폭발 방지 및 비윤활 작동조건에 적용된 HepcoMotion의 HDS2 시스템 소개

HepcoMotion - 폭발 방지 및 비윤활 작동조건에 적용된 HepcoMotion의 HDS2 시스템 소개
HepcoMotion - 폭발 방지 및 비윤활 작동조건에 적용된 HepcoMotion의 HDS2 시스템 소개

Sonplas사는 독일의 대표적인 조립 및 시험대 제조업체로서, 자동차 분야의 연료 분사 및 전기구동 차량, 항공 기술과 보안 시스템 등의 영역에 대한 턴키 솔루션을 제공하는 기업이다.

이번 사례에서, Sonplas사는 가변 테스트 및 외기 조건에 따른 고객 사양의 항공기용 연료펌프의 유압 테스트와 측정을 위한 시험대의 설계를 위임 받았다. 이 펌프는 항공기에 사용되기 때문에 매우 엄격한 시험규정을 따라야 한다. 이를 위해 Sonplas사는 가연성이 매우 높은 물질과 함께 사용하기에 적합할 뿐만 아니라 연료의 강력한 탈지효과에도 불구하고 장기간 효과적으로 제 기능을 발휘해줄 갠트리 시스템을 찾고 있었다.

가상 시나리오:

항공기에서 사전 주입(pre-feed) 연료펌프의 역할은 스노클을 사용하여 등유를 주입하고 그 물질을 주 연료 펌프에 공급하는 것이다. 이는 항공기에서 매우 중요한 역할을 하기 때문에 펌프가 항상 제대로 작동할 수 있도록 테스트 시스템을 완벽하게 구성하여 차후까지 완벽한 성능을 보장해주는 것이 필수적이다. 가능한 한 실제상황과 같은 가상 시나리오를 모방하기 위해 Sonplas사는 잠재 가능한 모든 펌프의 위치를 시험대 위에 실제로 배치하고자 하였다. 이에 따라 복합-축의 갠트리 유닛이 필요한 조정 가능형 테스트 플랫폼 구축이 필요하게 된 것이다. 분당 0.5~900 리터의 유량으로 부품을 테스트하고 싶은 고객의 요구와 비교적 높은 수준의 자동화 구축 요청에 따라 시스템의 구성 과정에 그만큼 추가적인 도전과제들을 안게 되었다.

또한, 비윤활의 건조한 상태에서도 각 부품의 완벽한 주행을 보장해달라는 추가 요구사항이 있었는데, 이는 해당 테스트 스테이션의 목표 수명이 20년인 것을 감안할 때 매우 도전적인 조건이었다. 하지만 안전한 전기 접지를 위해 윤활을 피하는 것은 필수 사항이었다. 이는 ATEX 폭발 방지 지침의 요구사항을 충족하기 위한 핵심 전제조건이기도 하다.

HepcoMotion - 폭발 방지 및 비윤활 작동조건에 적용된 HepcoMotion의 HDS2 시스템 소개

이번 프로젝트 초기에는, 자동차 업계에서 전통적으로 사용해오던 부품이나 기존의 솔루션, 또는 동종 업계에서 주로 사용되던 것과 유사한 구동축 유닛을 포함하는 전체 턴키-솔루션 등을 활용하여 스테이션을 구축하고자 하였다. 하지만 이러한 접근법은 부품 재질의 내화 수준을 완전히 파악하는 것이 불가능하여 결국 배제되었다.

솔루션:

Sonplas사는 시중의 모든 옵션을 검토한 뒤, 최대 68000N의 하중을 이송할 수 있는 HepcoMotion의 HDS2 중하중 제품의 베어링과 슬라이드를 사용하기로 최종 결정하였다. 특히 표면이 경화 처리된 가이드 레일과 내식성 V-베어링 및 좁은 트랙롤러를 사용하여 XYZ-갠트리 시스템을 구축하였다. 이렇게 함으로써, Sonplas사는 매우 안정적이고 충격에 강한 구조물을 만들 수 있었고, 또한 시료를 시험장비 상에서 직접 시험할 수 있게 되었다.

Gantry System Render Side

HepcoMotion 베어링의 내식성 수준이 기준치 이상인지를 확인하기 위해, Sonplas사는 이 베어링에 대한 씰 테스트를 실시(조건: 베어링을 등유 대체연료에 수일 동안 놓아둠)하였는데 그 결과는 완벽했다. 즉 HepcoMotion의 베어링에서는 부식의 흔적을 전혀 찾아볼 수 없었다.  또한, HepcoMotion 베어링의 비윤활 작동 기능은 이번 시스템이 요구하던 또 다른 핵심 조건이었다. 단, 일반적으로 비윤활 시스템의 경우 그만큼 더 큰 마모가 발생하기 쉬우므로 시험대의 기능을 장기간 온전히 유지하기 위해서는 Hepco의 용이한 베어링 교체 조건도 주요 고려사항이었다. 결과적으로, 이러한 여러 장점들로 인해 시험대의 목표수명인 20년은 무난히 달성할 수 있었으며, 현재 이 시스템은 2019년 중반부터 고객사에 직접 설치되어 작동 중이며 그 성능에 대한 찬사를 받고 있다.

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