• 如何在氣動和電動執行器之間進行選擇

    作者:湯姆森Thomaon 日期:19/10/18 18:52 瀏覽:148

    在我上次訪問位于安貝格的西門子公司的PLC生產現場時,他們的運營經理告訴我,他們正計劃替換產品線中的傳統氣缸。在回答我為什么要考慮這種變化的問題時,他說電動執行器更易于安裝和維護。另外它們在運行過程中更加平穩,因此將降低生產線的噪音。


    這使我認為,氣動執行器將在未來幾年內被電動執行器取代,這將對像Festo,SMC,Parker或Norgren這樣的大型氣動公司產生巨大的影響。我很好奇有關這種“趨勢”的更多信息,并發現在萬維網上已經有很多關于此趨勢的辯論和論壇。下面的文章總結了我的發現,將重點介紹這兩種技術的利弊。


    事先最重要的事實。沒有明確的答案是使用氣動執行器還是電動執行器。就像生活中的許多決定一樣,這個問題的答案通常以“嗯,這取決于……”開始。

    Introducing PC Series Electric Actuators (1)


    氣動執行器的優缺點

    實際上,氣動執行器比液壓驅動器以外的任何其他執行器技術提供更大的力。另一個主要優點是氣動執行器可以實現的高速度。通過使用壓力釋放閥和/或速度調節器來輕松調節這兩個值,這是該技術的另一個主要優勢。


    氣動執行器還有另外兩個因素。首先是單位成本低,最小的氣缸尺寸開始在10英鎊左右,另一個因素是占地面積小。很小的尺寸是氣缸直接提供的控制和調節選項非常有限的結果。


    這完美地鏈接到氣動致動器的缺點之一,即氣動系統所需的相對昂貴的基礎設施的成本。整個過程通常從提供壓縮空氣的壓縮機開始,然后是FRL(過濾器,調節器和潤滑器),以準備實際提供的設備所需的成分的空氣。這些空氣存儲在一個儲存器中,該儲存器用作壓縮機和用戶之間的緩沖器。壓縮空氣的典型消耗者是閥門和執行器。為了完成通常在氣動系統中使用的一組組件,還應提及開關,調節器,消音器,軟管,配件和監控裝置,例如壓力表或壓力傳感器。


    啟動執行器



    考慮到上述情況,很明顯,驅動致動器的氣動系統的總成本可能非常昂貴。另外,氣動系統中使用的設備需要定期維護。根據能源部的數據,每年壓縮空氣成本的24%來自維護,設備和安裝,而76%直接來自壓縮機的電力成本。


    電動推桿的優缺點

    電動推桿的主要優點之一是精確的控制和定位。這使得可以以較低的運營成本在現有機器和系統中輕松實施。將電子設備與執行器分開可簡化維護并降低更換成本。另一個主要的區別是電動執行器與氣動執行器相比噪音極低。


    有不同版本的電動推桿。通常它們全部由滾珠,頂絲或滾柱絲杠組成,它們通過聯軸器連接到電動機。隨著螺絲旋轉,它使活塞運動?;钊B接到移動負載的桿或滑架上。

    thomson電動執行器


    一些變型使用帶有兩個皮帶輪的同步皮帶,以實現極高的速度。這些執行器通常用于機器人中。


    電動推桿的性能和成本因執行器所使用的材料和技術原理而異。

    電動推桿通常使用步進或伺服電機–如果位置精度要求不高,有時還會將AC電機或有刷DC電機與限位開關結合使用。當需要精確定位時,步進電機是最經濟的選擇,但僅適用于速度較低的場合。建議在步進器中使用集成編碼器,以免與控制器失去同步。最精確的選擇是使用伺服電機的電動推桿。這將保證最佳的性能,卓越的精度和最高的速度-但是,它也是單位成本最高的選項。


    電動推桿的起價通常為500英鎊左右,而微型版本的價格已低于100英鎊。 

    我希望以上內容有助于理解這兩種技術的核心區別,并幫助您縮小決策范圍。


    我想補充一點是,

    對于電動推桿(直接螺桿或皮帶),需要考慮控制的精度,速度和響應,控制回路中的顯著延遲將來自控制系統本身,而不是機電部件,因此當檢測到正確的位置時,一旦控制信號表明它是一個設定點,它就可以非常準確,迅速地停止。


    對于氣動系統,由于控制閥后的驅動壓力而在管道和基礎設施中存儲了能量,這可能會導致定位或附加誤差。由于過沖引起的位置振蕩(如果在線性系統中),例如,如果在PID控制器中對過沖進行了補償,這也可以看作是位置放慢。

    氣動將用于螺線管,例如工業中的抓手和夾具等,電磁閥是否被激活并且不是線性位置系統的一部分(通常)。它便宜且相對清潔,最重要的是,它對正確的氣體非常安全且惰性。

    液壓提供了最佳的動力和控制能力,因為液體不可壓縮,并且可以向舉升設備,挖掘機,轉向和旋轉系統等經常需要動力和精確性但通常需要動力的設備施加大量動力沒有太大的速度。這是以昂貴的基礎設施,額外的安全要求和繁瑣的維護為代價的(在大型設備中液壓OIL壓力中成千上萬的PSI并不少見)電氣可以提供更好的控制和精度,包括CNC機器,機器人組裝機等在需要時可以提供的大量動力。電氣還可以提供對控制的幾乎即時響應(在所移動物品的慣性范圍內)。它很干凈,相對便宜又安全。



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