Сравнение пневматических приводов с электрическими

Автор: Bill Nevills
Перевёл: Хмара А.О.
Источник: Weighing Pneumatic Actuators Against Electric

Аннотация

Bill Nevills Weighing Pneumatic Actuators Against Electric. Роль пневматики по выполнению работ в области герметизации была интересным предметом обсуждения в течение нескольких лет. Благодаря тому, что механическое управление является недорогим, пневматические привода были основным элементом в упаковочной промышленности и обычно использовались в качестве основного источника энергии в клапанной системе. По мере появления альтернативных источников энергии, с течением времени, в мире действует немного пневматических приводов. Одним из этих альтернативных источников является электрический привод. Поскольку электромеханические приводы более энергоэффективны, чем привода, использующие сжатый воздух, электроприводы стали привлекательной альтернативой пневматике. Веские основания, безусловно, существуют для того, чтобы отдать предпочтение электрическому приводу, чем пневматическому, но некоторые факты о пневматическом приводе следует рассмотреть до того, как они будут отклонены, как кандидаты для особого применения.

Представления и заблуждения

Первоначально, пневматические приводы были предпочтительным средством приведения в действие из–за их низкой стоимости. Однако, по мере развития индустриального мира, скорость цилиндров и их количество в процессах упаковки увеличились. Для запуска этих динамичных операций требовалось больше энергии, и конечные пользователи начали выражать озабоченность. Из–за растущей стоимости сжатого воздуха к пневматическим приводам стали относиться с неодобрением, и были найдены альтернативные варианты. Объем сжатого воздуха, который начал требоваться для заводов, представлял проблему для бюджета. Но был ли сжатый воздух использован эффективно? После проведения дальнейших исследований появился вопрос Сколько сжатого воздуха действительно требуется для пневматических приводов?

Фабрики начали проводить аэрообследование, чтобы получить более точную картину того, как их сжатый воздух использовался. В итоге было обнаружено, что высокая стоимость сжатого воздуха связана не столько с пневматическими приводами, сколько с конструкцией трубопроводов и утечками в установке. Эти утечки широко распространены во всей индустрии, и хотя у многих пневматические привода ассоциируются с удорожанием энергии сжатого воздуха, утечки в трубопроводе могут взять на себя большую часть вины. По мере того, как осознание этого явления растет, и утечки идентифицируются и надлежащим образом рассматриваются, стоимость сжатого воздуха может значительно уменьшиться. Несмотря на то, что стоимость может по–прежнему оставаться приоритетом для операторов, важно обеспечить эффективную работу трубопроводов завода.

Одним из самых больших преимуществ пневматических приводов над электрическими является гибкость самой пневматики, обеспечивающая производственные возможности монтажа. Электрические приводы, как правило, стеснены особым стилем монтажа. Пневматические приводы могут адаптироваться к нескольким различным применениям. Для электрического привода (и с извинениями перед Генри Фордом) вы можете выбирать между различными положениями шарнира, если это задняя ось. С этой точки зрения, использование электрического привода становится модифицированным, и монтаж становится более сложным.

Экологические проблемы также становятся фактором в принятия решений. Если есть области, где окружающая среда не подходит для контакта с электрическим приводом, пневматический привод может предложить решение. С электрическим приводом всегда должно быть электрическое соединение для приведения его в действие. Часто это соединение становится слабым местом привода.

Другое заблуждение состоит в том, что привод с ременной передачей предлагает более практичное решение для большой длины хода, чем пневматические цилиндры. Тем не менее, пневматические приводы имеют гораздо более длительный ход, чем электрические приводы, и обеспечивают дополнительную универсальность при установке бесштоковых цилиндров.

Противостояние обработке смыванию

Машинная обработка смыванием – это еще одна область, где пневматические приводы имеют преимущество. В то время, как, электроприводы могут не соответствовать требованиям процесса в зависимости от степени защиты, необходимой для конкретной машинной обработки смыванием, существует несколько производителей, предлагающих пневматические приводы.

Часто – это пневматический клапан, который требует, чтобы корпус соответствовал конкретным требованиям промывки. Как было сказано ранее, взаимосоединение электропривода, как правило, является его самой слабой точкой. Однако в ситуации промывки, в зависимости от серьезности, электрическое соединение не может справиться с этим. Это исключает использование электрического привода. Если пневматический привод правильно настроен, он будет способен выдерживать промывку.

Тем не менее, расстояние, на которое расположен комплект клапанов от привода, является критическим. Чем дальше, тем больше временя срабатывания для его втягивания. В прошлом операторы устанавливали свой пневматический клапан в коробке из нержавеющей стали в стене на расстоянии 50 футов от места, где был цилиндр. Сегодня продукты, которые действительно стоят отдельно, являются частью машинного звена, могут выдерживать вымывание и находятся всего в 5 футах. Это увеличивает выработку, потому что оно увеличивает скорость. Это позволяет производителям оборудования поставить упаковку клапана как можно ближе к месту работы.

Преимущества электрооборудования

Каковы некоторые недостатки, связанные с пневматическими приводами, от которых не страдают электроприводы? В первую очередь, электроприводы более энергоэффективны. Если устройство так же хорошо работает, как и с электрическим приводом, так и с пневматическим, то многие проектировщики выберут электрический.

Кроме того, если движение машины требует ускорения или замедления или изменения профиля движения, пневматический привод может не соответствовать задаче. Хотя некоторые поставщики предлагают высокопроизводительные электропневматические системы управления движением и силой, большинство конструкторов машин соображают в электромеханических приводах и точно определяют их.

Совершенствования клапанов и цилиндров позволяют пневматическим технологиям оставаться практичной формой передачи энергии в упаковочных машинах и других отраслях промышленности, особенно тех, которые требуют высокого уровня скорости, безопасности и высокой надежности.

Если оператору необходимо изменить скорость ближе к концу хода, пневматический привод обычно рассматривается как недостаток пневматики. Ограничение хода может обеспечить некоторый контроль замедления. Ускорение, замедление и скорость легче контролировать и изменять с помощью электрооборудования. Например, если хрупкая нагрузка перемещается вниз по конвейеру и должна быть остановлена или отведена, пневматический привод, вероятно, создаст толчок, который может повредить заготовку. Однако электромеханический привод можно запрограммировать на быстрое ускорение и согласование его скорости с заготовкой, чтобы осторожно сдвинуть его или замедлить его до контролируемой остановки.

Сравнение этого электромеханического исполнительного механизма с его пневматическим аналогом наглядно демонстрирует, что пневматика предлагает более легкое, более компактное решение для создания линейного движения. Однако, проектировщики обычно упоминают электромеханические приводы, когда условия применения требуют контролируемого ускорения, замедления, скорости и положения.

Пневматика на марше

Несмотря на то, что многие считают пневматику развитой отраслью, прогресс продолжается. Например, новые конструкции компонентов демонстрируют более высокую эффективность, чем их предшественники всего несколько лет назад. Кроме того, электропневматические системы с замкнутым контуром предлагают программируемое управление движением и давлением для комбинации преимуществ, как электроприводов, так и пневматики.

Тенденцией в пневматических цилиндрах была высокоскоростная пневматическая амортизация для обеспечения замедления в конце хода и более быстрое продолжительное время цикла, чем может обеспечить электрический привод. Некоторые цилиндры ISO–типа обеспечивают проверенную высокоскоростную пневматическую амортизацию, но рынок США показал, что цилиндры NFPA поддерживают равномерную конфигурацию на всей машине. Тем не менее, некоторые цилиндры NFPA без смазки теперь обеспечивают тип высокоскоростной пневматической амортизации, необходимой для упаковочной промышленности.

В упаковочной промышленности есть место, среди прочего, для электрических и пневматических приводов. Все зависит от машины, которая используется, и от желаемых результатов.