원통형 릴리스 플레이트는 클러치 어셈블리, 브레이크 시스템, 자기 유지 장치 및 다양한 동력 전달 메커니즘에 사용되는 정밀 가공된 원형 또는 링 모양의 기계 부품으로, 회전 또는 고정 부재 사이의 힘 전달을 연결하거나 해제합니다. "해제" 기능은 기계적, 유압식, 공압식 또는 전자기적으로 분리 명령이 적용될 때 두 개의 접촉 표면(일반적으로 마찰 디스크, 자기면 또는 압력 표면)을 분리하는 플레이트의 역할을 나타냅니다. 원통형 형상은 플레이트의 형태를 설명합니다. 즉, 균일한 접촉, 평행 결합 및 전체 접촉 영역에 걸쳐 일관된 힘 분포를 보장하기 위해 평평한 면이 엄격한 공차로 가공된 균일한 단면의 디스크 또는 링입니다.
실용적인 측면에서, 원통형 릴리스 플레이트 레버 메커니즘, 유압 피스톤, 공압 작동기 또는 전자기 코일에 의해 가해지는 축력을 어셈블리의 기본 마찰 또는 접촉 표면의 제어된 분리 또는 결합으로 변환하는 중간 인터페이스 구성 요소 역할을 합니다. 형상, 재료, 표면 마감, 편평도 공차 및 강성은 분리력이 얼마나 균일하게 분포되는지, 분리가 얼마나 빠르고 깔끔하게 발생하는지, 그리고 해제력이 제거될 때 어셈블리가 얼마나 안정적으로 다시 결합되는지를 종합적으로 결정합니다. 고성능 응용 분야에서는 원통형 릴리스 플레이트의 지정된 평탄도 또는 평행도에서 조금만 벗어나도 부분 접촉, 고르지 않은 마모, 열 핫스팟 및 더 넓은 어셈블리에서 조기 구성 요소 오류가 발생할 수 있습니다.
원통형 릴리스 플레이트는 결합 및 분리를 제어하기 위해 평평하고 견고한 축 방향 하중 인터페이스가 필요한 광범위한 기계 및 전자 기계 시스템에 걸쳐 나타납니다. 응용 분야의 폭을 이해하면 성능 요구 사항의 범위를 명확히 하는 데 도움이 되며 동일한 기본 기하학적 형태가 사용 사례에 따라 매우 다른 재료와 매우 다른 정밀도 등급으로 지정될 수 있는 이유를 알 수 있습니다.
산업 기계, 인쇄 장비, 컨베이어 드라이브, 포장 기계 및 HVAC 압축기에 널리 사용되는 전자기 클러치 시스템에서 원통형 릴리스 플레이트(종종 이 맥락에서 전기자 플레이트 또는 로터 페이스 플레이트라고 함)는 전원이 공급될 때 클러치 코일에 의해 생성된 자속에 의해 끌리는 구성 요소입니다. 정밀한 평탄도와 표면 마감으로 가공되어 전자석 로터 면에 닿을 때 전체 환형 표면에 완전하고 균일한 접촉이 이루어지며 토크 전달이 최대화됩니다. 코일의 전원이 차단되면 릴리스 플레이트 어셈블리에 통합된 리프 스프링 또는 웨이브 스프링이 플레이트를 로터 표면에서 당겨서 자기 회로를 깔끔하게 차단하고 구동 샤프트를 해제합니다. 스프링 복귀력은 주의 깊게 보정해야 합니다. 너무 약하면 릴리스 중에 플레이트가 로터 표면에 끌려 열과 마모가 발생합니다. 너무 강하고 플레이트의 맞물림 속도가 애플리케이션에 필요한 응답 시간에 비해 너무 느립니다.
자동차 변속기, 농업 기계, 산업용 동력 전달 및 공작 기계 스핀들 드라이브에 사용되는 건식 디스크 마찰 클러치에서 원통형 릴리스 플레이트는 압력 플레이트 및 플라이휠과 함께 작동하여 마찰 디스크를 끼워 넣습니다. 클러치 페달을 밟거나 릴리스 포크를 작동하면 릴리스 베어링이 원통형 릴리스 플레이트(또는 최신 자동차 클러치의 릴리스 메커니즘 역할을 하는 다이어프램 스프링 핑거)에 축방향 하중을 가하여 마찰 디스크의 조임력을 완화하고 엔진 또는 구동 샤프트가 기어박스 또는 구동 구성 요소에서 자유롭게 회전할 수 있도록 합니다. 릴리스 플레이트 접촉면의 평탄도, 평행도 및 표면 상태는 마찰 디스크가 얼마나 부드럽고 완전하게 분리되는지 직접적인 영향을 미치며, 이는 변속 품질, 클러치 페달 느낌 및 클러치 어셈블리 수명을 결정합니다.
산업 기계, 호이스팅 장비, 풍력 터빈 피치 및 요 드라이브, 정밀 공작 기계에 사용되는 다중 디스크 유압 브레이크 및 공압 브레이크는 원통형 릴리스 플레이트를 디스크 스택의 구조 요소로 통합합니다. 스프링 작동식, 유압식 해제(고장 안전) 브레이크에서는 교차 마찰 디스크와 강철 분리판 스택이 강력한 디스크 스프링에 의해 압축되어 제동 토크를 적용합니다. 브레이크 실린더에 유압 또는 공압이 가해지면 피스톤 면 또는 압력 분배 요소 역할을 하는 원통형 릴리스 플레이트가 스프링 힘을 극복하고 디스크 스택을 분리하며 브레이크를 해제합니다. 전체 디스크 스택 영역에 걸쳐 원통형 릴리즈 플레이트에 의한 힘 분포의 균일성이 중요합니다. 고르지 않은 분포로 인해 일부 디스크는 부분 접촉 상태로 유지되고 다른 디스크는 완전히 분리되어 끌림, 고르지 않은 마모 및 브레이크 해제 완전성이 감소됩니다.
가공, 자재 취급 및 조립 자동화에 사용되는 영구 자석 척, 전자기 워크홀딩 고정 장치 및 자기 결합 장치는 원통형 분리판을 분리 가능한 접점 인터페이스로 사용합니다. 영구 자석 홀더에서 원통형 분리판은 자석 극면에 위치하는 연자성 강철 디스크입니다. 자기 회로를 반전시키거나 반대 전자기속을 적용하여 장치가 고정 상태에서 해제 상태로 전환되면 플레이트가 분리되어 공작물 또는 결합된 구성 요소가 해제됩니다. 원통형 릴리스 플레이트의 표면 마감과 평탄도는 달성된 유지력(거칠거나 평평하지 않은 표면은 유효 극 접촉 면적을 감소시켜 유지력을 감소시킴)과 릴리스의 청결도(휘어지거나 평평하지 않은 플레이트는 릴리스 명령 후 자석 면과의 잔류 접촉을 유발하여 지연 또는 부분 릴리스를 유발할 수 있음)를 모두 결정합니다.
원통형 릴리스 플레이트의 물리적 구조는 해당 애플리케이션의 기능적 요구 사항(전달해야 하는 하중, 필요한 결합 정밀도, 작동 환경 및 인터페이스하는 결합 구성 요소)을 반영합니다. 기본 형상은 단순하지만(플랫 디스크 또는 환형 링), 해당 형상을 유지해야 하는 정밀도와 플레이트에 통합된 기능은 응용 분야에 따라 매우 다릅니다.
원통형 릴리스 플레이트의 외경(OD)은 최대 접촉 또는 결합 영역을 정의하며 지정된 치수 공차 내에서 결합 구성 요소(로터 면, 마찰 디스크 또는 자석 극 면)와 일치해야 합니다. 내부 직경(ID)은 플레이트가 수용해야 하는 샤프트 보어, 베어링 보어 또는 유압 포트 직경에 따라 결정됩니다. 두께는 하중이 가해졌을 때 편향되지 않고 접촉면 전체에 균일하게 적용된 힘을 분산시키기 위해 적절한 축 강성을 제공하도록 지정됩니다. 너무 얇은 플레이트는 작동 힘으로 인해 접시 모양이나 휘어짐으로 인해 외부 또는 내부 가장자리에 더 높은 압력이 발생하고 중앙에 틈이 생겨 불균일한 접촉 압력이 생성됩니다. 특정 용도에 필요한 두께는 플레이트의 재료 강성(영률), 직경, 적용된 힘의 크기 및 분포를 기준으로 계산됩니다.
표면 평탄도(완벽한 평면에서 접촉면의 편차)는 원통형 릴리스 플레이트의 가장 중요한 사양 중 하나입니다. 이는 마이크로미터(μm) 또는 플레이트 전체 직경에 걸쳐 밀리미터의 일부로 표시됩니다. 전자기 클러치 릴리스 플레이트의 경우 전체 환형 면에 걸쳐 0.01~0.05mm의 평탄도 공차가 표준 산업 응용 분야에서 일반적입니다. 정밀 서보 클러치에는 0.005mm 미만의 평탄도가 필요할 수 있습니다. 평행성(플레이트의 두 평면이 지정된 공차 내에서 서로 평행해야 한다는 요구 사항)도 마찬가지로 중요합니다. 평행하지 않은 플레이트는 맞물릴 때 불균일한 축 방향 힘을 가하여 짝을 이루는 디스크나 표면이 기울어지고 부분적으로 접촉하게 되기 때문입니다. 평탄도와 평행도는 까다로운 응용 분야용 릴리스 플레이트의 품질 검사 중에 정밀 좌표 측정기(CMM) 또는 광학 평탄도 측정 시스템을 통해 검증됩니다.
원통형 릴리스 플레이트는 응용 분야에 따라 다양한 장착 기능을 통해 배치되고 구동됩니다. 샤프트 또는 허브에 맞는 정밀 보어 중앙 구멍이 있는 중앙 보어 장착은 소형 클러치 및 브레이크 어셈블리에서 가장 일반적인 배열입니다. 키와 키홈 기능은 플레이트가 토크와 축방향 힘을 전달해야 하는 경우에 사용됩니다. 스플라인 보어를 사용하면 토크를 전달하면서 플레이트가 스플라인 샤프트를 따라 축 방향으로 미끄러질 수 있습니다. 이는 디스크 스택을 분리하기 위해 릴리스 플레이트가 축 방향으로 이동해야 하는 다중 디스크 클러치 및 브레이크 스택의 일반적인 배열입니다. 외부 또는 내부 직경의 볼트 패턴 플랜지는 유압 브레이크 어셈블리의 하우징이나 엔드 플레이트에 견고한 장착을 제공합니다. 스프링 유지 기능(리턴 스프링 부착을 위한 슬롯, 구멍 또는 탭)은 전원이 차단된 상태에서 릴리스 플레이트를 로터 면에서 멀리 스프링 장착해야 하는 전자기 클러치 응용 분야에서 플레이트 본체에 가공됩니다.
원통형 릴리스 플레이트의 재료 선택은 응용 분야의 자기적, 기계적, 열적 및 내식성 요구 사항에 따라 결정됩니다. 많은 응용 분야(특히 전자기 클러치 및 자기 유지 장치)에서 판재의 자기 특성은 기계적 특성만큼 중요하며, 이러한 두 가지 요구 사항은 때로는 신중한 타협이나 복합 또는 코팅 솔루션의 사용이 필요한 상충되는 방향을 가져옵니다.
| 소재 | 자기적 성질 | 기계적 강도 | 부식 저항 | 일반적인 응용 |
| 저탄소강(C10, C15) | 우수(연자성) | 보통 | 낮음(코팅 필요) | 전자기 클러치 전기자 플레이트 |
| 중탄소강(C45) | 좋음 | 좋음–High | 낮음-보통 | 마찰 클러치 압력판, 브레이크 분리판 |
| 스테인레스강(304, 316) | 나쁨(오스테나이트, 비자성) | 좋음 | 우수 | 비자성 이형판, 식품/의약품, 해양 |
| 마르텐사이트계 스테인리스강(420, 440C) | 보통 (magnetic) | 높음(열처리 가능) | 좋음 | 부식 방지 마그네틱 클러치 플레이트, 정밀 기기 |
| 주철(GG25, GGG50) | 좋음 | 보통 (brittle) | 보통 | 대형 브레이크 릴리즈 플레이트, 중공업 기계 |
| 알루미늄 합금(6061, 7075) | 없음(비자성) | 보통 | 좋음 (anodized) | 경량 비자성 릴리스 플레이트, 항공우주, 로봇공학 |
원통형 이형판의 기본 재료는 코어 재료 특성을 변경하지 않고 내식성, 내마모성, 표면 경도 또는 마찰 특성을 향상시키는 표면 코팅으로 처리되는 경우가 많습니다. 아연 도금 또는 아연-니켈 도금은 산업 응용 분야에서 탄소강 이형판을 위한 가장 일반적인 부식 방지 코팅으로, 도금 두께 공차 내에서 필요한 표면 평탄도를 유지하면서 희생적인 부식 방지 기능을 제공합니다. 판의 접촉면에 내식성과 내마모성이 모두 필요한 곳에 경질 크롬 도금 또는 무전해 니켈 도금이 사용됩니다. 흑색 산화물 처리는 치수 변화 없이 온화한 내식성을 제공하므로 엄격한 치수 공차를 유지하는 것이 가장 중요한 정밀 연삭 이형판에 적합합니다. 전자기 클러치 전기자 플레이트의 경우 접촉면에 적용되는 코팅은 비자성이어야 하고 충분히 얇아서(일반적으로 0.02mm 미만) 자기 에어 갭이 크게 증가하여 클러치 토크 용량이 감소하는 것을 방지해야 합니다.
원통형 릴리스 플레이트의 제조 경로는 필요한 치수 정확도, 표면 마감, 수량 및 재료에 따라 결정됩니다. 각 제조 프로세스는 달성 가능한 공차, 표면 특성 및 생산 경제성의 다양한 조합을 생성하며 이러한 절충안을 이해하면 엔지니어와 조달 팀이 정보에 입각한 제작-구매 및 프로세스 선택 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.
CNC 터닝은 원통형 이형판을 생산하는 주요 가공 공정입니다. OD, ID, 두께, 표면 프로파일 및 보어 기능은 모두 CNC 선반의 선삭 작업에서 생산되며, OD 및 ID 공차는 일반적으로 연속 생산에서 IT6~IT7 등급(±0.01~0.02mm)에 도달할 수 있습니다. 접촉면의 평탄도 0.01mm 이하, 표면 거칠기 Ra 0.4μm 이하가 요구되는 고정밀 용도의 경우, 선삭 후 표면 연삭 또는 래핑 작업을 수행하여 필요한 면 품질을 얻습니다. 표면 연삭은 회전된 표면에서 잔류 가공 응력을 제거하고 전자기 및 정밀 기계식 클러치 릴리스 플레이트가 요구하는 높은 평탄도와 표면 조도를 생성합니다. 래핑(연마제를 사용하여 정밀하고 평평한 표면에 플레이트를 문지르는 것)은 정밀 기기 및 서보 클러치 응용 분야에서 발생하는 가장 까다로운 평탄도 요구 사항(0.005mm 미만)에 사용됩니다.
단순한 원통형 릴리스 플레이트(특히 소형 전자기 클러치용 얇은 전기자 디스크 및 다중 디스크 클러치 스택용 분리판)를 대량 생산하는 경우 스탬핑 및 파인 블랭킹은 가공에 대한 비용 효율적인 대안입니다. 파인 블랭킹은 CNC 터닝보다 몇 배 더 높은 생산 속도로 매우 깨끗하고 버가 없는 가장자리, 우수한 치수 일관성 및 많은 표준 클러치 응용 분야에 적합한 평탄도를 갖춘 부품을 생산합니다. 블랭킹 후 연삭 또는 코이닝 작업은 스탬핑 조건이 적용 요건에 비해 불충분한 경우 평탄도와 표면 조도를 향상시킬 수 있습니다. 파인 블랭킹된 릴리스 플레이트는 자동차 클러치 부품, 소형 산업용 클러치 어셈블리, 연간 수천 개에서 수백만 개의 부품으로 생산되는 전자기 클러치 전기자에 일반적으로 사용됩니다.
분말 야금(PM) 소결은 통합된 오일 홈, 자체 윤활을 위한 다공성 또는 내마모성을 위한 내장 경질 입자와 같은 복잡한 내부 특징을 가진 원통형 이형판을 생산하는 데 사용되며, 이는 기계 가공으로 달성하기 어렵거나 비용이 많이 듭니다. 소결 이형판은 금속 분말을 최종 부품 형상과 밀접하게 일치하는 다이에 압축한 다음 소결(융점 이하로 가열)하여 입자를 결합함으로써 생산됩니다. 결과 부품의 크기를 조정(재압축)하여 치수 정확도를 높이고 중요한 표면을 가공하여 필요한 평탄도와 마감을 달성할 수 있습니다. 소결 강철 릴리스 플레이트는 자동 변속기의 습식 다중 디스크 클러치 및 브레이크 시스템에 사용됩니다. 이 플레이트의 다공성은 변속기 유체가 접촉 영역에 침투할 수 있도록 하여 냉각을 개선하고 마찰 인터페이스의 제어된 윤활을 제공합니다.
원통형 릴리스 플레이트를 소싱하거나 지정할 때 서비스에서 올바르게 작동하는 구성 요소를 받기 위해서는 완전하고 명확한 기술 사양을 공급업체에 전달하는 것이 필수적입니다. 사양이 불완전하면 치수 부적합, 잘못된 재료 등급, 부적절한 표면 마감, 조립 중이나 서비스 수명 초기에만 발견되는 특징 누락 등으로 인해 해결 비용이 많이 듭니다. 원통형 릴리스 플레이트 조달을 위해 다음 사양을 명시적으로 정의해야 합니다.
원통형 릴리스 플레이트의 특정 오류 모드를 이해하면 유지 관리 엔지니어와 시스템 설계자가 조기 구성 요소 오류의 근본 원인을 식별하고 설계 또는 운영 변경을 구현하여 서비스 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다. 대부분의 릴리스 플레이트 오류는 일단 식별되면 해결하기 쉬운 소수의 근본 원인 중 하나로 추적될 수 있습니다.
플레이트 두께 감소, 표면 거칠기, 결과적으로 스코어링 또는 홈 파기로 나타나는 접촉면의 점진적인 마모는 특히 결합 표면이 더 단단하거나 마모성이 있거나 입자로 오염된 경우 반복적인 결합 및 분리 주기로 인해 발생합니다. 전자기 클러치에서는 전기자 플레이트 접촉면이 로터 면에 대해 마모되고 마모 잔해에서 나온 금속 입자로 공극이 오염되어 표면 열화를 가속화하는 마모 환경이 생성됩니다. 마모는 전기자와 로터 사이의 작동 에어 갭을 증가시켜 미끄러짐이 시작될 때까지 클러치 토크 용량을 점진적으로 감소시킵니다. 완화에는 적절한 접촉면 경도 지정, 클러치 환경의 윤활 또는 공기 품질 유지 보장, 사용 중 측정된 마모율을 기반으로 검사 및 교체 일정 설정이 포함됩니다.
반복되는 맞물림 주기 동안 순환적인 가열 및 냉각으로 인한 열 변형으로 인해 원통형 릴리스 플레이트가 휘어질 수 있습니다. 즉, 원래의 평탄성을 잃고 접시 모양, 원뿔형 또는 안장 모양의 접촉면이 생길 수 있습니다. 이는 결합 빈도가 높거나 플레이트의 열 질량이 충분하지 않거나 클러치 또는 브레이크 어셈블리의 냉각이 부적합한 응용 분야에서 가장 일반적입니다. 뒤틀린 릴리스 플레이트는 결합 표면과 부분적으로 접촉하여 높은 지점에서 높은 국부적 접촉 압력을 생성하고, 국부적으로 빠르게 마모되며, 왜곡을 더욱 가속화하는 열 핫스팟을 생성합니다. 예방을 위해서는 듀티 사이클에 대한 적절한 플레이트 두께와 재료 열 전도성, 적용 분야에 대한 결합 빈도 제한의 올바른 사양, 플레이트의 정상 작동 온도를 제한하기 위한 어셈블리의 열 관리(공기 흐름, 오일 냉각 또는 방열판 규정)가 필요합니다.
습하고 화학적으로 공격적이거나 실외 환경에서 탄소강 원통형 릴리스 플레이트의 부식은 접촉면 품질을 저하시키는 표면 구멍 및 산화물 층 축적을 유발하고, 전자기 응용 분야에서 접촉 저항을 증가시키며, 부식 생성물이 릴리스 간격을 메울 경우 플레이트가 결합 표면에 달라붙는 원인이 될 수 있습니다. 예방을 위해서는 환경에 적합한 부식 방지 코팅(온건한 환경을 위한 아연 도금, 보통 환경을 위한 아연-니켈 또는 무전해 니켈, 가혹한 환경을 위한 스테인레스 스틸 또는 알루미늄)을 지정하고, 정기적인 검사를 통해 코팅 무결성을 유지하고, 릴리스 플레이트가 재료 및 코팅 시스템과 호환되는 환경 내에서 작동하는지 확인해야 합니다. 전자기 클러치 응용 분야에서 전기자 표면의 녹 형성으로 인해 전원이 차단된 후 플레이트가 로터 표면에 달라붙을 수 있습니다. 이는 에어 갭을 연결하는 부식으로 인해 악화되는 잔류 자기 고착이라는 실패 모드입니다.
고속 인쇄 기계, 섬유 장비 또는 시간당 수천 번 결합 및 분리되는 서보 구동 클러치와 같이 원통형 릴리스 플레이트가 매우 높은 사이클 횟수를 받는 응용 분야에서는 보어 가장자리, 키 홈 모서리, 스프링 유지 구멍 또는 가공된 슬롯 기능과 같은 응력 집중 지점에서 피로 균열이 시작될 수 있습니다. 피로 균열은 일반적으로 응력 집중기에서 플레이트 주변을 향해 바깥쪽으로 방사형으로 전파되어 결국 플레이트가 섹터로 파손되게 합니다. 예방에는 모든 내부 모서리의 넉넉한 필렛 반경, 플레이트 형상의 날카로운 노치 방지, 적용된 응력 주기에 적합한 피로 강도를 갖는 재료 지정, 계산된 피로 수명에 도달하기 전에 예정된 교체로 릴리스 플레이트에 대한 유한 서비스 수명(주기 단위) 설정 등이 포함됩니다.
새로운 설계를 위한 원통형 릴리스 플레이트를 선택하거나 교체 부품으로 선택하려면 기계적, 자기적, 열적, 환경적 요구 사항을 동시에 해결하는 체계적인 접근 방식이 필요합니다. 다음 프레임워크는 엔지니어와 조달 전문가를 위한 실용적인 단계별 선택 프로세스를 제공합니다.
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