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而气缸的优势则在于以下4个方面:
(1)负载大,可以适应高力矩输出的应用(不过,现在的电动执行器已经逐渐达到目前的气动负载水平了)。
(2)动作迅速、反应快。
(3)工作环境适应性好,特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射和振动等恶劣工作环境中,比液压、电子、电气控制更优越。
(4)行程受阻或阀杆被扎住时电机容易受损。
购买和应用成本比较:从总体上来讲,电伺服驱动比气动伺服驱动要贵,但也要因具体要求及场合而定。有些小功率的直流电机构成电动滑台(电伺服系统)实际上比气动伺服系统要便宜。
如:当负载为1.5kg、工作行程为80mm、速度在2~170mm/s之间、精度为?0.1mm、加速度2.5m/s2等工况条件时,FESTO公司采用小型电动滑台、控制器、马达电缆、控制电缆、编程电缆以及电源电缆等组成的电伺服系统,其价格就比气动伺服系统便宜25%。同样,对于带活塞杆电缸也是如此。需要说明的是如果采用交流电机的话,所组成的电伺服系统的价格要比气动伺服系统高出40%左右。
从购买和应用成本来看,目前气缸还是具有比较明显的优势的。对于气动系统来说,控制系统及执行机构都非常简单,每个气缸只需配置一个电磁阀就可完成气路的切换,进行运动控制,气缸发生故障的概率也比较小,维护简单方便,成本也低。
而对于电动执行器来说,虽然电能的获得比较简单,能量成本较低,但购买及应用成本较高,不仅需要配置电机,还需要一套机械传动机构以及相应的驱动元件。同时使用电动执行器需要很多保护措施,错误的电路连接、电压的波动及负载的超载都会对电驱动器造成损坏,因此需要在电路及机械上加装保护系统,增加了很多额外的费用支出。另外,由于电动执行器驱动单元的参数化设置较多,且集成度高,所以其一旦发生故障,就要更换整个元件。而且当系统需要的驱动力增加时,也要成套更换元件才能实现。因此综合比较可以看出气缸在购买及维护成本上有较大优势。
能源效率比较:我们研究的结果表明,在往复运动周期较短(小于1min)的水平往复运动中,电动执行器的运行能耗通常低于气缸的运行能耗,即更节能。而在往复运动周期较长(大于1min)时,气缸竟然变得更节能。这首先是由于终端停止时电动执行器的控制器通常需要消耗约10W的电力,而气缸仅有电磁阀耗电和气体泄露,一般低于1W,即终端停止时间越长,对气缸越有利;其次电机在连续旋转条件下的额定效率可达90%以上,但在直线往复运动(丝杠转换)中的台形加减速旋转条件下的平均效率却不到50%。在竖直往复运动时,夹持工件的保持动作要求不断供给电流给电动执行器以克服重力,而气缸只需关闭电磁阀即可,耗电极少。因此在竖直往复运动时电动执行器相比气缸的能耗优势不是很大。
由上可见,电机本身效率很高,但在往复直线运动中考虑其效率下降及控制器的电力消耗,电动执行器未必一定比气缸节能,具体比较取决于实际的工作条件,即安装方向、往复运动周期和负载率等。
随着前期因库存偏紧导致的阶段性补库已告一段落,钢厂库存有小幅回升,而该地焦炭市场也回归稳势,局部供需面有小幅走弱,但整体维持稳定。山西:市场平稳续市,多焦企仍处观望状态,成交情况良好,焦企库存低位并且均无销售压力,整体市场维持良好运行态势,价格方面却迟迟未有明显波动,短期内钢价将继续弱势下行,焦炭价格上涨始终受阻,市场信心受到打压,预计市场短期内仍弱势维稳为主。河北:市场延续平稳运行,焦企开工率延续前期水平,出货情况良好,钢厂方面因资金问题凸显对焦炭采购力度有所下降,GB3087中低压锅炉管库存平均维持在10天左右,但钢厂为保证15年贷款额度,开工率仍高位运行,因此后期焦炭刚性需求较为稳定,钢厂虽有降价诉求焦企却并未感到压力,目前仍以稳价出货为主,预计后市延续平稳态势。本周焦煤市场承压运行,河北地区炼焦煤市场受产能过剩影响,后期市场看空情绪较浓,下游焦钢企业开工率呈现下降态势,下游采购积极性较差。山西地区部分主焦精煤价格前期较高,周初有小幅回落,多数煤企价格几近成本线以下,煤企场内库存呈现上升态势。华东地区受下游钢材市场弱势下跌的影响,价格一直处于弱稳状态。年关将至,钢厂、焦化厂利润缩减,资金压力,以及传统补库清淡等影响,上游炼焦煤企业弱稳运行,并以稳住价格、降低库存为过年之前重要目标。山西地区:受下游钢材市场弱势下跌的影响,焦煤价格一直处于弱稳状态。年关将至,钢厂、焦化厂利润缩减,资金压力,以及传统补库清淡等影响,煤企现以稳住价格、降低库存为过年之前重要目标,预计后市将弱稳运行;河北地区:市场平稳运行,价格尚未变动,年前保持稳定的概率较高,由于贷款困难,资金压力重重等因素,下游GB3087中低压锅炉管采购短期内难以大规模补库,多保持在低位的水平,鉴于当前弱势下行的市场,商家对后市预期较弱;山东地区:市场弱势维稳,价格方面整体持稳,各煤种走量情况差别仍较大,居于主流煤种的气精煤销售情况仍不乐观,优质煤种1/3焦煤和肥煤情况稍好。由于各矿销售压力较大,对客户的优惠政策仍然保留,GB3087中低压锅炉管依旧维持一户一议为主,部分煤质变差或者销售压力偏大的矿区有小幅调整优惠幅度。
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在技术性能方面,本人认为电动和气动各有所长,首先电动执行器的优势主要包括:
(1)结构紧凑,体积小巧。比起气动执行器,电动执行器结构相对简单,一个基本的电子系统包括执行器,三位置DPDT开关、熔断器和一些电线,易于装配。
(2)电动执行器的驱动源很灵活,一般车载电源即可满足需要,而气动执行器需要气源和压缩驱动装置。
(3)电动执行器没有“漏气”的危险,可靠性高,而空气的可压缩性使得气动执行器的稳定性稍差。
(4)不需要对各种气动管线进行安装和维护。
(5)可以无需动力即保持负载,而气动执行器需要持续不断的压力供给。
(6)由于不需要额外的压力装置,电动执行器更加安静。通常,如果气动执行器在大负载的情况下,要加装消音器。
(7)电动执行器在控制的精度方面更胜一筹。
(8)气动装置中的通常需要把电信号转化为气信号,然后再转化为电信号,传递速度较慢,不宜用于元件级数过多的复杂回路。
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