Электроцилиндры – альтернатива гидро и пневмо цилиндрам


Применение гидравлики сопряжено со множеством сложностей, связанных с чистотой
масла, безотказной работой насосов и фильтров, профессионализмом и своевременностью
обслуживания, не говоря о необходимости нести весьма существенные дополнительные
расходы, связанные с регламентными работами. Современные технологии позволили
разработать электромеханические линейные сервоприводы-электроцилиндры, которые
исключают перечисленные выше риски, способны полностью заменить гидравлические
системы в электроэнергетике.
Электроцилиндры (электромеханические цилиндры) – это быстрые и мощные штоковые
актуаторы предназначенные приводить в движение механизм. В общем, они работают так
же, как и обычные линейные актуаторы, но предназначены для высоких нагрузок и
случаев, когда требуется сложное запрограммированное линейное перемещение. Большую
грузоподъемность электроцилиндрам обеспечивает применение в них мощной
механической передачи – шариковинтовой (ШВП) или роликовинтовой (РВП), а также
прочная усиленная конструкция корпуса. Электроцилиндры с ШВП к тому же очень
быстры, а с РВП – обеспечивают прецизионное позиционирование.

 

Высокая степень управляемости достигается использованием серводвигателя или
шагового двигателя с соответствующей системой управления. Электромеханические
цилиндры довольно разнообразны, при этом эти актуаторы узко специализированы. Одни
модели рассчитаны на большие максимальные скорости (до 1500 мм/с), другие – на
высокие нагрузки (до 250 кН), третьи – на непрерывную работу, четвертые – на
выполнение операций с прецизионной точностью и т.д. Однако при необходимости
электроцилиндры могут работать медленно или с небольшими нагрузками, так что это не
является проблемой.
Главным образом, электроцилиндры применяются в промышленности на
автоматизированных и конвейерных производствах, в сварочных аппаратах,
штамповочных прессах, сталелитейном и медицинском оборудовании.
Как и любые электроприводы, электромеханические цилиндры легко настраиваются
(например, регулировка и ограничение длины хода), программируются и управляются.
Это выгодно отличает их от широко используемых в промышленности гидравлических и
пневматических систем. Другим важным преимуществом электромеханических приводов
перед гидравликой и пневматикой является их безопасность для людей – они не выделяют
в окружающую среду вредных газов и жидкостей, издают меньше шума.
Надо заметить, что электроцилиндр вряд ли будет недорогим решением, но не всегда
стоит пытаться сэкономить на первоначальных затратах, особенно в ущерб качеству,
долговечности, характеристикам и удобству работы.
В основе конструкции – синхронный или асинхронный сервомотор с встроенным
датчиком обратной связи. Инвертированная ролико-винтовая передача преобразует
вращение ротора сервомотора в поступательное движение штока. Важно знать,
что ролико-винтовые передачи (РВП) несопоставимо надежнее шарико-винтовых передач
(ШВП) и надежнее и экономичнее элементов серво- или пропорциональной гидравлики.
Современные электроцилиндры работают на скоростях до 1,5 м/сек, с усилиями до 1000
кН (100 тонн), ход штока составляет до 9 метров, при этом точность позиционирования
составляет единицы микрон, а КПД электроцилиндра достигает более 85 процентов.
Изменение нагрузки ведет к моментальному изменению потребляемого тока, пропорционального нагрузке. Если нагрузка не меняется, потребление электроэнергии можно свести до минимума. Наработка на отказ электроцилиндров составляет от 70 тысяч до 200 тысяч часов (восемь – двадцать пять лет), при минимальных требованиях к обслуживанию. Как показывает практика, надежность электроцилиндров при круглосуточной непрерывной работе, устойчивость к экстремальным температурам, вибростойкость и способность работать при ударных нагрузках до 200 g значительно превышает любые серийно выпускаемые изделия подобного типа. Перечисленные выше преимущества привели к широкому использованию электроцилиндров как в установках военного назначения, так и в мирных целях, включая энергетику и нефтехимию, металлургию, авиационное машиностроение и кораблестроение.
Одна из наиболее перспективных областей применения электромеханических систем – гидроэнергетика, требующая надежной работы, высокой точности позиционирования и быстродействия. Электроцилиндры – идеальная альтернатива гидравлическим приводам главного золотника или главного сервомотора для различных типов турбин и надежная альтернатива схемам паризон-контроля для подачи материала в оборудовании изготовления пластиковой упаковки. Использование в качестве привода исполнительных механизмов электроцилиндров с РВП, в том числе дублированных, позволяет существенно улучшить динамику рабочих органов, а в перспективе (при установке электродвигателя вместо главного сервомотора) позволяет отказаться от гидравлики вообще. Кроме того, использование электроцилиндров позволяет непосредственно контролировать положение и динамику поворота лопаток направляющего аппарата. Для самых крупных гидроагрегатов использование электроцилиндров в качестве приводов главных золотников позволит существенно снизить требования к качеству масла, которое критично для гидрораспределителей и побудительных золотников, что приводит к существенному снижению ежегодных затрат на обслуживание и повышает надежность систем.
Практика показывает, что переход от гидравлики и пневматики к электромеханике сокращает количество простоев и существенно повышает качество регулирования и избавляет от проблем, связанных с гидравликой. Еще один существенный довод в пользу электромеханики – высокая надежность оборудования, его «неубиваемость» после пожаров и затоплений. Наконец, очень весомое значение имеет снижение стоимости эксплуатации и модернизации, а также возможность построения полностью прозрачной, понятной и удобной в эксплуатации системы.
А. Бельский
(+38) 050 420 96 54, belskiey@ua.fm
Сентябрь 2018г.

 

 

Перейти на главную страницу

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *