산업 기계가 전기 대신 공압을 사용하는 이유는 무엇입니까?

산업 기계가 전기 대신 공압을 사용하는 이유는 무엇입니까?

 

공압 솔루션은 전력 밀도, 신뢰성, 위생, 방폭 및 내습성 측면에서 전기 솔루션에 비해 특별한 이점을 가지고 있습니다. 일부 특정 산업 상황에서는 공압 솔루션이 전기 솔루션보다 저렴하고 신뢰성이 높으며 안전합니다.

 

그러나 크기와 무게, 거친 사용에 대한 저항성, 방폭성, 내습성과 같은 위의 특별한 요구 사항이 제거되면 일반 산업 시나리오에서 전기 구동이 더 편리해질 것입니다.

 

① 제어가 매우 편리합니다 (가스는 압축 가능하고 공압은 너무 부드럽고 제어하기 어렵습니다. 유압은 괜찮습니다).

 

② 전선은 파이프에 비해 편리하고 공간 절약적이며 밀봉을 고려할 필요가 없습니다.

 

③ 제어 시스템은 일반적으로 더 간단하고 비용 이점이 있습니다. 예를 들어, 다중 채널 전기 구동 스위치 액추에이터는 PLC로 직접 제어할 수 있는 반면, 공압 전력은 먼저 PLC를 사용하여 여러 솔레노이드 밸브(즉, 밸브 아일랜드)를 제어한 다음 솔레노이드 밸브가 액추에이터를 제어하여 하나를 더 생성해야 합니다. 통제 수준. 시스템이 복잡하고 비용이 많이 듭니다.

 

 

 

제가 참여한 많은 산업 프로젝트에서 공압의 장점은 다음과 같습니다.

 

1. 높은 전력 밀도, 가볍고 컴팩트합니다.

 

동일한 시스템 중량과 크기에서 공압 및 유압 시스템이 전달할 수 있는 동력은 일반적으로 전기 시스템의 동력보다 큽니다. 이는 주로 실린더 및 유압 실린더와 같은 유체 구동기가 구조가 단순하고 대부분 직접 구동 부하를 갖기 때문입니다. 그러나 동일한 출력의 모터는 자석과 구리선의 질량이 크기 때문에 방열을 고려해야 합니다. 일반적으로 모터와 부하 사이에는 추가 공간이 있어야 합니다. 감속기의 부피와 무게는 일반적으로 동일한 출력의 기액 액추에이터보다 큽니다.

 

2. 간단하고 안정적이며 내구성이 뛰어납니다.

 

주된 이유는 1에서 언급한 바와 같습니다. 일반적으로 공압 시스템의 전달 메커니즘은 전기 시스템보다 간단합니다. 1에서 언급한 것처럼 작고 가벼운 것 외에도 잠재적인 오류 지점이 적고 시스템 안정성이 높다는 또 다른 이점도 제공합니다.

 

또한 유체 전달에는 과부하 보호라는 타고난 기술도 함께 제공됩니다. 공압 공구는 일반적으로 공구를 손상시키지 않지만 전기 드라이버와 전기 드릴은 오랫동안 막히면 모터가 소손됩니다. 공압 및 유압 작동 장비는 갑작스런 브레이크와 같은 기계적 충격에도 매우 강합니다. 혹은 무언가에 부딪혀도 구동계는 거의 손상되지 않지만, 모터와 감속기에 의해 구동되는 전기구동계는 기어를 손상시킬 가능성이 매우 높습니다.

 

유체 전달 시스템의 과부하 보호 기능은 두 가지 측면에서 비롯됩니다. 1. 유체는 자연적으로 유연하고 탄력적이며 시스템에는 자연적인 완충 기능이 있습니다. 2. 유체 회로는 일반적으로 시스템의 최대 출력을 자동으로 고정하기 위해 자동으로 보호 조치를 취하는 압력 릴리프 밸브와 같은 유체 보호 구성 요소로 설계됩니다.

 

과부하 보호의 고유한 기술은 시스템의 신뢰성을 더욱 향상시킵니다. 이것이 공압 및 유압 장비가 일반적으로 전기 장비보다 더 강하고 내구성이 뛰어난 주된 이유입니다.

 

 

 

 

3. 건강은 주로 식품과 의약품 분야에 속합니다.

 

모터는 일반적으로 다양한 절연 페인트, 접착제 및 희토류 합금과 같은 식품 및 의약품 등급의 건강 및 안전 요구 사항을 충족하지 않습니다. 또한 다양한 지원 전기 장비, 전선, 전자 제어 장치, 커넥터가 있습니다. 기계식 변속기 장비, 감속기 및 변속기 부품을 지원합니다. 독성 냄새가 나는 전기 제품에 관련된 다양한 재료 외에도 기계에 관련된 다양한 윤활 그리스, 씰 및 접착제가 모두 식품 및 의약품 안전 기준을 충족하지 못합니다.

 

재료 과학의 한계로 인해 기존 전기 기계 시스템은 성능 요구 사항을 충족하더라도 본질적으로 식품 또는 의약품 등급의 안전을 달성하기 어렵습니다. 독성 물질은 우회하기 어렵습니다. 부득이하게 하려면 밀봉에만 의존할 수 있습니다. 안전한 재료로 만들 수 없는 장비는 모두 밀봉하고, 노출된 부분에는 식품 및 의약품 등급의 재료를 사용합니다.

 

그러나 이러한 유형의 생산 라인은 연속적으로 가동되며, 많은 생산 라인은 24시간 동안 연속적으로 가동되기도 합니다. 이러한 씰이 식품 및 의약품 등급 안전을 충족하면서 이러한 고강도 사용을 견딜 수 있습니까? 예를 들어, 수만 회전을 하는 모터의 샤프트 씰은 성능이 좋고 신뢰성이 높으며 24x7 연속 작동을 견딜 수 있어야 할 뿐만 아니라 전체 씰링 시스템에 사용되는 재료도 식품 및 식품이어야 합니다. 약물 등급. 식품 및 의약품 등급 요구 사항을 충족하는 것은 매우 어렵고, 달성할 수 있다고 해도 여전히 매우 비쌉니다.

 

공압 기계일반적으로 스테인레스 스틸 또는 알루미늄 합금, 여러 개의 밀봉 링 및 여러 개의 플라스틱 파이프를 사용합니다. 필요한 재료의 종류가 많지 않으며, 절연성, 자성 등 전기적 요구 사항도 고려되지 않습니다. 간헐적인 동작으로 인한 씰의 기계적 요구 사항은 그다지 크지 않습니다. 재료 측면에서 가혹하며 전체 시스템이 식품 및 의약품 등급의 건강 및 안전 요구 사항을 충족하는 것이 더 쉽습니다. 현재 가장 성숙한 솔루션입니다.

 

게다가 과부하로 인해 소진되지 않으므로 건강 및 안전에 대한 큰 위험도 제거됩니다. 재료 자체는 건강 및 안전 표준을 충족합니다. 파손되거나 슬래그가 제품 안으로 들어가거나 가스가 누출되더라도 오염으로 인한 품질 및 안전사고가 발생하지 않을 확률이 높습니다. 이를 본질 안전이라고 합니다. 따라서 전기 시스템보다 공압 시스템을 사용하면 식품 및 의약품 등급의 안전을 달성하는 것이 더 쉽고 저렴하므로 공압 부품은 이 두 산업의 생산 라인에서 널리 사용됩니다.

 

 

4. 방폭형.

 

이론적으로 많은 전기 장비에는 커넥터 연결, 분리 및 풀림과 같은 사용 중에 스파크가 발생할 가능성이 있으며, 다양한 코일이 역기전력을 생성하고 회로 기판의 커패시터가 갑자기 폭발할 수 있습니다. 정유공장이나 탄광 등 인화성, 폭발성 환경에서 화재가 발생하면 매우 위험합니다. 따라서 이러한 경우에 사용되는 전기 장비에는 "방폭 수준"이라는 기술 수준이 있습니다. 이 수준의 요구 사항을 충족하는 전기 장비는 각 전기 링크에서 스파크가 발생하지 않도록 특별히 설계되어야 하며, 밀봉 및 격리된 경우에도 점화가 폭발성 환경으로부터 격리되도록 해야 합니다. 이러한 설계를 만들고 이러한 수준의 테스트 인증을 통과하려면 많은 인력과 물적 자원이 필요합니다. 따라서 방폭 수준의 전기 장비는 일반적으로 동일한 사양의 일반 전기 장비보다 훨씬 비싸며 심지어 몇 배나 더 나쁠 수도 있습니다.

 

공압기기의 가스를 적절하게 정화하고 가연성 가스가 혼합되지 않으며 금속과 직접 충돌하지 않는 한 본질적으로 스파크가 발생할 가능성은 없습니다. 유압 장비의 경우에도 마찬가지입니다. 따라서 방폭 요구사항이 있는 상황에서는 가스 또는 유압을 동력으로 사용하고, 액츄에이터를 구동하는 펌프, 솔레노이드 밸브 및 기타 전기 장비를 폭발 환경과 격리된 원격 펌프실에 배치하면 값비싼 폭발의 사용을 피할 수 있습니다. - 증거 장비. 전기 장비로 인해 시스템 비용 절감 목적을 달성합니다.

 

또한 일부 맞춤형 특수 용도의 경우 기성 방폭 전기 장비를 사용하지 못할 수도 있습니다. 이 경우 기액 구동이 유일한 옵션일 수 있습니다.

 

 

5. 방수 및 습기 방지.

 

산업 자동화 환경에 사용되는 전기 장비는 일반적으로 저전압 직류와 분리될 수 없습니다. 마이크로 컨트롤러 자체는 말할 것도 없고 솔레노이드 밸브 구동, 릴레이 구동, 소형 모터 구동 등이 있습니다. 그러나 DC 전기에는 큰 문제가 있습니다. 전기화학적 부식이 발생하기 쉽습니다.

 

습한 환경에 노출된 DC 회로는 이러한 상황에 취약합니다. 즉, 도체에 습기가 응축되어 국지적 용액 풀을 형성하고 도체가 DC 전압에 의해 구동되는 전기화학적 부식을 형성합니다. 예를 들어 솔레노이드 밸브의 구동 전류는 PWM파인데 이를 로우 패스 필터하면 DC 성분이 크다는 것을 알 수 있습니다. 산업용 제어 분야에서는 전원 회로 외에 다른 회로에도 엄격한 DC 전류가 많지 않습니다. 대부분은 PWM과 같은 파형 신호입니다. 그러나 이러한 파형, 특히 전원회로의 파형은 큰 DC 성분을 포함하고 있기 때문에 습도의 영향을 받습니다. 전기화학적 부식은 환경에서 발생합니다. 이러한 유형의 전기화학적 부식이 발생할 가능성이 가장 높은 곳은 와이어의 다양한 접합부입니다. 따라서 DC 회로 배선 시에는 용접을 최대한 활용해야 합니다. 금속 와이어를 직접 감는 것은 매우 신뢰할 수 없습니다. 며칠 지나면 녹이 슬고 부서지거나, 시간이 지나면 접촉 불량이 발생합니다. 반대로 순수 AC 회로는 내식성이 강합니다.

 

공압 및 유압 장비에는 당연히 이러한 문제가 없습니다. 원칙적으로 자연적으로 방습 기능이 있습니다.

 

① 충전되지 않으며 전기구동장치의 전기화학적 부식 문제가 없으며 전도성을 고려할 필요가 없다. 모든 금속 재료는 녹 방지 스테인레스 스틸 또는 알루미늄 합금일 수 있습니다.

 

② 내부 환경은 작동매체(압축공기, 유압유)로 채워져 양압을 받고 작동유체 회로는 건조 및 제습 장비(냉동 건조기 등)와 연결되어 있어 집 내부에 습기가 차지 않도록 외부 환경의 습기에 영향을 받습니다. 영향을 받았습니다. 따라서 자동 세차실의 작동 메커니즘 중 상당수는 물이 어디에나 있기 때문에 유압식입니다. 식품 산업도 비슷하지만 유압 매체로 인한 오염을 방지하기 위해 공압 장치가 사용됩니다.

 

전기 장비를 방습 장비로 만들 수 없는 것은 아니지만 밀봉에는 비용이 듭니다. 방수 장비는 비수밀 장비보다 확실히 훨씬 비쌉니다. 위에 나열된 장점(예: 위생)과 결합하여 공압식은 특정 응용 시나리오(예: 습도가 높은 식품 가공 작업장)에서 비용 이점을 가질 수 있습니다.

 

한마디로 전자제어가 대세다. 시장에 나와 있는 솔루션은 풍부하고 성숙해 있으며 앞으로 더욱 성숙해지고 저렴해질 것입니다. 공압 시스템은 특별한 요구 사항이 있는 일부 경우에만 비교 우위를 갖습니다. 따라서 식품 위생, 내충격성, 방폭성, 내습성 등 특별한 요구 사항이 없는 한 시스템 설계 시 전기 시스템을 우선적으로 고려해야 합니다.