
• 움직이는 부품이 적다는 것은 마모가 적고 고장 위험이 낮다는 것을 의미합니다.
• 성능 모니터링의 구현 및 운영은 대부분 외부 시스템이 아닌 소프트웨어를 통해 이루어지기 때문에 훨씬 쉽습니다.
• 전자 액추에이터는 명령을 수용하고 그 대가로 부하나 온도와 같은 안전 관련 데이터를 제공할 수 있습니다.
• 사고 발생 시 쉽게 작업을 중단할 수 있습니다.
• 필요한 경우 전자 시스템을 수동으로 무시할 수 있습니다.
• 작동이 조용하므로 지속적으로 노출되는 사람들의 청력 손상 위험이 제거됩니다.

작업장 안전에 대한 정부 규제 기관과 일반 대중의 관심이 높아지면서 친환경 모션 제어 솔루션을 설계할 때 이는 중요한 고려 사항이 되었습니다. 전기 기계식 액추에이터는 유압 실린더 기반 시스템의 일부 안전 단점을 해결합니다. 여기에 손쉬운 작동 및 유지 관리 기능을 결합하면 향후 액추에이터 요구 사항에 이상적인 옵션을 갖게 됩니다.