Hidravlika je tradicionalno zagotavljala velik del »mišic« za industrijsko revolucijo, vendar je ta funkcionalnost povezana s stroški.
Hidravlični sistemi so zapleteni in neurejeni, zahtevajo delo in prostor ter so dragi za upravljanje in vzdrževanje. Ti sistemi so bili dolga leta edina možnost za več aplikacij. Danes pa napredni električni linearni pogoni ponujajo visoko zmogljivo rešitev brez vzdrževanja, ki je enostavnejša, čistejša in bolj nadzorovana kot njeni hidravlični kolegi. Če običajno določite hidravlične cilindre oz. komponente za svoje načrte strojev, je tukaj nekaj dobrih razlogov, da razmislite o električnih alternativah.
Kompliciranost hidravličnih sistemov
V hidravličnem sistemu komaj stisljiva hidravlična tekočina ojača električno energijo za premikanje bremena. V tipičnem sistemu z dvojnim delovanjem električni motor poganja črpalko, ki dovaja nestisljivo hidravlično olje v cilinder, ki vsebuje tesno zaprt, a lahko premičen bat, pritrjen na batnico. Ko vstopna tekočina prihaja iz rezervoarja, izvaja pritisk na batnico, ki povzroča premik obremenitve. Ko se bat premika, iztisne tekočino iz drugega konca cilindra v rezervoar, ki se eventualno vrne v komoro.
Za podporo tega zapletenega procesa je potreben zunanji sistem cevi, priključkov, filtrov, stikal, ventilov in črpalk, ki poskrbijo za kroženje tekočine, kar omogoča gibanje. To se ponovi za vsako os gibanja. Tudi najmanjši sistem bi zahteval vsaj osem ločenih gibljivih komponent, kar predstavlja tveganje za okvaro sistema. Vzdrževanje konstantnega tlaka je ključnega pomena in je odvisno od pravilnih nastavitev ventila, povezav in preklopa.
Ko se olje črpa skozi sistem, se lahko filtri zamašijo, nivo olja pade. Ležaji, tesnila in zobniki se lahko pokvarijo. Vse to lahko prispeva k puščanju, hrupu in drugim težavam. Številne druge težave v hidravličnih sistemih, kot so ventili, ki se ne odpirajo ali zapirajo pravilno, spremembe viskoznosti olja in pregrevanje olja, so prisotne in rešljive, vendar ogrožajo zanesljivost. Poleg prizadevanj za sinhronizacijo in povečanje zmogljivosti toliko gibljivih delov hidravlični cilindri porabijo dragocen prostor, kar je vse pomembnejše, saj postajajo sistemi čedalje manjši. Problem je tudi hrup. Tudi če sistem deluje z največjo zmogljivostjo, motorji, črpalke in druge komponente zagotavljajo enakomerno serviranje motečega hrupa. Za zmanjšanje hrupa nekateri uporabniki posegajo po izdelkih in storitvah za zmanjševanje hrupa, ki dodajajo še več izzivov in stroškov pri oblikovanju.
Hidravlični sistemi imajo omejene zmožnosti kontroliranja
Vse, kar smo povedali do sedaj, se nanaša na konvencionalno uporabo hidravlike. Če pa želite te komponente integrirati v kompleksnejše sisteme, je ta kompleksnost zelo zahtevna in je povezana z visokimi stroški. Ker so hidravlični cilindri oblikovani samo za preproste gibe, poučevanje enega cilindra, da se ustavi pri točno določenem položaju, ali doseže določeno hitrost zahteva dodajanje kontrolnih komponent.
Prav tako bi povečanje ali zmanjšanje hitrosti ali sledenje določenemu profilu gibanja zahtevalo zunanje komponente, ki so lahko drage za integracijo, delovanje in vzdrževanje. Za pridobivanje točnih odčitkov položaja bi bila na primer potrebna zunanja merilna naprava, kot je rotacijski dajalnik. Nadzor hitrosti bi zahteval prefinjene sklope ventilov.
Slika 2 primerja preproste načine za pomikanje električnih in hidravličnih cilindrov naprej in nazaj. Električni aktuatorji so enostavnejši in bolj kompaktni po zasnovi, kar zagotavlja, da ni nevarnosti kontaminacije. Po drugi strani so hidravlični cilindri bolj zapleteni in zahtevajo zunanjo podporno infrastrukturo, pa tudi prostorsko zahtevnejše rešitve, ki dodajo večjo težo celotnemu sistemu.
Električni aktuatorji ponujajo primerljive zmogljivosti brez pomanjkljivosti
Glede na njihove visoke stroške delovanja, vzdrževanja in čiščenja, varnostna tveganja, neučinkovito porabo energije in minimalna sposobnost nadzora so hidravlični sistemi veliko manj primerni za novo generacijo inteligentnih linearnih strojev kot električni pogoni.
Električni linearni pogoni so napredovali, da bi zadostovali visokim obremenitvam. Današnji električni pogoni lahko prenesejo obremenitve 16 kN ali več, ne da bi potrebovali neurejena olje, zapletene cevi, ventile, črpalke in druge sklope.
Pri električnih aktuatorjih je vse funkcionalnosti mogoče vgraditi v samo ohišje aktuatorja, ki povezuje elektronsko krmilno enoto (ECU) le z nekaj žicami. To zmožnost izkoriščajo vgrajeni mikroprocesorji, ki jih je mogoče programirati za poročanje o položaju, zagotavljanje diagnostičnih povratnih informacij, ki izboljšujejo zmogljivost in obvladovanje kompleksnih funkcij, kot je sinhronizacija več aktuatorjev.
Električni aktuatorji lahko sprejemajo ukaze in v zameno zagotavljajo povratne informacije o stanju, kot sta položaj in hitrost, ter varnostne podatke, kot sta obremenitev ali temperatura. In ker je funkcionalnost mogoče vklopiti takoj, ni hrupnega in dragega sistema v prostem teku.
Ob upoštevanju vseh teh dejavnikov se električni aktuatorji vse bolj opredeljujejo za naslednjo generacijo mobilne opreme, industrijskih strojev, letalskih sistemov in številnih drugih aplikacij, kjer je potrebno preprosto, zmogljivo in pametno linearno gibanje.
O proizvajalcu THOMSON LINEAR
Thomson Industries, Inc. izdeluje komponente za linearno gibanje in ponuja popoln izbor pametnih električnih linearnih pogonov, ki ustrezajo zahtevam najrazličnejšim aplikacij. Obiščite www.thomsonlinear.com/smart za več podrobnosti.
Več informacij o izdelkih THOMSON LINEAR dobite tudi pri podjetju INOTEH D.O.O.
INOTEH d.o.o.
K železnici 7
SI-2345 Bistrica ob Dravi
tel.: 02 / 673 01 34
E-mail: info@inoteh.si
https://www.inoteh.si
