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气缸原理源于大炮。
1680年,荷兰科学家霍因斯受到大炮原理的启发,心想如将炮弹的强大力量用来推动其它机械不是挺好吗?他一开始仍用火药作燃烧爆炸物,将炮弹改成“活塞”,把炮筒作“气缸”,并开一个单向阀。他在气缸内注入火药,当点燃火药后,火药猛烈地爆炸燃烧,推动活塞向上运动,并产生动力。同时,爆炸气巨大的压力还推开单向阀,排出废气。而后,气缸内残余废气逐渐变冷,气压变低,气缸外部的大气压又推动活塞向下运动,以准备进行下一次爆炸。当然,由于行程过长,效率太低,他终没有取得成功。但是,正是霍因斯首先提出了“内燃机”的设想,后人在此基础上才发明了汽车用的发动机。
九十年代开始,电机及其微电子控制技术迅速发展,使电动执行器在工业自动化中的应用成为可能。而且,半导体产业的兴起也直接促进了能实现高精度多点定位的电动执行器在工业领域应用的扩大。
九十年代末期,日本等主要工业发达 ,甚至一度出现了电动执行器即将取代气缸,气缸将退出历史舞台的论调。因为人们普遍认为电动执行器中电机的能量转换效率高,而气缸能量转换效率较低,低效的产品必将被淘汰出局。然而,十年过去了,电动执行器在工业现场并未得到普及,其市场规模与气动相比还有很大差距。而且,无论是在工业发达 ,还是在中国等新兴工业 ,气缸的销量不仅没有减少,而且还在稳步地增长。在中国,近几年气缸销量的年增长速度一直维持在20%以上。
如需要科学、客观地评价两者,必须采用全生命周期评价(LifeCycleAssessment)手法,考虑比较制造阶段、使用阶段、废弃阶段三个阶段的综合指标。具体指标有成本、能耗、对环境的负担(主要是排放物等)。譬如成本,电动执行器在运行能耗(使用阶段)成本上有优势,但维护成本(使用阶段)和购置成本(制造阶段)都比气缸要高得多,在该指标上的比较应建立在所有成本的总和上。
在总成本上,我们的研究结果表明,气缸在大多数工业应用场合具有一定优势。
综合以上分析,我们应该看出,气缸与电动执行器各有特点,不可单纯地用效率的高低来评价其优劣。随着电气技术的发展,电动执行器的成本还会进一步下降,预期其应用领域还会进一步拓广,但要完自吸无堵塞排污泵全取代气缸是不现实的。
从市场形式来看,前面己经提到若电缸从一开始就参照气缸的外形及安装连接尺寸生产,是一个很好的开端。而对于目前还未有ISO标准的无杆气缸和气动滑台,则同样采用相对应的外形及安装连接尺寸,这个便利的措施能够杜绝气驱动与电驱动在安装、添置或更换方面无谓的竞争。FESTO公司的电驱动产品包含了300多种可自由组合的抓取模块和多轴系统。在Festo,电驱动器不是气动驱动器的竞争产品,而是对气动驱动器性能的完美补充。电驱动器的特点是和灵活。在作用力快速消失和需要定位的应用场合,电驱动器是无堵塞自吸排污泵理想的决方案。
因此今后气缸与电动执行器的发展应该是处于非常良性状况和互补的,也一定会按照这两门技术自身的科学自然发展规律发展。
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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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