電缸和氣缸的區(qū)別分析

1、-. z.電缸與氣缸的運行能耗分析 氣缸驅(qū)動系統(tǒng)自20世紀70年代以來就在工業(yè)化領(lǐng)域得到了迅速普及. 氣缸適用于作往復(fù)直線運動,尤其適用于工件直線搬運的場合.20世紀90年代開場,電機和微電子控制技術(shù)迅速開展,使電動執(zhí)行器的應(yīng)用迅速擴大.在氣動執(zhí)行器和電動執(zhí)行器的選擇上,特別是在工業(yè)自動化需求最多的PTP輸送場合,一直沒有充足的數(shù)據(jù)來論述兩者選擇標準. 本文從運行能耗的角度探討兩種執(zhí)行器的能量消耗問題.能耗評價方法 氣動執(zhí)行器運行消耗的是壓縮空氣. 壓縮空氣輸送過程中,經(jīng)過節(jié)流閥、管道彎頭等阻性元件后,會有一定的壓力損失. 另外由于工廠普遍存在接頭、氣缸或電磁閥處的空氣泄露. 盡管安裝時的泄漏

2、量標準低于5%,但很多工廠的泄漏量10%40% . 泄露也將導(dǎo)致一定的壓力損失。氣動執(zhí)行器消耗的是壓縮空氣,需要將消耗壓縮空氣轉(zhuǎn)化為壓縮機的耗電. 而電動執(zhí)行器可采用直接測量得到耗電量,因此可將兩種執(zhí)行器在一樣工況下的耗電量作為能耗評價依據(jù).耗能過程圖一 氣動執(zhí)行器耗電過程 圖二 電動執(zhí)行器耗電過程測量氣動執(zhí)行器耗能流程氣動執(zhí)行器的空氣消耗量測量流程: 翻開截止閥,向儲氣罐中充滿0. 75MPa的壓縮空氣;關(guān)閉截止閥,讀取儲氣罐的壓力,檢查是否壓力下降,以防空氣泄露; 設(shè)定減壓閥的壓力為0. 5MPa,氣動執(zhí)行器往復(fù)動作20次; 讀取儲氣罐的最終壓力,完畢測量.系統(tǒng)中壓縮空氣消耗是一個固定容腔

3、充放氣的過程,可利用差壓法來計算壓縮空氣的消耗量.氣動執(zhí)行器的運行能耗計算模型 設(shè)空壓機組(含冷干機)的實際運行功率為Pc (W) ,空壓機組的輸出流量為Qc (m3 / s) , 則空壓機組的比能量為，則氣動執(zhí)行器每次往復(fù)作動耗氣折算成壓縮機的能耗W 和平均消耗功率P為W=(J),P = W f (W).式中,為空氣泄漏率; f為執(zhí)行器往復(fù)作動頻率.V 1為氣動執(zhí)行器的空氣消耗量m3 ，其中。V 為氣罐和管路的所有容積(m3 ) ; T為室溫( K) ;R 為氣體常數(shù),對空氣R = 287Nm / ( kgK):0 為標準狀況下空氣的密度. p1 為氣罐的初始壓力( Pa ) ; p2 為氣

4、罐的最終壓力( Pa) .電動執(zhí)行器的運行能耗計算方法 測定方法. 利用電力計測量電動執(zhí)行器和控制器在工作時每秒鐘的功率. 測量結(jié)果通過A /D板卡傳送到PC并保存起來,利用積分的方法,將工作時間內(nèi)的功率曲線進展積分就得到電動執(zhí)行器工作這段時間所消耗的電量.氣動執(zhí)行器與電動執(zhí)行器的運行能耗實驗結(jié)果通過實驗我們可以清楚的看到兩種執(zhí)行器在一樣工況的情況下，每次往返運動的能耗比照圖。圖三氣動和電動執(zhí)行器水平方向作動時W曲線圖四氣動和電動執(zhí)行器垂直方向作動時W曲線從圖三、圖四中可以看出, 在水平和垂直方向,氣動執(zhí)行器搬運工件時, W 幾乎不依賴于f,各測試點的連線接近水平直線. 由于它的能耗只與空氣消

5、耗量有關(guān),它在待機或保持壓力時除少許泄露外沒有消耗,每次消耗量近似相等,因此,氣動執(zhí)行器每次往復(fù)能耗在各種頻率下近似相等.電動執(zhí)行器在水平和垂直方向W 受f影響很大,各測試點的連線成傾斜向下曲線. 隨著f的增加,W 減少.電動執(zhí)行器在待機狀態(tài)也有消耗, f越高, 待機能耗越少, 電動執(zhí)行器的效率就越高.本人不是氣動專業(yè)，也懂一點點。介紹的不好還望海涵。樓主說的 兩種動力是*小異的產(chǎn)品，首先來說說氣缸，氣缸這種產(chǎn)品在市面上用了幾十年了，很是成熟的產(chǎn)品，用得很廣泛的一種產(chǎn)品。氣缸種類很多，比方無桿磁偶氣缸，就是一根不銹鋼氣缸套里面是個強磁活塞，活塞上有密封圈，沒有氣缸推桿，缸套外也是一組強磁鐵套，

6、里外相互吸，形成里外同步運動。就叫磁偶無桿氣缸，這種氣缸的優(yōu)點是，行程大。速度快，缺點是磁性力有限，不好做成大推拉力的無桿氣缸。制造本錢高。普通氣缸好處是經(jīng)濟實用而且常用。本錢低，技術(shù)成熟。推力大，大型氣缸能到達好幾十噸，缺點是伸縮桿不能受大的側(cè)向力，配合導(dǎo)軌使用。氣缸都是電磁閥或氣動控制閥來控制伸縮動作，由于高壓空氣的不穩(wěn)定性，氣缸難以精細控制，對于普通要求不高的場合實用，氣缸在工作時是耗高壓空氣的，所以空壓機種較耗能的設(shè)備，空壓機不停的工作來保證氣壓的穩(wěn)定。氣缸也會因負荷大小影響氣缸工作速度和穩(wěn)定性。一般氣缸行程調(diào)節(jié)用限位塊，減速時要加緩沖器，減少沖擊力，所以氣缸這套組裝下來構(gòu)造也算有點復(fù)

7、雜。再者氣動密封是很關(guān)鍵的局部，密封圈容易老化磨損。使用壽命因環(huán)境和使用頻率而定。我在說說電缸，這是最近幾年的產(chǎn)物，是根據(jù)機床常用的滾珠絲杠滑臺的原理借鑒而生的產(chǎn)品。電缸好處是控制精細度高。但造價高昂，高要求的環(huán)境使用較好，控制器復(fù)雜，有伺服驅(qū)動，步進馬達驅(qū)動等等，可以用程序控制電缸的動作及行程。不用限位緩沖什么的了。動作形成完全有控制器來控制?，F(xiàn)在很多注塑機都是用伺服電缸驅(qū)動，節(jié)約能源，推力大，大功率的能到達上百噸的頂出力。所以電缸也是未來的一種趨勢，目前電缸成較高，一臺幾千到上幾十萬。行程不能做太長電缸與氣缸的性能比擬以氣缸為代表的氣動執(zhí)行器在工業(yè)自動化領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。而在能源問題突

8、出，國家又提倡建立綠色環(huán)保生產(chǎn)線的今天，氣動執(zhí)行器效率偏低，運行能耗本錢高昂等問題引起了人們的關(guān)注。相對于氣動執(zhí)行器，電動執(zhí)行器具有能量轉(zhuǎn)化率高，運行本錢低等優(yōu)點?，F(xiàn)在企業(yè)已意識到能耗問題并開場采取積極有效的措施來降低系統(tǒng)的能耗，而執(zhí)行器的選擇問題就是實施節(jié)能的關(guān)鍵一環(huán)。我公司全新推出的電動執(zhí)行器產(chǎn)品具有構(gòu)造緊湊，防水防塵的特性，可方便的組成電缸，長行程電磁鐵，直線滑臺等執(zhí)行器，替代傳統(tǒng)的氣缸，電磁鐵等產(chǎn)品，并且在保證可靠性的前提下，與國外企業(yè)生產(chǎn)的電動執(zhí)行器在價格上具有絕對的優(yōu)勢。我公司自主研發(fā)的電動執(zhí)行器具有以下特性：1.免維護，安裝簡便 我公司生產(chǎn)的電缸從一開場就參照氣缸的外形及安裝連接

9、尺寸生產(chǎn)，而對于目前還未有ISO標準的無桿氣缸和氣動滑臺，則采用相對應(yīng)的外形及安裝連接尺寸，這種便利的措施能夠杜絕氣驅(qū)動與電驅(qū)動在安裝，添置或更換方面給工程師帶來的不必要的麻煩，間接提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。也無需對各種氣動管進展安裝維護。2.低噪音 氣缸使用壓縮氣體，并通過控制電磁閥的通斷來使氣缸做往復(fù)直線運動。在換氣過程中必然會產(chǎn)生較大的聲音而電缸是通過電能來驅(qū)動電機工作，無需額外的壓力裝置，在運動過程中可以做到零噪聲。3.使用方便 電動執(zhí)行器的驅(qū)動源很靈活，一般開關(guān)電源電源或220V市電即可滿足需要，而氣動執(zhí)行器需要氣源和壓縮驅(qū)動裝置。在驅(qū)動方面如下列圖所示為*力驅(qū)自動化研發(fā)生產(chǎn)的Power

10、Drive系列驅(qū)動器PowerDrive系列驅(qū)動器4.運行穩(wěn)定 電動執(zhí)行器沒有漏氣的危險，通過相匹配的驅(qū)動器來驅(qū)動電機運動，可靠性高，而空氣的可壓縮性使得氣動執(zhí)行器的穩(wěn)定性稍差。電缸原理：電缸是將伺服電機與絲杠一體化設(shè)計的模塊化產(chǎn)品，將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動，同時將伺服電機最正確優(yōu)點-準確轉(zhuǎn)速控制，準確轉(zhuǎn)數(shù)控制，準確扭矩控制轉(zhuǎn)變成-準確速度控制，準確位置控制，準確推力控制；實現(xiàn)高精度直線運動系列的全新革命性產(chǎn)品。 特點電缸特點：閉環(huán)伺服控制，控制精度到達0.01mm；精細控制推力，增加壓力傳感器，控制精度可達1%；很容易與PLC等控制系統(tǒng)連接，實現(xiàn)高精細運動控制。噪音低，節(jié)能，干凈，

11、高剛性，抗沖擊力，超長壽命，操作維護簡單。電缸可以在惡劣環(huán)境下無故障，防護等級可以到達IP66。長期工作，并且實現(xiàn)高強度，高速度，高精度定位，運動平穩(wěn)，低噪音。所以可以廣泛的應(yīng)用在造紙行業(yè)，化工行業(yè)，汽車行業(yè)，電子行業(yè)，機械自動化行業(yè)，焊接行業(yè)等。 低本錢維護：電缸在復(fù)雜的環(huán)境下工作只需要定期的注脂潤滑，并無易損件需要維護更換，將比液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)減少了大量的售后效勞本錢。 液壓缸和氣缸的最正確替代品：電缸可以完全替代液壓缸和氣缸，并且實現(xiàn)環(huán)境更環(huán)保，更節(jié)能，更干凈的優(yōu)點，很容易與PLC等控制系統(tǒng)連接，實現(xiàn)高精細運動控制。 配置靈活性：可以提供非常靈活的安裝配置，全系列的安裝組件：安裝前法蘭

12、，后法蘭，側(cè)面法蘭，尾部鉸接，耳軸安裝，導(dǎo)向模塊等；可以與伺服電機直線安裝，或者平行安裝；可以增加各式附件：限位開關(guān)，行星減速機，預(yù)緊螺母等；驅(qū)動可以選擇交流制動電機，直流電機，步進電機，伺服電機.電動缸的內(nèi)置構(gòu)造和優(yōu)點電動缸可以完全替代液壓缸和氣缸，并且實現(xiàn)環(huán)境更環(huán)保，更節(jié)能，更干凈的優(yōu)點，介紹下電動缸的內(nèi)置構(gòu)造和詳細的優(yōu)點:電動缸是將伺服電機與絲杠一體化設(shè)計的模塊化產(chǎn)品，將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動，實現(xiàn)高精度直線運動系列的全新革命性產(chǎn)品。電動缸的內(nèi)部構(gòu)造：行星滾柱絲桿，滾柱絲桿，梯形絲桿，防反轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動電機類型：步進電機，伺服電機，直流電機，交流電機電動缸的優(yōu)點有如下幾點：1.電動

13、缸在復(fù)雜的環(huán)境下工作只需要定期的注脂潤滑，并無易損件需要維護更換，將比液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)減少了大量的售后效勞本錢。2.可以提供非常靈活的安裝配置，全系列的安裝組件，可以與伺服電機直線安裝，或者平行安裝，配置靈活。3.電動缸可以完全替代液壓缸和氣缸，并且實現(xiàn)環(huán)境更環(huán)保，更節(jié)能，更干凈的優(yōu)點，很容易與PLC等控制系統(tǒng)連接，實現(xiàn)高精細運動控制。4.很容易與PLC等控制系統(tǒng)連接，實現(xiàn)高精細運動控制。噪音低，節(jié)能，干凈，高剛性，抗沖擊力，超長壽命，操作維護簡單。5.長期工作，并且實現(xiàn)高強度，高速度，高精度定位，運動平穩(wěn)，低噪音。廣泛的應(yīng)用在造紙行業(yè)，化工行業(yè)，汽車行業(yè)，電子行業(yè)，機械自動化行業(yè)，焊接行業(yè)

14、等。力驅(qū)自動化EC電缸簡介電缸是采用電機與控制器，產(chǎn)生一定推力的直線運動的產(chǎn)品。與傳統(tǒng)氣缸相比，電缸充分發(fā)揮了電機的準確位置控制，準確速度控制以及準確推力控制的優(yōu)勢。同時具有低噪音，低振動，高速，節(jié)能，可任意參加中間定位點，超長壽命等特點。并且可以在惡劣環(huán)境下無故障連續(xù)工作，防護等級可以到達IP67.在機械自動化行業(yè)，電子行業(yè)，汽車行業(yè)，如果電缸與控制器連接使用，可以替代液壓缸和氣缸。隨著工業(yè)自動化的進一步開展，電缸的需求將越來越大，但由于受技術(shù)及可靠性的限制，國內(nèi)生產(chǎn)的電缸市場占有率極低，絕大多數(shù)都是靠進口。如德國FESTO，日本的IAI，SMC,DYADIC生產(chǎn)的電缸占據(jù)了80%以上的市場。