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(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,。

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(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。

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(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,。

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,。

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?；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(lái)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(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(guò)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(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。

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(guò)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(wú)疑問(wèn),，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(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(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。

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(wú)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,。