장스트로크 공압 실린더는 이동 거리가 충분히 길어 보어만이 아니라 스트로크가 기계 배치, 구조 지지, 공기 유량 요구, 정지 방식 및 정렬 계획을 좌우하기 시작하는 공기 구동 선형 액추에이터입니다. 보편적인 500 mm 또는 1000 mm 기준은 없습니다. 한계는 적용과 제품에 따라 달라집니다. 이 구분이 중요합니다. ISO 15552는 보어 32~320 mm의 특정 실린더에 대한 기본 치수와 장착 치수를 표준화하지만, 실린더가 “장스트로크”가 되는 스트로크를 정의하지는 않습니다(ISO 15552:2018, 2025년 확인). 예를 들어 700 mm 푸시 실린더에는 좌굴 검토가 필요할 수 있지만, 적절히 지지된 2000 mm 로드리스 축은 선택한 시리즈에서 일반적인 구성이 될 수 있습니다.
주요 시사점
- “장스트로크”는 보편적인 밀리미터 한계가 아니라 엔지니어링 조건입니다.
- 이동 거리가 길어지면 설치 외형, 챔버 체적, 구조 민감도, 공기 유량 요구 및 정지 요구사항이 증가합니다.
- 로드리스 구조는 전진 외형을 줄이지만 캐리지 모멘트, 프로파일 지지, 밀봉, 정렬 및 쿠션 용량은 여전히 별도로 검증해야 합니다.
- 스트로크만이 아니라 완전한 사용 조건을 기준으로 선정하십시오.
공압 실린더를 “장스트로크”로 만드는 것은 무엇입니까?
ISO 15552는 교환 가능한 장착 치수와 정격 최대 압력 10 bar 시리즈를 다루지만, 장스트로크 분류를 다루지는 않습니다(ISO, 2018). 실제로는 로드 안정성, 프로파일 지지, 충전 시간 또는 끝단 정지 에너지와 같은 보조 점검 중 하나 이상이 결정적이 될 때 실린더가 장스트로크 적용이 됩니다.
“스트로크가 1000 mm보다 긴가?”라고 묻는 대신 요청한 이동 거리 때문에 무엇이 달라지는지 확인하십시오.
다음 조건 중 하나 이상이 있으면 장스트로크 검토를 적용하십시오.
- 전진한 로드가 가느다란 압축 부재로 작동한다.
- 실린더 본체 또는 로드리스 프로파일에 중간 지지가 필요하다.
- 이동 하중이 측면력 또는 전복 모멘트를 만든다.
- 챔버와 튜브 체적 때문에 목표 이동 시간이 유량에 의해 제한된다.
- 설치 외형이 사용 가능한 기계 공간에 가까워진다.
- 이동 질량이 내부 쿠션이 흡수할 수 있는 에너지보다 큰 에너지로 스트로크 끝에 도달한다.
- 전체 이동 구간에서 정렬, 열팽창, 케이블 배선 또는 접근이 어려워진다.
이 정의는 하드웨어에 따라 달라집니다. 작은 보어의 원형 실린더도 지지된 로드리스 프로파일에는 문제가 없는 스트로크에서 구조적으로 민감해질 수 있습니다. 반대로 카탈로그에서 긴 공칭 스트로크를 허용하더라도 설치된 캐리지 모멘트나 지지 간격 때문에 배치가 부적합할 수 있습니다.
카탈로그 스트로크는 제조 한계이고, 사용 가능한 스트로크는 시스템의 결과입니다. 사용 가능한 스트로크는 장착, 동작 중 압력, 하중 방향, 가이드 형상, 속도, 정지 거리, 환경 및 유지보수 접근성에도 좌우됩니다.
장스트로크는 설치 길이 이상의 것을 바꿉니다
Parker는 OSP-P 로드리스 제품군의 최대 스트로크를 6000 mm로 제시하고, SMC는 MY1B 사용자에게 긴 스트로크에서 처짐, 진동 및 외부 하중 변형을 막기 위해 중간 지지를 추가하라고 안내합니다(Parker, 2026; SMC, 2025). 이 사실은 최대 스트로크와 설치 가능한 성능이 서로 다른 숫자인 이유를 보여줍니다.
스트로크는 여러 엔지니어링 영역에 동시에 영향을 줍니다.
| 설계 영역 | 스트로크가 길어질 때 증가하는 것 | 확인해야 할 사항 |
|---|---|---|
| 기계 외형 | 전진한 로드 또는 액추에이터 프로파일 길이 | 전체 치수, 가드, 서비스 접근, 튜브 배선 |
| 구조 | 지지되지 않은 로드 또는 본체 구간 | 좌굴, 처짐, 브래킷 강성, 지지 간격 |
| 공압 | 챔버와 연결 튜브 체적 | 밸브 유량, 튜브 내경, 동적 압력, 스트로크 시간 |
| 동작 | 가속 및 감속에 사용할 수 있는 시간 | 속도 프로파일, 페이로드 안정성, 센서 위치 |
| 정지 | 쿠션 또는 스톱에 전달되는 에너지 | 충돌 속도, 이동 질량, 구동력, 정지 거리 |
| 유지보수 | 접근 지점의 수와 간격 | 실 접근, 지지 정렬, 안전한 격리 |
로드 실린더는 본체와 전진한 로드를 위한 공간이 필요합니다. 반면 로드리스 설계는 움직이는 인터페이스를 실린더 프로파일 옆에 유지하므로 전체 이동 외형을 훨씬 짧게 만들 수 있습니다. 그래도 패키지가 “스트로크만큼의 공간”으로 끝나는 것은 아닙니다. 엔드 캡, 캐리지 길이, 지지 브래킷, 커넥터, 케이블 캐리어, 가드 및 유지보수 여유 공간이 남습니다.
긴 챔버는 짧은 실린더에서 놓치기 쉬운 제한도 드러냅니다. 포트 나사 크기가 충분해 보여도 밸브의 음속 컨덕턴스 또는 유량 용량이 부족할 수 있습니다. 길고 가는 튜브는 카탈로그 속도가 의미 없어질 만큼 압력 손실과 충전 체적을 더할 수 있습니다. CAGI는 잘 설계된 압축공기 시스템에서 컴프레서 토출부터 사용 지점까지의 총 압력 강하를 10%로 제한할 것을 권장합니다(CAGI, 현행 기술 브리프).
장스트로크 동작의 아키텍처 옵션
Parker의 OSP-P 범위는 보어 10~80 mm와 최대 6000 mm 스트로크를 제시하며, SMC는 기계식 조인트 방식과 자기 결합 방식의 로드리스 제품군을 별도로 분류합니다(Parker, 2026; SMC CY1, 2026). 올바른 아키텍처는 스트로크만이 아니라 하중 경로와 환경이 결정합니다.
| 아키텍처 | 적합한 경우 | 우선 확인할 사항 |
|---|---|---|
| 일반 로드 실린더 | 중간 이동, 충분한 전진 공간, 축방향으로 가이드된 하중 | 푸시 중 로드 좌굴, 로드 측면 하중, 장착 형상 |
| 대경 로드 또는 지지형 로드 실린더 | 로드 구조가 필요한 압축 작업 | 제조업체 좌굴 차트, 유효 지지 길이, 가이드 정렬 |
| 기계식 밴드 로드리스 실린더 | 컴팩트한 외형이 필요한 장거리 수평 이송 | 실 밴드 보호, 프로파일 지지, 캐리지 힘과 모멘트 |
| 자기 결합 로드리스 실린더 | 폐쇄 튜브와 중간 수준의 결합 요구 | 자기 유지력, 결합 해제 위험, 외부 가이드, 오염 |
| 가이드형 로드리스 축 | 페이로드를 캐리지에 장착 | 결합된 가이드 하중, 가이드 수명, 장착 평탄도, 지지 간격 |
| 케이블 실린더 또는 다른 선형 축 | 매우 긴 이동 또는 특수한 배선 | 케이블 장력과 신장, 풀리 수명, 위치 결정, 가드 |
| 전기 선형 축 | 가변 위치, 제어된 프로파일 또는 높은 반복 정밀도 | 모터 선정, 사용률, 스크루 또는 벨트 수명, 제어, 총비용 |
첫 번째 아키텍처 결정은 로드리스와 표준 실린더 비교에서 시작하십시오. 로드리스 경로가 유망하다면 결합 방식이나 가이드를 고르기 전에 주요 로드리스 실린더 구조를 비교하십시오. 로드 솔루션의 계산을 피하려고 로드리스 실린더를 사용하지 마십시오. 컴팩트한 외형과 캐리지 배치가 실제 기계 문제를 해결하고, 가이드, 지지, 밀봉 및 정지 한계를 모두 검증할 수 있을 때 사용하십시오.
로드 안정성과 하중 가이드를 어떻게 확인해야 합니까?
SMC의 실린더 선정 지침은 지정된 장스트로크 점검에서 최대 발생력을 좌굴 하중으로 취급합니다. 정상적인 가벼운 페이로드라도 스토퍼에서 실린더의 최대 추력과 만날 수 있기 때문입니다(SMC 실린더 선정, 2026). 따라서 고장 및 정지 사례는 정상 페이로드만큼 중요합니다.
일반 피스톤 로드는 축방향 힘을 전달해야 합니다. 의미 있는 측면 하중이나 전복 모멘트가 있는 캐리지의 선형 가이드로 사용해서는 안 됩니다. 실린더가 전진한 상태에서 밀어내는 경우 선정한 제조업체의 차트와 실제 장착 배치를 사용해 압축 불안정에 대한 로드를 선별하십시오. 오일러 선별, 유효 길이, 장착 사례 및 제품 차트 검증은 전용 피스톤 로드 좌굴 가이드를 사용하십시오. 이 계산을 외부 가이드 점검과 분리하십시오.
어떤 아키텍처에서도 기계의 최악 위치에서 하중 경로를 그리십시오.
- 이동 질량과 무게중심을 표시합니다.
- 가속, 감속, 중력, 공정력, 케이블 캐리어 힘 및 가능한 걸림 하중을 추가합니다.
- 실린더 추력이 메커니즘으로 들어가는 위치를 표시합니다.
- 각 횡력과 모멘트를 어떤 베어링 또는 가이드가 반응하는지 표시합니다.
- 실린더 지지부, 브래킷, 조인트 및 하드 스톱을 표시합니다.
- 형상이 변하면 스트로크 양 끝에서 스케치를 반복합니다.
적용 검토에서는 긴 사양표보다 치수가 표시된 측면도가 더 유용한 경우가 많습니다. 이 도면은 전진 어댑터, 오프셋 페이로드, 유연한 브래킷 및 임계 위치에서 피스톤 로드를 실제로 구속하지 않는 “가이드형” 메커니즘을 드러냅니다. 로드리스 구조는 이 좌굴 사례에서 외부 로드를 제거하지만 하중이 자동으로 가이드되는 것은 아닙니다. 기본 로드리스 실린더에는 별도의 선형 가이드와 플로팅 연결이 필요할 수 있습니다. 페이로드를 직접 장착하는 것은 가이드형 모델의 결합 힘, 모멘트, 속도 및 수명 한계 안에 있을 때만 허용됩니다.
장스트로크에는 어느 정도의 유량이 필요합니까?
SMC는 컴프레서 및 운전 비용 검토에 사용하는 공기 소비량과, 지정된 실린더 속도를 달성하고 상류 배관 또는 FRL 장치를 선정하는 데 사용하는 요구 공기량을 구분합니다(SMC 기술 데이터, 2026). 스윕 체적이 이동 거리에 비례해 증가하므로 장스트로크는 두 값 모두를 높입니다.
캡 끝단 체적을 일차적으로 계산하는 식은 다음과 같습니다.
여기서 는 기하학적 챔버 체적, 는 피스톤 면적, 은 스트로크입니다. 일관된 단위를 사용하고 연결 튜브와 데드 체적은 별도로 더하십시오.
목표 스트로크 시간에 대한 정규화 일방향 유량의 근사식은 다음과 같습니다.
은 분당 정규화 자유 공기 유량, 는 선택한 계산 방법에서 사용하는 절대 압력비, 는 초 단위의 이동 시간입니다. 이는 선별용 식입니다. 밸브 유량 특성, 열전달, 배기 배압, 누설, 쿠션 제한, 하중 및 압력 손실 때문에 실제 동작은 달라집니다.
실린더, 스트로크, 게이지 공급 압력 및 목표 전진 시간을 생각해 보십시오. 캡 끝단의 기하학적 체적은 약 2.95 L입니다. 예시로 절대 압력비 7을 사용하면 해당 챔버에는 약 20.6 정규화 리터가 필요하고 이상적인 일방향 동작에는 약 495 NL/min이 필요합니다. 이 값은 밸브 주문 코드가 아닙니다. 튜브 체적과 문서화된 선정 여유를 더한 뒤 밸브가 공개한 유량 방법을 확인하고 동작 중 실린더에서 압력을 측정하십시오. 실린더가 가속할 때 측정 압력이 떨어진다면 공칭 컴프레서 압력을 높이는 것이 제한을 해결하지 않고 숨길 수 있습니다.
경험상 장스트로크 감속은 같은 동작에서 밸브 출구와 실린더 입구의 압력을 기록하면 가장 빠르게 진단할 수 있습니다. 이 파형은 공급 문제와 국부 제한을 분리합니다.
컴프레서 계획에는 분당 사이클을 정의한 뒤 공기 소비량 계산기를 사용하십시오. 동작 중 액추에이터 압력이 무너지면 실린더가 작다고 가정하지 말고 압축공기 압력 강하 문제 해결 가이드를 따르십시오.
장스트로크 끝단에서 무엇을 제어해야 합니까?
SMC는 참조된 MY1B 쇼크 업소버 옵션별 최대 에너지 흡수값을 5.9, 19.6 및 58.8 J 등으로 제시하고, 적용이 선택한 장치의 용량 범위 안에 있도록 요구합니다(SMC MY1B, 2025). 따라서 쿠션 용량은 모델별로 다릅니다.
이동 거리가 길다고 자동으로 충격 에너지가 커지는 것은 아닙니다. 더 긴 이동은 더 높은 속도에 도달할 공간을 만들고, 그 속도 때문에 정지가 어려워질 수 있습니다. 전체 스트로크 평균 속도가 아니라 쿠션 진입 또는 스톱 접촉 시의 이동 질량과 속도를 사용하십시오. 선택한 쿠션은 사이클 평균이 아니라 국부 진입 조건을 받기 때문입니다.
다음 기여 요소를 포함하십시오.
- 페이로드, 캐리지, 툴링 및 이동하는 실린더 부품의 운동 에너지;
- 정지 거리 동안 작용하는 공압 구동력;
- 수직 또는 경사 축의 중력;
- 계속 하중을 구동하는 스프링, 공정력 또는 케이블 힘;
- 반복 사이클 가열과 시간당 쇼크 업소버 허용 에너지.
큰 보어는 공압 구동력을 증가시켜 정지 문제를 악화시킬 수 있습니다. 더 나은 수정 방법에는 충돌 속도 감소, 감속 거리 증가, 올바르게 선정된 외부 쇼크 업소버 또는 허용 사이클 에너지와 주변 온도 한계를 확인한 뒤의 제어된 동작 프로파일이 포함될 수 있습니다. 실린더 쿠션 에너지 계산기를 보조 선별 도구로 사용한 다음 정확한 실린더 또는 쇼크 업소버 카탈로그 방법을 적용하십시오. 쿠션 니들 조정 가이드에서 갇힌 배기가 스트로크 끝 감속을 만드는 방식을 확인하십시오. 정격 에너지가 적용 요구보다 낮은 쿠션은 조정만으로 보완할 수 없습니다.
선정 전에 어떤 정보를 정의해야 합니까?
Parker는 보어 8개에 대해 6 bar에서 OSP-P 이론 추력을 47~3010 N으로 공개합니다. 따라서 같은 장스트로크를 가진 두 실린더도 추력, 가이드, 유량 및 정지 요구가 크게 다를 수 있습니다(Parker OSP-P, 2026). 스트로크와 보어만으로는 엔지니어링에 바로 사용할 수 있는 RFQ가 되지 않습니다.
사용 조건을 여섯 그룹으로 정의하십시오.
동작
- 작업 스트로크와 허용 오버트래블;
- 전진 및 후퇴 시간, 정지 시간, 분당 사이클 및 일일 사용 조건;
- 필요한 끝단 위치, 중간 위치, 반복 정밀도 및 센서 로직.
하중
- 최소 및 최대 이동 질량;
- 설치 방향과 중력 방향;
- 페이로드 무게중심 오프셋;
- 공정력, 가속, 감속, 마찰 및 가능한 걸림력.
공기 시스템
- 실린더가 움직이는 동안 측정한 압력;
- 밸브 모델과 공개 유량 데이터;
- 튜브 내경, 길이, 피팅, 소음기 및 속도 제어;
- 허용 가능한 공기 소비량과 사용 가능한 컴프레서 용량.
기계
- 사용 가능한 후퇴 및 전진 외형;
- 장착 방식, 지지 위치, 가이드 배치 및 브래킷 강성;
- 내부 쿠션, 외부 쇼크 업소버, 하드 스톱, 브레이크 또는 로드 록.
환경 및 안전
- 온도, 먼지, 칩, 수분, 세척, 부식 및 청정도 요구사항;
- 가드, 수직 하중 유지, 안전한 배기 및 잔류 에너지 제어;
- 유지보수 접근 및 허용 가능한 교체 절차.
교체 세부사항
- 현재 사용 중인 완전한 모델 코드와 최신 도면;
- 포트 위치, 장착 치수, 센서 유형, 케이블 커넥터 및 쿠션 옵션;
- 전체 축과 장착부 근접 사진;
- 고장 증상과 증상이 발생하는 기계 위치.
가장 유용한 장스트로크 RFQ 수치는 공칭 공급 압력이 아닌 경우가 많습니다. 대신 페이로드와 이동 시간을 함께 기록하면서 가장 빠른 이동 구간에 실린더에서 측정한 동적 입구 압력을 확인하십시오. 이 값이 기계적 문제와 실제 공기 공급 조건을 연결합니다.
장스트로크 실린더의 설치 및 시운전
SMC는 참조된 MY1B 배치에서 각 끝단에 최소 5 mm의 장착 접촉을 요구하고 긴 스트로크에는 중간 지지를 사용하도록 안내합니다(SMC MY1B 주의사항, 2025). 이는 제품별 지침이지만, 긴 프로파일을 확인하지 않은 표면에 그대로 볼트로 고정해서는 안 되는 이유를 보여줍니다.
압력을 적용하기 전에 다음을 수행하십시오.
- 장착면의 평탄도, 수평 및 프레임 강성을 확인합니다.
- 선택한 제품 지침에 따라 고정 지지와 중간 지지를 설치합니다.
- 체결부로 휘어진 실린더 프로파일을 억지로 곧게 펴지 않습니다.
- 설계가 허용하는 경우 캐리지 또는 가이드 메커니즘을 손으로 전체 스트로크에 걸쳐 움직입니다.
- 플로팅 커플링, 조인트, 케이블 캐리어, 튜브 및 센서의 바인딩 또는 걸림을 확인합니다.
- 가드와 스톱이 액추에이터에 측면 하중을 전달하지 않는지 검증합니다.
감소된 압력과 속도로 시운전하십시오. 이동 시간, 동적 입구 압력, 필요한 경우 배기 압력, 쿠션 거동, 스톱 위치, 소음 및 보이는 진동을 기록하십시오. 예상되는 가장 무거운 페이로드와 가장 가벼운 페이로드를 시험하십시오. 무거운 조건은 추력과 정지 용량에 도전하고, 가벼운 조건은 급격한 가속과 반동을 드러낼 수 있습니다.
유지보수는 솔레노이드 밸브를 닫는 것 이상을 요구합니다. OSHA는 공압 에너지를 위험 에너지로 식별하고, 표준 적용 범위에 속하는 기계는 노출된 정비 작업 전에 격리하여 작동하지 않게 해야 한다고 요구합니다. 저장 또는 잔류 에너지는 방출, 차단, 구속 또는 다른 방법으로 안전하게 만들어야 합니다(OSHA 29 CFR 1910.147, 현행 규정). 기계의 문서화된 에너지 제어 절차를 따르십시오. 공기를 배출한 뒤에도 수직 하중에는 기계적 구속이 필요할 수 있습니다. 파일럿 작동 밸브, 체크 밸브, 레귤레이터 및 실린더 챔버 사이에 갇힌 압력이 남을 수 있습니다. 한 지점의 게이지가 0이라고 해서 전체 축의 에너지가 제거되었다고 가정하지 말고 안전 상태를 확인하십시오.
장스트로크 공압 실린더 FAQ
Parker의 6000 mm OSP-P 사례와 ISO 15552에 장스트로크 기준이 없다는 사실은 같은 결론으로 이어집니다. 선정은 제품과 적용에 따라 달라져야 합니다(Parker, 2026; ISO, 2025년 확인). 설계자와 구매자에게 다음 답변은 카탈로그 성능과 설치된 시스템 승인을 구분해 줍니다.
장스트로크 공압 실린더를 정의하는 표준 스트로크 길이가 있습니까?
장스트로크를 500 mm, 1000 mm 또는 다른 한 가지 값으로 정의하는 보편적인 공압 표준은 없습니다. 이동 때문에 로드 안정성, 실린더 프로파일 지지, 설치 외형, 챔버 충전 시간, 가이드 모멘트, 정지 에너지 또는 정렬이 선정의 지배 조건이 되면 해당 적용을 장스트로크로 취급하십시오. 항상 정확한 제품의 허용 스트로크와 장착 지침을 확인하십시오.
장거리 이동에는 로드리스 실린더가 항상 최선입니까?
아닙니다. 전진 로드가 맞지 않을 때 로드리스 실린더가 매력적이지만 캐리지, 가이드 모멘트, 밀봉 시스템, 본체 지지, 공기 요구량 및 정지 방법을 여전히 검증해야 합니다. 공간이 있고 하중이 축방향으로 가이드된다면 로드 실린더가 더 단순할 수 있습니다. 제어된 위치 결정에는 전기 축이 더 적합할 수도 있습니다.
로드리스 실린더는 좌굴과 측면 하중 문제를 없앱니까?
로드리스 구조는 외부 피스톤 로드의 압축 좌굴 사례를 없애지만 모든 구조 문제를 없애지는 않습니다. 지지부 사이에서 프로파일이 처질 수 있고, 장착면이 비틀릴 수 있으며, 오프셋 페이로드가 공압 추력 한계에 도달하기 전에 캐리지 가이드에 과부하를 줄 수 있습니다. 기본 모델에는 여전히 외부 가이드가 필요할 수 있습니다. 지지 간격, 결합 모멘트, 가이드 수명, 정렬 및 쿠션 에너지를 독립적으로 확인하십시오.
장스트로크 선정에서 가장 자주 빠지는 입력은 무엇입니까?
동적 압력과 목표 이동 시간이 자주 빠집니다. 필요한 추력이 크지 않아도 긴 챔버에는 상당한 유량이 필요할 수 있습니다. 동작 중 액추에이터에서 압력을 기록하고, 의미 있는 검토를 위해 보어, 해당되는 경우 로드 직경, 스트로크, 튜브 내경과 길이, 밸브 데이터, 페이로드, 설치 방향 및 전진/후퇴 시간을 제공하십시오.
출처 및 기술 참고자료
- ISO 15552:2018, 분리형 장착부를 갖는 공압 유체 동력 실린더. 표준 범위, 보어 범위, 압력 시리즈 및 보편적인 장스트로크 정의가 없다는 점에 사용. 2025년 확인, 2026년 7월 22일 조회.
- ISO 4414:2010, 공압 유체 동력 일반 규칙 및 안전 요구사항. 시스템 수준 공압 안전 맥락에 사용. 2026년 7월 22일 조회.
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