리니어 액추에이터 선정 — 스트로크/추력/속도 계산법

"추력 충분한데 왜 못 올립니까?"

리니어 액추에이터(Linear Actuator)를 선정할 때 많은 분들이 단순히 "최대 추력 > 하중"으로만 판단합니다. 그런데 현장에서 이렇게 말합니다. "스펙엔 500N인데 300N짜리를 못 올려요."

이 글에서는 리니어 액추에이터 선정에 필요한 3가지 핵심 파라미터—스트로크, 추력, 속도—를 올바르게 계산하는 방법을 설명합니다.

파라미터 1: 스트로크 (Stroke)

스트로크 = 액추에이터가 실제로 움직이는 거리입니다.

필요 스트로크 = 이동 거리 + 여유 (10~20mm)

• 설치 각도가 있으면 수직 스트로크로 환산 필요
• 완전 수축 시 전체 길이(Body Length) 확인 — 설치 공간 제약
• 중간 정지 위치 필요 시: 포텐셔미터 내장 또는 엔코더 옵션 선택

예시: 수직 100mm 이동 필요 → 스트로크 120mm 선택

파라미터 2: 추력 (Force/Thrust)

가장 많이 잘못 계산하는 부분입니다.

정적 추력 계산 (수직 들어올리기)

정적 추력 = 하중(kg) × 9.8(m/s²) × 안전계수(1.5~2.0)

예시: 20kg 하중 수직 리프팅
  = 20 × 9.8 × 1.5 = 294 N → 300N 이상 선택

경사 설치 시 추력 계산

필요 추력 = W × sin θ + W × cos θ × μ
(W: 중량(N), θ: 경사각, μ: 마찰계수 0.1~0.3)

45° 경사 + 20kg 하중:
  = (196 × sin45°) + (196 × cos45° × 0.2)
  = 138.6 + 27.7 = 166.3 N → 200N 이상 선택

액추에이터 스펙의 "최대 추력"은 정지 상태 최대값입니다. 이동 중 마찰, 관성, 가속도를 더하면 실제 필요 추력은 20~40% 더 높아집니다. 안전계수 없이 딱 맞춰 구매하면 실패합니다.

파라미터 3: 속도 (Speed)

이동 속도(mm/s) = 리드(mm/rev) × 모터 RPM / 60

리니어 액추에이터 속도-추력 반비례 원칙: 같은 모터 출력에서 속도를 높이면 추력이 낮아집니다.

설치 방향별 추가 고려사항

좌굴 주의: 스트로크가 길수록 로드(Rod)가 휘는 좌굴 위험이 증가합니다. 스트로크 200mm 이상, 추력 500N 이상이면 좌굴 안전율을 별도 계산하세요.

실수 사례

사례 1: "최대 추력 500N → 200N 하중이면 충분" — 실제: 고속(30mm/s) 동작 시 추력 200N으로 낮아짐 + 관성 고려 안 함 → 간헐적 동작 불량

사례 2: 스트로크 딱 맞게 선택 → 설치 오차로 끝단 충돌 → 리미트 스위치 파손

사례 3: 수직 하향 설치에서 정전 → 중력으로 자동 낙하 → 안전사고

선정 체크리스트

• 필요 스트로크 + 여유 10~20mm 적용
• 추력 계산 (안전계수 1.5 이상 적용)
• 작동 속도에서의 추력 확인 (속도-추력 곡선)
• 설치 방향 및 좌굴 안전율 계산
• 듀티 사이클 (연속/간헐 작동)
• IP 등급 (분진/방수 환경)
• 통신 방식 (아날로그/PWM/RS485/CAN)
• 정전 시 낙하 방지 요구 여부

기술 문의하기

계산이 복잡하거나 설치 환경이 특수하다면 기술팀에 문의하세요. 하중, 스트로크, 속도, 설치 방향 정보로 최적 제품을 추천해드립니다.