德國(guó)力士樂REXROTH氣缸常見故障及解決方案
德國(guó)力士樂REXROTH氣缸常見故障及解決方案
汽缸是鑄造而成的,汽缸出廠后都要經(jīng)過時(shí)效處理,,使汽缸在住鑄造過程中所產(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,。
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,。
汽缸的負(fù)荷增減過快,,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)打開保溫層過早等,在汽缸中和法蘭上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形,。
汽缸在機(jī)械加工的過程中或經(jīng)過補(bǔ)焊后產(chǎn)生了應(yīng)力,,但沒有對(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,。
在安裝或檢修的過程中,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。
使用的汽缸密封劑質(zhì)量不好,、雜質(zhì)過多或是型號(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,。
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實(shí)現(xiàn)的,。機(jī)組的起?;蚴窃鰷p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,。
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,,也就是從垂弧最大處或是受力變形最大的地方緊固,,這樣就會(huì)把變形最大的處的間隙向汽缸前后的自由端轉(zhuǎn)移,最后間隙漸漸消失,。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,。
從傳統(tǒng)觀念來看,,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,,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)方面來對(duì)比氣缸與電動(dòng)執(zhí)行器各自的優(yōu)勢(shì)
德國(guó)力士樂REXROTH氣缸常見故障及解決方案
相比電動(dòng)執(zhí)行器,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)。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)化中最多的傳送要求--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,,也成為氣缸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最大的特征和優(yōu)勢(shì),。所以對(duì)于沒有多點(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,通過反饋系統(tǒng)對(duì)速度,、位置及力矩進(jìn)行精確控制,。但當(dāng)需要完成直線運(yùn)動(dòng)時(shí),需要通過齒形帶或絲桿等機(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。
折疊優(yōu)勢(shì)
(1)對(duì)使用者的要求較低,。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,。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1000N。顯而易見,,在輸出力方面氣缸更具優(yōu)勢(shì),。
(3)適應(yīng)性強(qiáng)。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,,電缸也具有絕對(duì)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),。毫無疑問,電缸的柔韌性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于氣缸,。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)精確控制,,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關(guān)之間配合地再好也不能做到氣缸的準(zhǔn)確定位,,柔韌性也就無從談起了,。
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)過多的復(fù)雜回路。
而氣缸的優(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,,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,。
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,。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(見圖)。做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的氣缸又可分為單作用氣缸,、雙作用氣缸,、膜片式氣缸和沖擊氣缸4種。
①單作用氣缸: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無桿氣缸:沒有活塞桿的氣缸的總稱。有磁性氣缸,,纜索氣缸兩大類,。
做往復(fù)擺動(dòng)的氣缸稱擺動(dòng)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)氣缸,、氣液阻尼缸和步進(jìn)氣缸等。
相關(guān)產(chǎn)品
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