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氣動技術發(fā)展趨向概述
點擊次數(shù)：962 發(fā)布時間：2013-12-17
氣動技術發(fā)展趨向概述
隨著生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，氣動技術應用面迅速擴大、氣動產(chǎn)品品種規(guī)格持續(xù)增多,，性能、質(zhì)量不斷提高，市場銷售產(chǎn)值穩(wěn)步增長,。氣動產(chǎn)品的發(fā)展趨勢主要在下述方面：
一、小型化,、集成化
有限的空間要求氣動元件的外形尺寸盡量小,，小型化是主要發(fā)展趨勢?，F(xiàn)在zui小氣缸內(nèi)徑僅為f2.5，并配制開關,；電磁閥寬度僅10mm,，有效截面積達5mm2；接口f4的減壓閥也已開發(fā),。據(jù)調(diào)查,，小型化元件的需求量，大約每5年增加一倍,。
氣閥的集成化不僅僅將幾只閥合裝,還包含了傳感器,、可編程序控制器等功能。集成化的目的不單是節(jié)省空間,，還有利于安裝,、維修和工作的可靠性。
二,、組合化,、智能化
zui簡單的元件組合是帶閥、帶開關氣缸,。在物料搬運中,，已使用了氣缸、擺動氣缸,、氣動夾頭和真空吸盤的組合體,；還有一種移動小件物品的組合體，是將帶導向器的兩只氣缸分別按X和Y軸組合而成,，還配有電磁閥,、程控器，結構緊湊,，占用空間小,，行程可調(diào)。
日本精器（株）開發(fā)的智能閥帶有傳感器和邏輯回路,，是氣動和光電技術的結合,。不需外部執(zhí)行器，可直接讀取傳感器的信號,，并由邏輯回路判斷以決定智能閥和后續(xù)執(zhí)行元件的工作,。
開發(fā)功能模塊已有十多年歷史，現(xiàn)在正在不斷地完善,。這些通用化的模塊可以進行多種方案的組合,，以實現(xiàn)不同的機械功能，經(jīng)濟,、實用,、方便,。
三、精密化
為了使氣缸的定位更,，使用了傳感器,、比例閥等實現(xiàn)反饋控制，定位精度達0.01mm,。
在氣缸精密方面還開發(fā)了0.3mm/s低速氣缸和0.01N微小載荷氣缸,。
在氣源處理中，過濾精度0.01mm,過濾效率為99.9999%的過濾器和靈敏度0.001MPa的減壓閥已開發(fā)出來.
四,、高速化
為了提高生產(chǎn)率,，自動化的節(jié)拍正在加快，高速化是必然趨勢,。
目前氣缸的活塞速度范圍為50-750mm/s,。要求氣缸的活塞速度提高到5m/s，zui高達10m/s,。據(jù)調(diào)查,，五年后，速度2-5m/s,，的氣缸需求量將增加2.5倍,5m/s以上的氣缸需求量將增加3倍,。與此相應，閥的響應速度將加快,，要求由現(xiàn)在的1/100秒級提高到1/1000秒級,。
五、無油,、無味,、無菌化
人類對環(huán)境的要求越來越高， 因此無油潤滑的氣動元件將普及化,。還有些特殊行業(yè),，如食品、飲料,、制藥,、電子等，對空氣的要求更為嚴格,，除無油外,，還要求無味、無菌等,，這類特殊要求的過濾器將被不斷開發(fā)。
六,、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，達2億次,。這個要求,，現(xiàn)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(nèi)呈懸浮狀態(tài),，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(chǎn)品,，還是值得借鑒。
氣動元件大多用于自動生產(chǎn)線上,，元件的故障往往會影響全線的運行,，生產(chǎn)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(nèi)可靠,，到期不管能否繼續(xù)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(tǒng)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(tǒng)正在開發(fā)之中,。
隨著機械裝置的多功能化,，接線數(shù)量越來越多，不僅增加了安裝,、維修的工作量,，也容易出現(xiàn)故障，影響工作可靠性,，因此配線系統(tǒng)的改進也為氣動元件和系統(tǒng)設計人員所重視,。
七、節(jié)能,、低功耗
節(jié)能是企業(yè)*的課題,，并將規(guī)定在建立ISO14000環(huán)保體系標準中,。
氣動元件的低功耗不僅僅為了節(jié)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(fā),可由PC直接控制。
八,、機電一體化
為了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(xiàn)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(nèi)開發(fā)各種形式的比例控制閥和電-氣比例/伺服系統(tǒng),，并且使其性能好,、工作可靠、價格便宜是氣動技術發(fā)展的一個重大課題,。
現(xiàn)在比例/伺服系統(tǒng)的應用例子已不少,，如氣缸的定位；用于車輛的懸掛系統(tǒng)以實現(xiàn)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(jīng)濟還有待進一步完善,。
九、滿足某些行業(yè)的特殊要求
在激烈的市場競爭中,，為某些行業(yè)的特定要求開發(fā)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(nèi)氣動行業(yè)近期開發(fā)的如鋁業(yè)氣缸（耐高溫,、自鎖）,，鐵路氣缸（抗震、高可靠性）,，鐵軌潤滑氣閥（抗低溫,、自過濾能力），環(huán)保型汽車燃氣系統(tǒng)（多介質(zhì),、性能優(yōu)良）等,。
十、應用新技術、新工藝,、新材料
型材擠壓,、鑄件浸滲和模塊拼裝等技術十多年前在國內(nèi)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(nèi)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(yè)的科技人員特別關注密封件發(fā)展的新動向,一旦新結構和新材料的密封件出現(xiàn),就會被采用。
十一,、標準化
貫徹標準,，尤其是ISO標準是企業(yè)必須遵守的原則。它有兩個方面工作要做：*是氣動產(chǎn)品應貫徹與氣動有關的現(xiàn)行標準,，如術語,、技術參數(shù)、試驗方法,、安裝尺寸和安全指標等,。第二是企業(yè)要建立標準規(guī)定的保證體系，現(xiàn)有3個：質(zhì)量（ISO9000）,、環(huán)保（ISO14000）和安全（ISO18000）,。標準在不斷增添和修訂，企業(yè)及其產(chǎn)品也將隨之持續(xù)發(fā)展和更新,，只有這樣才能推動氣動技術穩(wěn)步發(fā)展,。
十二、安全性
從近期頒布的有關氣動的ISO標準可知,，對氣動元件和系統(tǒng)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組織又頒布了ISO18000標準,，要求企業(yè)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(chǎn)品開發(fā)和系統(tǒng)設計切實考慮安全指標也是氣動技術發(fā)展的總趨勢,。對國內(nèi)企業(yè)而言，由于過去的行業(yè)標準忽視了安全問題,，有必要對已投入市場的產(chǎn)品重新考核和修正,。
在2001年PTC展覽會上，日本SMC公司在顯著位置展示了直線電機,，作為一個有影響的氣動跨國公司,，開發(fā)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(yè)視為"夕陽工業(yè)",，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(chǎn)品可實現(xiàn)軟接觸，動作柔和,。氣動技術的這個特性,，是其他機電產(chǎn)品*的。
氣動彈簧和日本福岡球場可移動屋頂?shù)臍鈮好芊馐且恍∫淮髢蓚€典型例子?，F(xiàn)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(yī)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(chǎn)品,，不可能被其他產(chǎn)品所代替。
2,、有些特定的環(huán)境,，如防火、防爆,、高溫,、高濕等場合，氣動元件有其*的適應性,，若用其他機電產(chǎn)品替代,，會使費用增加很多，用戶不會接受,。
3,、氣動系統(tǒng)可以在間隙工作狀態(tài)下輸出較大能量，抗過載能力強，這正是電機的薄弱環(huán)節(jié),，難于替代,。
4、真空,、射流技術已與傳統(tǒng)的氣動技術融為一體,，它們的產(chǎn)品已成為氣動產(chǎn)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*的優(yōu)勢,，決不是"夕陽工業(yè)",，將與其他機電工業(yè)共同、持續(xù)地發(fā)展,。
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