Переход от гидравлики к электрическим приводам: ключевые моменты

Глобализация усиливает конкуренцию, и производители ищут способы оставаться впереди, трансформируя ключевые процессы. В том числе — переход от гидравлических систем к электрическим.

И гидравлические цилиндры, и электрические приводы дают преимущества для линейных движений. Гидравлика — высокая сила при доступной цене, электрические приводы — те же возможности с добавленной гибкостью, точностью и надежностью.

В статье поможем понять суть перехода от гидравлики к электрическому приводу, ключевые параметры и потенциальные выгоды.

Ключевые параметры для учета

При переходе от гидравлической системы к электрическому приводу учитывайте:

Сила

Гидравлические цилиндры рассчитаны на высокие рабочие давления. Цилиндр 3 дюйма при 2200 psi дает ~15 000 фунт-силы (lbf). Электрические приводы на роликовых винтах способны выдавать 50 000 lbf.

Электрические приводы привлекательнее: они генерируют силу мгновенно, в то время как гидравлическим системам нужно время на набор давления.

Управление движением

Электрические приводы дают гораздо более точное управление, чем гидравлические цилиндры. Электромоторы быстро и легко управляются с устройствами обратной связи (энкодеры). Электрические приводы обеспечивают бесконечную позиционировку — остановку в любой точке хода.

Гидравлические цилиндры полагаются на клапаны для контроля потока — менее точно, но хорошо работают в простых приложениях.

Температурная толерантность

Электрические приводы работают в более широком температурном диапазоне. Электромоторы толерантнее экстремальных температур. Гидравлические жидкости разрушаются при высоких температурах, повреждая систему.

Сбор данных

Электрические приводы собирают данные: позиция, скорость, сила. Их можно использовать для повышения эффективности системы. Гидравлические цилиндры не имеют этой возможности.

Экологические риски

Электрические приводы не несут экологических рисков гидравлики. Гидравлические жидкости могут утекать и загрязнять среду. Электрические приводы питются электричеством, не вредным для экологии.

Циклические затраты (Life Cycle Costs)

Электрические приводы имеют более низкие затраты на жизненном цикле. Не требуют гидравлических жидкостей, нуждающихся в периодической замене. И имеют более долгий срок службы.

Переход от гидравлики к электрическому приводу

Много причин для перехода. Преимущества электрических приводов делают их привлекательными для многих приложений: машины с электромоторами — автомобили, вентиляция, холодильники.

Первый шаг — отказаться от размеров для гидросилы. Инженеры должны помнить: большинство жидкостных цилиндров часто имеют размер в 2-3 раза больше необходимого.

Ориентация на гидросилу для размеров может завысить силовую способность переразмеренного гидравлического цилиндра выше требований приложения. Чем больше цилиндр, тем выше его сила.

Это создает две проблемы:

• Требования приложения к силе выглядят выше, чем может обеспечить электрический привод.
• Электрические приводы могут иметь более высокую цену закупки, и переразмерение часто ведет к недопустимым затратам.

Фактические требования к силе

Прежде чем смотреть в сторону электрического привода, инженеры должны четко понимать реальные силовые требования приложения. Необходима серия тестов.

Тесты помогут определить требуемую силовую характеристику привода — критический шаг при выборе. Тест должен включать полный диапазон движения на разных скоростях и под разными нагрузками.

1. Определение пиковой силы

После тестов инженеры четко поймут требуемую силу и смогут определить пиковую силу.

Пиковая сила — максимальная сила, требуемая приложением. Определение: понижение давления в гидравлической системе до момента, когда цилиндр едва работает.

Использование фактического давления в уравнении «Сила = Давление × Площадь» — хороший способ получить реальную силу. Но этот процесс определит только пиковую силу, а не картину силы на всем цикле выдвижения/втягивания.

2. Установка силового датчика (Load Cell)

Следующий шаг — установка силового датчика. Это тип сенсора, измеряющего силу. Часто используется где нужна точная сила: весы.

Здесь датчик измеряет силовую характеристику электрического привода. Гарантирует точность и позволяет картировать силу на цикле выдвижения/втягивания.

Показания датчика доступны, оцениваются и записываются на ПК или системе сбора данных. Существует много типов датчиков — важно выбрать подходящий для приложения.

Примите выгоды перехода к электрическим приводам

Переход от гидравлических цилиндров к электрическим приводам может пугать, но дает выгоды: повышенная точность, безопасность, надежность.

Известны программируемым контролем параметров движения, повторяемостью, сбором/отчетностью данных. Электрические приводы также проще в обслуживании.

Если учесть эти важные параметры и другие факторы из статьи при переходе, процесс пройдет гораздо гладче.

Для надежных электрических приводов обратитесь к John Henry Foster. Мы оснастим ваши промышленные объекты качественными электрическими приводами для различных приложений. Свяжитесь сегодня — команда готова ответить на вопросы.