유압 축압기
및 리프트 실린더 회로
에너지 저장 · 빠른 응답 · 승차감 제어

충전 중
단계

리프트 실린더 작동 주기 사이에 펌프는 어큐뮬레이터를 최소 압력(P1)에서 최대 압력(P2)까지 충전합니다. 펌프는 정격 유량으로 작동하며, 소형 펌프도 작동 주기 사이에 어큐뮬레이터를 완전히 충전할 수 있습니다. 저장된 오일량은 다음 리프트 실린더 작동에 필요한 에너지를 나타냅니다. 어큐뮬레이터가 리프트 실린더를 적절하게 보조하려면 다음 작동 전에 펌프가 어큐뮬레이터를 완전히 재충전할 수 있도록 작동 주기 사이 간격이 충분히 길어야 합니다.

수요
단계

양정 실린더가 유량을 요구할 때, 어큐뮬레이터는 밸브와 배관 저항에 의해서만 제한되는 속도로 유량을 방출합니다. 특히 방출 초기 몇 초 동안은 펌프 정격 출력의 5~10배에 달하는 유량이 방출될 수 있습니다. 펌프도 동시에 유량을 공급하지만, 최대 유량 요구량의 대부분은 어큐뮬레이터가 담당합니다. 어큐뮬레이터 압력이 P2에서 P1으로 하강함에 따라 방출량은 감소하고 펌프의 역할은 증가합니다. 어큐뮬레이터가 비워짐에 따라 양정 실린더는 점차 낮아지는 압력으로 공급받습니다.

압력
한정

축압기 방전 중 압력 감소는 리프트 실린더가 스트로크가 진행됨에 따라 받는 힘이 줄어든다는 것을 의미합니다. 이는 스트로크 전체에 걸쳐 최대 힘을 ​​유지해야 하는 응용 분야에서 매우 중요한 고려 사항입니다. 일정한 힘이 필요한 경우, 축압기 압력 범위 P2/P1은 최소 압력 P1이 리프트 실린더가 최대 부하 상태에서 스트로크를 완료하는 데 필요한 최소 압력보다 높게 유지되도록 설정해야 합니다. P2/P1 비율이 넓으면 사용 가능한 에너지는 더 많아지지만 압력 변동이 커지고, 비율이 좁으면 힘은 더 일정하지만 저장 에너지는 줄어듭니다.

회로
요구 사항

플랫폼이 상승된 상태라면 펌프 모터가 몇 시간 동안 꺼져 있더라도 축압기는 항상 필요한 최소 압력으로 충전된 상태를 유지해야 합니다. 축압기는 비상 하강 명령(수동 버튼 또는 자동 전원 차단 감지)이 있을 때만 열리는 솔레노이드 밸브를 통해 리프트 실린더에 연결됩니다. 제어된 하강 속도를 유지하기 위해 유량 제어 밸브를 통해 유량을 조절해야 합니다. 축압기에서 리프트 실린더 리턴 라인으로 제어되지 않은 유량이 방출되면 플랫폼이 안전하지 않은 속도로 제어되지 않고 하강하게 됩니다.

용량
필수의

어큐뮬레이터는 리프트 실린더를 최대 높이에서 바닥까지 내리는 데 필요한 충분한 오일량을 공급해야 합니다. 이 오일량은 실린더 캡 끝 면적에 최대 스트로크를 곱한 값과 같습니다. 즉, V_cylinder = A × stroke입니다. 내경이 100mm이고 스트로크가 1200mm인 리프트 실린더의 경우, V_cylinder = (π/4 × 0.1²) × 1.2 = 9.4리터입니다. 어큐뮬레이터는 하강 과정 내내 유량 제어 밸브를 열기 위해 필요한 최소 압력 이상을 유지하면서 최소한 이 오일량을 공급해야 합니다. 따라서 가스 팽창 및 압력 유지를 고려하여 어큐뮬레이터의 총 용량은 일반적으로 필요한 오일량의 2~3배가 되어야 합니다.

모니터링
요구 사항

EN 280 규격은 비상 하강에 필요한 최소 압력 이하로 어큐뮬레이터 압력이 떨어질 경우, 어큐뮬레이터에 압력 스위치가 장착되어 있어야 하며, 조작석에 시각 또는 청각 경보가 울리도록 규정하고 있습니다. 이는 작업자가 비상 하강 기능이 필요한 상황이 발생하기 전에 해당 기능이 제대로 작동하지 않음을 알 수 있도록 하기 위함입니다. 어큐뮬레이터 압력은 플랫폼 점검 시마다 최소 압력 이상인지 확인해야 하며, 어큐뮬레이터 압력이 낮을 경우 안전상의 결함으로 간주되어 장비 사용 전에 해결해야 합니다.

①

필요한 사용 가능 오일량: ΔV = 8리터

②

기체 법칙 인자(단열, n = 1.4): 비율 = (P2/P1)^(1/1.4) = (200/160)^0.714 = 1.25^0.714 = 1.175

③

P1(최소 작동 압력)에서의 가스 부피: V_gas_P1 = ΔV / (1 − 1/비율) = 8 / (1 − 1/1.175) = 8 / 0.149 = 53.7리터

④

사전 충전 시 축전지 총 용량: V_total = V_gas_P1 × (P1/P0)^(1/n) = 53.7 × (160/140)^(1/1.4) = 53.7 × 1.143^0.714 = 53.7 × 1.101 = 59.1리터 → 60리터 축압기를 선택하세요

⑤

확인: P2 = 200 bar일 때, 가스 부피는 60 × (140/200)^(1/1.4) = 60 × 0.7^0.714 = 60 × 0.744 = 44.6리터입니다. 사용 가능한 오일량은 60 − (60 × (140/160)^0.714) = 60 − 53.7 = 6.3리터입니다. 8리터의 여유분을 확보하기 위해 65리터 용량의 어큐뮬레이터로 조정하면 총 부피(V_total)는 약 65리터가 됩니다. 선택 사항: 65리터 블래더 축압기, P0 = 140 bar, P2 = 최대 200 bar

질문 1

리프트 실린더 회로의 어큐뮬레이터를 교체해야 하는데, 최대 유량 성능 향상을 위해 더 큰 용량의 어큐뮬레이터를 장착할 수 있을까요?

네, 더 큰 어큐뮬레이터를 사용하면 더 많은 유효 오일을 저장하여 최대 유량을 향상시킬 수 있습니다. 하지만 단순히 교체하기 전에 몇 가지 제약 조건을 고려해야 합니다. 첫째, 장비의 장착 및 배관 연결 공간이 특정 크기만 수용할 수 있으므로 물리적인 공간을 확인해야 합니다. 둘째, 어큐뮬레이터 안전 밸브(회로에 장착된 경우)는 증가된 오일 용량에 맞춰 재조정해야 할 수 있습니다. 더 큰 어큐뮬레이터는 고장 발생 시 더 많은 오일을 방출할 수 있으므로 잠재적 위험이 증가할 수 있습니다. 셋째, 어큐뮬레이터의 총 용량이 크게 증가하면 펌프와 모터의 재충전 시간이 더 길어질 수 있습니다. 다음 리프트 실린더 작동 전에 완전 충전에 도달할 수 있도록 사이클 간 간격이 충분한지 확인해야 합니다. 넷째, PED 등급이 변경될 수 있습니다. 동일한 압력에서 더 큰 용기는 더 높은 PED 범주로 분류되어 다른 수준의 적합성 평가가 필요할 수 있습니다. 더 큰 장치를 장착하기 전에 이 네 가지 사항을 모두 확인해야 합니다. 이러한 제약 조건을 모두 충족하면 리프트 실린더 자체를 변경하지 않고도 더 큰 어큐뮬레이터를 사용하여 최대 유량 성능을 간단하게 향상시킬 수 있습니다.

질문 2

AWP 비상 하강 회로의 축압기에서 예압 점검 시 가스 측에 오일이 검출됩니다. 이는 무엇을 의미하는 걸까요?

축압기의 가스 측에 오일이 유입되면 분리 요소(블래더 또는 다이어프램)가 고장난 것으로, 오일과 질소가 더 이상 분리되지 않습니다. 축압기는 에너지 저장 장치로서의 기능을 상실하므로 즉시 사용을 중단해야 합니다. AWP 비상 하강 축압기의 경우, 이는 장비의 비상 하강 기능을 사용할 수 없음을 의미합니다. 축압기를 교체하고 비상 기능이 정상 작동하는지 확인하기 전까지는 작업자가 승강된 상태에서 장비를 작동해서는 안 됩니다. 블래더 교체 방법은 다음과 같습니다. 오일 측의 압력을 완전히 낮추고, 가스 밸브를 통해 질소를 배출합니다. 축압기를 분해하고, 고장난 블래더를 제거하여 폐기합니다. 새 블래더(기존 블래더와 동일한 재질 및 크기)를 설치하고, 다시 조립합니다. 지정된 예압까지 질소를 재충전하고, 회로에 다시 연결하기 전에 예압을 확인합니다. 장비가 서비스 시설에서 멀리 떨어진 곳에 있는 AWP 비상 하강 시스템의 경우 항상 예비 축압기 블래더를 휴대해야 합니다. 2년 주기의 점검이 블래더 고장을 보장하는 것은 아니며, 특히 고빈도 작동 환경에서는 더욱 그렇습니다.

질문 3

저희 포워더의 승차감 제어 장치가 작동 중인데도 붐이 울퉁불퉁한 지면에서 심하게 튕깁니다. 축압기가 고장난 걸까요?

승차감 제어 기능이 작동 중일 때 심하게 흔들리는 현상은 일반적으로 리프트 실린더 작동 압력 대비 질소 예압이 너무 높아져 어큐뮬레이터가 붐을 움직일 수 없을 정도로 뻣뻣해진 경우를 나타냅니다. 이는 특정 부하 조건에서 예압이 올바르게 설정된 후 장비를 훨씬 가벼운 부하로 사용할 때 발생합니다. 붐 리프트 실린더에 가해지는 부하가 낮아지고 작동 압력이 낮아지면 어큐뮬레이터의 가스 스프링이 압축하려는 힘에 비해 너무 뻣뻣해지기 때문입니다. 예압을 확인하십시오. 현재 부하에서 리프트 실린더의 공칭 작동 압력의 90%를 초과하면 승차감 제어 기능이 제대로 작동하지 않습니다. 가장 가벼운 일반적인 부하에서의 최소 리프트 실린더 작동 압력의 60~70%로 예압을 낮추십시오. 두 번째 원인은 승차감 제어 솔레노이드 밸브가 부분적으로 닫혀 있는 경우입니다. 승차감 제어 기능이 작동 중일 때 밸브 스풀의 움직임을 확인하여 밸브가 완전히 열려 있는지 확인하십시오. 마지막으로, 어큐뮬레이터 체크 밸브가 닫힌 상태로 고착되지 않았는지 확인하십시오. 고착된 경우 상승 반동 단계에서 붐이 확장되지 않아 비대칭적인 한쪽으로 치우친 승차감이 발생할 수 있습니다.

질문 4

기존 승강기 실린더 축압기를 최대 유량 공급과 비상 하강 기능을 동시에 수행하는 데 사용할 수 있을까요?

기술적으로는 가능하지만, 공유 축압기에서 두 기능 모두 충분한 에너지를 공급받을 수 있도록 신중한 크기 선정과 회로 설계가 필요합니다. 축압기 공유의 주요 위험은 최대 유량 수요 발생 시 축압기가 완전히 또는 부분적으로 방전되어 이후 비상 하강에 필요한 압력과 용량이 부족해지는 것입니다. 안전하게 공유하려면 축압기는 두 가지 요구 사항의 합에 맞춰 크기를 선정해야 하며, 둘 중 더 큰 값에 맞춰서는 안 됩니다. 또한, 회로에는 최대 유량 기능으로 인해 축압기 압력이 비상 하강 최소 압력 이하로 떨어지는 것을 방지하는 최소 압력 스위치가 포함되어야 합니다. 압력이 비상 최소 압력까지 떨어지면 우선 순위 밸브가 최대 유량 회로를 차단하고 남은 에너지를 비상 하강에만 사용하도록 합니다. 이러한 우선 순위 회로 설계는 별도의 전용 축압기를 사용하는 것보다 복잡하며, 우선 순위 밸브에 추가적인 단일 고장 지점이 발생합니다. 비상 하강 기능이 안전에 매우 중요한 인원 수송 플랫폼의 경우, 주 시스템에서 충전되고 다른 모든 수요와 격리된 비상 하강 전용으로 크기가 선정된 전용 축압기를 사용하는 것이 가장 바람직하고 신뢰할 수 있는 방법입니다. 최대 유량 요구량은 승강기 실린더 회로 내의 별도 축압기를 통해 처리되므로 안전 기능에 영향을 미칠 위험이 없습니다.