유압 브레이크가 현장에서 “이상하게 행동”할 때—느린 해제, 지연된 적용, 끌림, 과열 또는 불규칙한 정지—브레이크 자체가 종종 먼저 비난받습니다. 그러나 많은 시스템에서 실제 원인은 유압 배관 레이아웃입니다: 리턴 라인 제한, 예상치 못한 역압, 잘못된 스로틀 방향 또는 압력 스파이크를 생성하는 공유 리턴 매니폴드입니다.
이는 특히 스프링 적용, 유압 해제 안전 브레이크에 중요합니다. 안전한 동작은 두 가지가 신뢰성 있게 발생하는 것에 달려 있습니다: (1) 압력이 가해질 때 브레이크가 완전히 해제되고, (2) 압력이 제거될 때 브레이크가 빠르게 적용됩니다. 우리의 제품 범위에서 일반적인 예로는 SH 시리즈 유압 안전 디스크 브레이크가 있습니다(종종 YZ / YZ(J) 유형 유압 스테이션과 같은 유압 전원 장치에 의해 공급됨).
[이미지 자리 표시자] 간단한 유압 회로도: HPU → 방향 밸브 → 브레이크 해제 포트 → 브레이크 실린더 → 리턴 라인 → 탱크(선택적 흐름 제어 체크 밸브 표시).
1) 두 가지 다른 “브레이크 작용”은 반대의 유압 동작이 필요합니다.
안전 유압 브레이크에서는 동일한 유압 회로가 두 가지 반대 작업을 수행해야 합니다:
- 해제(브레이크 열기): 스프링을 극복하고 피스톤을 이동시키고 전체 공기 간격/간격을 달성하기 위해 충분한 압력과 흐름을 전달하십시오.
- 적용(브레이크 닫기): 스프링이 빠르게 클램프할 수 있도록 빠르게 압력을 해제하십시오(이는 전원 손실/E-정지 시 안전 동작입니다).
이것이 배관 세부 사항이 중요한 이유입니다. “작아 보이는” 제한(좁은 호스, 높은 ΔP 필터, 잘못된 방향에 배치된 니들 밸브)은 압력 해제를 늦추고 안전 브레이크를 느린 안전 브레이크로 바꿀 수 있습니다.
2) 역압: 안전 브레이크가 느리게 적용되는 가장 과소평가된 이유
역압는 브레이크를 적용하고 싶을 때 브레이크 해제 측에 남아 있는 압력입니다. 이는 일반적으로 리턴 라인 제한, 공유 리턴 매니폴드 또는 흐름을 차단하는 스로틀링에서 발생합니다.
심지어 중간 역압도 해제 피스톤에 실제 반력을 생성합니다:
F = P \cdot A여기서 P는 역압이고 A는 피스톤 면적입니다. 예: 브레이크의 해제 피스톤 면적이 25 cm²(0.0025 m²)이고 리턴 역압이 2 bar(0.2 MPa)인 경우, 반력은:
F = 0.2\times 10^6 \times 0.0025 \approx 500\ \text{N}그 힘은 큰 스프링 팩을 “무력화”하지는 않지만, 압력이 얼마나 빨리 붕괴되는지와 스프링이 메커니즘을 얼마나 빨리 이동할 수 있는지에 절대적인 영향을 미칩니다—특히 시스템에 갇힌 오일 부피와 제한된 흐름 경로가 있는 경우.
실용적인 목표(시작점): 많은 브레이크 회로는 리턴 라인의 역압을 낮게 유지하는 것을 목표로 합니다(종종 방출 중 <0.5–2 bar 범위). 올바른 목표는 필요한 적용 시간과 브레이크의 스프링 힘 여유에 따라 다르지만, 지연된 브레이크 적용이 발생하는 경우, 역압은 가장 먼저 측정해야 할 항목 중 하나입니다.
[이미지 자리 표시자] 압력 추적: “적용” 중 브레이크 포트 압력 대 시간. 제한된 리턴이 긴 꼬리를 생성하는 방법을 강조합니다.
3) 흐름 용량이 타이밍을 설정합니다: 적용 및 해제 시간을 확인하기 위해 부피/흐름을 사용하십시오.
브레이크 해제 챔버는 유한한 오일 부피를 가지고 있습니다. 빠른 적용을 원한다면, 그 부피는 빠르게 방출되어야 합니다. 간단한 상식 점검은:
t \approx \frac{V}{Q}
여기서 V는 이동해야 하는 유효 오일 부피(L)이고 Q는 유량(L/s)입니다. 이는 완전한 동적 모델은 아니지만, 작은 제한이 왜 중요한지를 빠르게 보여줍니다.
예: 브레이크 해제 부피가 0.10 L이고 압력이 약 0.3초 이내에 떨어지기를 원하면, 방출 흐름은 대략 다음과 같아야 합니다:
Q \approx \frac{0.10}{0.3} \approx 0.33\ \text{L/s} \approx 20\ \text{L/min}
리턴 경로(호스 피팅 필터)가 방출을 효과적으로 5 L/min로 제한하면, 적용 시간이 1초를 초과할 수 있습니다. 인양, 바람 또는 비상 제동에서 그 차이는 용납할 수 없습니다.
4) 파이프 직경 선택: 속도와 압력 강하는 설계 제어입니다.
“저유량” 브레이크 회로에서도, 소형 호스는 방출 중 압력 강하 및 역압을 유발합니다. 두 가지 빠른 계산이 라인을 올바르게 크기 조정하는 데 도움이 됩니다.
A) 유체 속도(합리적인 호스 ID 선택에 도움)
속도는 흐름과 직경으로 추정할 수 있습니다.
v=\frac{4Q}{\pi D^2}
경험 법칙 범위(일반적인 관행):
- 압력 라인: ~2–5 m/s
- 리턴 라인: ~1–2 m/s(낮은 것이 일반적으로 역압 제어에 더 좋습니다)
예: 방출 흐름이 약 10 L/min(0.000167 m³/s)에서 정점에 도달하고 10 mm ID 호스(D=0.01 m)를 선택하는 경우:
v=\frac{4\times 0.000167}{\pi\times 0.01^2}\approx 2.1\ \text{m/s}
리턴 경로에 대한 “압력 라인과 유사한” 속도입니다—빠른 적용을 원한다면 리턴 직경이 더 커야 한다는 힌트입니다.
B) 압력 강하(왜 긴 작은 호스가 느린 동작을 생성하는지)
일반적으로 사용되는 공학적 추정(다르시-바이스바흐)은:
\Delta P \approx f\frac{L}{D}\cdot \frac{\rho v^2}{2}
일반적인 유압 오일 밀도 ρ≈850 kg/m³ 및 마찰 계수 f≈0.03(대략적인 수치)로, 압력 강하가 L에 따라 증가하고, D가 작아질수록(속도가 증가하기 때문에) 급격히 증가하는 것을 볼 수 있습니다.
작동 비교(같은 흐름, 15 m 라인):
- 10 mm ID: v≈2.1 m/s → ΔP는 ~0.8 bar 범위입니다.
- 6 mm ID: 속도가 증가하면 ~ (10/6)² ≈ 2.78× → 압력 강하가 극적으로 증가합니다(종종 여러 바 범위).
여러 바의 리턴 역압은 정확히 적용을 늦추고 “지연된 안전”을 생성합니다.
5) 스로틀링: 안전한 적용 속도를 희생하지 않고 방출 속도를 제어합니다.
많은 시스템은 충격을 피하기 위해 제어된 해제가 필요하지만, 여전히 안전을 위해 빠른 적용이 필요합니다. 일반적인 설계 솔루션은:
- 한 방향으로만 스로틀링 (흐름 제어 밸브 체크 밸브)
- 반대 방향으로 자유롭게 흐름 빠른 적용/압력 해제를 보장하기 위해
유압 안전 브레이크의 일반적인 패턴:
- 미터 인(해제 제어): 브레이크 해제 포트로의 흐름을 제한하여 브레이크가 부드럽게 열리도록 제어합니다.
- 자유 리턴(안전 적용): 오일이 자유롭게 흐를 수 있도록 하여(체크 밸브 우회 경로를 통해) 비활성화 시 압력이 빠르게 떨어지도록 합니다.
종종 잘못되는 것은 스로틀이 배출 경로를 제한하도록 설치되어 있다는 것입니다(우회 없이 미터 아웃). 이는 브레이크가 느리게 적용되게 하며—안전 시스템에서 원하는 것과 정반대입니다.
[이미지 자리 표시자] 올바른 흐름 제어 방향 대 잘못된 흐름 제어 방향: (A) 해제 시 제한, 적용 시 자유; (B) 적용 시 제한(안전하지 않음).
6) 리턴 라인 설계: 공유 리턴 스파이크 및 “숨겨진” 제한을 피하십시오.
브레이크 리턴 라인은 종종 공유 리턴 매니폴드에 연결됩니다. 이는 작동할 수 있지만, 공유 라인이 역압 스파이크를 생성할 수 없는 경우에만 가능합니다.
현장에서 우리가 보는 일반적인 리턴 라인 문제:
- 다른 액추에이터와의 공유 리턴: 다른 실린더가 수축하면 탱크 라인 압력이 브레이크가 적용되어야 할 때 정확히 상승할 수 있습니다.
- 리턴 필터가 너무 제한적입니다: 높은 ΔP 필터는 역압을 생성할 수 있습니다(특히 더러울 때).
- 소형 피팅: “가장 작은 ID가 이긴다.” 작은 엘보 또는 퀵 커플러 하나가 압력 강하를 지배할 수 있습니다.
- 긴 유연한 호스: 큰 라인 순응성은 압력 붕괴를 지연시키고 “부드러운” 적용 타이밍을 생성할 수 있습니다.
실용적인 설계 이동:
- 사용하십시오. 전용 저제한 리턴 적용 시간이 안전에 중요한 경우 브레이크를 위해.
- 공유해야 하는 경우, 피크 결합 흐름에 맞게 매니폴드를 크기 조정하고 브레이크 리턴을 탱크에 가깝게 유지하십시오.
- 예상 흐름에서 낮은 ΔP를 유지하는 리턴 필터를 선택하십시오; 더러운 필터를 타이밍 위험으로 취급하십시오.
- 리턴 라우팅을 짧게 유지하고, 불필요한 퀵 커플러를 피하며, 날카로운 엘보를 최소화하십시오.
7) 배관 문제를 신속하게 드러내는 커미셔닝 측정값
배관 관련 불안정을 진단하려면 브레이크에서 측정하십시오—유압 스테이션에서만 측정하지 마십시오. 두 개의 센서가 특히 유용합니다:
- 브레이크 해제 포트의 압력 (가능한 경우 빠른 압력 변환기)
- 적용/해제 시간 (가능한 경우 스톱워치 리미트 스위치 신호)
권장 커미셔닝 기록 항목:
- 브레이크 포트에서의 해제 압력(바/MPa)
- 전체 해제 시간(초) 및 달성된 간격(밀리미터)
- 밸브 비활성화 후 전체 적용 시간(초)
- 적용 중 리턴 라인 압력(측정할 수 있는 경우)
- 오일 온도(차가운 대 뜨거운 동작)
시스템이 따뜻해질수록 적용 시간이 나빠지면, 리턴 제한, 오일 열화 또는 공유 리턴 스파이크를 의심하십시오—“약한 스프링”이 아닙니다.
8) 제품 노트: 이것이 SH 유압 안전 브레이크 및 유압 스테이션에 어떻게 적용되는지
우리의 SH 시리즈 유압 안전 디스크 브레이크는 스프링 적용 및 유압 해제입니다. 이는 올바른 배관이 올바른 브레이크 성능의 일부임을 의미합니다:
- 해제 라인은 브레이크를 완전히 열기 위해 압력과 흐름을 전달해야 합니다(간격 확인됨)
- 리턴 라인은 진정한 안전 적용 동작을 달성하기 위해 빠른 압력 해제를 허용해야 합니다.
- 스로틀링(필요한 경우)은 닫는 것이 아니라 여는 것을 제어하도록 배치해야 합니다.
SH 브레이크가 유압 스테이션(예: YZ / YZ(J) 유형)에서 공급될 때, 전체 배관이 설치된 상태에서 적용/해제 타이밍을 검증하는 것을 권장합니다—왜냐하면 “좋은 HPU”가 여전히 제한적이거나 잘못된 스로틀 라인을 통해 나쁜 결과를 제공할 수 있기 때문입니다.
[내부 링크 자리 표시자] YZ / YZ(J) 유압 전원 장치(제품 페이지)
브레이크 유압 회로도를 검토하는 데 도움이 필요하신가요?
브레이크 모델(예: SH), 라인 길이 및 호스 ID, 예상 방출량, 목표 적용/해제 시간, 리턴이 공유되는지 여부를 공유하시면, 우리는 가능한 역압 위험을 식별하고 실용적인 수정(직경 변경, 방향 밸브 선택, 체크 장치가 있는 스로틀 배치 또는 전용 리턴 라우팅)을 제안할 수 있습니다.
[내부 링크 자리 표시자] 유압 브레이크 회로 검토를 위해 엔지니어링 팀에 문의하십시오.
