• Thomson電動推桿應對惡劣環境的挑戰

    作者:湯姆森Thomaon 日期:19/10/15 11:38 瀏覽:92

    隨著電動推桿和其他機械運動部件延伸應用于重載領域,它們對惡劣條件的抵抗能力也在不斷增強。

    極端溫度,高微粒含量,化學暴露,高壓沖洗,振動和沖擊,輻射和電磁干擾是目前幾個運動控制的穩定性是極大的威脅。在選擇運動控制部件時,我們可以通過以下五個要素進行仔細評估來減少這些威脅以實現設計的穩健運行,這五個要素包括:材料選擇、涂層、密封性能、抗振動/沖擊性和可維護性。


    1、因素一:材料選擇 

    新合金和混合材料可以承受極端溫度,能暴露于化學品或研磨材料,能耐頻繁沖洗和其他環境因素。不銹鋼,硬質陽極氧化鋁和耐磨聚合物是用于加固運動控制部件的最常用材料。 

    選擇不良的材料會導致過早故障,昂貴的現場服務和維修費以及生產力損失。當所有運動控制組件 ( 從電動推桿外殼到最小軸承 )在選擇時都考慮到了最壞的運行情況時,才能從容應對,實現最大的保護。


    Thomson電動推桿-40低溫環境

    3、因素二:涂料 

    Thomson電動推桿的耐用涂層成功地保護了其內部部件。在極端腐蝕性環境中使用的運動控制組件也應涂有高性能材料。這樣可以改善操作并減少停機時間,特別是在腐蝕性化學品、鹽霧或浸沒需要額外保護的環境中,正確的涂層和材料組合可以延長部件壽命200倍。


    測試耐化學性

    最廣泛應用的耐化學性標準是ISO 15003,它為移動農業機械,林業機械,園林綠化和園藝機械中使用的電氣和電子設備制造商提供設計要求和指導。它提供針對特定環境條件的測試協議,并定義在典型操作期間可能發生的極端環境條件的嚴重性級別。例如,耐化學性測試要求能夠在以下化學濃度下經受三天的操作:

    Thomson電動推桿

    ?柴油 - 100%

    ?液壓油 - 100%

    ?制動油 - 100%

    ?乙二醇 - 50%水溶液

    ?尿素氮 - 飽和溶液

    ?NPK肥料* 9(每種N,P,K為7.5%) - 飽和溶液

    適用于耐腐蝕性的其他標準,特別是柴油機排氣流體(DEF)是DIN 70070-05,AUS 32和ISO 22241-1。


    3、因素三:密封性能

    除非組件被充分密封,否則化學品和顆粒會進入內部組件機制,造成損壞,積聚和堵塞,為微生物生長創造肥沃的土壤。在惡劣環境中沒有達到完全密封狀態的運動控制組件將需要花費更多的力氣去進行密封處理,并且可能需要更頻繁的維護。


    每個部件都應密封,包括電機安裝座。刮水器,密封件和墊圈是成功不可或缺的一部分。擦拭器在操作期間從延伸管中清除污染物并防止水侵入。該密封備份雨刷。墊圈在外殼,蓋管,電機和后部安裝組件之間提供密封。


    (表1)  第一位數:進入固體物體 第二位:液體進入
    0

     沒有保

     沒有保護

    1 防止超過50毫米的固體物體(例如手,大工具) 防止垂直落下的水滴或冷凝水
    2 防止超過12.5毫米的固體物體(例如手,大工具) 如果表殼與垂直方向相距15°,則防止掉落的水滴
    3 防止超過2.5毫米的固體物體(例如電線,小工具) 即使箱體與垂直方向相距60°,也能防止任何方向  的噴水。
    4 防止超過1.0mm的固體物體 防止任何方向的濺水。
    5 有限的防塵保護(無有害沉積物) 從任何方向防止低壓水射流,限制進入
    6 完全防止灰塵進入 從任何方向防止低壓水射流,限制進入
    7 N/A
     防止短時間浸入水中
    8 N/A 防止短時間浸入水中
    9 N/A 防止近距離,高壓,高溫噴霧


    系統密封效果的最佳指標之一是國際保護標記或IP代碼。其防護等級(IP)是衡量防止固體物體和液體進入的全球標準。IP等級規定了外殼對可能影響性能的外來材料提供的環境保護程度。 


    IP等級由兩個數字組成(表1)。第一個代表耐固體,第二個代表液體。例如,IP等級為66,意味著防止灰塵和任何方向的高壓水射流的顆粒,這被認為是當今惡劣環境中使用的最小值。


    4、因素四:振動和抗沖擊性

    在惡劣條件下操作通常需要能夠面對重載或承受持續力,例如強烈振動。恒定的扭矩和運動會隨著時間的推移削弱組件,導致故障,并且可能經常需要產品制造商安排。


     標準

     測試的沖擊類型

     程序

     MIL-S-901

     機械沖擊,最初是為戰艦抵御戰斗沖擊的能力而開發的

     根據設備類型和船舶操作的關鍵程度而有所不  同

     EN60068-2-27

     操作沖擊

     400個持續時間為400m / s2,6ms的沖擊脈沖  的100次操作,應在3個相互垂直的軸中重復。

     EN60068-2-32

     跌落沖擊

     將電動推桿每個軸兩個方向從1000mm平臺單  獨跌落到鋼或混凝土底板上,并重復至少六  次。


    行星齒輪設計比并聯齒輪提供更大的抗沖擊性。將一個內齒輪直接切入輸出殼體可提高剛度。通過這種方式,利用單件式外殼和齒圈可消除外殼內的齒輪滑動,從而提供更高的峰值扭矩。避免使用滾動元件的襯套也可以幫助系統處理恒定的應力,也可以通過軸箱的深度/表面硬化來處理。所有組件的正確配合對于防震也是至關重要的。 


    抗沖擊測試

    符合行業標準可指導評估減震保護。表2比較了應用于運動控制設備的三種最常見標準:MIL-S -901,EN60068-2-27和EN60068-2-32


    測試抗振性

    為確保安全完成常見的振動曲線,原始設備制造商通常在多個組件和平面上運行協議,測試外殼,結構螺栓和任何包含的印刷電路組件/ 傳感器。它們在沒有供電或運行的情況下進行測試,并安裝在由表3中所示的功率譜密度水平引導的振動機器上。


    頻率范圍(Hz)PSD(m/s2)2p/Hz
    101.44
    100
    3.85
    10003.85
    2000
    0.96


    5、因素五:可維護性

    需要最少維護的部件可提高員工安全性,并最大限度地降低工作場所事故的可能性,同時降低成本。潤滑是運動控制系統的關鍵維護驅動因素。使用潤滑脂或自潤滑進行預潤滑的部件可以大大減少或消除正在進行的維護需求。然而,使用潤滑油的產品需要更多的維護,對人身安全造成更大的風險。


    適用于惡劣環境的Thomson解決方案

    運動控制設備制造商Thomson 提供各種產品,專為惡劣和危險環境中的操作而設計。 

    其基于網絡的尺寸和選擇工具簡化了選擇合適的部件材料的負載、速度、壽命等的任務,以及滿足特定的環境條件,包括水/化學噴霧/霧;中等到重的灰塵顆粒計數;高壓/溫度沖洗;以及水/化學濺射,潔凈室。該應用推薦線性滑動功能,如鍍鉻、不銹鋼部件或聚合物滑動軸承,以解決環境條件。Thomson工程師還將設計定制組件以滿足客戶要求。

    THOMSON電動推桿

    正確的東西

    只要人類還面臨著惡劣危險的環境工況,那么提高產品性能的機會仍有待挖掘。運動控制技術可以減少人體暴露的需求,同時實現超出人類能力的操作性能。


    但是機械部件也需要保護,仔細考慮材料、涂層、密封性能,抗振動和抗沖擊性以及可維護性,可以幫助系統設計者確保他們將在具有挑戰性的環境中部署的系統獲得最大的性能和壽命。


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