机电执行机构的偏好上升

尽管机电执行器的初始价格往往高于液压缸,但由于能源效率、增加的正常运行时间、简化的维护和其他关键因素,它们越来越受欢迎。

美国Ewellix(原SKF Motion Technologies)的CASM机电执行器。
美国Ewellix(原SKF Motion Technologies)的CASM机电执行器。

长期以来,液压执行机构一直是寻求产生大力或移动重负荷的工程师的首选。然而,如今越来越多的工程师选择机电致动器而不是液压致动器。

这种转换的一个主要原因是,由于它们不需要泵、蓄能器、油箱和管道,所以机电致动器往往更小、更轻。相反,他们使用精密的滚珠或滚柱螺杆来产生力,从连接的电动机中汲取能量。这也使得更容易将机电执行器集成到机器的电子控制系统中。机电执行器的另一个优点是,由于它们的设计,它们往往比液压执行器更安静。

Tarek Bugaighis, Ewellix USA(前SKF Motion Technologies)总裁。Tarek Bugaighis, Ewellix USA(前SKF Motion Technologies)总裁。机电系统也可以在更广泛的操作速度和力量比液压设备,并提供更高层次的位置精度,说塔雷克。Bugaighis Ewellix美国总统(原SKF运动技术),致动器的供应商,柱子,球和滚子螺丝,线性指导和系统。他补充道:“他们的工作也更加稳定。”“液压油的粘度会随着时间和温度而变化,影响机器的性能。机电系统将继续工作到精确的公差,因为它们的运动部件是基于众所周知的滚动元件轴承技术,所以在给定的一组运行条件下,可以预测它们的运行寿命。”

尽管机电驱动具有明显的工程优势,Bugaighis指出,影响该技术广泛应用的一个主要因素是其初始成本因素。他表示:“就每台执行器而言,电动机械的初始采购价格肯定高于液压机械。”然而,从总成本的角度来看,这种观点很少站得住脚。在机器的整个生命周期中,机电执行器的节省远远超过其较高的初始成本。”

Bugaighis指出,从长远来看,机电系统往往更便宜的主要原因有六个:

  • 能源效率。液压系统有多种能量损失来源,包括从最初的电力转换为驱动液压泵的运动、泵内部的损失、传输管道中的流体摩擦以及执行器内部的进一步损失。Bugaighis说:“总的来说,液压系统可能只向负载提供大约44%的输入功率。“相比之下,机电系统只会由于电机效率的限制以及齿轮箱和执行器部件的摩擦而损耗能量。机电致动器通常会将80%的输入功率转移到负载上。此外,尽管液压泵必须在大多数应用中持续运行,以确保机器的充分响应,机电执行器的功率消耗是零时,他们不使用。这意味着电动执行器仅在几个月的时间内,就可以在节能方面收回最初的成本。”
  • 减少热量。水压机中损失的能量转化为热。Bugaighis说,在精密应用中,如塑料成型机,这些热量必须使用冷却器来消除,这将进一步增加总体能源需求。由于效率更高,电动机械所需的冷却能量仅为液压当量的35%左右。
  • 更短的周期时间。Bugaighis表示,更高的速度和改进的可控性的机电执行器可以让机器运行得更快,增加产量。“以汽车行业的机器人点焊为例。当一家日本汽车制造商转向机电焊接钳时,这种变化,加上新型执行器的更高速度,允许产量增加10%,相当于每天超过100个车身外壳,”他说。
  • 改进的材料使用。提高的准确性和一致性意味着电动机械往往提供两倍于液压替代品的重复性,从而减少报废。Bugaighis说:“即使是在生产低精度组件的应用中,通过减少废料和提高质量所节省的成本,也可以在两年或更短的时间内超过额外的执行器成本。”
  • 增加正常运行时间。液压设备依赖于一个由阀门、软管、过滤器和密封件组成的网络,系统任何一个部分的故障都可能导致整个机器停止运转,直到问题被发现并修复。电机的易损件较少,而且都位于滚珠或滚柱丝杠机构和齿轮箱内。电动执行器的问题通常可以通过快速更换受影响的设备来解决。
  • 简化维护。减少了重复发生的费用,如购买液压系统的油、过滤器或密封件的需要,意味着带有机电系统的机器不需要长时间停止更换部件。

Bugaighis说:“这些好处加起来每年可以为一台典型的生产机器节省数万美元。”“其中近一半的节省来自能源使用以外的领域。”

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