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      解密液壓系統(tǒng)向電動(dòng)執(zhí)行器的轉(zhuǎn)換

      2009年11月10日 10:15:25人氣:2320來(lái)源:上海超眾液壓氣動(dòng)成套設(shè)備有限公司

              路機(jī)械制造商已將液壓缸替換為電動(dòng)執(zhí)行器,以去除水泵、軟管和閥門(mén)等部件,讓車(chē)輛變得更小巧、更輕快、更安靜。他們利用了電動(dòng)執(zhí)行器與控制系統(tǒng)連接的靈活性,從而獲得眾多全新性能。例如,電動(dòng)執(zhí)行器可與車(chē)輛控制器方便連接,實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),如在不同位置行使次數(shù),提高了非公路機(jī)械的性能和運(yùn)行效率。

              電動(dòng)執(zhí)行器帶來(lái)的益處已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中體現(xiàn)出來(lái)——可將zui大靜載提高到5,000磅,zui大動(dòng)載提高到3,000磅,額定載荷每年都在增長(zhǎng)。目前,對(duì)液壓缸的載荷要求更高,對(duì)移動(dòng)荷載的負(fù)載比要求達(dá)到100%。

              然而現(xiàn)在卻出現(xiàn)了一些對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器的誤解,使OEM和zui終用戶(hù)忽視了它在許多應(yīng)用中帶來(lái)的種種優(yōu)勢(shì),延緩了對(duì)它的使用。下面將為大家揭示這些誤解,探討在休閑車(chē)、噴霧桿、吹雪機(jī)、草坪機(jī)械、園林機(jī)械、建筑設(shè)備和農(nóng)業(yè)設(shè)備等非公路車(chē)輛和機(jī)械中集成電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器的可能性。

              誤解1:電動(dòng)執(zhí)行器不能應(yīng)用于苛刻環(huán)境 

              液壓技術(shù)已經(jīng)在非公路車(chē)輛中應(yīng)用了幾十年,對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)在高頻沖擊和振動(dòng)、高濃度粉塵、高水位、腐蝕性化學(xué)品和其他潛在危險(xiǎn)環(huán)境中表現(xiàn)出來(lái)的堅(jiān)固性,工程師們已經(jīng)非常了解。同與之相對(duì)應(yīng)的電動(dòng)產(chǎn)品相比,液壓執(zhí)行器在大功率應(yīng)用中曾經(jīng)享有傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì),能夠提高大多數(shù)苛刻條件應(yīng)用的性能。但是許多非公路工程師并沒(méi)有意識(shí)到,在過(guò)去的十年中,電動(dòng)執(zhí)行器的性能在大功率和野外環(huán)境中的應(yīng)用取得了很大的進(jìn)展,而液壓執(zhí)行器在這些方面的進(jìn)展微乎其微,或者說(shuō)根本沒(méi)有進(jìn)展。

              裝置中,保護(hù)它們免受沖擊和振動(dòng),使環(huán)境保護(hù)達(dá)到*化

              液壓執(zhí)行器的功率密度很大程度上依賴(lài)于系統(tǒng)的壓力,由于安全和成本的原因,這些壓力在過(guò)去的十年中已經(jīng)趨于穩(wěn)定。另一方面,由于在磁性材料、絲杠和滾珠絲杠的效率、建筑、生產(chǎn)工藝和電子方面取得的進(jìn)步,電機(jī)的功率密度在這段時(shí)間內(nèi)卻大幅增加。它所帶來(lái)的zui重要的益處,就是能夠在保持率的同時(shí)產(chǎn)生更強(qiáng)大的功率。電機(jī)的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在輸電方面,主要是通過(guò)變速箱來(lái)實(shí)現(xiàn),可以根據(jù)電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器的應(yīng)用要求達(dá)到*效果。因此,電動(dòng)執(zhí)行器可在多種應(yīng)用中提供高功率密度,簡(jiǎn)化了安裝過(guò)程,減輕了車(chē)輛重量。
              如今,非公路應(yīng)用中的電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器是專(zhuān)為應(yīng)對(duì)苛刻環(huán)境設(shè)計(jì)的。鑄件采用了有限元分析,以提高其荷載處理能力。電動(dòng)執(zhí)行器的設(shè)計(jì)不再采用模塊化裝配,而是將關(guān)鍵部件都集中在閉合式裝置中,保護(hù)它們免受沖擊和振動(dòng)。多軸振動(dòng)測(cè)試和分析證明了電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器能夠在實(shí)際應(yīng)用中承受機(jī)械載荷。電動(dòng)執(zhí)行器的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在,它不需要連接到電機(jī)控制器的線(xiàn)束,而是將連接器固定在外殼內(nèi),然后將控制系統(tǒng)電纜插入其中。這種方法提供了更好的封裝效果,使電機(jī)連接免受損害??傊壳胺枪窓C(jī)械中采用的電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器的堅(jiān)固性無(wú)論從哪方面來(lái)看都不亞于液壓執(zhí)行器。
              誤解2:電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器不如液壓執(zhí)行器可靠
      許多工程師誤認(rèn)為液壓執(zhí)行器更可靠,這可能是因?yàn)樗麄冊(cè)谑褂脗鹘y(tǒng)的電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)不夠可靠的問(wèn)題。但是現(xiàn)在電子產(chǎn)品和電氣材料的可靠性已大幅提升,電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器也已從中獲益。電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器的構(gòu)成只包括電機(jī)、變速箱、導(dǎo)螺桿(或滾珠絲杠)和離合器這幾部分,比同類(lèi)液壓產(chǎn)品更簡(jiǎn)單。液壓系統(tǒng)的部件非常之多,包括油箱、水泵、直流電機(jī)、電機(jī)繼電器、電磁閥、止回閥、液壓缸、按鍵式控制臺(tái)等?;诟叨瓤煽康碾娮蛹夹g(shù)和zui小的失效可能性,電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器的可靠性在近幾年里已經(jīng)得到提升,在多數(shù)應(yīng)用中比安裝了液壓執(zhí)行器的機(jī)器還要耐用。
      電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器具有免維護(hù)的特點(diǎn),因此很少產(chǎn)生因維護(hù)不足帶來(lái)的失效問(wèn)題。液壓系統(tǒng)則需要細(xì)致的維護(hù),包括定期更換液體和過(guò)濾器,確保系統(tǒng)內(nèi)保持足夠的液體。在苛刻的非公路應(yīng)用中,液壓機(jī)液體容易受到污染,受到污染的液體流過(guò)系統(tǒng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng),損壞多個(gè)零部件,每個(gè)部件都可能因此需要維修或替換。液壓系統(tǒng)一般會(huì)控制多軸運(yùn)動(dòng),這樣會(huì)影響機(jī)器操作的許多方面。例如,如果一個(gè)軸的負(fù)載較高,會(huì)減少回路壓力,對(duì)其他軸產(chǎn)生影響。另一個(gè)影響就是當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),如發(fā)生管道破裂,則無(wú)法手動(dòng)驅(qū)動(dòng)受到影響的軸。
      相比較而言,如今的電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器可實(shí)現(xiàn)零維護(hù),甚至不需要潤(rùn)滑油的保養(yǎng)。電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器中,各個(gè)軸之間互不干擾,每個(gè)軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)各不相同,因此倘若一個(gè)電機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題,只會(huì)影響它所控制的那個(gè)執(zhí)行器,維護(hù)起來(lái)更加方便。
      為確??刂戚d荷,液壓系統(tǒng)需要增加動(dòng)力,如果軟管或閥門(mén)破裂,則該系統(tǒng)控制載荷的能力會(huì)大打折扣。另一方面,電動(dòng)執(zhí)行器提供不定荷載,可在無(wú)電情況下受到控制,幾乎沒(méi)有流動(dòng)或后驅(qū)動(dòng)的情況。zui后,如果電源供應(yīng)或執(zhí)行器的電機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題,電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器還可通過(guò)手動(dòng)復(fù)位輕易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。
      誤解3:電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器更昂貴
      有人認(rèn)為電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器更昂貴,可能因?yàn)槊總€(gè)電動(dòng)軸都需要一個(gè)電機(jī)、導(dǎo)螺桿和變速箱,而增加一個(gè)液只需要一個(gè)液壓缸。但事實(shí)上,液壓缸只是液壓系統(tǒng)中用來(lái)支持軸的一個(gè)部件。閥門(mén)、軟管和配件也是必需的,在許多情況下,液壓泵上無(wú)法安裝新軸。
      液壓傳動(dòng)裝置的經(jīng)濟(jì)性很大程度上取決于某個(gè)液壓系統(tǒng)所驅(qū)動(dòng)的軸的數(shù)量。如果需要增加液壓泵來(lái)處理另一個(gè)軸,液壓系統(tǒng)通常要比電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器貴得多。一般來(lái)講,當(dāng)液壓系統(tǒng)處理單軸、雙軸和三軸運(yùn)動(dòng)時(shí),通??捎呻妱?dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器以更低成本來(lái)取代。
      從許多農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用中液壓系統(tǒng)端口的數(shù)量,也可對(duì)比電動(dòng)執(zhí)行器和液壓系統(tǒng)的成本。液壓系統(tǒng)的每個(gè)配件都需要一個(gè)端口,增加端口的成本非常高,因?yàn)樾枰黾娱y門(mén)、軟管和連接器,更不用說(shuō)充液泵了,而電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器無(wú)需端口即可增加配件。如果液壓系統(tǒng)的軸距離泵比較遠(yuǎn),則需要用軟管連接泵和液缸,耗盡人力物力,而電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器則無(wú)需花費(fèi)這樣的成本,突顯其成本優(yōu)勢(shì)。
      電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器的運(yùn)營(yíng)成本通常比液壓系統(tǒng)低得多,因?yàn)殡妱?dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器只有驅(qū)動(dòng)時(shí)才會(huì)消耗能量,而即便zui有效的液壓系統(tǒng)也永遠(yuǎn)處于工作狀態(tài),能耗非常大。電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器的簡(jiǎn)單構(gòu)造還大幅降低了其安裝成本。電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器能夠?qū)崿F(xiàn)零維護(hù),而液壓傳動(dòng)裝置的流體和過(guò)濾器則需要定期更換。
      誤解4:電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器增加設(shè)計(jì)的復(fù)雜性
      有人認(rèn)為電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器增加了設(shè)計(jì)過(guò)程的復(fù)雜性,可能是因?yàn)槟壳霸S多非公路車(chē)輛上還沒(méi)有安裝它。因此,增加電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器需要與兩種執(zhí)行器配合工作,而不是一種。此外,許多非公路設(shè)備工程師不太熟悉電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器,他們所熟悉的只是早期的執(zhí)行器,需要選擇和組裝各種部件,如電機(jī)、變速箱、控制器等。
      如今的電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器已經(jīng)得到簡(jiǎn)化,其配置和設(shè)計(jì)比液壓傳動(dòng)裝置容易得多,只需要連接兩根電線(xiàn)和一個(gè)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)即可安裝成功。 
      確定電動(dòng)執(zhí)行器的大小只需三步:測(cè)量載荷、確定負(fù)載比、行程長(zhǎng)度和收縮長(zhǎng)度。執(zhí)行器上的載荷可能因?yàn)橹虚g連接的作用而無(wú)法得知。可通過(guò)模擬機(jī)械系統(tǒng)的軟件包或在執(zhí)行器上安放測(cè)壓元件來(lái)確定載荷。制造商可通過(guò)改變傳動(dòng)比、導(dǎo)螺桿、電機(jī)和電控參數(shù),輕易配置電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器,滿(mǎn)足各種應(yīng)用需求。
      電動(dòng)執(zhí)行器的一對(duì)一的原則避免了執(zhí)行器之間的互相影響,使工程師*集中于軸的設(shè)計(jì)。反之,液壓傳動(dòng)裝置的工程師則需要考慮新軸消耗的能量會(huì)對(duì)其他軸產(chǎn)生的影響。
      分析了這些誤解之后,可以清楚地看到,電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器在許多非公路應(yīng)用中比液壓系統(tǒng)更具優(yōu)勢(shì)。電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器的堅(jiān)固性在近幾年已大幅提升,在耐用性和可靠性上不亞于液壓傳動(dòng)裝置。易受污染、溫度波動(dòng)等問(wèn)題是使用液壓系統(tǒng)時(shí)需要考慮的主要問(wèn)題,電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器卻不會(huì)受到這些問(wèn)題的影響。電動(dòng)系統(tǒng)的成本取決于實(shí)際應(yīng)用,在單軸、雙軸和多軸應(yīng)用中通常要比液壓系統(tǒng)的成本低。zui后,如今的集成電動(dòng)直線(xiàn)執(zhí)行器的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)便,可輕松將其安裝在各種非公路設(shè)備中。

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