气动执行器通常称为气瓶,是许多需要线性运动的工业应用的廉价且易于使用的设计选择。虽然该技术在几乎其目前的表格周围超过半个世纪,但有一些有趣的趋势和设计进展,即工程师应该了解。
在过去的十年中,气动执行器发生了很多变化。Bimba公司的产品营销经理Jerry Scherzinger指出,轴承等承载部件的变化,使制造商能够将更先进的材料融入他们的产品中。
“然后,产品减少,提供更高水平的准确性和控制成本,”他说。“气动学的一个美女是它能够通过相对简单的组件的组合来管理复杂应用的能力,每个组合都可以作为使设计工程师能够为复杂解决方案开发更复杂的设备的伟大起点。”
Michael Guelker,Festo Corp.的产品经理解释了CAD和高级有限元分析软件工具现在用于设计挤压件,端盖,密封件和弹性体保险杠等气缸组件。
“这提供了非常刚性和坚固的挤压和端盖,重量轻,制造成本更低,密封寿命更长,泄漏更少,保险杠可以吸收更大的冲击能量,”他说。
Fabco-Air公司的市场营销和业务发展部的Jerry Walling指出,气动执行机构是根据其执行特定功能的能力来选择的,而这些功能实际上是无穷无尽的。他说,定制空气执行器的开发通常既昂贵又耗时,但可能是独特应用的唯一解决方案。
“为了恰当地为任何应用指定空气执行器,在进入设计核心之前,需要回答两个主要问题。第一个问题是:我需要圆筒做什么(它将执行什么类型的工作)?第二个问题是:我必须选择什么类型的圆柱体?如果无法通过标准产品找到理想的执行器,那么定制执行器可能是唯一的解决方案!”沃林说。
推动技术前进的两行业是包装和食品和饮料。布莱德说,包装行业一直是创新催化剂,似乎已经提出了重大重视设计更美学上令人愉悦的装备。由于气缸通常在大多数包装设备上可见,所以现代设计往往是普遍的。
“许多人感觉好像气动执行器市场由于电动执行器的普及增加而受到重大打击,”墙壁说。“因为气动执行器的初始成本明显低于电动执行器,因此大多数行业仍然首先尝试充满气动控制应用。此外,由于气瓶可以在没有电力的情况下运行的事实,没有火花的可能性。这使得气动执行器仍然适用于危险环境,即石化应用。“
Guelker指出食品和饮料行业作为增长领域。
“每个行业都有自己独特的环境条件和应用要求,可能需要专门的产品,如气瓶,具有耐腐蚀和FDA的食品和饮料行业的材料,”他说。“这是推动气动执行器制造商,提供具有许多不同设计变体的产品系列,因此客户可以定制产品以满足其应用要求。”
和Scherzinger同意,称他的公司目前正在看到食品和饮料行业气动执行器的使用和演变的最大变化率。
“这些变化是为了回应2015年11月发布的FDA作为食品安全现代化法案的一部分的新规则,”Scherzinger说。“这些规则包括对消毒和卫生的严格要求,这些规则将刺激供应商和包装机,以加强他们对适当设备清洁的承诺,并在清洁化学品中的最新进展。与此同时,BIMBA和其他液压和气动部件供应商将扩大其产品产品,以使设备制造商能够采用耐腐蚀的建筑材料,如不锈钢。“
除了特定行业,物联网也在影响气动执行器。Bimba的产品营销经理、传感技术经理Jeremy King描述了他们如何看到大量收集数据的系统,但这并不是他们的客户想要的。
他说:“客户要求的是对他们的设备和流程的可操作的了解,而不是更多的数据。”Bimba利用其半个世纪的气动执行器经验开发了智能感知产品线,帮助我们的客户获得对气动执行器的深入了解。通过硬件和软件的结合,IntelliSense能够预测钢瓶何时发生故障,并告诉客户何时更换钢瓶,以避免昂贵的停机时间。”
Fabco-Air也一直稳定地进入IOT领土。围墙表示,它们提供了关于多种产品线的位置反馈,包括用于PNP采购和NPN沉没和传统簧片开关的电子(LED)磁性活塞传感器。
“对于更精确的位置反馈,我们提供位于实际致动器活塞杆内的线性电阻传感器(LRT),”Walling表示。“额外的线性反馈选项是线性可变差分变压器(LVDT)。LVDT是一种机电换能器,可以将其机械地耦合到相应的电信号的物体的直线运动。气动执行器中的嵌入式换能器提供出色的可重复性和滞后。“
虽然气动执行器是一种成熟的技术,但这并不意味着它们并不不断发展。国王描述了他的公司的智能利用如何帮助客户提高气动系统的性能。
“除了预测气缸寿命外,Intellisense监视气缸延伸,缩回和停留的时间。随着汽缸磨损,这些值会改变,影响机器的性能。机器建设者可以使用这些信息来调整机器上其他组件的性能,以保持精确的测序和提高产品质量,“他说。
Guelker表示,为了实现更高的汽缸速度,制造商必须解决移动质量、内摩擦和冲击能量吸收问题。这意味着减少活塞杆的重量,使用低摩擦润滑脂和密封材料,并优化弹性体和气垫。
“我们的气缸采用紧凑的轻质活塞,带有模制的低摩擦活塞密封件,具有集成的弹性体保险杠,实现高速和高频操作...... PPS自调节空气缓冲是手动调节的普通针阀风格的新创新。具有较大负载和更长的行程长度的汽缸通常需要空气缓冲以在最终位置吸收冲击能量。他说,PPS提供最佳的缓冲性能,无论气缸的操作压力,速度或负载有任何变化,都表示。
根据Guelker的说法,这提高了机器性能,延长了气缸的使用寿命,并减少了安装时间。
沃林还指出,复合材料的出现是气动执行器的一个重要变化。他说,Fabco-Air公司的Pancake II气缸生产线上的标准复合管材具有高度抗冲击、自润滑、内部极其光滑、摩擦系数低、累积热量最小的特点。
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