Mengapa Jentera Perindustrian Menggunakan Pneumatik Daripada Elektrik?

Mengapakah jentera perindustrian menggunakan pneumatik dan bukannya elektrik?

 

Penyelesaian pneumatik mempunyai kelebihan istimewa berbanding penyelesaian elektrik dari segi ketumpatan kuasa, kebolehpercayaan, kebersihan, kalis letupan dan rintangan lembapan. Dalam beberapa situasi industri tertentu, penyelesaian pneumatik akan lebih murah, lebih dipercayai atau lebih selamat daripada penyelesaian elektrik.

 

Walau bagaimanapun, jika keperluan khas di atas seperti saiz dan berat, ketahanan terhadap penggunaan kasar, kalis letupan dan rintangan lembapan dialih keluar, pemacu elektrik akan menjadi lebih mudah dalam senario perindustrian umum:

 

① Kawalan sangat mudah (gas boleh mampat, pneumatik terlalu lembut dan sukar dikawal; tekanan hidraulik tidak mengapa);

 

② Wayar lebih mudah dan menjimatkan ruang daripada paip, dan tidak perlu mempertimbangkan pengedap;

 

③ Sistem kawalan biasanya lebih mudah dan mempunyai kelebihan kos. Sebagai contoh, penggerak suis pacuan elektrik berbilang saluran boleh dikawal secara langsung oleh PLC, manakala kuasa pneumatik mesti terlebih dahulu menggunakan PLC untuk mengawal berbilang injap solenoid (iaitu pulau injap), dan kemudian injap solenoid mengawal penggerak, mewujudkan satu lagi tahap kawalan. Sistem ini kompleks dan mahal.

 

 

 

Dalam banyak projek perindustrian yang saya telah terlibat, kelebihan pneumatik adalah seperti berikut:

 

1. Ketumpatan kuasa tinggi, ringan dan padat.

 

Di bawah berat dan saiz sistem yang sama, kuasa yang boleh dihantar oleh sistem pneumatik dan hidraulik secara amnya lebih besar daripada sistem elektrik. Ini terutamanya kerana penggerak bendalir seperti silinder dan silinder hidraulik mempunyai struktur ringkas dan kebanyakannya beban pemacu terus. Walau bagaimanapun, motor dengan kuasa yang sama mempunyai jisim magnet dan wayar tembaga yang besar, dan pelesapan haba mesti dipertimbangkan. Secara amnya, mesti ada ruang tambahan antara motor dan beban. Isipadu dan berat pengurang biasanya lebih besar daripada penggerak gas-cecair dengan kuasa yang sama.

 

2. Mudah, boleh dipercayai dan tahan lama.

 

Sebab utama adalah seperti yang dinyatakan dalam 1. Secara amnya, mekanisme penghantaran sistem pneumatik adalah lebih mudah daripada sistem elektrik. Selain padat dan ringan seperti yang dinyatakan dalam 1, ia juga membawa faedah lain: potensi titik kegagalan yang lebih sedikit dan kebolehpercayaan sistem yang lebih tinggi.

 

Selain itu, penghantaran bendalir juga dilengkapi dengan kemahiran semula jadi: perlindungan beban lampau. Alat pneumatik secara amnya tidak akan merosakkan alatan, tetapi pemutar skru elektrik dan gerudi elektrik akan membakar motor jika ia disekat untuk masa yang lama; peralatan penggerak pneumatik dan hidraulik juga sangat tahan terhadap kesan mekanikal, seperti brek mengejut. Atau jika anda terlanggar sesuatu, sistem penggerak jarang rosak, tetapi sistem pemacu elektrik yang digerakkan oleh motor dan pengurang berkemungkinan besar akan merosakkan gear.

 

Fungsi perlindungan beban lampau sistem penghantaran bendalir berasal dari dua aspek: 1. Bendalir secara semula jadi fleksibel dan anjal, dan sistem mempunyai keupayaan penimbal semula jadi; 2. Litar bendalir secara amnya direka bentuk dengan komponen perlindungan bendalir seperti injap pelega tekanan, yang secara automatik akan Mengambil tindakan perlindungan untuk secara automatik mengapit keluaran maksimum sistem.

 

Kemahiran semula jadi perlindungan beban lampau meningkatkan lagi kebolehpercayaan sistem. Ini adalah sebab utama mengapa peralatan pneumatik dan hidraulik secara amnya lebih kuat dan lebih tahan lama daripada peralatan elektrik.

 

 

 

 

3. Kesihatan terutamanya dalam bidang makanan dan perubatan.

 

Motor biasanya tidak memenuhi keperluan kesihatan dan keselamatan gred makanan dan ubat: pelbagai cat penebat, pelekat, dan aloi nadir bumi. Terdapat juga pelbagai peralatan elektrik sokongan, wayar, kawalan elektronik, penyambung; menyokong peralatan penghantaran mekanikal, pengurang, dan komponen penghantaran. Selain pelbagai bahan yang terlibat dalam peralatan elektrik yang berbau toksik, pelbagai gris, pengedap dan pelekat pelincir yang terlibat dalam jentera semuanya gagal memenuhi piawaian keselamatan makanan dan dadah.

 

Oleh kerana keterbatasan sains bahan, sistem elektromekanikal sedia ada sememangnya sukar untuk mencapai keselamatan gred makanan atau farmaseutikal jika ia memenuhi keperluan prestasi: Bahan toksik sukar dipintas. Jika anda perlu melakukannya, anda hanya boleh bergantung pada pengedap: tutup semua peralatan yang tidak boleh dibuat daripada bahan selamat, dan gunakan bahan gred makanan dan ubat untuk bahagian yang terdedah.

 

Walau bagaimanapun, barisan pengeluaran jenis ini berjalan secara berterusan, dan banyak barisan pengeluaran berjalan secara berterusan selama 24 jam. Bolehkah anjing laut ini menahan penggunaan intensiti tinggi itu semasa memenuhi keselamatan gred makanan dan dadah? Sebagai contoh, meterai aci motor dengan puluhan ribu putaran bukan sahaja mesti mempunyai prestasi yang baik, sangat boleh dipercayai, dan dapat menahan operasi berterusan 24x7, tetapi bahan yang digunakan dalam keseluruhan sistem pengedap juga mestilah dari makanan dan gred dadah. Sangat sukar untuk memenuhi keperluan gred makanan dan ubat, dan walaupun ia boleh dicapai, ia masih sangat mahal.

 

Jentera pneumatikumumnya menggunakan keluli tahan karat atau aloi aluminium, beberapa cincin pengedap, dan beberapa paip plastik. Tidak banyak jenis bahan yang diperlukan, dan keperluan elektrik seperti penebat dan kemagnetan tidak dipertimbangkan. Keperluan mekanikal untuk pengedap kerana tindakan terputus-putus tidak begitu hebat. Ia keras dari segi bahan, dan lebih mudah untuk keseluruhan sistem untuk memenuhi keperluan kesihatan dan keselamatan gred makanan dan ubat. Ia kini merupakan penyelesaian yang paling matang.

 

Lebih-lebih lagi, ia tidak akan hangus akibat beban berlebihan, yang juga menghapuskan bahaya kesihatan dan keselamatan yang besar. Bahan itu sendiri memenuhi piawaian kesihatan dan keselamatan. Walaupun sesuatu pecah, sanga jatuh ke dalam produk, atau kebocoran gas, terdapat kebarangkalian tinggi bahawa tidak akan berlaku kemalangan kualiti dan keselamatan akibat pencemaran. Ini dipanggil keselamatan intrinsik. Oleh itu, adalah lebih mudah dan murah untuk mencapai keselamatan gred makanan dan farmaseutikal dengan sistem pneumatik berbanding dengan sistem elektrik, jadi komponen pneumatik digunakan secara meluas dalam barisan pengeluaran kedua-dua industri ini.

 

 

4. Kalis letupan.

 

Banyak peralatan elektrik secara teorinya mempunyai kemungkinan percikan semasa digunakan, seperti memasang, mencabut plag dan melonggarkan penyambung, pelbagai gegelung akan menjana daya gerak balas elektrik, dan kapasitor pada papan litar mungkin meletup secara tiba-tiba. Ia akan menjadi sangat berbahaya jika kebakaran berlaku dalam persekitaran yang mudah terbakar dan meletup, seperti kilang penapisan minyak atau lombong arang batu. Oleh itu, peralatan elektrik yang digunakan dalam keadaan sedemikian mempunyai tahap teknikal yang dipanggil "tahap kalis letupan." Peralatan elektrik yang memenuhi keperluan tahap ini perlu direka bentuk khas untuk memastikan setiap pautan elektrik tidak akan mencetuskan api, atau untuk memastikan bahawa walaupun ia dimeterai dan diasingkan, Pencucuhan juga diasingkan daripada persekitaran yang boleh meletup. Ia memerlukan banyak tenaga kerja dan sumber bahan untuk membuat reka bentuk ini dan lulus tahap pensijilan ujian ini. Oleh itu, peralatan elektrik dengan tahap kalis letupan biasanya jauh lebih mahal daripada peralatan elektrik biasa dengan spesifikasi yang sama, malah boleh menjadi beberapa kali lebih teruk.

 

Selagi gas dalam peralatan pneumatik dibersihkan dengan betul, gas mudah terbakar tidak bercampur, dan tiada perlanggaran langsung logam, pada dasarnya tidak ada kemungkinan percikan api. Perkara yang sama berlaku untuk peralatan hidraulik. Oleh itu, dalam situasi dengan keperluan kalis letupan, menggunakan gas atau tekanan hidraulik sebagai kuasa, dan meletakkan pam, injap solenoid dan peralatan elektrik lain yang memacu penggerak di dalam bilik pam terpencil yang terpencil daripada persekitaran bahan letupan boleh mengelakkan penggunaan letupan yang mahal. -peralatan kalis. peralatan elektrik, dengan itu mencapai tujuan mengurangkan kos sistem.

 

Lebih-lebih lagi, untuk beberapa aplikasi khas yang disesuaikan, peralatan elektrik kalis letupan siap sedia mungkin tidak tersedia. Dalam kes ini, pemacu gas-cecair mungkin satu-satunya pilihan.

 

 

5. Kalis air dan tahan lembapan.

 

Peralatan elektrik yang digunakan dalam persekitaran automasi industri biasanya tidak dapat dipisahkan daripada arus terus voltan rendah. Seperti memandu injap solenoid, memandu geganti, memandu motor kecil, apatah lagi mikropengawal itu sendiri. Walau bagaimanapun, terdapat masalah besar dengan elektrik DC: ia terdedah kepada kakisan elektrokimia.

 

Litar DC yang terdedah kepada persekitaran lembap terdedah kepada keadaan ini: lembapan terpeluwap pada konduktor untuk membentuk kolam larutan tempatan, dan konduktor membentuk kakisan elektrokimia yang didorong oleh voltan DC. Sebagai contoh, walaupun arus pemacu pada injap solenoid ialah gelombang PWM, jika anda menapisnya melalui laluan rendah, anda akan mendapati ia mempunyai komponen DC yang besar. Dalam bidang kawalan perindustrian, sebagai tambahan kepada litar kuasa, tidak terdapat banyak arus DC yang ketat pada litar lain. Kebanyakannya adalah isyarat bentuk gelombang seperti PWM. Walau bagaimanapun, bentuk gelombang ini, terutamanya bentuk gelombang litar kuasa, mengandungi komponen DC yang besar, jadi ia akan dipengaruhi oleh kelembapan. Hakisan elektrokimia berlaku di alam sekitar. Tempat yang paling mungkin untuk jenis kakisan elektrokimia ini berlaku ialah pada pelbagai sambungan wayar. Oleh itu, kimpalan hendaklah digunakan sebanyak mungkin semasa pendawaian litar DC. Membungkus wayar logam secara langsung adalah sangat tidak boleh dipercayai. Ia sama ada akan berkarat dan pecah selepas beberapa hari, atau ia akan menyebabkan sentuhan yang lemah selepas beberapa ketika. Sebaliknya, litar AC tulen mempunyai rintangan kakisan yang kuat.

 

Peralatan pneumatik dan hidraulik secara semula jadi tidak mempunyai masalah ini. Pada dasarnya, ia secara semula jadi kalis lembapan:

 

① Ia tidak dicas, tiada masalah kakisan elektrokimia pemacu elektrik, dan tidak perlu mempertimbangkan kekonduksian. Semua bahan logam boleh menjadi keluli tahan karat tahan karat atau aloi aluminium;

 

② Persekitaran dalaman dipenuhi dengan medium kerja (udara termampat, minyak hidraulik) dan berada di bawah tekanan positif, dan litar bendalir kerja disambungkan dengan peralatan pengeringan dan penyahlembapan (seperti pengering sejuk), jadi bahagian dalam rumah tidak akan dipengaruhi oleh kelembapan dari persekitaran luaran. Terpengaruh. Oleh itu, banyak mekanisme penggerak bilik basuh kereta automatik adalah hidraulik, kerana air ada di mana-mana. Industri makanan adalah serupa, tetapi untuk mengelakkan pencemaran yang disebabkan oleh media hidraulik, pneumatik digunakan.

 

Bukannya peralatan elektrik tidak boleh dijadikan peralatan kalis lembapan, tetapi ada harga yang perlu dibayar untuk pengedap: peralatan kedap air pastinya jauh lebih mahal daripada peralatan tidak kedap air. Ditambah dengan kelebihan yang disenaraikan di atas (seperti kebersihan), pneumatik boleh mempunyai kelebihan kos dalam senario aplikasi tertentu (seperti dalam beberapa bengkel pemprosesan makanan dengan kelembapan tinggi).

 

Ringkasnya, kawalan elektronik adalah trend utama. Penyelesaian di pasaran adalah kaya dan matang, dan ia akan menjadi lebih matang dan kos rendah pada masa hadapan. Sistem pneumatik hanya mempunyai kelebihan perbandingan dalam beberapa keadaan dengan keperluan khas. Oleh itu, selagi tiada keperluan khas seperti kebersihan makanan, rintangan hentaman, kalis letupan, dan rintangan lembapan, sistem elektrik masih perlu diberi keutamaan semasa mereka bentuk sistem.