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    中國氣動元件的發展方向

    中國氣動元件的發展方向

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    隨著生產自動化程度的不斷提高,氣動技術應用面迅速擴大,氣動產品品種規格持續增多,性能、質量不斷提高,市場銷售產值穩步增長。以日本為例,20世紀 90年代初,氣動產品銷售值與液壓相比是2:3,20世紀90年代的期,兩者持平,現在兩者之比已超過液壓。氣動工業的高速增長,進一步刺激了氣動技術的發展。

    氣動產品的發展趨勢主要體現在以下方面:

    一、小型化、集成化。氣動元件有些使用場合,如在制鞋、電阻、電容制造和線路板檢測等裝置,有限的空間要求氣動元件的外形尺寸盡量小,小型化是主要發展趨勢。據調查,小型化元件的需求量,大約每5年增加一倍。氣閥的集成化不僅僅將幾只閥合裝,還包含了傳感器、可編程序控制器等功能。集成化的目的不單是節省空間,還有利于安裝、維修和提高可靠性。

    二、組合化、智能化。最簡單的元件組合是帶閥、帶開關氣缸。在物料搬運中,已使用了氣缸、擺動氣缸、氣動夾頭和真空吸盤的組合體,還有一種移動小件物品的組合體,是將帶導向器的兩只氣缸分別按X和Y軸組合而成,還配有電磁閥、程控器,結構緊湊,占用空間小,行程可調。

    三、精密化。為了減小普通氣缸活塞桿的擺動,目前有些企業已開發了橢圓活塞氣缸、并列雙缸氣缸、帶導桿氣缸等;為了使氣缸精確定位開發了制動氣缸等。為了使氣缸的定位更精確,使用了傳感器、比例閥等實現反饋控制,定位精度達0.01mm。在氣缸精密方面還開發了0.3mm/s低速氣缸和0.01N微小載荷氣缸。目前,在氣源處理中,過渡精度0.01mm,過渡效率為99.9999%的過渡器和靈敏度0.001MPa的減壓閥國內有些企業已開發出來。

    四、高速化。為了提高生產率,自動化的節拍正在加快,高速化是必然趨勢。目前,氣缸的活塞速度范圍為50~750mm/s。在目前市場需求下,要求氣缸的活塞速度提高到5m/s,最高達10m/s。據調查,五年后,速度2~5m/s的氣缸需求量將增加2.5倍,5m/s以上的氣缸需求量將增加3倍。與此相應,閥的響應速度將加快,要求由現在的1/100秒級提高到1/1000秒級。

    五、無油、無味、無菌化。由于氣動元件的廢氣直接排放到空氣中,但人類對環境的要求越來越高,不希望帶油霧的空氣來污染環境,因此無油潤滑的氣動元件將會普及。還有些特殊行業,如食品、飲料、制藥、電子等,對空氣的要求更為嚴格,除無油外,還要求無味、無菌等,這類特殊要求的過濾器將被不斷開發出來。

    六、高壽命、高可靠性和自診斷功能。氣動元件大多用于自動生產線上,元件的故障往往會影響全線的運行,生產線的突然停止,造成的損失嚴重,為此,對氣動元件的工程可靠性提出了更高的要求。目前,氣動系統的自診斷功能提到了議事日程上,附加預測壽命等自診斷功能的元件和系統正在開發之中。隨著機械裝置的多功能化,接線數量越來越多,不僅增加了安裝、維修的工作量,也容易出現故障,影響工作可靠性,因此配線系統的改進也為氣動元件和系統設計人員所重視。

    七、節能、低功耗。氣動元件的低功耗不僅僅為了節能,更主要的是能與微電子技術相結合。功耗0.5W的電磁閥早已商品化,0.4W、0.3W的氣閥也已開發,可由PC直接控制。

    八、機電一體化。為了精確達到預先設定的控制目標(如開關、速度、輸出力、位置等),應采用閉路反饋控制方式。為了實現這種控制方式要解決計算機的電信號(數字信號),傳感器反饋信號(模擬信號)和氣動控制信號(氣壓或氣流量)三者之間的相互轉換。一般的傳感器解決了模擬信號轉換成數字信號,為此氣與電信號之間轉換,成了實現閉路控制的關鍵,比例控制閥可成為這種轉換的接口。在今后相當長的時期內開發各種形式的比例控制閥和電與氣比例 /伺服系統,并且使其性能好、工作可靠、價格便宜是氣動技術發展的一個重大課題。

    九、應用新技術、新工藝、新材料。在產品開發和制造中,能否善于應用新技術、新工藝、新材料是體現企業技術素質的一個重要方面。型材擠壓、鑄件浸滲和模塊拼裝等技術十多年前在國內已廣泛應用;壓鑄新技術(液壓抽芯、真空壓鑄等)、去毛刺新工藝(爆炸法、電解法等)目前已在國內逐步推廣;壓電技術、總線技術,新型軟磁材料、透析濾膜等正在被應用;超精加工、納米技術也將被移植。

    十、標準化。氣動行業貫徹國際標準是企業必須遵守的原則。它有兩個方面工作要做:第一是氣動產品的應貫徹與氣動有關的現行標準,如術語、技術參數、試驗方法、安裝尺寸和安全指標等。第二是企業要建立標準規定的保證體系。

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