공압 시스템의 고비용 공진 고장을 방지하기 위해 고유진동수를 계산하는 방법은?

2챔버 강성 모델, 절대압력, 데드 볼륨, 유효 질량, 감쇠 및 스트로크 검토를 사용해 공압 시스템의 고유진동수를 계산하세요.

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Jack Chen, 공압 엔지니어, 벱토 뉴매틱

작성자 소개

Jack Chen

공압 엔지니어

저는 벱토 뉴매틱의 공압 엔지니어 Jack입니다. 견적 전 공압 제품 요구 사항, 부품 적용, 기술 세부 사항 검토를 돕습니다.

작성자 글Jack@bepto.com

공압 실린더 고유진동수는 정해진 작동 상태를 중심으로 실린더, 이동 부하 및 연결 구조물이 자유 진동하는 주파수입니다. 1차 선별 모델에서는 지정한 피스톤 위치에서 양쪽 챔버의 면적과 체적을 구하고, 챔버 절대압을 사용해 전체 공압 강성을 계산한 다음 질량-스프링 고유진동수 방정식을 적용합니다.

이 결과는 모든 조건에 적용되는 실린더 정격값이 아닙니다. 밸브 상태, 배관 체적, 장착부 유연성, 마찰, 구조 모드, 제어 루프 거동, 부하 변화 및 피스톤 위치에 따라 측정 응답이 달라질 수 있습니다. 계산 가정을 명시하고 조립이 완료된 장비에서 예측값을 검증할 때 가장 유용합니다.

핵심 요점

  • 양쪽 챔버가 모두 닫혀 있으면 복동 실린더는 2개의 공압 스프링처럼 거동합니다.
  • 압력은 반드시 절대압을 사용해야 하며, 각 챔버 체적에는 데드 볼륨을 포함해야 합니다.
  • 계산 예제에서 예측 주파수는 스트로크 중앙의 4.82 Hz에서 한쪽 끝 부근의 6.83 Hz로 변합니다.
  • 감쇠와 가진 주파수에 따라 고유진동수가 손상을 일으키는 공진으로 이어지는지가 결정됩니다.

동적 모델을 적용하기 전에 먼저 수행해야 하는 정적 부하 점검은 실린더 추력 공식 가이드를 참조하십시오. 장비가 특정 위치를 중심으로 진동하는 것이 아니라 엔드 캡에 충돌하는 경우에는 공압 실린더 쿠셔닝 가이드를 이용하십시오.

올바른 공압 모델부터 설정하십시오

Doll, Neumann 및 Sawodny는 각 챔버의 압축공기 질량이 일정하게 유지되도록 양쪽 챔버를 닫은 상태에서, 공압 실린더를 에어 스프링에 연결된 하나의 이동 질량으로 모델링했습니다(Dimensioning of Pneumatic Cylinders for Motion Tasks, 2015). 이러한 경계 조건이 이 글에서 사용하는 선별 계산의 기준입니다.

복동 로드 실린더 구성을 설명하는 ISO 15552 타이로드 공압 실린더

실제 방향제어 밸브는 모델을 바꿉니다. 밸브가 한 챔버를 공급 측에, 다른 챔버를 배기 측에 연결하면 챔버 내 공기 질량은 더 이상 일정하지 않습니다. 서보 밸브와 컨트롤러는 유효 강성과 감쇠를 더할 수 있고, 긴 튜브나 리저버는 체적과 유동 동특성을 추가합니다. 주파수를 제시하기 전에 밸브 상태를 명시하십시오.

가장 단순하면서 유용한 모델에는 다음 요소가 포함됩니다.

  • 챔버 1의 압력, 면적 및 전체 체적
  • 챔버 2의 압력, 면적 및 전체 체적
  • 피스톤, 로드 또는 캐리지, 탑재 하중 및 그 밖의 기계적 이동 질량
  • 마찰, 씰, 가이드, 유로 및 연결 구조물에서 발생하는 감쇠
  • 공압 강성과 실제로 병렬 작용하는 모든 기계 강성
복동 공압 실린더 고유진동수 모델 닫힌 두 압축공기 챔버가 이동 부하에 연결된 피스톤에 작용하며, 감쇠와 구조 유연성을 별도로 표시한 실린더 모델입니다. 챔버 1 압력 P1 면적 A1, 체적 V1 챔버 2 압력 P2 면적 A2, 체적 V2 피스톤 또는 캐리지 이동 질량 탑재 하중과 이동 부품 감쇠 및 구조 가이드, 씰, 마운트, 프레임
정해진 작동 위치 부근에 유지된 복동 실린더의 선별 모델입니다. 아래 공식은 닫힌 두 챔버를 공압 스프링으로 취급하지만, 조립된 장비에는 추가 모드가 존재할 수 있습니다.

주변의 모든 부품을 하나의 강성값에 더해서는 안 됩니다. 예를 들어 실린더와 직렬로 연결된 브래킷이 휘면 결합 강성은 낮아집니다. 병렬 리턴 스프링은 강성을 높입니다. 유연한 프레임은 다자유도 모델이나 유한요소해석이 필요한 별도의 모드를 만들 수 있습니다.

첫 번째로 던져야 할 가장 유용한 질문은 “이 실린더의 고유진동수는 얼마인가?”가 아니라 “어떤 물리적 상태와 어떤 모드를 계산하고 있는가?”입니다. 포트가 차단된 채 스트로크 중앙에 있는 실린더와 미터링 밸브를 통해 움직이는 동일한 실린더는 서로 다른 동적 시스템입니다.

챔버 면적과 체적은 어떻게 계산할까요?

복동 실린더 실험 모델은 2개의 유효 피스톤 면적을 사용하고, 각 챔버 체적을 비활성 단부 체적과 위치에 따라 달라지는 행정 체적의 합으로 정의합니다(Experimental Study of Double-Acting Pneumatic Cylinder, 2020). 이 구조는 양쪽 모두에 전체 피스톤 면적과 전체 스트로크 체적을 적용하는 흔한 오류를 방지합니다.

보어 직경이 DD이고 로드 직경이 dd인 편로드 실린더의 경우:

A1=πD24A_1 = \frac{\pi D^2}{4}
A2=A1πd24A_2 = A_1 - \frac{\pi d^2}{4}

A1A_1은 캡 측 유효 면적이고 A2A_2는 로드 측 환형 면적입니다. 직경을 미터 단위로 입력하면 두 면적 모두 제곱미터 단위가 됩니다. 로드리스 실린더는 내부 구조상 이 가정이 성립하는 경우에만 일반적으로 동일한 유효 면적을 사용합니다.

캡 측에서 측정한 피스톤 위치가 xx일 때 챔버 체적은 다음과 같습니다.

V1=Vd1+A1xV_1 = V_{d1} + A_1 x
V2=Vd2+A2(Lx)V_2 = V_{d2} + A_2(L-x)

LL은 미터 단위의 전체 스트로크입니다. Vd1V_{d1}Vd2V_{d2}는 각 측의 비활성 체적으로, 엔드 캡 공동, 포트, 피팅, 센서 통로 및 포획된 공기의 일부로 남는 연결 튜브 체적을 포함합니다. 모든 체적은 세제곱미터 단위로 입력하십시오.

튜브 체적은 과소평가하기 쉽습니다. 원격 밸브나 긴 호스는 피스톤 면적을 늘리지 않으면서 압축 체적만 늘려 공압 강성을 낮춥니다. 공압 튜브 체적 계산기를 이용하면 이 입력값을 정량화할 수 있지만, 고유진동수 자체를 계산해 주지는 않습니다.

강성 방정식에는 절대압을 사용하십시오. 게이지 압력값에 현지 대기압을 호환되는 단위로 더해 변환합니다. 해수면 부근에서 공칭 6 bar 게이지압 공급은 약 7 bar 절대압이지만, 유지 또는 이동 중의 실제 챔버 압력은 레귤레이터 설정값과 다를 수 있습니다.

공압 강성과 고유진동수는 어떻게 계산할까요?

Czmerk의 복동 실린더 해석은 수동 강성이 스트로크를 따라 변하고, 끝 위치 부근에서는 데드 볼륨이 중요하다는 점을 보여 줍니다(Increasing of Stiffness of Double-Acting Pneumatic Cylinder, 2015). 공압 강성은 정해진 상태를 중심으로 피스톤 변위 단위당 발생하는 증분 복원력입니다. 닫힌 두 챔버를 선형화하면 다음 모델을 얻습니다.

kp=nP1A12V1+nP2A22V2k_p = nP_1\frac{A_1^2}{V_1} + nP_2\frac{A_2^2}{V_2}

kpk_p는 미터당 뉴턴 단위의 공압 강성입니다. P1P_1P2P_2는 파스칼 단위의 챔버 절대압입니다. A1A_1A2A_2는 제곱미터 단위의 유효 면적입니다. V1V_1V2V_2는 세제곱미터 단위의 전체 압축 체적입니다. 무차원 다방 지수 nn은 작은 압력-체적 변화 중의 열전달을 나타냅니다.

이상화된 기체 거동에서 n=1n=1은 등온 과정을, n=1.4n=1.4는 단열 과정을 나타내며 중간 조건은 두 값 사이에 있습니다(Neural Network Modeling of Air Spring Dynamic Stiffness Based on Its Pneumatic Physics, 2026). 이 자료는 에어 스프링을 연구한 것이므로 해당 범위는 기체 과정의 지침으로만 사용하고, 모든 실린더에 적용되는 시험값으로 간주하지 마십시오. 검증된 값이 없다면 가정을 숨기지 말고 민감도 분석을 수행하십시오.

기계식 스프링이 병렬로 작용하면 그 강성을 kpk_p에 더할 수 있습니다. 하중 경로를 통해 병렬 관계가 입증되지 않는 한 프레임, 브래킷, 커플링 또는 가이드 강성을 단순히 더해서는 안 됩니다. 올바르게 결합한 결과를 ktotalk_{\mathrm{total}}이라고 합니다.

비감쇠 고유진동수는 다음과 같습니다.

fn=12πktotalmefff_n = \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k_{\mathrm{total}}}{m_{\mathrm{eff}}}}

fnf_n의 단위는 헤르츠, ktotalk_{\mathrm{total}}의 단위는 미터당 뉴턴, meffm_{\mathrm{eff}}의 단위는 킬로그램입니다. 유효 질량에는 일반적으로 탑재 하중, 피스톤과 로드 또는 캐리지, 툴링 및 유연 연결부의 적절한 이동 질량 비율이 포함됩니다. 압축공기 질량이 부하와 함께 강체처럼 병진 운동한다고 보고 더해서는 안 됩니다.

감쇠가 작은 단일 모드 추정에서 감쇠 자유진동 주파수는 다음과 같습니다.

fd=fn1ζ2f_d = f_n\sqrt{1-\zeta^2}

ζ\zeta는 감쇠비입니다. 이 관계는 하나의 모드가 지배적이고 감쇠를 점성 감쇠로 근사할 수 있을 때만 유용합니다. 씰 마찰과 스틱-슬립은 비선형이므로 저속 거동은 이 모델과 맞지 않을 수 있습니다.

계산 예제: 스트로크 중앙의 보어 63 mm 실린더

위의 2챔버 방정식에 보어 63 mm, 로드 20 mm, 스트로크 400 mm, 유효 질량 25 kg, 각 측 데드 볼륨 50 cm³, 챔버 절대압 7 bar 및 n=1.2n=1.2를 적용하면 스트로크 중앙의 예측 고유진동수는 4.82 Hz입니다. 이는 모델 계산 결과이지 카탈로그 정격값이 아닙니다.

피스톤이 x=0.200 mx=0.200\ \mathrm{m}에 있고, 이 1차 계산에서는 추가 기계 강성을 무시한다고 가정합니다.

입력값
보어 직경, DD 0.063 m
로드 직경, dd 0.020 m
스트로크, LL 0.400 m
위치, xx 0.200 m
챔버당 데드 볼륨 0.000050 m³
각 챔버의 절대압 700,000 Pa
다방 지수, nn 1.2
유효 이동 질량, meffm_{\mathrm{eff}} 25 kg

계산된 면적은 A1=0.003117 m2A_1=0.003117\ \mathrm{m^2}A2=0.002803 m2A_2=0.002803\ \mathrm{m^2}입니다. 스트로크 중앙에서의 전체 챔버 체적은 V1=0.000673 m3V_1=0.000673\ \mathrm{m^3}V2=0.000611 m3V_2=0.000611\ \mathrm{m^3}입니다.

두 챔버의 강성 기여도는 각각 약 12,120 N/m와 10,809 N/m입니다.

kp=12120+10809=22929 N/mk_p = 12120 + 10809 = 22929\ \mathrm{N/m}

유효 질량 25 kg을 대입하면 다음과 같습니다.

fn=12π2292925=4.82 Hzf_n = \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{22929}{25}} = 4.82\ \mathrm{Hz}

강성은 그대로인데 유효 질량이 두 배가 되면 어떻게 될까요? 고유진동수는 질량비의 제곱근만큼 낮아지므로 새로운 값은 약 fn=3.41 Hzf_n=3.41\ \mathrm{Hz}가 됩니다. 반대로 가진을 확인하지 않고 질량을 줄이면 공진이 위쪽으로 이동해 다른 작동 고조파와 겹칠 수 있습니다.

스프레드시트를 민감도 모델로 활용하십시오. 데드 볼륨, nn, 챔버 압력, 이동 질량 및 구조 강성을 포함해 불확실한 입력값을 한 번에 하나씩 변경합니다. 어느 측정값이 가장 중요한지를 드러내는 타당한 주파수 범위가 하나의 깔끔한 답보다 더 유용할 수 있습니다.

고유진동수는 스트로크 전 구간에서 왜 달라질까요?

데드 볼륨과 챔버 압력이 양쪽에서 동일한 로드리스 실린더의 경우, Doll 연구진은 단순화 모델에서 중앙 위치를 최소 강성 지점으로 제시합니다(Dimensioning of Pneumatic Cylinders for Motion Tasks, 2015). 편로드 실린더는 비대칭이지만 두 챔버 체적은 피스톤 위치에 따라 계속 변합니다.

동일한 계산 예제의 입력값을 5개 위치에 적용하면 다음과 같은 모델 결과를 얻습니다.

캡 측 기준 위치 공압 강성 예측 고유진동수
50 mm 46,051 N/m 6.83 Hz
100 mm 29,974 N/m 5.51 Hz
200 mm 22,929 N/m 4.82 Hz
300 mm 28,267 N/m 5.35 Hz
350 mm 41,863 N/m 6.51 Hz

이 예제에서는 스트로크 중앙 부근에서 두 압축 체적이 비교적 크기 때문에 최솟값이 중앙 부근에 나타납니다. 한쪽 끝에 가까워지면 한 챔버가 작아져 강성 기여도가 급격히 높아집니다. 실제 압력은 양쪽이 다를 수 있으며 데드 볼륨이 서로 다르면 최솟값의 위치도 달라질 수 있습니다.

캐리지 질량, 장스트로크 챔버 체적 및 가이드 영향을 설명하는 기계 결합식 로드리스 실린더

로드리스 실린더라고 해서 고유진동수가 반드시 더 높은 것은 아닙니다. 피스톤 로드가 없어지면 이동 질량은 줄어들 수 있지만, 긴 스트로크는 챔버 체적을 늘립니다. 또한 캐리지, 가이드, 실링 밴드, 자석 커플링, 부하 오프셋 및 장착 간격은 유연성이나 추가 모드를 만들 수 있습니다. 동일한 작동 상태에서 전체 이동 어셈블리를 비교하십시오.

측정된 문제가 이동 구간의 특정 부분에서만 나타날 수 있는 이유도 여기에 있습니다. 부하가 걸린 시작점, 스트로크 중앙, 공정 위치 및 끝단 접근 구간을 포함해 중요한 작동 위치에서 계산과 시험을 반복하십시오. 설치 영향은 액추에이터 장착 및 정렬 가이드로드리스 실린더 장착 가이드를 참조하십시오.

공진은 감쇠와 가진에 따라 달라집니다

주파수비가 r=1r=1일 때, 선형 1자유도 모델의 변위 증폭률은 ζ=0.05\zeta=0.05에서 10이지만 ζ=0.20\zeta=0.20에서는 2.5에 불과합니다. 계산은 아래의 표준 강제응답 방정식을 따릅니다. 따라서 고정된 “10~50배”라는 주장만으로 모든 공압 장비를 설명할 수는 없습니다.

주파수비는 가진 주파수를 고유진동수로 나눈 값입니다. 다음과 같이 정의합니다.

r=fexcfnr = \frac{f_{\mathrm{exc}}}{f_n}

fexcf_{\mathrm{exc}}는 가진 주파수이고 fnf_n은 계산된 고유진동수입니다. 조화 가진을 받는 선형 단일 모드 시스템에서 변위 증폭률은 다음과 같습니다.

M(r)=1(1r2)2+(2ζr)2M(r) = \frac{1}{\sqrt{(1-r^2)^2+(2\zeta r)^2}}

MM은 정상상태 변위 진폭과 이에 대응하는 정적 변위의 비입니다. r=1r=1에서는 M=1/(2ζ)M=1/(2\zeta)로 단순화됩니다. 감쇠가 작으면 피크가 더 날카로워지고, 감쇠가 커지면 피크가 낮아지고 넓어집니다. 이 공식은 하드 스톱, 간극 충돌, 강한 비선형 씰 마찰, 밸브 포화 또는 여러 결합 모드에는 유효하지 않습니다.

무엇을 가진으로 보아야 할까요? 지령 사이클 주파수, 모션 프로파일의 고조파, 밸브 전환, 인접 회전 장비, 컨베이어 톱니 또는 포켓 통과, 컴프레서 맥동 및 반복적인 끝단 충돌을 확인하십시오. 장비 사이클이 1초이면 기본 주파수는 1 Hz이지만, 가속도 파형에는 훨씬 높은 고조파가 포함될 수 있습니다.

모든 진동 피크를 공압 공진으로 단정해서는 안 됩니다. 챔버 압력을 바꿨을 때 피크가 이동한다면 공압 강성이 관여할 가능성이 큽니다. 장착 상태나 탑재 하중의 변화에는 영향을 받으면서 피크가 거의 고정되어 있다면 구조 모드가 지배적일 수 있습니다. 진동이 컨트롤러 게인, 데드밴드 또는 샘플링에 크게 좌우된다면 제어 루프를 조사하십시오.

실제 장비에서 계산을 어떻게 검증해야 할까요?

한 복동 실린더 연구에서는 동적 거동을 특성화하기 위해 0.1 ms마다 압력과 변위를 샘플링하고 각 조건을 45회 반복했습니다(Experimental Study of Double-Acting Pneumatic Cylinder, 2020). 공장 점검에서 이 실험실 절차를 그대로 따를 필요는 없지만, 운동·압력·진동 신호는 동기화해야 합니다.

다음 순서로 진행하십시오.

  1. 상태를 정의합니다. 피스톤 위치, 탑재 하중, 설치 방향, 양쪽 챔버 압력, 밸브 지령, 레귤레이터 설정, 유량 제어 설정, 튜브 치수, 가이드 상태 및 장착 구성을 기록합니다.
  2. 시험 안전을 확보합니다. 작업자를 동작 구역에서 격리하고 가능한 범위에서 에너지를 줄이십시오. 승인된 시험 계획 없이 최대 생산 추력으로 의심되는 공진 구간을 스윕하지 마십시오.
  3. 적절한 신호를 측정합니다. 이동 캐리지 또는 부하에 가속도계를 설치하고, 가능하면 프레임에도 하나 더 설치합니다. 양쪽 챔버 압력과 위치 또는 속도 신호도 추가합니다.
  4. 낮은 강도로 가진합니다. 저진폭 지령 스윕, 제어된 스텝 입력 또는 해당 장비에 적합하게 문서화된 충격 시험을 사용합니다. 엔드 캡 충돌은 안전한 가진 방법을 대신할 수 없습니다.
  5. 재현 가능한 피크를 찾습니다. 반복 시험의 스펙트럼, 위상, 자유감쇠 주파수 및 압력-위치 거동을 비교합니다.
  6. 한 번에 하나의 매개변수를 바꿉니다. 질량, 압력 또는 위치를 알려진 값만큼 변경해 반복합니다. 타당한 모델이라면 주파수 이동 방향을 예측할 수 있어야 합니다.

저희 경험상 레귤레이터 게이지에만 의존하지 않고 양쪽 챔버 압력을 기록하는 것이 가장 빠른 진단 개선 방법입니다. 레귤레이터는 공급 설정값을 나타낼 뿐입니다. 진동이 발생할 때 실린더 내부의 포획 압력, 배기 배압 또는 동압을 입증하지는 못합니다.

2005년 공압 서보 식별 연구에서는 피스톤 위치에 따른 고유진동수를 측정하고 그 곡선을 컨트롤러 설계에 활용했습니다(Noskievi, Identification of the Pneumatic Servo System Using Self-Excited Oscillations, 2005). 이는 제어 위치결정에서는 스트로크 중앙의 단일 값보다 주파수 맵이 더 중요할 수 있음을 보여 줍니다.

ISO 20816-1:2016은 완성된 장비의 진동을 측정하고 평가하기 위한 일반 조건과 절차를 제공합니다. 공장 진동 관리 프로그램에 참고할 수 있지만, 모든 공압 실린더에 적용되는 공진 한계를 제시하거나 용도별 주파수 모델과 합격 기준을 대신하지는 않습니다.

두 주파수가 너무 가까우면 무엇을 바꿔야 할까요?

닫힌 챔버 모델에서 강성을 일정하게 유지한 채 이동 질량을 두 배로 늘리면 고유진동수는 원래 값의 약 70.7%로 낮아집니다. Doll 연구진도 질량을 두 배로 늘린 뒤 동일한 고유진동수를 유지하려면 강성과 관련된 치수 선정 변경이 필요함을 보여 줍니다(Dimensioning of Pneumatic Cylinders for Motion Tasks, 2015).

확인된 메커니즘에 직접 작용하는 개선책을 선택하십시오.

  1. 가진 주파수를 이동합니다. 지배적인 고조파가 해당 모드를 반복적으로 가진하지 않도록 사이클 타이밍, 가속 램프, 정지 시간, 밸브 전환 또는 인접 회전 장비의 속도를 변경합니다.
  2. 이동 질량을 의도적으로 변경합니다. 강성이 일정할 때 질량을 줄이면 고유진동수는 높아지고, 질량을 늘리면 낮아집니다. 어느 방향이든 도움이 되거나 문제를 악화할 수 있으므로 전체 작동 범위를 다시 계산하십시오.
  3. 공압 강성을 변경합니다. 챔버 압력, 피스톤 면적, 포획 체적, 데드 볼륨 및 밸브 상태가 강성에 영향을 줍니다. 압력을 높이면 강성이 증가할 수 있지만 가용 추력과 저장 에너지도 달라집니다. 부품 정격과 장비 위험을 확인하지 않은 채 압력을 단순한 튜닝 수단으로 사용하지 마십시오.
  4. 하중 경로를 바로잡습니다. 측정된 모드가 구조 모드라면 유연한 브래킷을 보강하고, 지지되지 않은 구간을 줄이며, 걸림을 제거하거나 적절한 가이드를 추가합니다. 장착 볼트로 정렬되지 않은 부품을 억지로 당겨 맞추면 안 됩니다.
  5. 에너지를 안전하게 소산할 수 있는 곳에 감쇠를 추가합니다. 댐퍼, 쇼크 업소버, 쿠션 또는 제어 전략은 해당 모드에 맞아야 합니다. 스트로크 끝단 충돌은 스트로크 중앙 공진 공식이 아니라 쿠션 에너지 검토에서 다뤄야 합니다.
  6. 플랜트 특성을 식별한 뒤 컨트롤러를 재조정합니다. 낮은 게인, 필터링된 지령, 노치 필터 또는 게인 스케줄링은 서보 공압 축에 도움이 될 수 있지만, 소프트웨어로 느슨한 마운트, 용량이 부족한 가이드 또는 충돌 문제를 감춰서는 안 됩니다.

모든 공압 장비에 통용되는 안전 이격률은 없습니다. 작동 속도 범위, 부하 범위, 스트로크 위치, 압력 범위 및 발생 가능한 외란을 정의한 다음, 그 운전 영역 전체에서 측정 응답이 허용 수준을 유지하는지 검증하십시오. 유지보수 담당자가 이후의 변화를 알아볼 수 있도록 최종 설정값을 문서화하십시오.

고유진동수 계산 FAQ

다음 5가지 질문은 선별 방정식과 조립된 장비를 구분하는 데 도움이 됩니다. 이 모델에는 2개의 챔버 압력, 2개의 유효 면적, 2개의 챔버 체적, 하나의 유효 질량 및 명시된 밸브 상태가 사용됩니다(Doll 외, 2015). 이 입력값 중 하나라도 빠지면 예측 모드가 달라질 수 있습니다.

사이클 속도와 고유진동수는 같은가요?

아닙니다. 사이클 속도는 지령된 작동 주파수인 반면, 고유진동수는 정해진 상태를 중심으로 한 질량-강성 시스템의 특성입니다. 1 Hz 사이클에도 더 높은 주파수의 가속도 고조파와 충격이 포함될 수 있습니다. 사이클 속도만 비교하지 말고 측정된 가진 성분을 계산 및 측정 모드와 비교하십시오.

강성 방정식에는 게이지압과 절대압 중 무엇을 사용해야 하나요?

챔버 절대압을 사용하십시오. 기체 강성은 포획된 공기의 압력-체적 상태를 따르므로 게이지압을 사용하면 대기압이 누락됩니다. 가능하면 작동 조건에서 양쪽 챔버를 모두 측정하십시오. 특히 밸브, 튜브 및 배기 제한이 작용할 때 레귤레이터 설정값은 실제 캡 측 및 로드 측 압력을 대신할 수 없습니다.

로드리스 실린더의 고유진동수는 항상 더 높은가요?

아닙니다. 로드리스 설계는 이동 로드 질량을 줄일 수 있지만, 고유진동수는 캐리지와 탑재 하중의 질량, 양쪽 챔버 체적, 압력, 가이드 및 장착 강성, 커플링 거동, 스트로크 위치에도 좌우됩니다. 긴 스트로크는 포획 체적을 늘리고 구조 모드를 유발할 수 있으므로 동일한 경계 조건에서 전체 어셈블리를 비교하십시오.

언제 계산을 다시 해야 하나요?

탑재 하중, 툴링, 피스톤 위치, 작동 압력, 튜브 또는 호스 길이, 밸브 상태, 장착, 가이드 강성, 제어 설정 또는 모션 프로파일이 바뀌면 다시 계산하십시오. 측정 압력이 최초 가정과 다를 때도 재계산해야 합니다. 유용한 결과는 하나의 영구적인 숫자가 아니라 발생 가능한 작동 조건 전반의 주파수 범위입니다.

실린더 속도를 바꾸면 공진을 없앨 수 있나요?

가진 주파수를 모드에서 멀어지게 할 수 있지만 속도는 여러 입력값 중 하나일 뿐입니다. 새로운 모션 프로파일은 다른 고조파를 만들 수 있고, 끝단 접근 속도가 빨라지면 충격 에너지가 증가합니다. 속도를 바꾼 뒤 응답을 측정하고, 쿠셔닝, 밸브 유량, 사이클 시간, 제어 안정성 및 전체 운전 영역을 확인한 후 장비를 가동하십시오.

출처 및 기술 참고문헌

각 모델 가정, 방정식, 실험 방법 또는 도출 결과를 설명하는 지점에 기술 출처 링크를 표시했습니다.

저자 및 회사 정보는 회사 소개 페이지에서 확인할 수 있습니다. 기술 문의나 출처 정정 사항은 문의 페이지를 통해 보내 주십시오.