氣缸和液壓缸替換

現代應用的線性運動對行程特性變化的要求很高。氣動和液壓缸可快速達到其系統(tǒng)性能極限。SKF電動缸為過去由氣動和液壓缸提供驅動的應用提供更高的性能和更簡單的布置。

除了在應用中避免氣體和油污之外，SKF電動缸還具有多種優(yōu)勢。主要優(yōu)勢包括高靈活性；甚至針對任何中間位置的定位精度；通過調速提高生產效率；可編程選項；以及與設備控制 系統(tǒng)無縫對接。上述優(yōu)勢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工藝中，最終實現各種新的應用。

帶滾珠絲杠的電動缸為氣動系統(tǒng)提供節(jié)能型替代最佳方案，而帶滾柱絲杠的電動缸則與液壓缸的性能相同。相較于同樣外形尺寸的傳統(tǒng)滾珠或滑動絲杠設計，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。改進后的可控性使得滾柱絲杠電動缸成為需要高作用力、高定位精度和長使用壽命的應用的完美解決方案?？煽丶铀俣群蜏p速度減少了噪音，而且為機械部件提供保護。

替換氣缸

氣缸以1728年發(fā)明的技術為基礎。這項技術的商用始于20世紀初。氣動技術的工作原理似乎較為簡單?？諝馔ㄟ^閥門從氣缸的一側或另一側壓入，以帶動推管移動。氣動系統(tǒng)運轉需要大量的設備。系統(tǒng)的缸越多，各缸在其中的成本占比越小。對于缸數少的系統(tǒng)，設備共同成本相當高。由帶位置反饋的電機操控的電動缸是完全可控的。它們能夠隨著速度變化而縮短生產周期。電動缸能夠快速移動至工位，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。標準氣壓（BAR）情況下，氣缸通?？墒褂贸叽绺〉碾妱痈滋鎿Q（→ 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，氣缸可運行大約3000 km后才需要更換。電動缸的使

用壽命取決于應用的當量動載荷（Fm）和絲杠類型。通常的運行范圍在 10000 km （→ 示意圖 3）。

替換液壓缸

液壓缸過去常用于重載應用。不久前，電動缸的作用力范圍已獲得擴展。事實上，SKF電動缸可提供高達500 kN的力，擴展的更多應用也從液壓解決方案轉向電動解決方案。相比液壓缸，電動缸更可靠、更易于控制，且運行更清潔。它們消除了污染、漏油、管路維護檢查和廢物處置等典型的運行問題，而且無需輔助設備。液壓缸技術基于帕斯卡（Blaise Pascal）流體靜力學定律，提供近乎無限作用力。它是眾多應用的最強大技術。液壓缸的成本適中，但需要安裝大量的設備才能工作。運行和維護成本高，同時廢物處置日益成為液壓缸需面對的問題。液壓缸從受壓液壓流體（通常為油液）獲得動力。安裝過程需要高昂的管路系統(tǒng)、過濾裝置、泵和電子/流體接口（閥門）?？紤]到遲滯、供給壓力和溫度變化，控制相當復雜。需要液壓管路得到良好維護，液壓系統(tǒng)通常才較為可靠。如果維護少，密封件容易泄漏，并導致污染。電動缸解決了液壓缸的諸多問題。電機直接驅動推管直線運動并可實現良好的位置 反饋和全面可控性。比如利用旋轉絲杠及行星式螺母實現高達500 kN的作用力。安裝簡便，維護量少，噪音小且無污染。由于效率接近于90%（主要取決于電機），運行成本極低。

設計模塊化程度高

除了精密、強大和快速性能之外，SKF的電動缸具有較高的設計模塊化程度（→ 圖 1），使得它易于集成您首選的伺服驅動系統(tǒng)，確保運行可靠性，并將您的解決方案整合入現有的自動化配置中。SKF電動缸可無縫對接到自動控制系統(tǒng)中。智能驅動系統(tǒng)在定位、編程、動力控制和診斷選項方面具有高靈活性。與商用總線系統(tǒng)的連接可輕松實現。由于成套系統(tǒng)所需的部件少，運行所需的調試時間大幅縮短。這有助于原始設備制造商和終端用戶快速地安裝和測試其系統(tǒng)并進行故障排除，從而獲得比其他替代方案更高的現場可靠性。

節(jié)能與成本節(jié)省

能效方面，SKF的電動缸是強大的氣缸和液壓缸替代方案。電動缸僅在運動期間需要能量，而當系統(tǒng)內出現壓力損失時，壓縮機通常每天24小時工作。壓力損失是由氣缸運動和泄漏造成的。直徑2 mm的小泄漏會造成每分鐘0.24 m3的空氣損失（6巴壓力時） ，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）據美國能源部發(fā)布的2004年8月報告顯示，“壓縮空氣是工廠最昂貴的能源來源之一”。隨著電子元件的成本日益下降，直流無刷電機和伺服電機作為不通過空氣或流體繞道而直接操作電動缸以傳送能源的方式，越來越受歡迎。使用滾珠和滾柱絲杠的電動缸極其高效。以300 W輸出功率運行電動缸時，電動系統(tǒng)所需的輸入功率比氣動系統(tǒng)少90%以上，進而大幅降低運行成本（→ 示意圖 4）。因此，電動缸系統(tǒng)在所有行業(yè)細分領域正變得越來越普遍，并取代使用更多能源的氣動和液壓技術。借助SKF電動缸選擇工具，可計算出具體應用的實際節(jié)省情況，見“成本節(jié)省計算器”一節(jié)。通過在設置當前使用方案和選定的機電替代方案基本信息，可對這兩種解決方案的運行成本進行比較，然后確定可產生的潛 在年度節(jié)省情況。

安全性

電動驅動系統(tǒng)還具有高系統(tǒng)安全性。借助伺服電機提供的準確定位反饋，該系統(tǒng)可隨時監(jiān)控電動缸位置。伺服電機制動器可確保電動缸在功率損耗的情況下不會執(zhí)行非計劃運動。即便在作用于電動缸的載荷發(fā)生變化時，位置仍穩(wěn)定不變。電動缸不會出現油液泄漏或空氣污染問題。而且，高壓下的非恒定運轉會對操作員造成的潛在風險。

幾乎免維護

SKF在電動缸主要部件（絲杠、軸承、導向裝置、密封件和潤滑）方面的制造專業(yè)知識，使得我們能夠讓電動缸使用壽命最大延長。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。相較于其液壓動力替代方案，滾柱絲杠電動缸系統(tǒng)所需的維護更少或者無需維護，但依舊提供較長的壽命和高性能。伺服驅動器可監(jiān)控電動缸的移動距離，然后應用該信息來顯著減少非計劃應用停機時間。磨損部件可在出現故障之前根據維護計劃進行更換，從而提高應用可靠性和減少生產損失。借助機電系統(tǒng)技術，更換過濾器和排氣已成為歷史。在簡單地安裝電動缸，插入電纜和下載程序之后，您即可在最短的時間內讓電動缸投入運行。

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