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重點分析氣動工具今后的發(fā)展趨勢

更新時間:2015-10-19      點擊次數(shù):2788
 
  重點分析氣動工具今后的發(fā)展趨勢
  隨著生產(chǎn)自動化程度的不斷提高,氣動技術應用面迅速擴大、氣動工具產(chǎn)品品種規(guī)格持續(xù)增多,性能、質(zhì)量不斷提高,市場銷售產(chǎn)值穩(wěn)步增長。氣動工具產(chǎn)品的發(fā)展趨勢主要在下述方面:
  一、小型化、集成化
  有限的空間要求氣動元件的外形尺寸盡量小,小型化是主要發(fā)展趨勢?,F(xiàn)在zui小氣缸內(nèi)徑僅為f2.5,并配制開關;電磁閥寬度僅10mm,有效截面積達5mm2;接口f4的減壓閥也已開發(fā)。據(jù)調(diào)查,小型化元件的需求量,大約每5年增加一倍。
  氣閥的集成化不僅僅將幾只閥合裝,還包含了傳感器、可編程序控制器等功能。集成化的目的不單是節(jié)省空間,還有利于安裝、維修和工作的可靠性。
  二、組合化、智能化
  zui簡單的元件組合是帶閥、帶開關氣缸。在物料搬運中,已使用了氣缸、擺動氣缸、氣動夾頭和真空吸盤的組合體;還有一種移動小件物品的組合體,是將帶導向器的兩只氣缸分別按X和Y軸組合而成,還配有電磁閥、程控器,結構緊湊,占用空間小,行程可調(diào)。
  日本精器(株)開發(fā)的智能閥帶有傳感器和邏輯回路,是氣動和光電技術的結合。不需外部執(zhí)行器,可直接讀取傳感器的信號,并由邏輯回路判斷以決定智能閥和后續(xù)執(zhí)行元件的工作。
  開發(fā)功能模塊已有十多年歷史,正在不斷地完善,以實現(xiàn)不同的機械功能,經(jīng)濟、實用、方便。
  三、精密化
  為了使氣缸的定位更,使用了傳感器、比例閥等實現(xiàn)反饋控制,定位精度達0.01mm。
  在氣缸精密方面還開發(fā)了0.3mm/s低速氣缸和0.01N微小載荷氣缸。
  在氣源處理中,過濾精度0.01mm,過濾效率為99.9999%的過濾器和靈敏度0.001MPa的減壓閥已開發(fā)出來.
  四、高速化
  為了提高生產(chǎn)率,自動化的節(jié)拍正在加快,高速化是必然趨勢。
  氣缸的活塞速度范圍為50-750mm/s。要求氣缸的活塞速度提高到5m/s,zui高達10m/s。據(jù)調(diào)查,五年后,速度2-5m/s,的氣缸需求量將增加2.5倍,5m/s以上的氣缸需求量將增加3倍。與此相應,閥的響應速度將加快,要求由1/100秒級提高到1/1000秒級。
  五、無油、無味、無菌化
  人類對環(huán)境的要求越來越高,因此無油潤滑的氣動元件將普及化。還有些特殊行業(yè),如食品、飲料、制藥、電子等,對空氣的要求更為嚴格,除無油外,還要求無味、無菌等,這類特殊要求的過濾器將被不斷開發(fā)。
  六、高壽命、高可靠性和自診斷功能
  5000萬次壽命的氣閥和3000km的氣缸已商品化,但在紡織機械上有一種高頻閥壽命要求1億次以上,達2億次。這個要求,現(xiàn)有的彈性密封閥很難達到,這使間隙密封元件重新獲得重視。美國紐曼帝克(Numatics)公司有一種氣閥,采用間隙密封,通氣后閥芯在閥體內(nèi)呈懸浮狀態(tài),形成無摩擦運動,還有自防塵功能,閥的壽命可超過2億次,這雖然是個老產(chǎn)品,還是值得借鑒。
  氣動元件大多用于自動生產(chǎn)線上,元件的故障往往會影響全線的運行,生產(chǎn)線的突然停止,造成的損失嚴重,為此,對氣動元件的工作可靠性提出了高要求。江蘇某化纖公司要求供應的氣動元件在設定壽命內(nèi)可靠,到期不管能否繼續(xù)使用,全部更換。這里又提出了各類元件壽命的平衡問題,即所謂等壽命設計。有時為了保證工作可靠,不得不犧牲壽命指標,因此,氣動系統(tǒng)的自診斷功能提到了議事日程上,附加預測壽命等自診斷功能的元件和系統(tǒng)正在開發(fā)之中。
  隨著機械裝置的多功能化,接線數(shù)量越來越多,不僅增加了安裝、維修的工作量,也容易出現(xiàn)故障,影響工作可靠性,因此配線系統(tǒng)的改進也為氣動元件和系統(tǒng)設計人員所重視。
  七、節(jié)能、低功耗
  節(jié)能是企業(yè)*的課題,并將規(guī)定在建立ISO14000環(huán)保體系標準中。
  氣動元件的低功耗不僅僅為了節(jié)能,更主要的是能與微電子技術相結合。功耗0.5W的電磁閥早已商品化,0.4W、0.3W的氣閥也已開發(fā),可由PC直接控制。
  八、機電一體化
  為了達到預先設定的控制目標(如開關、速度、輸出力、位置等),應采用閉路反饋控制方式。氣-電信號之間轉(zhuǎn)換,成了實現(xiàn)閉路控制的關鍵,比例控制閥可成為這種轉(zhuǎn)換的接口。在今后相當長的時期內(nèi)開發(fā)各種形式的比例控制閥和電-氣比例/伺服系統(tǒng),并且使其性能好、工作可靠、價格便宜是氣動技術發(fā)展的一個重大課題。
  氣缸的定位;用于車輛的懸掛系統(tǒng)以實現(xiàn)良好的減振性能;纜車轉(zhuǎn)彎時自動傾斜裝置;服侍病人的機器人等。如何將以上實例更實用、更經(jīng)濟還有待進一步完善。比例/伺服系統(tǒng)應用
  九、滿足某些行業(yè)的特殊要求
  在激烈的市場競爭中,為某些行業(yè)的特定要求開發(fā)的氣動元件是開拓市場的一個重要方面,各廠都十分關注。國內(nèi)氣動行業(yè)開發(fā)的如鋁業(yè)氣缸(耐高溫、自鎖),鐵路氣缸(抗震、高可靠性),鐵軌潤滑氣閥(抗低溫、自過濾能力),環(huán)保型汽車燃氣系統(tǒng)(多介質(zhì)、性能優(yōu)良)等。先逐漸把氣動、電動工具逐漸歸納于之中。
  十、應用新技術、新工藝、新材料
  型材擠壓、鑄件浸滲和模塊拼裝等技術十多年前在國內(nèi)已廣泛應用;壓鑄新技術(液壓抽芯、真空壓鑄等)、去毛刺新工藝(爆炸法、電解法等)已在國內(nèi)逐步推廣;壓電技術、總線技術,新型軟磁材料、透析濾膜等正在被應用;超精加工、納米技術也將被移植。
  氣動行業(yè)的科技人員特別關注密封件發(fā)展的新動向,一旦新結構和新材料的密封件出現(xiàn),就會被采用。
  十一、標準化
  貫徹標準,尤其是ISO標準是企業(yè)必須遵守的原則。它有兩個方面工作要做:*是氣動產(chǎn)品應貫徹與氣動有關的現(xiàn)行標準,如術語、技術參數(shù)、試驗方法、安裝尺寸和安全指標等。第二是企業(yè)要建立標準規(guī)定的保證體系,現(xiàn)有3個:質(zhì)量(ISO9000)、環(huán)保(ISO14000)和安全(ISO18000)。
  標準在不斷增添和修訂,企業(yè)及其產(chǎn)品也將隨之持續(xù)發(fā)展和更新,只有這樣才能推動氣動技術穩(wěn)步發(fā)展。
  十二、安全性
  從頒布的有關氣動的ISO標準可知,對氣動元件和系統(tǒng)的安全性要求甚嚴。ISO4414氣動通則中將危險要素分成14類,主要有機械強度、電器、噪聲、控制失靈等。ISO組織又頒布了ISO18000標準,要求企業(yè)建立安全保證體系,將安全問題放在特別重要的議程上。為此,產(chǎn)品開發(fā)和系統(tǒng)設計切實考慮安全指標也是氣動技術發(fā)展的總趨勢。對國內(nèi)企業(yè)而言,由于過去的行業(yè)標準忽視了安全問題,有必要對已投入市場的產(chǎn)品重新考核和修正。
  十三、人機工程學設計
  大多數(shù)重復性的工作會造成勞損。白手指(HAVS)–破壞手指血液循環(huán),統(tǒng)計:5年里處于震動級別10m/S2的環(huán)境下,30%的操作人員會出現(xiàn)白手指癥狀。CTD–累積勞損傷病。

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