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工程车电动缸

电动缸是一种精度高、集成性高、环境适应性强、轻污染的电作动系统。电动缸电机通过同步带轮、齿轮、涡轮蜗杆等传动机构带动丝杠转动,具有配合灵活、安装容易,设定简单、使用方便,另外还具有强度高、回程间隙小、寿命长、控制性能好、控制精度高、维护成本低等特点。 现阶段我公司已有各种形式的电动缸技术,包括伸缩旋转式电动缸、储能式电动缸、螺母驱动式电动缸、电机融合式大推力电动缸、缓冲式电动缸、高频电动缸、倒装式电动缸等。
  • 性能参数
  • 产品特点
  • 产品选型
  • 应用领域

工程车辆是机械工业的一个重要组成部分,在城市建设、交通运输、能源开采、近海开发、农田水利和国防建设中都起着重要的作用,为现代化建设提供了先进的施工机具和手段。然而随着全球能源短缺和环境污染问题,部分发达国家宣布禁售燃油车,我国工信部也将全面禁售燃油车提上日程。


电动缸现已经具有高速、高效率、大功率、高可靠性、高集成性的特点,且维护成本不到液压缸的十分之一。工程车在进行电作动改造后,可有效避免原有液压缸因跑、冒、滴、漏、换级冲击等造成的寿命、效率损失,提高工程车的寿命和能源利用率。


在工业4.0背景下,伺服电动缸因其闭环控制、高精度、高响应、高刚性的特点,更利于实现自动化和信息化的融合,工程车电作动系统将在后续工程机械领域中广泛使用。


可靠性角度分析

液压缸的系统组成较为复杂,其中包括液压管路、液压泵、液压阀、缸体等,液压缸的行程通过电磁阀接收到接近开关信号来控制,其位置锁止是由锁止阀控制,若液压系统存在漏油,液压缸的行程精度、位置保持精度下降。

电动缸系统构成相比于液压缸简单,电机与缸体集成在一起,再加上控制器与线缆,结构简单紧凑;电动缸行程通过接近开关控制,高可靠性的接近开关控制电动缸伸缩,行程控制可靠;电动缸的伸出通过电动机转动控制,电机的转动通过控制器精确控制,使电动缸在任何行程内的位置都可停止并锁紧(丝杠自锁、电机抱闸),位置锁止可靠。


测试性角度分析

液压系统出现故障难以诊断是目前行业难题,主要是由于压力测试点的选择较为复杂,这也导致液压系统的测试和维修困难。

电动缸测试性设计时,合理选择测试的方式、方法,合理划分产品单元并设置测试点,方便调试与维修。


维修性角度分析

液压缸的维护分为密封件的检查与维护、缸筒的检查与维护、活塞杆/导向套的检查与维护、缓冲阀的检查与维护。

电动缸是将电机、减速器、齿轮减速箱、缸体一体化设计,在电动缸发生故障时容易进行故障隔离与故障排查。同时,由于集成性较高、零部件较少,故障点低,维修概率较小,基本只需进行常规注脂保养。


安全性角度分析

在日常工作中,液压系统不时出现安全事故,轻者人员伤亡、重者有生命只忧,甚至导致工作场所的严重破坏。

对于电动缸而言,当电动缸运行时,驱动器检测到电流大于设定值时,发出报警同时停止工作,并在驱动器数码管显示对应的报警信息,并将报警信息反馈给上位机。电动缸具有位置锁定功能、限流功能,电动缸在运行过程中发生断电的情况下,电动缸进行自锁;在电动缸发生故障时开启限流,保证负载及缸的安全性。


保障性角度分析

液压缸中的液压油粘度容易受外界温度影响,当液压缸处于低温环境下时,液压油粘度变大,液压油分子间的间隙减小,从而导致液压油摩擦力变大,液压缸效率降低;液压缸在砂尘工况下作动时,若砂尘进入到液压系统内,会减小液压阀门、液压泵、液压管路使用寿命。

电动缸主要组成为电机、减速器、缸体等等机械传动机构,结构简单紧凑,使用环境温度的变化对电动缸运行影响小,通常电动缸的工作温度范围为-40~80摄氏度,电动缸在设计时选用满足高低温工作性能的电机、减速器、驱动器,其中结构件的润滑采用适应高低温润滑脂,使电动缸具有良好的温度适应性;电动缸安装面采用橡胶或铜箔进行密封,推杆伸出端面采用斯特封防尘圈进行防水防尘处理,所以电动缸可在水中、砂尘工况下进行可靠作业。


从寿命维度分析

因电动缸所有动力、传动、执行元件均为机械传动结构,其寿命可通过L10寿命计算和动态额定负载进行预估,而液压缸的寿命与环境温度等外界条件关系较大,难以进行准确计算。经市场调研,液压系统寿命一般使用时间为12000h,按照12小时工作制进行计算约为4年,而电动缸寿命可根据实际需要进行提前计算、设计,理论寿命>液压缸。但是,轴承作为电动缸的薄弱零部件,其平均无故障使用时间约为1000h,相比较液压缸的阀门、管道、液压油等元器件的无故障使用时间更低,故电动缸更适用于工作间隔更大的工程车,如汽车起重机、自卸车、推土机。


常规电动缸

一般常用电动缸结构形式为:直连式、折返式、直角式等,根据安装空间的限制可选用不同结构形式的电动缸。


同步带式电动缸

同步带传动式电动缸具有以下性能特点:1)传动准确,工作时无滑动,具有恒定的传动比;2)传动平稳,具有缓冲、减振能力,噪音低;3)同步带传动效率高,可达0.98,节能效果明显;4)速比范围大,一般可达10(齿轮传动电动缸考虑齿轮箱大小速比一般在1~1.5),线速度可达50mm/s,具有较大的功率传递范围可达几瓦到几千瓦;5)可用于长距离传动,同步带传动式电动缸传动中心距最大可达10m以上。


高频电动缸

高频电动缸采用螺旋机构通过缸筒限位转化为直线运动,电动缸输入轴转动一圈电动缸可往返一个行程,具有高频特性。高频电动缸与柴油锤打桩机的动力输出都是以曲柄连杆机构为模型,输入轴带动曲轴转动一圈,负载可往返一个行程。高频电动缸的动力输入有所不同,高频电动缸是通过电机带动曲轴转动使活塞(推杆)做往复运动。结合高频电动缸性能特点以及打桩机功能,可将高频电动缸应用于打桩机。


伸缩旋转式电动缸

旋挖钻机是一种综合性的钻机,它具有成孔速度快,污染少机动性强等特点。旋挖钻机工作时钻机动力装置为钻杆提供扭矩、加压装置为钻杆提供压力,钻头回转破碎沿土,并将沿土装入钻头内并将沿土外卸。伸缩旋转式电动缸是一种既前后伸缩往返运动,同时能360°任意旋转的电动缸。将伸缩旋转式电动缸的推杆与钻头连接完成旋钻的功能。


缓冲式电动缸

推土机前部装有大型的金属推土铲,使用时推土产上方的液压缸伸出放下推土铲,向前铲削并推送泥、沙及石块等,推土铲位置和角度可以调整。具有操作灵活、转动方便等特点。推土机工作时推土铲容易受到偏向载荷,从而会影响到作动器的寿命。缓冲式电动缸在启动、冲击等过程中的瞬间冲击载荷作用降低,缓冲式电动缸运用在推土机上,作为举升推土铲的作动器,相比于液压缸的使用寿命得到有效提高。


伺服电动缸因其闭环控制、高精度、高响应、高刚性的特点,更利于实现自动化和信息化的融合,工程车电作动系统将在后续工程机械领域中广泛使用。



电动缸工程车应用领域_02.jpg

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