선형 운동 기계 설계자들은 유압 실린더보다 더 깨끗하고 제어가 용이하며 유지 보수가 적게 드는 전기 기계식 액추에이터를 점점 더 많이 사용하고 있습니다. 하지만 간과하기 쉬운 점은 전기 기계식 솔루션을 사용함으로써 얻을 수 있는 여러 가지 본질적인 안전상의 이점입니다. 이러한 이점은 유압유가 필요 없고 완전 전기식 부하 처리 솔루션을 구현함으로써 얻을 수 있습니다.

유압 실린더 기반 모션 제어의 안전 위험

설계 엔지니어는 고강도 및 고주기 작동을 위해 유압 실린더를 지정하지만, 이를 위해서는 호스, 커넥터, 필터, 스위치, 밸브 및 펌프로 구성된 복잡한 외부 시스템이 필요합니다. 소형 유압 시스템(2,000~5,000psi)조차도 최소 8개의 움직이는 부품으로 구성될 수 있으며, 일부 시스템은 최대 10,000psi의 압력과 180°F(82°C)의 온도로 작동될 수 있습니다.

이러한 요인들이 유압유의 고유한 특성과 결합되면 다음과 같은 문제들이 발생할 수 있습니다.

• 신체적 외상고온·고압 시스템은 일상적인 작동 중에도 잠재적인 위험을 내포하고 있지만, 이러한 시스템의 마모 및 부품 고장이 발생할수록 위험은 더욱 커집니다. 유압 라인에 매우 가까이 접근하면 유압 라인으로 인한 화상, 타박상, 베임 또는 찰과상을 입을 수 있습니다.
• 노출 위험.미국 독성물질질병등록국(ATSDR)에 따르면 일부 유압유는 피부나 눈을 자극할 수 있으며, 특정 종류를 섭취할 경우 사람에게 폐렴, 장출혈 또는 사망을 초래할 수 있습니다.
• 유압유 농도가 높은 공기를 흡입할 경우 인체에 미치는 영향은 아직 정확히 알려지지 않았지만, 일부 국가에서는 유압유 노출 한도를 설정하고 있습니다. 미국 국립산업안전보건연구원(NIOSH)은 유압유 노출 한도를 350mg/m³로 권고하고 있습니다.³석유 증류물 생산을 위한 하루 10시간, 주 40시간 근무 기준입니다.
• 오염.유압유는 인체에 ​​잠재적으로 유독할 뿐만 아니라 환경에도 해로울 수 있습니다. 예를 들어, 미국 환경보호청(EPA)은 유압유를 특별한 취급이 필요한 오일 목록에 포함시키고 있습니다.
• 미끄러져 넘어질 위험이 있습니다.유출된 액체 웅덩이에 미끄러져 부상을 입거나, 손이나 신발에 기름이 묻은 채 기계 위로 올라가다 추락하여 부상을 입은 작업자 사례가 많이 보고되고 있습니다.
• 대청소실내 유출 사고의 경우 지역 규정의 적용을 받거나 흡수성 물질 또는 기타 청소 서비스에 추가 투자가 필요할 수 있습니다.
• 연소성.석유계 유압유는 제트 연료, 등유 또는 경유와 같은 석유계 중간 유분 연료보다 인화성이 낮습니다. 그러나 고압 누출로 인해 유압유가 에어로졸 상태로 변환되어 분사될 경우 화재 위험이 있을 수 있습니다.

유압유는 시간이 지남에 따라 성능이 저하되고 효과가 떨어지기 때문에 정기적으로 교체해야 합니다. 이는 신규 오일과 필터 재고 유지에 추가 비용을 발생시킵니다. 일반적으로 유압유 교체 시기를 결정하기 위해 필터 점검 및 오일 상태 확인을 담당하는 데 추가적인 정비 부서 인력이 필요합니다. 이러한 관리 소홀은 유압유 사용 위험을 증가시킵니다.

안전한 선택

위에서 설명한 단점들에도 불구하고, 유압식 설계는 고하중 및 고주기 작동에 가장 적합한 대안이었기 때문에 도입되어 왔습니다. 유압 시스템은 전통적으로 초기 투자 비용이 적게 들면서 더 큰 힘과 하중을 처리할 수 있는 것으로 알려져 왔습니다. 그러나 전기기계식 액추에이터는 유압유나 복잡한 배관 없이도 더 큰 하중을 처리하고, 액추에이터 동기화를 개선하며, 간단하게 구현할 수 있는 능력이 향상됨에 따라 유압 시스템과 동등하거나 더 나은 성능을 제공하고 있습니다.

전기 액추에이터와 유압 실린더의 작동 방식을 비교해 보겠습니다. 전기 기계식 액추에이터는 모든 작동 기능을 액추에이터 하우징 자체에 내장하고 있으며, 몇 개의 배선만으로 전자 제어 장치(ECU)에 연결됩니다. 이러한 기능은 위치 보고, 성능 향상을 위한 진단 피드백 제공, 여러 액추에이터 동기화와 같은 복잡한 기능 처리를 위해 프로그래밍 가능한 내장 마이크로프로세서 덕분에 가능합니다. 유체 사용과 직접적으로 관련된 위험을 제거하는 것 외에도, 전기 기계식 액추에이터는 다음과 같은 공장 안전상의 이점을 제공합니다.

• 전기기계식 액추에이터는 작업자가 속도를 높이거나 낮추고, 일관된 동작 프로파일을 따르거나, 위치를 유지할 수 있도록 함으로써 부하에 대한 최대 제어력을 제공합니다.
• 소형 하우징은 밀봉이 용이하여 오염 위험을 제거합니다.
• 움직이는 부품이 적을수록 마모가 적고 고장 위험이 낮아집니다.
• 성능 모니터링의 구현 및 운영은 대부분 외부 시스템이 아닌 소프트웨어를 통해 이루어지기 때문에 훨씬 쉽습니다.
• 전자식 액추에이터는 명령을 받아들일 수 있으며, 그에 대한 응답으로 하중이나 온도와 같은 안전 관련 데이터를 제공할 수 있습니다.
• 사고 발생 시 운영을 쉽게 중단할 수 있습니다.
• 전자 시스템은 필요한 경우 수동으로 재정의할 수 있습니다.
• 작동 소음이 없어 지속적으로 노출되는 사람들의 청력 손상 위험이 없습니다.

정부 규제 기관과 일반 대중 사이에서 작업장 안전에 대한 관심이 높아짐에 따라, 친환경 모션 제어 솔루션을 설계할 때 안전은 중요한 고려 사항이 되었습니다. 전기 기계식 액추에이터는 유압 실린더 기반 시스템의 안전상 단점을 일부 해결해 줍니다. 여기에 간편한 작동 및 유지 보수까지 더해지면, 미래의 액추에이터 요구 사항을 충족하는 이상적인 선택이 될 수 있습니다.