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引導(dǎo)活塞在缸內(nèi)進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒形金屬機(jī)件,。空氣在發(fā)動(dòng)機(jī)德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸中通過(guò)膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,；氣體在壓縮機(jī)德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力,。
渦輪機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)等的殼體通常也稱“德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸”,。德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的應(yīng)用領(lǐng)域：印刷（張力控制）,、半導(dǎo)體（點(diǎn)焊機(jī)、芯片研磨）,、自動(dòng)化控制,、機(jī)器人等等。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的結(jié)構(gòu)
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸是由缸筒,、端蓋,、活塞、活塞桿和密封件等組成,，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：
1）缸筒
缸筒的內(nèi)徑大小代表了德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸輸出力的大小,。活塞要在缸筒內(nèi)做平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng),，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8μm,。
CM2德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸活塞上采用組合密封圈實(shí)現(xiàn)雙向密封，活塞與活塞桿用壓鉚鏈接,，不用螺母。
2）端蓋
端蓋上設(shè)有進(jìn)排氣通口,，有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu),。桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi),。桿側(cè)端蓋上設(shè)有導(dǎo)向套,，以提高德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的導(dǎo)向精度，承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載,，減小活塞桿伸出時(shí)的下彎量,，延長(zhǎng)德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸使用壽命。導(dǎo)向套通常使用燒結(jié)含油合金,、前傾銅鑄件,。端蓋過(guò)去常用可鍛鑄鐵，為減輕重量并防銹,，常使用鋁合金壓鑄,，微型缸有使用黃銅材料的。
3）活塞
活塞是德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸中的受壓力零件,。為防止活塞左右兩腔相互竄氣,，設(shè)有活塞密封圈,。活塞上的耐磨環(huán)可提高德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的導(dǎo)向性,，減少活塞密封圈的磨耗,，減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長(zhǎng)使用聚氨酯,、聚四氟乙烯,、夾布合成樹(shù)脂等材料?；钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅匾幕瑒?dòng)部分長(zhǎng)度來(lái)決定,。滑動(dòng)部分太短,，易引起早期磨損和卡死,。活塞的材質(zhì)常用鋁合金和鑄鐵,，小型缸的活塞有黃銅制成的,。
4）活塞桿
活塞桿是德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸中zui重要的受力零件。通常使用高碳鋼,、表面經(jīng)鍍硬鉻處理,、或使用不銹鋼、以防腐蝕,，并提高密封圈的耐磨性,。
5）密封圈
回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)處的部件密封稱為動(dòng)密封，靜止件部分的密封稱為靜密封,。
缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種：
整體型,、鉚接型、螺紋聯(lián)接型,、法蘭型,、拉桿型。
6）德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸工作時(shí)要靠壓縮空氣中的油霧對(duì)活塞進(jìn)行潤(rùn)滑,。也有小部分免潤(rùn)滑德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸,。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的工作原理
根據(jù)工作所需力的大小來(lái)確定活塞桿上的推力和拉力。由此來(lái)選擇德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸時(shí)應(yīng)使德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的輸出力稍有余量,。若缸徑選小了,，輸出力不夠，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸不能正常工作,；但缸徑過(guò)大,，不僅使設(shè)備笨重、成本高,，同時(shí)耗氣量增大,，造成能源浪費(fèi),。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用增力機(jī)構(gòu),，以減少德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的尺寸,。
下面是德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸理論出力的計(jì)算公式：
F：德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸理論輸出力（kgf)
F′：效率為85%時(shí)的輸出力（kgf）--（F′=F×85%）
D：德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸缸徑（mm)
P：工作壓力（kgf/C㎡）
例：直徑340mm的德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸，工作壓力為3kgf/cm2時(shí),，其理論輸出力為多少?芽輸出力是多少?
將P,、D連接，找出F,、F′上的點(diǎn),，得：
F=2800kgf；F′=2300kgf
在工程設(shè)計(jì)時(shí)選擇德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸缸徑,，可根據(jù)其使用壓力和理論推力或拉力的大小,，從經(jīng)驗(yàn)表1－1中查出。
例：有一德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸其使用壓力為5kgf/cm2,，在德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸推出時(shí)其推力為132kgf,，（德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸效率為85%）問(wèn)：該選擇多大的德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸缸徑?
●由德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的推力132kgf和德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的效率85%，可計(jì)算出德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的理論推力為F=F′/85%=155(kgf)
●由使用壓力5kgf/cm2和德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的理論推力,，查出選擇缸徑為?63的德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸便可滿足使用要求,。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的常見(jiàn)故障問(wèn)題及原因
⒈汽缸是鑄造而成的，汽缸出廠后都要經(jīng)過(guò)時(shí)效處理,，使汽缸在住鑄造過(guò)程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力*消除,。如果時(shí)效時(shí)間短，那么加工好的汽缸在以后的運(yùn)行中還會(huì)變形,。
⒉汽缸在運(yùn)行時(shí)受力的情況很復(fù)雜,，除了受汽缸內(nèi)外氣體的壓力差和裝在其中的各零部件的重量等靜載荷外，還要承受蒸汽流出靜葉時(shí)對(duì)靜止部分的反作用力,，以及各種連接管道冷熱狀態(tài)下對(duì)汽缸的作用力,，在這些力的相互作用下,，汽缸易發(fā)生塑性變形造成泄漏,。
⒊汽缸的負(fù)荷增減過(guò)快，特別是快速的啟動(dòng),、停機(jī)和工況變化時(shí)溫度變化大,、暖缸的方式不正確、停機(jī)檢修時(shí)打開(kāi)保溫層過(guò)早等,，在汽缸中和法蘭上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形,。
⒋汽缸在機(jī)械加工的過(guò)程中或經(jīng)過(guò)補(bǔ)焊后產(chǎn)生了應(yīng)力，但沒(méi)有對(duì)汽缸進(jìn)行回火處理加以消除,，致使汽缸存在較大的殘余應(yīng)力,，在運(yùn)行中產(chǎn)生*的變形,。
⒌在安裝或檢修的過(guò)程中，由于檢修工藝和檢修技術(shù)的原因,，使內(nèi)缸,、汽缸隔板、隔板套及汽封套的膨脹間隙不合適,，或是掛耳壓板的膨脹間隙不合適,，運(yùn)行后產(chǎn)生巨大的膨脹力使汽缸變形。
⒍使用的汽缸密封劑質(zhì)量不好,、雜質(zhì)過(guò)多或是型號(hào)不對(duì),；汽缸密封劑內(nèi)若有堅(jiān)硬的雜質(zhì)顆粒就會(huì)使密封面難以緊密的結(jié)合。
⒎汽缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質(zhì)不合格,。汽缸結(jié)合面的嚴(yán)密性主要靠螺栓的緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)的,。機(jī)組的起停或是增減負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和高溫會(huì)造成螺栓的應(yīng)力松弛,，如果應(yīng)力不足,，螺栓的預(yù)緊力就會(huì)逐漸減小。如果汽缸的螺栓材質(zhì)不好,，螺栓在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行當(dāng)中,，在熱應(yīng)力和汽缸膨脹力的作用下被拉長(zhǎng)，發(fā)生塑性變形或斷裂,，緊力就會(huì)不足,，使汽缸發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。
⒏汽缸螺栓緊固的順序不正確,。一般的汽缸螺栓在緊固時(shí)是從中間向兩邊同時(shí)緊固,，也就是從垂弧zui大處或是受力變形zui大的地方緊固，這樣就會(huì)把變形zui大的處的間隙向汽缸前后的自由端轉(zhuǎn)移,，zui后間隙漸漸消失,。如果是從兩邊向中間緊，間隙就會(huì)集中于中部,，汽缸結(jié)合面形成弓型間隙,，引起蒸汽泄漏。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸出現(xiàn)內(nèi),、外泄漏,，一般是因活塞桿安裝偏心，潤(rùn)滑油供應(yīng)不足,，密封圈和密封環(huán)磨損或損壞,，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸內(nèi)有雜質(zhì)及活塞桿有傷痕等造成的。所以，當(dāng)?shù)聡?guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸出現(xiàn)內(nèi),、外泄漏時(shí),，應(yīng)重新調(diào)整活塞桿的中心，以保證活塞桿與缸筒的同軸度,；須經(jīng)常檢查油霧器工作是否可靠,，以保證執(zhí)行元件潤(rùn)滑良好；當(dāng)密封圈和密封環(huán)出現(xiàn)磨損或損環(huán)時(shí),，須及時(shí)更換,；若德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸內(nèi)存在雜質(zhì)，應(yīng)及時(shí)清除,；活塞桿上有傷痕時(shí),，應(yīng)換新。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的輸出力不足和動(dòng)作不平穩(wěn),，一般是因活塞或活塞桿被卡住,、潤(rùn)滑不良、供氣量不足,，或缸內(nèi)有冷凝水和雜質(zhì)等原因造成的,。對(duì)此，應(yīng)調(diào)整活塞桿的中心,；檢查油霧器的工作是否可靠,；供氣管路是否被堵塞。當(dāng)?shù)聡?guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸內(nèi)存有冷凝水和雜質(zhì)時(shí),，應(yīng)及時(shí)清除,。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的緩沖效果不良，一般是因緩沖密封圈磨損或調(diào)節(jié)螺釘損壞所致,。此時(shí),，應(yīng)更換密封圈和調(diào)節(jié)螺釘。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的活塞桿和缸蓋損壞,，一般是因活塞桿安裝偏心或緩沖機(jī)構(gòu)不起作用而造成的,。對(duì)此，應(yīng)調(diào)整活塞桿的中心位置,；更換緩沖密封圈或調(diào)節(jié)螺釘,。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的解決方案
⒈汽缸變形較大或漏汽嚴(yán)重的結(jié)合面，采用研刮結(jié)合面的方法
如果上缸結(jié)合面變形在0.05mm范圍內(nèi),，以上缸結(jié)合面為基準(zhǔn)面,，在下缸結(jié)合面涂紅丹或是壓印藍(lán)紙,，根據(jù)痕跡研刮下缸,。如果上缸的結(jié)合面變形量大，在上缸涂紅丹，用大平尺研出痕跡,，把上缸研平,。或是采取機(jī)械加工的方法把上缸結(jié)合面找平,，再以上缸為基準(zhǔn)研刮下缸結(jié)合面,。汽缸結(jié)合面的研刮一般有兩種方法：
⑴是不緊結(jié)合面的螺栓，用千斤頂微微推動(dòng)上缸前后移動(dòng),，根據(jù)下缸結(jié)合面紅丹的著況來(lái)研刮,。這種方法適合結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)的高壓缸。
⑵是緊結(jié)合面的螺栓,，根據(jù)塞尺的檢查結(jié)合面的嚴(yán)密性,，測(cè)出數(shù)值及壓出的痕跡，修刮結(jié)合面,，這種方法可以排除汽缸垂弧對(duì)間隙的影響,。
⒉采用適當(dāng)?shù)钠酌芊獠牧?br />因汽輪機(jī)汽缸密封劑還沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，制作原料和配方也各不相同,，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,；在選擇汽輪機(jī)汽缸密封劑時(shí)，就要選在行業(yè)內(nèi)有口碑,，產(chǎn)品質(zhì)量有保證的正規(guī)生產(chǎn)廠家,，以保證檢修處理后汽缸的嚴(yán)密性。
⒊局部補(bǔ)焊的方法
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸由于汽缸結(jié)合面被蒸汽沖刷或腐蝕出溝痕,，選用適當(dāng)?shù)暮笚l把溝痕添平,，用平板或平尺研出痕跡，研刮焊道和結(jié)合面在同一平面內(nèi),。汽缸結(jié)合面變形較大或是漏汽嚴(yán)重時(shí),，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸在下缸的結(jié)合面補(bǔ)焊一條或兩條10—20mm寬的密消除間隙封帶，然后用平尺或是扣上缸測(cè)量,，并涂紅丹研刮,，直到消除間隙。德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸此操作的工藝也很簡(jiǎn)單,，焊前預(yù)熱汽缸至150℃,，然后在室溫下進(jìn)行分段退焊或跳焊。選用奧氏體焊條,，如A407,、A412，焊后用石棉布覆蓋保溫緩冷,。待冷卻室溫后進(jìn)行打磨修刮,。
⒋汽缸結(jié)合面的涂鍍或噴涂
當(dāng)汽缸結(jié)合面大面積漏汽，間隙在0.50mm左右時(shí)，為了減少研刮的工作量,，可用涂鍍的工藝,。用汽缸做陽(yáng)極，涂具做陰極,，在汽缸的結(jié)合面上反復(fù)涂刷電解溶液,，涂層的厚度要根據(jù)汽缸結(jié)合面間隙的大小而定，涂層的種類要根據(jù)汽缸的材料和修刮的工藝而定,。噴涂就是用的高溫火焰噴槍把金屬粉末加熱至熔化或達(dá)到塑性狀態(tài)后噴射于處理過(guò)的汽缸表面,，形成一層具有所需性能的涂層方法。其特點(diǎn)就是設(shè)備簡(jiǎn)單,，操作方便涂層牢固,，噴涂后汽缸溫度僅為70℃—80℃不會(huì)使汽缸產(chǎn)生變形，而且可獲得耐熱,，耐磨,，抗腐蝕的涂層。注意的是在涂渡和噴涂前都要對(duì)缸面進(jìn)行打磨,、除油,、拉毛，在涂渡和噴涂后要對(duì)涂層進(jìn)行研刮,，保證結(jié)合面的嚴(yán)密,。
⒌結(jié)合面加墊的方法
如果結(jié)合面的局部間隙泄漏不是很大，可用80—100目的銅網(wǎng)經(jīng)熱處理使其硬度降低,，然后剪成適當(dāng)?shù)男螤?，鋪在結(jié)合面的漏汽處，再配以汽缸密封劑,。如果結(jié)合面的間隙較大,，泄漏嚴(yán)重，可在上下結(jié)合面開(kāi)寬50mm深5mm的槽,，中間鑲嵌IGr18Ni9Ti的齒形墊,，齒形墊的厚度一般比槽的深度大0.05—0.08mm左右，并可用同等形狀的不銹鋼墊片做以調(diào)整,。
⒍控制螺栓應(yīng)力的方法
如果汽缸結(jié)合面的變形較小,，而且很均勻，可在有間隙處更換新的螺栓,，或是適當(dāng)?shù)募哟舐菟ǖ念A(yù)緊力,。按從中間向兩邊同時(shí)緊固，也就是從垂弧zui大處或是受力變形zui大的地方緊固螺栓,。理論上來(lái)說(shuō),，控制螺栓的預(yù)緊力可用公式d/L≤A來(lái)計(jì)算,，但由于此計(jì)算的數(shù)據(jù)與測(cè)量的手段還在研究當(dāng)中，沒(méi)有達(dá)到推廣,，多在螺栓的允許的zui大應(yīng)力內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而定。
⒎新時(shí)期采用的高分子材料方法
隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,，高分子復(fù)合材料逐漸在德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸維護(hù)中取得了成功的應(yīng)用,。相對(duì)于傳統(tǒng)手段相比，高分子復(fù)合材料具有較為優(yōu)異的耐溫性能,，良好的耐壓性能,，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸以及更為出色的密封性能，且具有良好的塑變性,，受熱不會(huì)固化,，密封膜不會(huì)被破壞，從而保證了機(jī)件密封面的密封,；加之易于清除,，使用過(guò)的密封面可以用無(wú)水乙醇或丙酮輕易的擦去，而不會(huì)附著于密封面,；德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸由于其優(yōu)異的性能,，逐漸受到越來(lái)越多德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸企業(yè)的青睞。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的區(qū)別
從傳統(tǒng)觀念來(lái)看,，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸與電動(dòng)執(zhí)行器一直被認(rèn)為是屬于兩個(gè)*不同領(lǐng)域的自動(dòng)化產(chǎn)品,，但是近年來(lái)，隨著電氣化程度的不斷提高,，電動(dòng)執(zhí)行器卻慢慢浸入氣動(dòng)領(lǐng)域,，二者在應(yīng)用中既有競(jìng)爭(zhēng)又相互補(bǔ)充。在本期欄目中,，我們將從技術(shù)性能,、購(gòu)買和應(yīng)用成本、能源效率,、應(yīng)用場(chǎng)合及市場(chǎng)形勢(shì)等幾個(gè)方面來(lái)對(duì)比德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸與電動(dòng)執(zhí)行器各自的優(yōu)勢(shì)
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的技術(shù)性能
*,，相比電動(dòng)執(zhí)行器，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸可在惡劣條件下可靠地工作,，且操作簡(jiǎn)單,，基本可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸擅長(zhǎng)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),，尤其適于工業(yè)自動(dòng)化中zui多的傳送要求——工件的直線搬運(yùn),。而且，僅僅調(diào)節(jié)安裝在德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸兩側(cè)的單向節(jié)流閥就可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的速度控制,，也成為德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)zui大的特征和優(yōu)勢(shì),。所以對(duì)于沒(méi)有多點(diǎn)定位要求的用戶,，絕大多數(shù)從使用便利性角度更傾向于使用德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸。目前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用電動(dòng)執(zhí)行器的應(yīng)用大部分都是要求高精度多點(diǎn)定位,，這是由于用德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸難以實(shí)現(xiàn),，退而求其次的結(jié)果。
而電動(dòng)執(zhí)行器主要用于旋轉(zhuǎn)與擺動(dòng)工況,。其優(yōu)勢(shì)在于響應(yīng)時(shí)間快,，通過(guò)反饋系統(tǒng)對(duì)速度、位置及力矩進(jìn)行控制,。但當(dāng)需要完成直線運(yùn)動(dòng)時(shí),，需要通過(guò)齒形帶或絲桿等機(jī)械裝置進(jìn)行傳動(dòng)轉(zhuǎn)化，因此結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜,，而且對(duì)工作環(huán)境及操作維護(hù)人員的專業(yè)知識(shí)都有較高要求,。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的優(yōu)勢(shì)
（1）對(duì)使用者的要求較低。德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，易于安裝維護(hù),，對(duì)于使用者的要求不高。電缸則不同,，工程人員必需具備一定的電氣知識(shí),，否則極有可能因?yàn)檎`操作而使之損壞。
（2）輸出力大,。德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的輸出力與缸徑的平方成正比,；而電缸的輸出力與三個(gè)因素有關(guān)，缸徑,、電機(jī)的功率和絲桿的螺距,，缸徑及功率越大、螺距越小則輸出力越大,。一個(gè)缸徑為50mm的德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸,，理論上的輸出力可達(dá)2000N，對(duì)于同樣缸徑的電缸,，雖然不同公司的產(chǎn)品各有差異,，但是基本上都不超過(guò)1000N。顯而易見(jiàn),，在輸出力方面德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸更具優(yōu)勢(shì),。
（3）適應(yīng)性強(qiáng)。德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸能夠在高溫和低溫環(huán)境中正常工作且具有防塵,、防水能力,，可適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境。而電缸由于具有大量電氣部件的緣故,，對(duì)環(huán)境的要求較高,，適應(yīng)性較差,。
電缸的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：
（1）系統(tǒng)構(gòu)成非常簡(jiǎn)單。由于電機(jī)通常與缸體集成在一起,，再加上控制器與電纜,，電缸的整個(gè)系統(tǒng)就是由這三部分組成的，簡(jiǎn)單而緊湊,。
（2）停止的位置數(shù)多且控制精度高,。一般電缸有低端與之分，低端產(chǎn)品的停止位置有3,、5,、16,、64個(gè)等,，根據(jù)公司不同而有所變化；產(chǎn)品則更是可以達(dá)到幾百甚至上千個(gè)位置,。在精度方面,，電缸也具有的優(yōu)勢(shì)，定位精度可達(dá)?0.05mm,，所以常常應(yīng)用于電子,、半導(dǎo)體等精密的行業(yè)。
（3）柔韌性強(qiáng),。毫無(wú)疑問(wèn),，電缸的柔韌性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸。由于控制器可以與PLC直接進(jìn)行連接,，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,、定位和正反轉(zhuǎn)都能夠?qū)崿F(xiàn)控制，在一定程度上,，電缸可以根據(jù)需要隨意進(jìn)行運(yùn)動(dòng),；由于氣體的可壓縮性和運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性，即使換向閥與磁性開(kāi)關(guān)之間配合地再好也不能做到德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的準(zhǔn)確定位,，柔韌性也就無(wú)從談起了,。
在技術(shù)性能方面，本人認(rèn)為電動(dòng)和氣動(dòng)各有所長(zhǎng),，首先電動(dòng)執(zhí)行器的優(yōu)勢(shì)主要包括：
（1）結(jié)構(gòu)緊湊,，體積小巧。比起氣動(dòng)執(zhí)行器,，電動(dòng)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,，一個(gè)基本的電子系統(tǒng)包括執(zhí)行器，三位置DPDT開(kāi)關(guān),、熔斷器和一些電線,，易于裝配,。
（2）電動(dòng)執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)源很靈活，一般車載電源即可滿足需要,，而氣動(dòng)執(zhí)行器需要?dú)庠春蛪嚎s驅(qū)動(dòng)裝置,。
（3）電動(dòng)執(zhí)行器沒(méi)有“漏氣”的危險(xiǎn)，可靠性高,，而空氣的可壓縮性使得氣動(dòng)執(zhí)行器的穩(wěn)定性稍差,。
（4）不需要對(duì)各種氣動(dòng)管線進(jìn)行安裝和維護(hù)。
（5）可以無(wú)需動(dòng)力即保持負(fù)載,，而氣動(dòng)執(zhí)行器需要持續(xù)不斷的壓力供給,。
（6）由于不需要額外的壓力裝置，電動(dòng)執(zhí)行器更加安靜,。通常,，如果氣動(dòng)執(zhí)行器在大負(fù)載的情況下，要加裝消音器,。
（7）電動(dòng)執(zhí)行器在控制的精度方面更勝*,。
（8）氣動(dòng)裝置中的通常需要把電信號(hào)轉(zhuǎn)化為氣信號(hào)，然后再轉(zhuǎn)化為電信號(hào),，傳遞速度較慢,，不宜用于元件級(jí)數(shù)過(guò)多的復(fù)雜回路。
而德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的優(yōu)勢(shì)則在于以下4個(gè)方面：
（1）負(fù)載大,，可以適應(yīng)高力矩輸出的應(yīng)用（不過(guò),，現(xiàn)在的電動(dòng)執(zhí)行器已經(jīng)逐漸達(dá)到目前的氣動(dòng)負(fù)載水平了）。
（2）動(dòng)作迅速,、反應(yīng)快,。
（3）工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別在易燃,、易爆,、多塵埃、強(qiáng)磁,、輻射和振動(dòng)等惡劣工作環(huán)境中,，比液壓、電子,、電氣控制更*,。
（4）行程受阻或閥桿被扎住時(shí)電機(jī)容易受損。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的購(gòu)買和應(yīng)用成本比較
從總體上來(lái)講,，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸電伺服驅(qū)動(dòng)比氣動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)要貴,，但也要因具體要求及場(chǎng)合而定。有些小功率的直流電機(jī)構(gòu)成電動(dòng)滑臺(tái)(電伺服系統(tǒng))實(shí)際上比氣動(dòng)伺服系統(tǒng)要便宜,。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸如：當(dāng)負(fù)載為1.5kg,、工作行程為80mm,、速度在2~170mm/s之間、精度為?0.1mm,、加速度2.5m/s2等工況條件時(shí),，F(xiàn)ESTO公司采用小型電動(dòng)滑臺(tái)、控制器,、馬達(dá)電纜,、控制電纜、編程電纜以及電源電纜等組成的電伺服系統(tǒng),，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸其價(jià)格就比氣動(dòng)伺服系統(tǒng)便宜25%,。同樣，對(duì)于帶活塞桿電缸也是如此,。需要說(shuō)明的是如果采用交流電機(jī)的話,，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸所組成的電伺服系統(tǒng)的價(jià)格要比氣動(dòng)伺服系統(tǒng)高出40%左右。
從購(gòu)買和應(yīng)用成本來(lái)看,，目前德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸還是具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)的,。對(duì)于氣動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),，控制系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)都非常簡(jiǎn)單,，每個(gè)德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸只需配置一個(gè)電磁閥就可完成氣路的切換，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制,，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸發(fā)生故障的概率也比較小,，維護(hù)簡(jiǎn)單方便，成本也低,。
而對(duì)于電動(dòng)執(zhí)行器來(lái)說(shuō),，雖然電能的獲得比較簡(jiǎn)單，能量成本較低,，但購(gòu)買及應(yīng)用成本較高,，不僅需要配置電機(jī)，還需要一套機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)元件,。同時(shí)使用電動(dòng)執(zhí)行器需要很多保護(hù)措施,，錯(cuò)誤的電路連接、電壓的波動(dòng)及負(fù)載的超載都會(huì)對(duì)電驅(qū)動(dòng)器造成損壞,，因此需要在電路及機(jī)械上加裝保護(hù)系統(tǒng),，增加了很多額外的費(fèi)用支出。另外,，由于電動(dòng)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)單元的參數(shù)化設(shè)置較多,，且集成度高，所以其一旦發(fā)生故障,，就要更換整個(gè)元件,。而且當(dāng)系統(tǒng)需要的驅(qū)動(dòng)力增加時(shí),，也要成套更換元件才能實(shí)現(xiàn)。因此綜合比較可以看出德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸在購(gòu)買及維護(hù)成本上有較大優(yōu)勢(shì),。
能源效率比較
我們研究的結(jié)果表明,，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期較短（小于1min）的水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，電動(dòng)執(zhí)行器的運(yùn)行能耗通常低于德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的運(yùn)行能耗,，即更節(jié)能,。而在往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期較長(zhǎng)（大于1min）時(shí)，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸竟然變得更節(jié)能,。這首先是由于終端停止時(shí)電動(dòng)執(zhí)行器的控制器通常需要消耗約10W的電力,，而德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸僅有電磁閥耗電和氣體泄露，一般低于1W,，即終端停止時(shí)間越長(zhǎng),，對(duì)德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸越有利；其次電機(jī)在連續(xù)旋轉(zhuǎn)條件下的額定效率可達(dá)90%以上,，但在直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（絲杠轉(zhuǎn)換）中的臺(tái)形加減速旋轉(zhuǎn)條件下的平均效率卻不到50%,。在豎直往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，夾持工件的保持動(dòng)作要求不斷供給電流給電動(dòng)執(zhí)行器以克服重力,，而德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸只需關(guān)閉電磁閥即可,，耗電極少。因此在豎直往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)執(zhí)行器相比德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的能耗優(yōu)勢(shì)不是很大,。
由上可見(jiàn),，電機(jī)本身效率很高，但在往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)中考慮其效率下降及控制器的電力消耗,，電動(dòng)執(zhí)行器未必一定比德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸節(jié)能,，具體比較取決于實(shí)際的工作條件，即安裝方向,、往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期和負(fù)載率等,。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的應(yīng)用場(chǎng)合比較
氣動(dòng)系統(tǒng)和電動(dòng)系統(tǒng)并不互相排斥。相反,，這只是一個(gè)要求不同的問(wèn)題,。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)，當(dāng)面臨諸如灰塵,、油脂,、水或清潔劑等惡劣的環(huán)境條件時(shí)，氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器就顯得較適應(yīng)惡劣環(huán)境,，而且非常堅(jiān)固耐用,。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器容易安裝，能提供典型的抓取功能，價(jià)格便宜且操作方便,。
在作用力快速增大且需要定位的情況下,，帶伺服馬達(dá)的電驅(qū)動(dòng)器具有優(yōu)勢(shì)。對(duì)于要求,、同步運(yùn)轉(zhuǎn),、可調(diào)節(jié)和規(guī)定的定位編程的應(yīng)用場(chǎng)合，電驅(qū)動(dòng)器是的選擇,，帶閉環(huán)定位控制器的伺服或步進(jìn)馬達(dá)所組成的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠補(bǔ)充氣動(dòng)系統(tǒng)的不足之處,。
從技術(shù)和使用成本的角度來(lái)說(shuō)，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸占有較明顯的優(yōu)勢(shì),，但在實(shí)際使用中究竟應(yīng)該選用哪種技術(shù)做驅(qū)動(dòng)控制,，還是應(yīng)從多方因素進(jìn)行綜合考量。現(xiàn)代控制中各種系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜,、越來(lái)越精細(xì),，并不是某種驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)就可滿足系統(tǒng)的多種控制功能。德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)快速直線循環(huán)運(yùn)動(dòng),，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，維護(hù)便捷，同時(shí)可以在各種惡劣工作環(huán)境中使用,，如有防爆要求,、多粉塵或潮濕的工況。
電動(dòng)執(zhí)行器主要用于需要精密控制的應(yīng)用場(chǎng)合,，現(xiàn)在自動(dòng)化設(shè)備中柔性化要求在不斷提升,，同一設(shè)備往往要求適應(yīng)不同尺寸工件的加工需要,，執(zhí)行器需要進(jìn)行多點(diǎn)定位控制,，而且要對(duì)執(zhí)行器的運(yùn)行速度及力矩進(jìn)行控制或同步跟蹤，這些利用傳統(tǒng)氣動(dòng)控制是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,，而電動(dòng)執(zhí)行器就能非常輕松的實(shí)現(xiàn)此類控制,。由此可見(jiàn)德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸比較適用于簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)控制，而電執(zhí)行器則多用于精密運(yùn)動(dòng)控制的場(chǎng)合,。
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的市場(chǎng)形勢(shì)比較
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自70年代以來(lái)就在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域得到了迅速普及,。今天，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸已成為國(guó)內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中PTP（PointToPoint）搬運(yùn)的主流執(zhí)行器,，以德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為核心的氣動(dòng)元器件市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到110億美元的規(guī)模,。
九十年代開(kāi)始，電機(jī)及其微電子控制技術(shù)迅速發(fā)展,，使電動(dòng)執(zhí)行器在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用成為可能,。而且，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起也直接促進(jìn)了能實(shí)現(xiàn)高精度多點(diǎn)定位的電動(dòng)執(zhí)行器在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的擴(kuò)大。
九十年代末期,，日本等主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,，甚至一度出現(xiàn)了電動(dòng)執(zhí)行器即將取代德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸將退出歷史舞臺(tái)的論調(diào),。因?yàn)槿藗兤毡檎J(rèn)為電動(dòng)執(zhí)行器中電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率高,，而德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸能量轉(zhuǎn)換效率較低，低效的產(chǎn)品必將被淘汰出局,。然而,，十年過(guò)去了，電動(dòng)執(zhí)行器在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)并未得到普及,，其市場(chǎng)規(guī)模與氣動(dòng)相比還有很大差距,。而且，無(wú)論是在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,，還是在現(xiàn)貨等新興工業(yè)國(guó)家,，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的銷量不僅沒(méi)有減少，而且還在穩(wěn)步地增長(zhǎng),。在現(xiàn)貨,，近幾年德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸銷量的年增長(zhǎng)速度一直維持在20%以上。
如需要科學(xué),、客觀地評(píng)價(jià)兩者,，必須采用全生命周期評(píng)價(jià)（LifeCycleAssessment）手法，考慮比較制造階段,、使用階段,、廢棄階段三個(gè)階段的綜合指標(biāo)。具體指標(biāo)有成本,、能耗,、對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)（主要是排放物等）。譬如成本,，電動(dòng)執(zhí)行器在運(yùn)行能耗（使用階段）成本上有優(yōu)勢(shì),，但維護(hù)成本（使用階段）和購(gòu)置成本（制造階段）都比德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸要高得多，在該指標(biāo)上的比較應(yīng)建立在所有成本的總和上,。
在總成本上,，我們的研究結(jié)果表明，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸在大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合具有一定優(yōu)勢(shì),。
綜合以上分析,，我們應(yīng)該看出，德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸與電動(dòng)執(zhí)行器各有特點(diǎn),，不可單純地用效率的高低來(lái)評(píng)價(jià)其優(yōu)劣,。隨著電氣技術(shù)的發(fā)展,，電動(dòng)執(zhí)行器的成本還會(huì)進(jìn)一步下降，預(yù)期其應(yīng)用領(lǐng)域還會(huì)進(jìn)一步拓廣,，但要完自吸無(wú)堵塞排污泵全取代德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸是不現(xiàn)實(shí)的,。
從市場(chǎng)形式來(lái)看，前面己經(jīng)提到若電缸從一開(kāi)始就參照德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的外形及安裝連接尺寸生產(chǎn),，是一個(gè)很好的開(kāi)端,。而對(duì)于目前還未有ISO標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)桿德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸和氣動(dòng)滑臺(tái)，則同樣采用相對(duì)應(yīng)的外形及安裝連接尺寸,，這個(gè)便利的措施能夠杜絕氣驅(qū)動(dòng)與電驅(qū)動(dòng)在安裝,、添置或更換方面無(wú)謂的競(jìng)爭(zhēng)。FESTO公司的電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品包含了300多種可自由組合的抓取模塊和多軸系統(tǒng),。在Festo,，電驅(qū)動(dòng)器不是氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品，而是對(duì)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器性能的補(bǔ)充,。電驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)是和靈活,。在作用力快速消失和需要定位的應(yīng)用場(chǎng)合，電驅(qū)動(dòng)器是無(wú)堵塞自吸排污泵理想的決方案,。
因此今后德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸與電動(dòng)執(zhí)行器的發(fā)展應(yīng)該是處于非常良性狀況和互補(bǔ)的,，也一定會(huì)按照這兩門技術(shù)自身的科學(xué)自然發(fā)展規(guī)律發(fā)展
德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的種類
氣壓傳動(dòng)中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的氣動(dòng)執(zhí)行元件。德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸有做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的和做往復(fù)擺動(dòng)兩種類型（見(jiàn)圖）,。做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸又可分為單作用德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸,、雙作用德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸、膜片式德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸和沖擊德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸4種,。
①單作用德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸：僅一端有活塞桿,，從活塞一側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動(dòng)活塞產(chǎn)生推力伸出,，靠彈簧或自重返回,。
②雙作用德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸：從活塞兩側(cè)交替供氣，在一個(gè)或兩個(gè)方向輸出力,。
③膜片式德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸：用膜片代替活塞,，只在一個(gè)方向輸出力，用彈簧復(fù)位,。它的密封性能好，但行程短,。
④沖擊德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸：這是一種新型元件,。它把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞高速（10～20米/秒）運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，借以做功,。
⑤無(wú)桿德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸：沒(méi)有活塞桿的德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸的總稱,。有磁性德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸，纜索德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸兩大類。
做往復(fù)擺動(dòng)的德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸稱擺動(dòng)德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸,，由葉片將內(nèi)腔分隔為二,，向兩腔交替供氣，輸出軸做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng),，擺動(dòng)角小于 280°,。此外，還有回轉(zhuǎn)德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸,、氣液阻尼缸和步進(jìn)德國(guó)費(fèi)斯托FESTO氣缸等,。