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氣缸
引導(dǎo)活塞在缸內(nèi)進行直線往復(fù)運動的圓筒形金屬機件??諝庠诎l(fā)動機氣缸中通過膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機械能;氣體在壓縮機氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力。
渦輪機、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機等的殼體通常也稱“氣缸”。氣缸的應(yīng)用領(lǐng)域:印刷(張力控制)、半導(dǎo)體(點焊機、芯片研磨)、自動化控制、機器人等等。
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氣缸的基本概念
內(nèi)燃機缸體上安放活塞的空腔。是活塞運動的軌道,燃?xì)庠谄渲腥紵芭蛎?,通過氣缸壁還能散去一部分燃?xì)鈧鹘o的爆發(fā)余熱,使發(fā)動機保持正常的工作溫度。
氣缸的型式有整體式和單鑄式。然而,十年過去了,電動執(zhí)行器在工業(yè)現(xiàn)場并未得到普及,其市場規(guī)模與氣動相比還有很大差距。單鑄式又分為干式和濕式兩種。氣缸和缸體鑄成一個整體時稱整體式氣缸;氣缸和缸體分別鑄造時,單鑄的氣缸筒稱為氣缸套。氣缸套與冷卻水直接接觸的稱作濕式氣缸套;不與冷卻水直接接觸的稱作干式氣缸套。為了保持氣缸與活塞接觸的嚴(yán)密性,減少活塞在其中運動的摩擦損失,氣缸內(nèi)壁應(yīng)有較高的加工精度的形狀尺寸。
氣缸購買和應(yīng)用成本比較
而對于電動執(zhí)行器來說,雖然電能的獲得比較簡單,能量成本較低,但購買及應(yīng)用成本較高,不僅需要配置電機,還需要一套機械傳動機構(gòu)以及相應(yīng)的驅(qū)動元件。氣缸能夠在高溫和低溫環(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。同時使用電動執(zhí)行器需要很多保護措施,錯誤的電路連接、電壓的波動及負(fù)載的超載都會對電驅(qū)動器造成損壞,因此需要在電路及機械上加裝保護系統(tǒng),增加了很多額外的費用支出。另外,由于電動執(zhí)行器驅(qū)動單元的參數(shù)化設(shè)置較多,且集成度高,所以其一旦發(fā)生故障,就要更換整個元件。而且當(dāng)系統(tǒng)需要的驅(qū)動力增加時,也要成套更換元件才能實現(xiàn)。因此綜合比較可以看出氣缸在購買及維護成本上有較大優(yōu)勢。旋轉(zhuǎn)氣缸公司
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我們研究的結(jié)果表明,在往復(fù)運動周期較短(小于1min)的水平往復(fù)運動中,電動執(zhí)行器的運行能耗通常低于氣缸的運行能耗,即更節(jié)能。而在往復(fù)運動周期較長(大于1min)時,氣缸竟然變得更節(jié)能。由于控制器可以與PLC直接進行連接,對電機的轉(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)需要隨意進行運動。這首先是由于終端停止時電動執(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,一般低于1W,即終端停止時間越長,對氣缸越有利;其次電機在連續(xù)旋轉(zhuǎn)條件下的額定效率可達90%以上,但在直線往復(fù)運動(絲杠轉(zhuǎn)換)中的臺形加減速旋轉(zhuǎn)條件下的平均效率卻不到50%。在豎直往復(fù)運動時,夾持工件的保持動作要求不斷供給電流給電動執(zhí)行器以克服重力,而氣缸只需關(guān)閉電磁閥即可,耗電。因此在豎直往復(fù)運動時電動執(zhí)行器相比氣缸的能耗優(yōu)勢不是很大。
由上可見,電機本身效率很高,但在往復(fù)直線運動中考慮其效率下降及控制器的電力消耗,電動執(zhí)行器未必一定比氣缸節(jié)能,具體比較取決于實際的工作條件,即安裝方向、往復(fù)運動周期和負(fù)載率等。旋轉(zhuǎn)氣缸公司