气动执行器与电动执行器的运行能耗分析
分析了气动执行器和电动执行器能量消耗过程,建立了气动执行器运行能耗计算模型,搭建了气动执行器和电动执行器的运行能耗实验系统。通过实验数据分析,得出两种执行器运行能耗的结论:在长时间保持负载或作动不频繁的工况下,气动执行器比电动执行器更节能,在频繁作动的工况下,电动执行器比气动执行器更节能;在各种工况下,气动执行器的运行功率波动不大,电动执行器的运行功率波动较大。
气缸驱动系统自20世纪70年以来就在工业化领域得到了迅速普及。气缸适用于作往复直线运动,尤其适用于工件直线搬运的场合。现在,气缸已成为工业生产领域中PTP搬运的主流执行器。20世纪90年开始,电机和微电子控制技术迅速发展,使电动执行器的应用迅速扩大。然而,到现在来看,电动执行器在工业现场并未得到普及,而近几年,在中国气缸销量的年增长速度一直维持20%以上。
电动执行器主要用于旋转和摆动工况,用于直线工况的电动执行器逐渐增多。电动执行器可实现高精度多点定位,气动执行器很难做到。
在气动执行器和电动执行器的选择上,特别是在工业自动化需求最多的PTP输送场合,一直没有充足的数据来论述两者选择标准。本文从运行能耗的角度探讨两种执行器的能量消耗问题。
角行程和直行程执行器大部分是在多转式的基础之上改造而来的:以多转式为基础,配以蜗轮蜗杆二级减速箱组成0~90°角行程电动执行机构;配以丝杆部件组成直行程电动执行机构。
角行程:0~90°角行程,用于控制球阀、旋塞阀、蝶阀和百叶阀之类的角行程阀门;
多转式:需要运行超过360°才能实现阀门的启闭,主要用于截止阀、管夹阀和隔膜阀;
直行程:输出的是力,产生的是位移,主要用于闸阀和滑板阀。
常用于配套各种阀门构成电动阀门或者电动调节阀(例如:闸阀、调节阀、单座阀等直线运动的阀门)
以AC交流电或DC直流电为驱动能源;根据动作方式分为两大类(电动开关型和电动调节型)
优点是能源取用方便,信号传输速度快,传输距离远,便于集中控制,灵敏度和精度较高,与电动调节仪表配合方便,安装接线简单。
缺点是结构复杂,平均故障率高于气动执行机构,适用于防爆要求不高,气源缺乏的场所。
电动执行器注意事项:
在通电前,必须进行外观检查和绝缘检查,动力回路(弧电回路)及信号触点对外壳的绝缘,用500V兆欧表测最不得低于20MΩ:信号输人、输出回路及它们与动力回路之间的绝缘,除特殊要求外,不应低于l0mΩ合格后方可通电。在通电后,应检查变压器、电机及电子电路部分元件等是否过热,转动部件是否有杂音,发现异常现象应立即切断电源,查明原因。未查明原因前,不要轻易焊下元件。更换电子元件时,应防止温度过高,损坏元件。更换场效应管和集成电路时一定要把电烙铁妥兽接地,或脱离电源利用余热进行焊接。拆卸零部件、元器件或焊接导线时,应做好标记,对应记号。应尽公避免被检设备的输出回路开路,避免被检设备在有输人信号时停电。检修后的设备必须进行校验。对干电动机要检查线圈对外壳及线圈之间的绝缘电阻,测皿线圈直流电组,清洗轴承并加yz润滑油,检查转子、定子线圈及制动装;对于减速器要解体清洗各部件,检查行星齿轮部分的情况,检查斜齿轮部分的情况,检查涡轮涡杆或丝杆螺母的啮合情况,{zh1}进行装配、调整并加长效铿基润滑脂。对于位置传感器部分要进行外观检查,检查电位器与行程控制机构的同轴连接情况,检查电位器的基本情况,检查电位器及放大板之间的连接情况。