고압 강철 실린더 제조를 최적화해주는 HepcoMotion의 HDRT 가이드 시스템

고압 강철 실린더는 강철 튜브로 만들어집니다. 강철 튜브는 필요한 길이(8 ~ 12m 사이)의 케이스에 절단됩니다. 벽두께는 3 ~ 9mm까지로 다양하며 6 개의 서로 다른 직경 (140, 172, 178, 204, 229 및 267mm)이 있습니다. 공장에서는 하루에 약 1000 개의 케이스가 절단되며, 매년 Eurocylinder Systems는 약 500,000 개의 고압 강철 실린더를 생산합니다. 공장은 주로 3교대 작업으로 운영되며 연간 300일 이상 가동됩니다.

오랫동안, 케이스의 절단은 두 개의 밴드 톱을 사용하여 이루어져 왔으며, 이를 위해 제공된 튜브를 수직 절단이 가능하도록 필요한 길이의 케이스로 절단합니다. 이는 한번 절단 시 최대 5 분이 소요되는 긴 프로세스였습니다. Eurocylinder Systems는 이러한 복잡하고 긴 과정을 최적화하고자 했습니다. 2009년에 이 밴드 톱은 플라즈마 컷팅기로 대체되었습니다. 플라즈마 시스템의 컷팅 헤드에는 2 개의 플라즈마 토치가 있습니다. 이들을 서로 마주 보게 배치하고 절단 공정 중 강철 튜브 주위의 원형 경로에서 180 °로 회전합니다. 하나의 컷팅 헤드는 파이프의 위쪽 절반을 담당하고 다른 하나는 파이프의 아래쪽 절반을 담당합니다. 튜브 지름과 두께에 따라 파이프를 완전히 절단하는 데는 약 5 ~ 10 초가 소요됩니다. 이때 HepcoMotion의 HDRT 가이드 시스템 2개가 전체 컷팅 헤드를 지지하고 가이드해 주는 역할을 합니다.

지정된 원형 경로를 따라 플라즈마 컷팅 헤드를 유도하기 위해, 고장 없이 필요한 작동 시간을 충족할 수 있는 링 모양의 고성능 가이드 시스템이 필요했습니다. 주요 요구 사항으로는 마모가 없고 유지보수가 거의 필요 없는 가이드 시스템을 설치하는 것이었습니다. 또한 링은 전체 컷팅 헤드 (약 150kg)의 하중을 견디는 높은 용량과 고객이 원하는 속도에 맞추어 작동시켜야만 합니다. 공장은 대기 온도의 영향을 받기 쉬운 복도에 있습니다. 따라서 가이드는 생산 공정에서 발생하는 오염에 내성이 있어야 하며 외부 영향, 특히 온도 변화에 견딜 수 있어야 합니다. 즉, 공장 및 가이드는 -25 ° C ~ + 40 ° C의 기온에서 계절에 관계없이 작업중단 발생시간을 최소화하여 작동할 수 있어야 합니다.

이러한 이유로 Eurocylinder Systems는 HDRT 링을 펠트 링 씰과 함께 특수 하우징에 설치하여 HDRT 링을 먼지나 이물질과 같은 외부 영향으로부터 보호해 주었습니다

까다로운 환경을 견디기 위해 HepcoMotion은 두 개의 견고한 링으로 구성된 솔루션을 구성했습니다. 이 링은 Hepco V 가이드 기술의 주요특징인 자정기능을 제공해 줍니다. 즉, V 베어링이 레일을 따라 이동할 때 모든 오염물이 자체적으로 제거됨을 의미합니다. HepcoMotion은 1969 년부터 V 가이드 기술의 개발을 주도해 왔으며 설계 엔지니어에게 새로운 솔루션을 제공하는 혁신적인 리니어 제품을 계속 개발하고 있습니다.

이 어플리케이션에서 각 링은 786mm의 직경을 가지며 경화형의 고품질 공구강으로 만들어집니다. 또한 HDRT 주행면은 정밀연마 처리가 되어 있습니다. 두 개의 평행한 링은 각각 95mm 직경의 편심 V 베어링을 4개씩 사용하여 높은 하중을 수용할 수 있습니다. 윤활은 4 개의 윤활 블록 (HDRT 링당 2 개)으로 제공됩니다. 블록은 저마찰 윤활 및 고하중 용량과 오랜 수명을 위한 스프링 텐션 및 윤활제가 함유된 펠트 와이퍼를 사용하며, 충격에 강한 플라스틱으로 만들어졌습니다. 윤활 블록은 현재까지 따로 교체한적 없이 7 년째 계속 사용 중입니다.

Eurocylinder Systems의 주요 목표는 플라즈마 절단 공정을 최적화하는 동시에 절삭 공정을 가속화 및 자동화하는 것이었습니다. Eurocylinder Systems는 새로운 솔루션, 특히 그들의 요구 사항을 완벽하게 충족시켜주는 HDRT 링에 매우 깊은 인상을 받았습니다. 밴드 톱을 사용하면 지름에 따라 최대 4 개의 파이프를 동시에 절단할 수 있습니다. 밴드 톱은 절단 작업에만 5 분이 걸렸습니다. 이는 약 6 분의 전체 사이클 시간을 기준으로 했을 때, 케이스 하나당 90 초를 의미합니다. 하지만 플라즈마 절단 시스템은 한 번 절단하는데 10 초 밖에 걸리지 않습니다. 즉, 총 사이클 시간은 케이스 당 약 30 초입니다. 따라서 튜브 길이, 직경 및 벽 두께가 동일할 경우, 절약되는 시간은 대략 60 ~ 70 %가 됩니다.

이 시스템은 2009 년부터 사용 중이며 플라즈마 절단 시스템의 컷팅 헤드에 있는 HDRT 링은 그 동안 한번도 별도의 유지보수 작업을 받은 적이 없습니다. 즉, 전체 시스템과 HDRT 링은 지난 7 년간 특별한 오류나 결함 없이 작동 중이며, 이는 HDRT 가이드 시스템이 얼마나 강력하고 내구성이 뛰어난지를 보여줍니다. HDRT 링은 V 가이드와 V 베어링 사이의 형상 덕분에 이물질의 침투를 효과적으로 막아줍니다. 즉, 베어링의 V 형 내부 및 외부의 서로 다른 주변속도로 인해 ‘맷돌 효과’가 생기는데, 중심부 쪽의 먼지나 이물질이 이러한 속도 차이로 인해 바깥쪽으로 밀려나가 자연스럽게 제거가 됩니다.