氣缸和液壓缸替換

現(xiàn)代應(yīng)用的線性運(yùn)動(dòng)對(duì)行程特性變化的要求很高。氣動(dòng)和液壓缸可快速達(dá)到其系統(tǒng)性能極限。SKF電動(dòng)缸為過(guò)去由氣動(dòng)和液壓缸提供驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用提供更高的性能和更簡(jiǎn)單的布置。

除了在應(yīng)用中避免氣體和油污之外，SKF電動(dòng)缸還具有多種優(yōu)勢(shì)。主要優(yōu)勢(shì)包括高靈活性；甚至針對(duì)任何中間位置的定位精度；通過(guò)調(diào)速提高生產(chǎn)效率；可編程選項(xiàng)；以及與設(shè)備控制 系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接。上述優(yōu)勢(shì)催生了新的更可靠的概念，這些概念可整合入各種不同的生產(chǎn)工藝中，最終實(shí)現(xiàn)各種新的應(yīng)用。

帶滾珠絲杠的電動(dòng)缸為氣動(dòng)系統(tǒng)提供節(jié)能型替代最佳方案，而帶滾柱絲杠的電動(dòng)缸則與液壓缸的性能相同。相較于同樣外形尺寸的傳統(tǒng)滾珠或滑動(dòng)絲杠設(shè)計(jì)，滾柱絲杠的整合不僅增加了承載力，而且使用壽命顯著延長(zhǎng)。改進(jìn)后的可控性使得滾柱絲杠電動(dòng)缸成為需要高作用力、高定位精度和長(zhǎng)使用壽命的應(yīng)用的完美解決方案?？煽丶铀俣群蜏p速度減少了噪音，而且為機(jī)械部件提供保護(hù)。

替換氣缸

氣缸以1728年發(fā)明的技術(shù)為基礎(chǔ)。這項(xiàng)技術(shù)的商用始于20世紀(jì)初。氣動(dòng)技術(shù)的工作原理似乎較為簡(jiǎn)單?？諝馔ㄟ^(guò)閥門從氣缸的一側(cè)或另一側(cè)壓入，以帶動(dòng)推管移動(dòng)。氣動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)需要大量的設(shè)備。系統(tǒng)的缸越多，各缸在其中的成本占比越小。對(duì)于缸數(shù)少的系統(tǒng)，設(shè)備共同成本相當(dāng)高。由帶位置反饋的電機(jī)操控的電動(dòng)缸是完全可控的。它們能夠隨著速度變化而縮短生產(chǎn)周期。電動(dòng)缸能夠快速移動(dòng)至工位，緩慢且有力作業(yè)，然后再以高速度從工位移出。此外，電動(dòng)缸的作用力通常大于相同尺寸的氣缸。氣缸的作用力在特定氣壓下受到缸的大小限制。標(biāo)準(zhǔn)氣壓（BAR）情況下，氣缸通常可使用尺寸更小的電動(dòng)缸替換（→ 示意圖 2）。 氣缸密封件的磨損程度決定使用壽命。通常情況下，氣缸可運(yùn)行大約3000 km后才需要更換。電動(dòng)缸的使

用壽命取決于應(yīng)用的當(dāng)量動(dòng)載荷（Fm）和絲杠類型。通常的運(yùn)行范圍在 10000 km （→ 示意圖 3）。

替換液壓缸

液壓缸過(guò)去常用于重載應(yīng)用。不久前，電動(dòng)缸的作用力范圍已獲得擴(kuò)展。事實(shí)上，SKF電動(dòng)缸可提供高達(dá)500 kN的力，擴(kuò)展的更多應(yīng)用也從液壓解決方案轉(zhuǎn)向電動(dòng)解決方案。相比液壓缸，電動(dòng)缸更可靠、更易于控制，且運(yùn)行更清潔。它們消除了污染、漏油、管路維護(hù)檢查和廢物處置等典型的運(yùn)行問(wèn)題，而且無(wú)需輔助設(shè)備。液壓缸技術(shù)基于帕斯卡（Blaise Pascal）流體靜力學(xué)定律，提供近乎無(wú)限作用力。它是眾多應(yīng)用的最強(qiáng)大技術(shù)。液壓缸的成本適中，但需要安裝大量的設(shè)備才能工作。運(yùn)行和維護(hù)成本高，同時(shí)廢物處置日益成為液壓缸需面對(duì)的問(wèn)題。液壓缸從受壓液壓流體（通常為油液）獲得動(dòng)力。安裝過(guò)程需要高昂的管路系統(tǒng)、過(guò)濾裝置、泵和電子/流體接口（閥門）?？紤]到遲滯、供給壓力和溫度變化，控制相當(dāng)復(fù)雜。需要液壓管路得到良好維護(hù)，液壓系統(tǒng)通常才較為可靠。如果維護(hù)少，密封件容易泄漏，并導(dǎo)致污染。電動(dòng)缸解決了液壓缸的諸多問(wèn)題。電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)推管直線運(yùn)動(dòng)并可實(shí)現(xiàn)良好的位置 反饋和全面可控性。比如利用旋轉(zhuǎn)絲杠及行星式螺母實(shí)現(xiàn)高達(dá)500 kN的作用力。安裝簡(jiǎn)便，維護(hù)量少，噪音小且無(wú)污染。由于效率接近于90%（主要取決于電機(jī)），運(yùn)行成本極低。

設(shè)計(jì)模塊化程度高

除了精密、強(qiáng)大和快速性能之外，SKF的電動(dòng)缸具有較高的設(shè)計(jì)模塊化程度（→ 圖 1），使得它易于集成您首選的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，確保運(yùn)行可靠性，并將您的解決方案整合入現(xiàn)有的自動(dòng)化配置中。SKF電動(dòng)缸可無(wú)縫對(duì)接到自動(dòng)控制系統(tǒng)中。智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在定位、編程、動(dòng)力控制和診斷選項(xiàng)方面具有高靈活性。與商用總線系統(tǒng)的連接可輕松實(shí)現(xiàn)。由于成套系統(tǒng)所需的部件少，運(yùn)行所需的調(diào)試時(shí)間大幅縮短。這有助于原始設(shè)備制造商和終端用戶快速地安裝和測(cè)試其系統(tǒng)并進(jìn)行故障排除，從而獲得比其他替代方案更高的現(xiàn)場(chǎng)可靠性。

節(jié)能與成本節(jié)省

能效方面，SKF的電動(dòng)缸是強(qiáng)大的氣缸和液壓缸替代方案。電動(dòng)缸僅在運(yùn)動(dòng)期間需要能量，而當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)壓力損失時(shí)，壓縮機(jī)通常每天24小時(shí)工作。壓力損失是由氣缸運(yùn)動(dòng)和泄漏造成的。直徑2 mm的小泄漏會(huì)造成每分鐘0.24 m3的空氣損失（6巴壓力時(shí)） ，從而每年損失1360歐元成本（0,1歐元/kWh）和每年排放10噸的二氧化碳（World el.Grid，0,738 kg二氧化碳/ kWh）據(jù)美國(guó)能源部發(fā)布的2004年8月報(bào)告顯示，“壓縮空氣是工廠最昂貴的能源來(lái)源之一”。隨著電子元件的成本日益下降，直流無(wú)刷電機(jī)和伺服電機(jī)作為不通過(guò)空氣或流體繞道而直接操作電動(dòng)缸以傳送能源的方式，越來(lái)越受歡迎。使用滾珠和滾柱絲杠的電動(dòng)缸極其高效。以300 W輸出功率運(yùn)行電動(dòng)缸時(shí)，電動(dòng)系統(tǒng)所需的輸入功率比氣動(dòng)系統(tǒng)少90%以上，進(jìn)而大幅降低運(yùn)行成本（→ 示意圖 4）。因此，電動(dòng)缸系統(tǒng)在所有行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域正變得越來(lái)越普遍，并取代使用更多能源的氣動(dòng)和液壓技術(shù)。借助SKF電動(dòng)缸選擇工具，可計(jì)算出具體應(yīng)用的實(shí)際節(jié)省情況，見“成本節(jié)省計(jì)算器”一節(jié)。通過(guò)在設(shè)置當(dāng)前使用方案和選定的機(jī)電替代方案基本信息，可對(duì)這兩種解決方案的運(yùn)行成本進(jìn)行比較，然后確定可產(chǎn)生的潛 在年度節(jié)省情況。

安全性

電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還具有高系統(tǒng)安全性。借助伺服電機(jī)提供的準(zhǔn)確定位反饋，該系統(tǒng)可隨時(shí)監(jiān)控電動(dòng)缸位置。伺服電機(jī)制動(dòng)器可確保電動(dòng)缸在功率損耗的情況下不會(huì)執(zhí)行非計(jì)劃運(yùn)動(dòng)。即便在作用于電動(dòng)缸的載荷發(fā)生變化時(shí)，位置仍穩(wěn)定不變。電動(dòng)缸不會(huì)出現(xiàn)油液泄漏或空氣污染問(wèn)題。而且，高壓下的非恒定運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)操作員造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

幾乎免維護(hù)

SKF在電動(dòng)缸主要部件（絲杠、軸承、導(dǎo)向裝置、密封件和潤(rùn)滑）方面的制造專業(yè)知識(shí)，使得我們能夠讓電動(dòng)缸使用壽命最大延長(zhǎng)。由于絲杠和滾珠采用特殊的硬化處理，通常不需要使用更昂貴的研磨絲杠。相較于其液壓動(dòng)力替代方案，滾柱絲杠電動(dòng)缸系統(tǒng)所需的維護(hù)更少或者無(wú)需維護(hù)，但依舊提供較長(zhǎng)的壽命和高性能。伺服驅(qū)動(dòng)器可監(jiān)控電動(dòng)缸的移動(dòng)距離，然后應(yīng)用該信息來(lái)顯著減少非計(jì)劃應(yīng)用停機(jī)時(shí)間。磨損部件可在出現(xiàn)故障之前根據(jù)維護(hù)計(jì)劃進(jìn)行更換，從而提高應(yīng)用可靠性和減少生產(chǎn)損失。借助機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)，更換過(guò)濾器和排氣已成為歷史。在簡(jiǎn)單地安裝電動(dòng)缸，插入電纜和下載程序之后，您即可在最短的時(shí)間內(nèi)讓電動(dòng)缸投入運(yùn)行。