氣動(dòng)執(zhí)行器與電動(dòng)執(zhí)行器的運(yùn)行能耗分析

分析了氣動(dòng)執(zhí)行器和電動(dòng)執(zhí)行器能量消耗過(guò)程，建立了氣動(dòng)執(zhí)行器運(yùn)行能耗計(jì)算模型，搭建了氣動(dòng)執(zhí)行器和電動(dòng)執(zhí)行器的運(yùn)行能耗實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，得出兩種執(zhí)行器運(yùn)行能耗的結(jié)論：在長(zhǎng)時(shí)間保持負(fù)載或作動(dòng)不頻繁的工況下，氣動(dòng)執(zhí)行器比電動(dòng)執(zhí)行器更節(jié)能，在頻繁作動(dòng)的工況下，電動(dòng)執(zhí)行器比氣動(dòng)執(zhí)行器更節(jié)能;在各種工況下，氣動(dòng)執(zhí)行器的運(yùn)行功率波動(dòng)不大，電動(dòng)執(zhí)行器的運(yùn)行功率波動(dòng)較大。

氣缸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自20世紀(jì)70年以來(lái)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(yùn)動(dòng)，尤其適用于工件直線搬運(yùn)的場(chǎng)合?，F(xiàn)在，氣缸已成為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中PTP搬運(yùn)的主流執(zhí)行器。20世紀(jì)90年開(kāi)始，電機(jī)和微電子控制技術(shù)迅速發(fā)展，使電動(dòng)執(zhí)行器的應(yīng)用迅速擴(kuò)大。然而，到現(xiàn)在來(lái)看，電動(dòng)執(zhí)行器在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)并未得到普及，而近幾年，在中國(guó)氣缸銷(xiāo)量的年增長(zhǎng)速度一直維持20%以上。

電動(dòng)執(zhí)行器主要用于旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)工況，用于直線工況的電動(dòng)執(zhí)行器逐漸增多。電動(dòng)執(zhí)行器可實(shí)現(xiàn)高精度多點(diǎn)定位，氣動(dòng)執(zhí)行器很難做到。

在氣動(dòng)執(zhí)行器和電動(dòng)執(zhí)行器的選擇上，特別是在工業(yè)自動(dòng)化需求最多的PTP輸送場(chǎng)合，一直沒(méi)有充足的數(shù)據(jù)來(lái)論述兩者選擇標(biāo)準(zhǔn)。本文從運(yùn)行能耗的角度探討兩種執(zhí)行器的能量消耗問(wèn)題。

角行程和直行程執(zhí)行器大部分是在多轉(zhuǎn)式的基礎(chǔ)之上改造而來(lái)的：以多轉(zhuǎn)式為基礎(chǔ)，配以蝸輪蝸桿二級(jí)減速箱組成0~90°角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；配以絲桿部件組成直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

角行程：0~90°角行程，用于控制球閥、旋塞閥、蝶閥和百葉閥之類(lèi)的角行程閥門(mén)；

多轉(zhuǎn)式：需要運(yùn)行超過(guò)360°才能實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的啟閉，主要用于截止閥、管夾閥和隔膜閥；

直行程：輸出的是力，產(chǎn)生的是位移，主要用于閘閥和滑板閥。

常用于配套各種閥門(mén)構(gòu)成電動(dòng)閥門(mén)或者電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（例如：閘閥、調(diào)節(jié)閥、單座閥等直線運(yùn)動(dòng)的閥門(mén)）

以AC交流電或DC直流電為驅(qū)動(dòng)能源；根據(jù)動(dòng)作方式分為兩大類(lèi)（電動(dòng)開(kāi)關(guān)型和電動(dòng)調(diào)節(jié)型）

優(yōu)點(diǎn)是能源取用方便，信號(hào)傳輸速度快，傳輸距離遠(yuǎn)，便于集中控制，靈敏度和精度較高，與電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表配合方便，安裝接線簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平均故障率高于氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，適用于防爆要求不高，氣源缺乏的場(chǎng)所。

電動(dòng)執(zhí)行器注意事項(xiàng)：

在通電前，必須進(jìn)行外觀檢查和絕緣檢查，動(dòng)力回路（弧電回路）及信號(hào)觸點(diǎn)對(duì)外殼的絕緣，用500V兆歐表測(cè)最不得低于20MΩ:信號(hào)輸人、輸出回路及它們與動(dòng)力回路之間的絕緣，除特殊要求外，不應(yīng)低于l0mΩ合格后方可通電。在通電后，應(yīng)檢查變壓器、電機(jī)及電子電路部分元件等是否過(guò)熱，轉(zhuǎn)動(dòng)部件是否有雜音，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象應(yīng)立即切斷電源，查明原因。未查明原因前，不要輕易焊下元件。更換電子元件時(shí)，應(yīng)防止溫度過(guò)高，損壞元件。更換場(chǎng)效應(yīng)管和集成電路時(shí)一定要把電烙鐵妥獸接地，或脫離電源利用余熱進(jìn)行焊接。拆卸零部件、元器件或焊接導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)做好標(biāo)記，對(duì)應(yīng)記號(hào)。應(yīng)盡公避免被檢設(shè)備的輸出回路開(kāi)路，避免被檢設(shè)備在有輸人信號(hào)時(shí)停電。檢修后的設(shè)備必須進(jìn)行校驗(yàn)。對(duì)干電動(dòng)機(jī)要檢查線圈對(duì)外殼及線圈之間的絕緣電阻，測(cè)皿線圈直流電組，清洗軸承并加優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油，檢查轉(zhuǎn)子、定子線圈及制動(dòng)裝；對(duì)于減速器要解體清洗各部件，檢查行星齒輪部分的情況，檢查斜齒輪部分的情況，檢查渦輪渦桿或絲桿螺母的嚙合情況，{zh1}進(jìn)行裝配、調(diào)整并加長(zhǎng)效鏗基潤(rùn)滑脂。對(duì)于位置傳感器部分要進(jìn)行外觀檢查，檢查電位器與行程控制機(jī)構(gòu)的同軸連接情況，檢查電位器的基本情況，檢查電位器及放大板之間的連接情況。