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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。
分体式半轴套管将半轴套管根据结构要素划分为半轴套管体和法兰盘两个元件,均采用回转加工成形,经机械加工后再将两者压装,焊接成整体结构。
整体式桥壳具有较大的强度和刚度,且便于主减速器的装配、调整和维修,因此普遍应用于各类汽车上。
整体式桥壳的中部是一个环形空心梁,用球墨铸铁铸成。两端压入钢制的半轴套管,并用止动螺钉限定位置;半轴套管外端用以安装轮毂轴承,凸缘盘用来固定制动底板。
整体式桥壳因制造方法不同又有多种形式,常见的有整体铸造、中段铸造两端压入钢管、钢板冲压焊接、钢管扩张成形等形式。整体铸造式桥壳为增加强度和刚度,两端压入无缝钢管制成的半轴套管。半轴套管压入后桥壳中。桥壳上有通气塞,保证高温下的通气,保持润滑油品质和使用周期。这种整体铸造桥壳刚度大、强度高、易铸成等强度梁形状;但因质量大,铸造质量不易保证,故适用于中重型汽车,更多是用于重型汽车上。
中段铸造两端压入钢管式桥壳质量较轻,工艺简单且便于变形,但刚度较差,适用于批量生产。
钢板冲压焊接式桥壳具有质量小、制造工艺简单、材料利用率高、抗冲击性能好以及成本低等优点,并适用于大量生产,其半轴套管与桥壳主件焊接在一起。
分段式桥壳中半轴套管的装配:分段式驱动桥壳一般分为两段,用螺栓将两端连成一体。它由主减速器壳、盖和两个半轴套管及凸缘等组成。分段式驱动桥壳比整体式驱动桥壳易于铸造,加工简便,但维修保养不便。对于分段式驱动桥壳,当拆检主减速器时,必须把整个驱动桥从汽车上拆卸下来,故目前已很少采用。
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