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Numatics 氣動元件性能

時間:2014-03-25 10:16:17  來源:  作者:

 

   Numatics 氣動元件性能 高壽命、高可靠性和自診斷功能 
 5000萬次壽命的氣閥和3000km的氣缸已商品化,但在紡織機械上有一種高頻閥壽命要求1億次以上,最好達2億次。這個要求,現有的彈性密封閥很難達到,這使間隙密封元件重新獲得重視。美國紐曼帝克(Numatics)公司有一種氣閥,采用間隙密封,通氣后閥芯在閥體內呈懸浮狀態,形成無摩擦運動,還有自防塵功能,閥的壽命可超過2億次,這雖然是個老產品,還是值得借鑒。

 
 Numatics 氣動元件大多用于自動生產線上,元件的故障往往會影響全線的運行,生產線的突然停止,造成的損失嚴重,為此,對氣動元件的工作可靠性提出了高要求。江蘇某化纖公司要求供應的氣動元件在設定壽命內絕對可靠,到期不管能否繼續使用,全部更換。這里又提出了各類元件壽命的平衡問題,即所謂等壽命設計。有時為了保證工作可靠,不得不犧牲壽命指標,因此,氣動系統的自診斷功能提到了議事日程上,附加預測壽命等自診斷功能的元件和系統正在開發之中。  隨著機械裝置的多功能化,接線數量越來越多,不僅增加了安裝、維修的工作量,也容易出現故障,影響工作可靠性,因此配線系統的改進也為氣動元件和系統設計人員所重視。 節能、低功耗

 
 節能是企業永久的課題,并將規定在建立ISO14000環保體系標準中

  Numatics 氣動元件的低功耗不僅僅為了節能,更主要的是能與微電子技術相結合。功耗0.5W的電磁閥早已商品化,0.4W、0.3W的氣閥也已開發,可由PC直接控制。

 機電一體化

 
 了精確達到預先設定的控制目標(如開關、速度、輸出力、位置等),應采用閉路反饋控制方式。氣-電信號之間轉換,成了實現閉路控制的關鍵,比例控制閥可成為這種轉換的接口。在今后相當長的時期內開發各種形式的比例控制閥和電-氣比例/伺服系統,并且使其性能好作可靠、價格便宜是氣動技術發展的一個重大課題。

 
 現在比例/伺服系統的應用例子已不少,如氣缸的精確定位;用于車輛的懸掛系統以實現良好的減振性能;纜車轉彎時自動傾斜裝置;服侍病人的機器人等。如何將以上實例更實用、更經濟還有待進一步完善。

  
滿足某些行業的特殊要求,在激烈的市場競爭中,為某些行業的特定要求開發專用的氣動元件是開拓市場的一個重要方面,各廠都十分關注。國內氣動行業近期開發的如鋁業專用氣缸(耐高溫、自鎖),鐵路專用氣缸(抗震、高可靠性),鐵軌潤滑專用氣閥(抗低溫、自過濾能力),環保型汽車燃氣系統(多介質、性能優良)等。 

  應用新技術、新工藝、新材料、型材擠壓、鑄件浸和模塊拼裝等技術十多年前在國內已廣泛應用;
  壓鑄新技術(液壓抽芯、真空壓鑄等)、去毛刺新工藝(爆炸法、電解法等)已在國內逐步推廣;
  壓電技術、總線技術,新型軟磁材料、透析濾膜等正在被應用;超精加工、納米技術也將被移植。
  氣動行業的科技人員特別關注密封件發展的新動向,一旦新結構和新材料的密封件出現,就會被采用。

 標準化

 
 貫徹標準,尤其是ISO國際標準是企業必須遵守的原則。它有兩個方面工作要做:第一是氣動產品應貫徹與氣動有關的現行標準,如術語、技術參數、試驗方法、安裝尺寸和安全指標等。第二是企業要建立標準規定的保證體系,現有3個:質量(ISO9000)、環保(ISO14000)和安全(ISO18000)。
 
 標準在不斷增添和修訂,企業及其產品也將隨之持續發展和更新,只有這樣才能推動氣動技術穩步發展。

 安全性
 
 從近期頒布的有關氣動的ISO國際標準可知,對氣動元件和系統的安全性要求甚嚴。

    ISO4414氣動通則中將危險要素分成14類,主要有機械強度、電器、噪聲、控制失靈等。ISO國際組織又頒布了ISO18000標準,要求企業建立安全保證體系,將安全問題放在特別重要的議程上。為此,產品開發和系統設計切實考慮安全指標也是氣動技術發展的總趨勢。對國內企業而言,由于過去的行業標準忽視了安全問題,有必要對已投入市場的產品重新考核和修正。

  在2001年PTC展覽會上,Numatics 氣動元件在顯著位置展示了直線電機,作為一個有國際影響的氣動跨國公司asco,開發直線電機有其特定的
意義,即告誡參觀者:直線電機有替代氣動元件的趨勢。

    有人因此將氣動工業視為"夕陽工業",筆者對此不能贊同,有以下幾個理由:

    1、由于氣體的可壓縮性,氣動產品可實現軟接觸,動作柔和。氣動技術的這個特性,是其他機電產品望塵莫及的。氣動彈簧和日本福岡球場可移動屋頂的氣壓密封是一小一大兩個典型例子。現有的例子還甚多:自動擠牛奶機器人,仿真推拿按摩,抬移病人的機器人,中醫搭脈模擬示教裝置,飛機駕駛訓練用的模擬加速度座椅等等。以上這些事例,一旦成為氣動產品,不可能被其他產品所代替。
    2、有些特定的環境,如防火、防爆、高溫、高濕等場合,氣動元件有其獨有的適應性,若用其他機電產品替代,會使費用增加很多,用戶不會接受。

  3、氣動系統可以在間隙工作狀態下輸出較大能量,抗過載能力強,這正是電機的薄弱環節,難于替代。

  4、真空、射流技術已與傳統的氣動技術融為一體,它們的產品已成為氣動產品的一部分,結合這兩種技術的應用實例,也是其他機電裝置不能替代的。例如粉塵物的管道輸送,超小、輕薄物品的搬運,懸浮式的滑移,機械加工中薄板型工件的定位和氣流紡紗等。除此之外,肯定還有許多實例能說明氣動技術有其獨特的優勢,決不是"夕陽工業",將與其他機電工業共同、持續地發展。 

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