에어솔레노이드 밸브의 구성 및 작동원리

○  차량마다 설치된 솔레노이드 밸브가 다소 다릅니다. (갯수, 설치형태, 모양 등등) 그러나

기능은 다 비슷합니다.

○ 상기 그림 형태는 수동조작 밸브 / 메인밸브, PTO밸브 / 에어공급전용  밸브 / 형태로

3개가 부착되어 있는 형태네요.

○ 여기는 위의 것과 달리 솔밸브가 하나 더 부착되어 있습니다. 아마도 드레인밸브 전용

솔밸브가 추가 된 듯

○ 솔레노이드밸브가 1개 달린 것

○ 2개 달려 있는 것

○ 오른쪽 하단에 보시면.. 달려 있는 이 에어밸브가 에어를 제거해도 잘 열리지 않는 그

버터플라이 전용 에어실린더 입니다.

○ 여기는 솔밸브가 2개 달려 있는데. 에어메인과 메인밸브라고 적혀 있습니다.

PTO 컨트롤 밸브는 다른 곳에 설치되어 있음.

○ 에어솔레노이드 배관에 에어를 제거하기 위해 설치해 둔 수동조작 밸브입니다.

다른 기능은 없고 배관내 공압을 제거하는 용도입니다.

○ 아래는 솔레노이드 밸브를 분해해 보았습니다.

에어가 들어가고 나가고 하는 구멍들을 볼 수 있습니다.

[구성]

1번 : 에어탱크(에어 공급라인)

2번 : PTO 에어실린더 방향 (PTO복구)

3번 : 배기밸브

4번 : PTO 에어실린더 방향 (PTO작동)

5번 : 배기밸브

[원리]

PTO 작동전에는 상기 그림 중 왼족 회로도로 구성되어 있다가

PTO 작동하면 오른쪽 회로도로 이동됩니다.

1번 에어탱크에서 올라온 에어가 PTO 스위치를 작동하면 오른쪽 그림으로 구성되어

1번의 공압이 4번으로 이동되어 PTO 에어실린더를 작동합니다.

이때 PTO작 작동됩니다.

그럼 PTO 스위치를 끄면 왼쪽 회로도 방향으로 구성되어 1번의 공압이 2번으로 공급되어 PTO 에어 실린더를 복구합니다. 이때 4번으로 공급된 에어는

5번을 통해서 외부로 배출됩니다.

관련 부품에 따라 회로는 반대로 작용될 수도 있습니다.

[1] 유압 실린더가 뒤로 밀리는 이유

상승을 동작 시키면 먼저, 체크 밸브동작, 상승밸브 동작 합니다.

상승동작이 완료되면 상승밸브 정지, 체크밸브 정지 합니다.함께 동작 합니다.

다시 하강을 동작 시키면 먼저, 체크 밸브동작, 하강 밸브동작 합니다.

하강동작이 완료되면 하강밸브 정지, 체크밸브 정지 합니다. 함께 동작 합니다.

이와 같이 체크밸브가 고압유 역류 흐름을 막아주는 보조 기능을 합니다.

실린더 내경이 커야할 고철 처리기에는 유압 탱크에의 밸브의 원활한 작동을 위하여 계절별 작동유 변경사용, 유압 게이지 등을 확인하시고(게이지가 2개 이상 있음)

레벨 게이지도 확인하고 작동유 의 부족, 색깔과 하강측 실린더 박킹 마모,기포(공기) 도 확인해야 합니다.

기계측 의 고장이 아니라고 판단되면 체크밸브 작동 여부를 확인

체크  밸브 기호 (그림1)                               체크 밸브 동작 (그림2)

체크 밸브는 입구측 에만 있는  볼에 의해서 기름의 역류를  차단 해 줌으로 밀리는 현상을 막아줍니다.

[2] 단동, 복동식 솔레노이드 밸브

왕복하며 공급과 차단을 하는 부품을 스풀(Spool)이라 하는데 마치, 원형막대기에 역기 몇개를 끼워넣은 모양입니다.  이것 스풀이 좌우로 움직이면서 공급 또는 차단을 하고 중립일 때는 출구 두쪽 다 차단 할수 있는 솔레노이드 밸브도 있습니다.

(1) 단동의 구조:

좌우로 왕복하는 스풀을 움직이는 동력은, 코일에 전기가 통하면 전자력이 발생하게 되어 스풀이 전자력을 발생된 쪽으로 당겨져 가게 되면 출구가 열리게 됩니다.

단동은 이렇게 전자력을 발생시키는 자기코일이 한쪽만 붙어있는 구조이므로 중립이 없고 일방 통행만 되며 유량 조절를 결정하는 기능이 없습니다.

스프링 내장형으로 된것은 전자력으로 열었다가 스프링에 의해 원위치 됩니다.

(2) 복동의 구조 : 전자력을 발생 시키는 코일이 양쪽 모두 다 있습니다.

그래서 전기를 어느 방향으로 흘려 주느냐에 의해 중립도 되고(양방향 모두 불통으로 되기도 함)일방 통행만 될수도 있고, 반대쪽 일방 통행만 시킬수 있는 구조 이기도 합니다.

예를 들어서 실린더는 입출력 방향만 바뀌면 전진 또는 후퇴를 하는데 전진측과 연결된 포트를 열어주거나 후퇴측 포트를 열어 줄 수 있습니다.  전진측을 열어 주었다가 중립상태로 돌아온 후에 조금만 기다려...하며 후퇴측으로 유통을 시켜줄수 있는 시간 조절,소위 대기기능(待機技能)이 가능한 구조 입니다.

(3) 중간 정지형 복동 솔레노이드 밸브.

(A), (B)                            (EA) (P) (EB)

[3] 직동식 방식 과 파이롯트 방식의 구분

1. 직동식 방식은 제어하는 유량이나 공압이 작은 경우 직동식을 사용합니다.   솔레노이드 밸드 하나로 제어가 가능하므로 일반적인 제어에 많이 사용하는 방식으로  대형이 아닌 자동제어 장치에 사용하는 솔레노이드 공압 밸브는 대부분 직동식 입니다..

2. 파이롯트 방식은 대형밸브를 구동하기 위하여 1차적으로 직동식 밸브를 구동하여 제어되는 압력으로 대형밸브를 다시 구동 하는구조 이므로 구조가 복잡하거나 2개의 밸브구조를 가지게 됩니다.  대형 공압 제어 밸브나 대형 유압 제어 벨브를 사용 하는 곳에서 파이롯트 방식을 사용하므로 직동식에 비해 적 습니다. 장치의 구조나 사용처에 따라 다르지만 파이롯트 방식을 사용 하는 대형 장치가 있는가 하면, 직동식을 사용하는 장치가 있기도 하므로 방식에 따라 적용 합니다..

[4] 유량을 조절하는 밸브의 종류

트로틀 밸브, 솔레노이드 밸브, 서보밸브 로써 크게 세가지가 있습니다.

1. 트로틀 밸브는  한번 세팅을 해 놓으면 그 세팅된 양만큼의 유량을 흘려보내는 밸브입니다.

2. 솔레노이드 밸브는 전기신호를 받아 전기신호의 변화에 그대로 응답하여 유량을 조절하는  밸브입니다.

3. 서보 밸브는 솔레노이드 밸브와 같이 전기 신호를 받아 그 신호에 비례하는 유량을 조절하는 밸브이지만 그 조절하는 시스템에서 솔레노이드 형식과는 조금 다릅니다. 서보밸브는 주로 고정밀 장치에 쓰입니다.

[5] 유압을 조절하는 릴리프 밸브

피스톤의 속도가 평상시 작업 속도보다 더 느릴때 피스톤이 전, 후진 완료 위치에 다가서면 정상적으로 복귀되던 유량이 일부만 복귀되고, 일부는 릴리프 밸브를 통하여 탱크로 복귀시키는 이 릴리프 밸브의 압력을 정상 작업 속도에 맞추어 잠궈 주면됩니다.

[6] 에아(공압)솔레노이드 밸브 동작용 PLC 출력 카드 고장 원인

주원인은 솔레노이드 밸브 의 과부하로 인한 PLC 출력부 고장 입니다.

DC용 솔레노이드 밸브이면. 자주 ON/OFF 하다보면 트랜지스터가 파손 될수 있습니다.

솔레노이드 밸브는 유도성 코일로써 초기 동작시 과전류가 발생합니다.

1)전류를 계산하여 직렬로 시멘트저항(약,10W 100~200옴)이나

2)솔레노이드 밸브 양단에 병렬로 제너 다이오드를 연결 합니다.

3)배리스터를 PLC 출력부에 병렬로 달아 주시면 좋을듯합니다..

[7] 솔레노이드 밸브에 배리스터를 다는 이유 :

배리스터는 Variable 과 Resistor의 合成語 입니다.   솔레노이드 밸브 부하인 경우에 사용 되는 부속품입니다.

배리스터는 제조회사에 따라 ZNR,TNR,SVR로 호칭 합니다.

ZNR 250 10D는 공칭전압이 250v 10mm.

TNR 471 14G는 공칭전압이 470v 14mm.

(트랜지스터 같은 회로부품을 보호하는 역활도 합니다.)

사용 목적 : 순간적으로 유입되는 고전압(써지) 부터 회로를 보호하기 위해서 사용합니다.

동작 원리 : 솔레노이드 밸브의 정격 전압이 AC220v 이면 480V 정격의 배리스터를 많이 사용 합니다.  배리스터가 480V 정격이라면 480V 이상에서는 저항이 '0'에 가깝다고 생각 하시면 됩니다.  따라서, 교류 전원 220v에는 480V 정격의 배리스터를 달면

정상 동작시 에는 저항이 커서 동작을 안 하다가 480V 이상의 써지 전압이 흐를 때에는 그 써지 전압을 온도로 변화하여 상승된 온도값 많큼 저항 값이 낮아지는 특성이 있으므로 전류가 배리스터 쪽으로도 흘러서 열(熱)로 소거 됩니다.

결국, 과도 써지 전압은 배리스터로 흘려서 솔레노이드 벨브는 보호가 됩니다.

[7-1] 릴레이 코일 소손이 잦을 경우 대책 입니다.

** 방치(防置)하면 PLC 출력 카드의 접점 수명이 짧아 지게 됩니다 **

[8] 일상적으로 매번 점검 해야할 부분

1. 솔레노이드의 기계적인 작동 부분의 마모로 인한 떨림 음.

2. 솔레노이드 밸브에 코일의 절연 불량으로 코일의 발열.

3. 에아 콤푸레샤 탱크 내부에 잔류된 물을 배출.

4. 유수 분리기에 잔류물, 이물질 제거와 에어 필터 점검.