Hagyományos szemszögből a hengereket és az elektromos hajtóműveket mindig is két teljesen különböző területhez tartozó automatizálási terméknek tekintették, de az utóbbi években az elektromosság fokozatának folyamatos javulásával az elektromos hajtóművek lassan belemerülnek a pneumatika területébe. . Az alkalmazások versengenek és kiegészítik egymást. Ebben a rovatban a hengerek és elektromos hajtóművek előnyeit hasonlítjuk össze a műszaki teljesítmény, a beszerzési és alkalmazási költségek, az energiahatékonyság, az alkalmazások és a piaci feltételek tekintetében.
Műszaki teljesítmény
Amint azt mindannyian tudjuk, a hengerek az elektromos hajtóművekhez képest megbízhatóan működnek zord körülmények között, egyszerűen kezelhetők, és alapvetően nem igényelnek- karbantartást. A henger jó az oda-vissza mozgó lineáris mozgásban, különösen alkalmas a legtöbb szállítási követelményre az ipari automatizálásban - a munkadarabok lineáris kezelésében. Sőt, a stabil fordulatszám-szabályozás egyszerűen elérhető a henger mindkét oldalára szerelt egyirányú fojtószelepek beállításával, ami a hengerhajtásrendszer legnagyobb jellemzője és előnye lett. Ezért azok a felhasználók, akiknek nincs több-pontos pozicionálási követelményük, a legtöbben a könnyű használhatóság szempontjából a hengereket részesítik előnyben. Jelenleg az ipari területeken használt elektromos aktuátorok legtöbb alkalmazása nagy-pontos, több-pontos pozicionálást igényel. Ennek oka, hogy léghengerekkel nehéz elérni, és az eredmény a második legjobb.
Az elektromos működtetőt elsősorban forgási és lengési körülményekhez használják. Előnye a gyors reakcióidő és a fordulatszám, pozíció és nyomaték pontos szabályozása visszacsatoló rendszeren keresztül. Ha azonban a lineáris mozgást be kell fejezni, mechanikus eszközökkel, például fogasszíjakkal vagy csavarrudakkal kell átalakítani. Emiatt a szerkezet viszonylag összetett, a munkakörnyezet, valamint az üzemeltető és karbantartó személyzet szakmai ismerete viszonylag magas.
Előny
(1) A felhasználókkal szemben támasztott követelmények alacsonyak. A henger elve és felépítése egyszerű, könnyen telepíthető és karbantartható, a felhasználókkal szembeni követelmények pedig nem magasak. Az elektromos henger más, a mérnököknek rendelkezniük kell bizonyos elektromos ismeretekkel, különben nagy valószínűséggel hibás működés miatt megsérül.
(2) A kimeneti erő nagy. A henger kimenő ereje arányos a henger átmérőjének négyzetével; míg az elektromos henger kimenő ereje három tényezőhöz, a henger átmérőjéhez, a motor teljesítményéhez és a vezérorsó menetemelkedéséhez kapcsolódik. Minél nagyobb a henger átmérője és teljesítménye, és minél kisebb a menetemelkedés, annál nagyobb a kimenő erő. Egy 50 mm-es hengerátmérőjű henger elméletileg akár 2000 N erőt is képes kifejteni. Az azonos hengerátmérőjű elektromos hengereknél bár a különböző cégek termékei eltérőek, alapvetően nem haladják meg az 1000N-t. Nyilvánvaló, hogy a hengernek több előnye van a kimenő erő tekintetében.
(3) Erős alkalmazkodóképesség. A henger normálisan működik magas hőmérsékleten és alacsony hőmérsékletű környezetben, por- és vízálló képességgel rendelkezik, és alkalmazkodni tud a különféle durva környezetekhez. Az elektromos henger magas környezeti követelményeket támaszt, és az elektromos alkatrészek nagy száma miatt rossz alkalmazkodóképességgel rendelkezik.
Az elektromos henger előnyei elsősorban a következő három vonatkozásban tükröződnek:
(1) A rendszer összeállítása nagyon egyszerű. Mivel a motor általában a hengerblokkhoz, valamint a vezérlőhöz és a kábelekhez van integrálva, az elektromos henger teljes rendszere ebből a három részből tevődik össze, ami egyszerű és kompakt.
(2) The number of stopping positions is large and the control accuracy is high. Generally, electric cylinders are divided into low-end and high-end. The stop positions of low-end products are 3, 5, 16, 64, etc., which vary according to different companies; high-end products can reach hundreds or even thousands of positions. . In terms of accuracy, the electric cylinder also has absolute advantages, and the positioning accuracy can reach ¡ 0.05mm, so it is often used in precision industries such as electronics and semiconductors.
(3) Erős rugalmasság. Kétségtelen, hogy az elektromos henger rugalmassága sokkal erősebb, mint a hengeré. Mivel a vezérlő közvetlenül csatlakoztatható a PLC-hez, pontosan tudja szabályozni a motor forgási sebességét, pozicionálását, valamint előre és hátra forgását. Az elektromos henger bizonyos mértékig tetszés szerint mozoghat az igényeknek megfelelően; a gáz összenyomhatósága és a tehetetlenség miatt hiába jó a koordináció az irányváltó szelep és a mágneskapcsoló között, a henger pontos pozicionálása nem érhető el, a rugalmasság pedig szóba sem jöhet.
A műszaki teljesítmény tekintetében úgy gondolom, hogy az elektromos és pneumatikusnak megvannak a maga előnyei. Először is, az elektromos hajtóművek előnyei elsősorban a következők:
(1) Kompakt szerkezet és kis méret. Összehasonlítva a pneumatikus hajtóművekkel, az elektromos működtetők viszonylag egyszerű szerkezetűek. Az alapvető elektronikus rendszer működtetőelemeket, három-állású DPDT-kapcsolót, biztosítékokat és néhány vezetéket tartalmaz, amelyek könnyen összeszerelhetők.
(2) Az elektromos hajtómű hajtásforrása nagyon rugalmas. Általában a fedélzeti tápegység kielégíti az igényeket, míg a pneumatikus működtetőhöz levegőforrásra és kompressziós meghajtó eszközre van szükség.
(3) Electric actuators have no danger of "air leakage" and are highly reliable, while the compressibility of air makes pneumatic actuators slightly less stable.
(4) Nincs szükség különféle pneumatikus csővezetékek telepítésére és karbantartására.
(5) A terhelés áram nélkül is tartható, míg a pneumatikus hajtómű folyamatos nyomásellátást igényel.
(6) Az elektromos működtető szerkezet csendesebb, mivel nincs szükség további nyomóberendezésre. Általában, ha a pneumatikus hajtómű nagy terhelésnek van kitéve, hangtompítót kell felszerelni.
(7) Az elektromos működtetők jobb vezérlési pontossággal rendelkeznek.
(8) A pneumatikus eszközökben általában szükséges az elektromos jeleket gázjelekké, majd elektromos jelekké alakítani. Az átviteli sebesség lassú, és nem alkalmas összetett, túl sok alkatrészt tartalmazó áramkörökhöz.
A henger előnyei a következő négy vonatkozásban rejlenek:
(1) A terhelés nagy, és a nagy nyomatékú kimenet alkalmazásához igazítható (azonban az elektromos működtető szerkezet fokozatosan elérte az aktuális pneumatikus terhelési szintet).
(2) Gyors cselekvés és gyors reagálás.
(3) Jó alkalmazkodóképesség a munkakörnyezethez, különösen olyan zord munkakörnyezetekben, mint a gyúlékony, robbanásveszélyes, poros, erős mágnesesség, sugárzás és vibráció, jobb a hidraulikus, elektronikus és elektromos vezérlésnél.
(4) A motor könnyen megsérülhet, ha a löket blokkolva van, vagy a szelepszár meg van kötve.
Vásároljon és alkalmazzon költség-összehasonlítást
Általánosságban elmondható, hogy az elektromos szervohajtások drágábbak, mint a pneumatikus szervohajtások, de egyedi követelményektől és alkalmaktól is függenek. Egyes kis teljesítményű{0}}egyenáramú motorok olyan elektromos csúszkát (elektromos szervorendszert) alkotnak, amely valójában olcsóbb, mint egy pneumatikus szervorendszer.
For example: when the load is 1.5kg, the working stroke is 80mm, the speed is between 2170mm/s, and the accuracy is ¡ 0.1mm, acceleration 2.5m/s2 and other working conditions, FESTO company adopts electric servo system composed of small electric sliding table, controller, motor cable, control cable, programming cable and power cable, etc., its price is higher than pneumatic servo system. 25 percent cheaper. The same is true for electric cylinders with piston rod. It should be noted that if an AC motor is used, the price of the formed electric servo system is about 40 percent higher than that of the pneumatic servo system.
A beszerzési és alkalmazási költségek szempontjából a jelenlegi hengernek még mindig vannak nyilvánvaló előnyei. A pneumatikus rendszer esetében a vezérlőrendszer és a működtető szerkezet nagyon egyszerű. Minden palackot csak mágnesszeleppel kell felszerelni a gázkör átkapcsolásának befejezéséhez és a mozgásvezérlés végrehajtásához. A henger meghibásodásának valószínűsége viszonylag kicsi, a karbantartás egyszerű és kényelmes, és a költségek is alacsonyak.
Az elektromos hajtóművek esetében, bár az elektromos energia beszerzése viszonylag egyszerű és az energiaköltség alacsony, a beszerzési és alkalmazási költségek viszonylag magasak. Ugyanakkor az elektromos hajtóművek használata sok védelmi intézkedést igényel. A rossz áramköri csatlakozások, a feszültségingadozások és a terhelés túlterhelése károsíthatja az elektromos hajtást. Ezért az áramkörre és a gépekre védelmi rendszert kell telepíteni, ami rengeteg többletkiadást növel. Ezen túlmenően, mivel az elektromos hajtómű meghajtó egység számos paraméterezett beállítással és magas integrációval rendelkezik, a meghibásodás után a teljes alkatrészt ki kell cserélni. És ha a rendszer által igényelt hajtóerő megnő, akkor a cserealkatrészek teljes készlete is elérhető. Ezért egy átfogó összehasonlításból látható, hogy a henger nagyobb előnnyel rendelkezik a beszerzési és karbantartási költségek tekintetében.
Energiahatékonysági összehasonlítás
Vizsgálatunk eredményei azt mutatják, hogy a vízszintes oda-vissza mozgásban rövid (1 percnél rövidebb) oda-vissza mozgás esetén az elektromos aktuátor üzemi energiafogyasztása általában kisebb, mint a hengereké, azaz energiatakarékosabb. Ha az oda-vissza mozgási periódus hosszabb (több mint 1 perc), a henger energiahatékonyabb- lesz. Ez először is azért van így, mert az elektromos működtető vezérlője általában körülbelül 10 W áramot fogyaszt, amikor a terminál leáll, míg a henger csak a mágnesszeleptől és a gázszivárgástól fogyaszt áramot, ami általában alacsonyabb, mint 1 W, azaz minél hosszabb ideig áll le a terminál , annál jobb a henger számára; Másodszor, a motor névleges hatásfoka folyamatos forgás mellett elérheti a 90 százalékot is, de az átlagos hatásfok a lineárisan oda-vissza mozgó mozgásban (csavarkonverziós) táblázat alakú gyorsulás és lassulás mellett kisebb. mint 50 százalék. Függőleges oda-vissza mozgás során a munkadarab befogásának tartása folyamatos áramellátást igényel az elektromos működtető szerkezetnek a gravitáció leküzdéséhez, és a hengernek csak a mágnesszelepet kell zárnia, ami kevesebb elektródát fogyaszt. Ezért az elektromos működtető szerkezet energiafogyasztási előnye a hengerhez képest nem túl nagy a függőleges oda-vissza mozgás során.
A fentiekből látható, hogy magának a motornak a hatásfoka nagyon magas, de figyelembe véve a hatásfok csökkenését és a vezérlő áramfelvételét az oda-vissza mozgó lineáris mozgásnál, az elektromos működtető nem feltétlenül több energiát tartalmaz- hatékonyabb, mint a henger, és a konkrét összehasonlítás függ a tényleges munkakörülményektől, azaz a beépítési iránytól, a kétirányú mozgási ciklustól és a terhelési sebességtől stb.
Alkalmazások összehasonlítása
Pneumatic and electric systems are not mutually exclusive. Rather, it's just a matter of asking for something different. The advantages of pneumatic drives are obvious. When faced with harsh environmental conditions such as dust, grease, water or cleaning agents, pneumatic drives are more suitable for harsh environments and are very durable. Pneumatic drives are easy to install, provide typical gripping functions, are inexpensive and easy to operate.
A szervomotoros elektromos hajtások előnyt jelentenek olyan helyzetekben, ahol az erők gyorsan növekednek, és pontos pozicionálásra van szükség. Az elektromos hajtások a legjobb választás olyan alkalmazásokhoz, amelyek precíz, szinkron működést, állítható és meghatározott pozicionálási programozást igényelnek. A szervo- vagy léptetőmotorokból álló elektromos hajtásrendszerek zárt{0}}hurkú pozicionáló vezérlőkkel kiegészíthetik a pneumatikus rendszerek hiányosságait. hely.
A technológia és a használati költség szempontjából a hengernek nyilvánvaló előnyei vannak, de azt, hogy a tényleges használat során melyik technológiát érdemes használni a hajtásvezérléshez, több tényezőből kell átfogóan mérlegelni. A modern vezérlés különböző rendszerei egyre bonyolultabbá és kifinomultabbá válnak, és nem csak egy bizonyos hajtásvezérlési technológia elégíti ki a rendszer különféle vezérlési funkcióit. A henger egyszerűen megvalósítja a gyors lineáris keringési mozgást, az egyszerű felépítést, a kényelmes karbantartást, és különféle kemény munkakörnyezetekben használható, például robbanásbiztos-követelményekben, poros vagy párás munkakörülmények között.
Az elektromos hajtóműveket főként olyan alkalmazásokban használják, amelyek precíz vezérlést igényelnek. Jelenleg az automatizálási berendezések rugalmassági követelményei folyamatosan javulnak. A különböző méretű munkadarabok feldolgozási igényeinek kielégítéséhez gyakran ugyanaz a berendezés szükséges. Az indítószerkezetnek több-pontos pozicionálási vezérlést kell végrehajtania, az aktuátort pedig vezérelni kell. A menetsebesség és nyomaték precízen szabályozható vagy szinkronosan követhető, ami hagyományos pneumatikus vezérléssel nem érhető el, az elektromos hajtóművek pedig könnyen megvalósíthatók. Látható, hogy a henger inkább egyszerű mozgásszabályozásra alkalmas, míg az elektromos aktuátort leginkább a precíz mozgásszabályozásra használják.
piaci helyzet összehasonlítása
A hengeres{0}}rendszerek az 1970-es évek óta gyorsan népszerűvé váltak az ipari automatizálásban. Mára a henger a PTP (PointToPoint) kezelés fő működtetőjévé vált a hazai és külföldi ipari termelés területén, és a hengerhajtási rendszerre összpontosító pneumatikus alkatrészek piaci mérete elérte a 11 milliárd dollárt.
Az 1990-es évek óta a motorok és mikroelektronikai vezérlési technológiájuk rohamos fejlődése lehetővé tette az elektromos aktuátorok alkalmazását az ipari automatizálásban. Ezen túlmenően a félvezetőipar térnyerése közvetlenül elősegítette a nagy-pontos, több-pontos pozicionálást megvalósító elektromos működtetők alkalmazásának kiterjesztését az ipari területen.
Az 1990-es évek végén Japánban és más nagy ipari országokban még egyszer is feltűnt, hogy az elektromos hajtóművek lecserélik a léghengereket, és a légpalackok kivonulnak a történelem színpadáról. Mivel általában úgy gondolják, hogy az elektromos működtetőben lévő motor energiaátalakítási hatékonysága magas, és a henger energiaátalakítási hatékonysága alacsony, a nem hatékony termékek megszűnnek. Tíz évvel később azonban az elektromos hajtóműveket nem népszerűsítették az ipari telephelyeken, és piaci méretük még mindig messze elmarad a pneumatikától. Ráadásul mind az iparilag fejlett országokban, mind az olyan újonnan iparosodott országokban, mint például Kína, a palackok értékesítése nemhogy nem csökkent, hanem folyamatosan nőtt is. Kínában az elmúlt években több mint 20 százalékos szinten tartották a hengereladások éves növekedési ütemét.
Ha a kettő tudományos és objektív értékelése szükséges, akkor az Életciklus-értékelés módszerét kell átvenni, és össze kell hasonlítani a gyártás, a felhasználás és az ártalmatlanítás három szakaszának átfogó mutatóit. A konkrét mutatók közé tartoznak a költségek, az energiafogyasztás és a környezetterhelés (főleg a kibocsátások stb.). Például a költség, az elektromos hajtóműveknek előnyei vannak a működési energiafogyasztás (használati fázis) költségében, de a karbantartási költség (használati fázis) és a beszerzési költség (gyártási fázis) sokkal magasabb, mint a hengereknél, az összehasonlítást ezen az indexen az összegen kell alapul venni. minden költségből.
Az összköltség tekintetében eredményeink azt mutatják, hogy a légpalackok bizonyos előnyökkel rendelkeznek a legtöbb ipari alkalmazásban.
A fenti elemzés alapján azt kell látnunk, hogy a hengernek és az elektromos hajtóműnek megvannak a maga sajátosságai, amelyek előnyei és hátrányai nem értékelhetők egyszerűen a hatásfok szintjén. Az elektromos technológia fejlődésével az elektromos hajtóművek költsége tovább csökken, alkalmazási területei pedig várhatóan tovább bővülnek, de a hengerek teljes cseréje önfelszívóra és nem{{1}reális }}eldugul a szennyvízszivattyúk.
From the perspective of the market form, it has been mentioned earlier that if the electric cylinder is produced with reference to the shape and installation connection dimensions of the cylinder from the beginning, it is a good start. For rodless cylinders and pneumatic slides that do not have ISO standards at present, the corresponding shapes and installation connection dimensions are also adopted. This convenient measure can eliminate unnecessary competition between pneumatic drives and electric drives in terms of installation, addition or replacement. . FESTO's electric drive products include more than 300 freely combinable handling modules and multi-axis systems. At Festo, electric drives are not a competitor to pneumatic drives, but a perfect complement to the performance of pneumatic drives. Electric drives are characterized by precision and flexibility. Electric drives are the ideal solution for non-clogging self-priming sewage pumps in applications where forces are rapidly dissipated and precise positioning is required.
Ezért a hengerek és elektromos működtetők fejlesztésének a jövőben nagyon jóindulatú és egymást kiegészítő állapotban kell lennie, és minden bizonnyal e két technológia tudományos fejlődésének természetes törvényei szerint fognak fejlődni.
