德FESTO氣缸Z大的是什么特征,德FESTO氣缸
德FESTO氣缸的輸出力與缸徑的平方成正比;而電缸的輸出力與三個(gè)因素有關(guān),缸徑、電機(jī)的功率和絲桿的螺距,缸徑及功率越大、螺距越小則輸出力越大。一個(gè)缸徑為50mm的氣缸,理論上的輸出力可達(dá)2000N,對(duì)于同樣缸徑的電缸,雖然不同公司的產(chǎn)品各有差異,但是基本上都不超過1000N。顯而易見,在輸出力方面氣缸更具。
?。?)適應(yīng)性強(qiáng)。氣缸能夠在溫和低溫環(huán)境中正常工作且具有防塵、防水能力,可適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境。而電缸由于具有大量電氣部件的緣故,對(duì)環(huán)境的要求較,適應(yīng)性較差。
電缸的主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面:
?。?)系統(tǒng)構(gòu)成非常簡(jiǎn)單。由于電機(jī)通常與缸體集成在一起,再加上控制器與電纜,電缸的整個(gè)系統(tǒng)就是由這三部分組成的,簡(jiǎn)單而緊湊。
?。?)停止的位置數(shù)多且控制。一般電缸有低端與之分,低端產(chǎn)品的停止位置有3、5、16、64個(gè)等,根據(jù)公司不同而有所變化;產(chǎn)品則更是可以達(dá)到幾百甚上千個(gè)位置。在方面,電缸也具有的,定位可達(dá)¡0.05mm,所以常常應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體等精密的。
?。?)柔韌性強(qiáng)。毫無疑問,電缸的柔韌性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于氣缸。由于控制器可以與PLC直接進(jìn)行連接,對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、定位和正反轉(zhuǎn)都能夠?qū)崿F(xiàn)控制,在一定程度上,電缸可以根據(jù)需要隨意進(jìn)行運(yùn)動(dòng);由于氣體的可壓縮性和運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性,即使換向閥與磁性開關(guān)之間配合地再也不能做到氣缸的準(zhǔn)確定位,柔韌性也就無從談起了。
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在技術(shù)性能方面,本人認(rèn)為電動(dòng)和氣動(dòng)各有所長(zhǎng),電動(dòng)執(zhí)行器的主要包括:
?。?)結(jié)構(gòu)緊湊,體積小巧。比起氣動(dòng)執(zhí)行器,電動(dòng)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,一個(gè)基本的電子系統(tǒng)包括執(zhí)行器,三位置DPDT開關(guān)、熔斷器和一些電線,易于裝配。
?。?)電動(dòng)執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)源很靈活,一般車載電源即可滿足需要,而氣動(dòng)執(zhí)行器需要?dú)庠春蛪嚎s驅(qū)動(dòng)裝置。
(3)電動(dòng)執(zhí)行器沒有“漏氣”的危險(xiǎn),可靠性,而空氣的可壓縮性使得氣動(dòng)執(zhí)行器的穩(wěn)定性稍差。
?。?)不需要對(duì)各種氣動(dòng)管線進(jìn)行安裝和維護(hù)。
?。?)可以無需動(dòng)力即保持負(fù)載,而氣動(dòng)執(zhí)行器需要持續(xù)不斷的壓力供給。
?。?)由于不需要額外的壓力裝置,電動(dòng)執(zhí)行器更加安靜。通常,如果氣動(dòng)執(zhí)行器在大負(fù)載的情況下,要加裝消音器。
?。?)電動(dòng)執(zhí)行器在控制的方面更勝*。
?。?)氣動(dòng)裝置中的通常需要把電信號(hào)轉(zhuǎn)化為氣信號(hào),然后再轉(zhuǎn)化為電信號(hào),傳遞速度較慢,不宜用于元件數(shù)過多的復(fù)雜回路。
而氣缸的則在于以下4個(gè)方面:
(1)負(fù)載大,可以適應(yīng)力矩輸出的應(yīng)用(不過,現(xiàn)在的電動(dòng)執(zhí)行器已經(jīng)逐漸達(dá)到目前的氣動(dòng)負(fù)載水平了)。
?。?)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快。
(3)工作環(huán)境適應(yīng)性,特別在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射和振動(dòng)等惡劣工作環(huán)境中,比液壓、電子、電氣控制更越。
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?。?)行程受阻或閥桿被扎住時(shí)電機(jī)容易受損。
購買和應(yīng)用成本比較
從總體上來講,電伺服驅(qū)動(dòng)比氣動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)要貴,但也要因具體要求及場(chǎng)合而定。有些小功率的直流電機(jī)構(gòu)成電動(dòng)滑臺(tái)(電伺服系統(tǒng))實(shí)際上比氣動(dòng)伺服系統(tǒng)要。
如:當(dāng)負(fù)載為1.5kg、工作行程為80mm、速度在2~170mm/s之間、為¡0.1mm、加速度2.5m/s2等工況條件時(shí),F(xiàn)ESTO公司采用小型電動(dòng)滑臺(tái)、控制器、馬達(dá)電纜、控制電纜、編程電纜以及電源電纜等組成的電伺服系統(tǒng),其價(jià)格就比氣動(dòng)伺服系統(tǒng)25%。同樣,對(duì)于帶活塞桿電缸也是如此。需要說明的是如果采用交流電機(jī)的話,所組成的電伺服系統(tǒng)的價(jià)格要比氣動(dòng)伺服系統(tǒng)出40%左右。
從購買和應(yīng)用成本來看,目前氣缸還是具有比較明顯的的。對(duì)于氣動(dòng)系統(tǒng)來說,控制系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)都非常簡(jiǎn)單,每個(gè)氣缸只需配置一個(gè)電磁閥就可完成氣路的切換,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制,氣缸發(fā)生故障的概率也比較小,維護(hù)簡(jiǎn)單方便,成本也低。
而對(duì)于電動(dòng)執(zhí)行器來說,雖然電能的獲得比較簡(jiǎn)單,能量成本較低,但購買及應(yīng)用成本較,不僅需要配置電機(jī),還需要一套機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)元件。同時(shí)使用電動(dòng)執(zhí)行器需要很多保護(hù)措施,錯(cuò)誤的電路連接、電壓的波動(dòng)及負(fù)載的超載都會(huì)對(duì)電驅(qū)動(dòng)器造成損壞,因此需要在電路及機(jī)械上加裝保護(hù)系統(tǒng),增加了很多額外的費(fèi)用支出。另外,由于電動(dòng)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)單元的參數(shù)化設(shè)置較多,且集成度,所以其一旦發(fā)生故障,就要更換整個(gè)元件。而且當(dāng)系統(tǒng)需要的驅(qū)動(dòng)力增加時(shí),也要成套更換元件才能實(shí)現(xiàn)。因此綜合比較可以看出氣缸在購買及維護(hù)成本上有較大。
能源效率比較
我們研究的結(jié)果表明,在往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期較短(小于1min)的水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)中,電動(dòng)執(zhí)行器的運(yùn)行能耗通常低于氣缸的運(yùn)行能耗,即更節(jié)能。而在往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期較長(zhǎng)(大于1min)時(shí),氣缸竟然變得更節(jié)能。這是由于終端停止時(shí)電動(dòng)執(zhí)行器的控制器通常需要消耗約10W的電力,而氣缸僅有電磁閥耗電和氣體泄露,一般低于1W,即終端停止時(shí)間越長(zhǎng),對(duì)氣缸越有利;其電機(jī)在連續(xù)旋轉(zhuǎn)條件下的額定效率可達(dá)90%以上,但在直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)(絲杠轉(zhuǎn)換)中的臺(tái)形加減速旋轉(zhuǎn)條件下的平均效率卻不到50%。在豎直往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),夾持工件的保持動(dòng)作要求不斷供給電流給電動(dòng)執(zhí)行器以克服重力,而氣缸只需關(guān)閉電磁閥即可,耗電極少。因此在豎直往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)執(zhí)行器相比氣缸的能耗不是很大。
由上可見,電機(jī)本身效率很,但在往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)中考慮其效率下降及控制器的電力消耗,電動(dòng)執(zhí)行器未必一定比氣缸節(jié)能,具體比較取決于實(shí)際的工作條件,即安裝方向、往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期和負(fù)載率等。
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