气缸和液压缸替换

现代应用的线性运动对行程特性变化的要求很高。气动和液压缸可快速达到其系统性能极限。SKF电动缸为过去由气动和液压缸提供驱动的应用提供更高的性能和更简单的布置。

除了在应用中避免气体和油污之外，SKF电动缸还具有多种优势。主要优势包括高灵活性；甚至针对任何中间位置的定位精度；通过调速提高生产效率；可编程选项；以及与设备控制 系统无缝对接。上述优势催生了新的更可靠的概念，这些概念可整合入各种不同的生产工艺中，最终实现各种新的应用。

带滚珠丝杠的电动缸为气动系统提供节能型替代最佳方案，而带滚柱丝杠的电动缸则与液压缸的性能相同。相较于同样外形尺寸的传统滚珠或滑动丝杠设计，滚柱丝杠的整合不仅增加了承载力，而且使用寿命显著延长。改进后的可控性使得滚柱丝杠电动缸成为需要高作用力、高定位精度和长使用寿命的应用的完美解决方案。可控加速度和减速度减少了噪音，而且为机械部件提供保护。

替换气缸

气缸以1728年发明的技术为基础。这项技术的商用始于20世纪初。气动技术的工作原理似乎较为简单。空气通过阀门从气缸的一侧或另一侧压入，以带动推管移动。气动系统运转需要大量的设备。系统的缸越多，各缸在其中的成本占比越小。对于缸数少的系统，设备共同成本相当高。由带位置反馈的电机操控的电动缸是完全可控的。它们能够随着速度变化而缩短生产周期。电动缸能够快速移动至工位，缓慢且有力作业，然后再以高速度从工位移出。此外，电动缸的作用力通常大于相同尺寸的气缸。气缸的作用力在特定气压下受到缸的大小限制。标准气压（BAR）情况下，气缸通常可使用尺寸更小的电动缸替换（→ 示意图 2）。 气缸密封件的磨损程度决定使用寿命。通常情况下，气缸可运行大约3000 km后才需要更换。电动缸的使

用寿命取决于应用的当量动载荷（Fm）和丝杠类型。通常的运行范围在 10000 km （→ 示意图 3）。

替换液压缸

液压缸过去常用于重载应用。不久前，电动缸的作用力范围已获得扩展。事实上，SKF电动缸可提供高达500 kN的力，扩展的更多应用也从液压解决方案转向电动解决方案。相比液压缸，电动缸更可靠、更易于控制，且运行更清洁。它们消除了污染、漏油、管路维护检查和废物处置等典型的运行问题，而且无需辅助设备。液压缸技术基于帕斯卡（Blaise Pascal）流体静力学定律，提供近乎无限作用力。它是众多应用的最强大技术。液压缸的成本适中，但需要安装大量的设备才能工作。运行和维护成本高，同时废物处置日益成为液压缸需面对的问题。液压缸从受压液压流体（通常为油液）获得动力。安装过程需要高昂的管路系统、过滤装置、泵和电子/流体接口（阀门）。考虑到迟滞、供给压力和温度变化，控制相当复杂。需要液压管路得到良好维护，液压系统通常才较为可靠。如果维护少，密封件容易泄漏，并导致污染。电动缸解决了液压缸的诸多问题。电机直接驱动推管直线运动并可实现良好的位置 反馈和全面可控性。比如利用旋转丝杠及行星式螺母实现高达500 kN的作用力。安装简便，维护量少，噪音小且无污染。由于效率接近于90%（主要取决于电机），运行成本极低。

设计模块化程度高

除了精密、强大和快速性能之外，SKF的电动缸具有较高的设计模块化程度（→ 图 1），使得它易于集成您首选的伺服驱动系统，确保运行可靠性，并将您的解决方案整合入现有的自动化配置中。SKF电动缸可无缝对接到自动控制系统中。智能驱动系统在定位、编程、动力控制和诊断选项方面具有高灵活性。与商用总线系统的连接可轻松实现。由于成套系统所需的部件少，运行所需的调试时间大幅缩短。这有助于原始设备制造商和终端用户快速地安装和测试其系统并进行故障排除，从而获得比其他替代方案更高的现场可靠性。

节能与成本节省

能效方面，SKF的电动缸是强大的气缸和液压缸替代方案。电动缸仅在运动期间需要能量，而当系统内出现压力损失时，压缩机通常每天24小时工作。压力损失是由气缸运动和泄漏造成的。直径2 mm的小泄漏会造成每分钟0.24 m3的空气损失（6巴压力时） ，从而每年损失1360欧元成本（0,1欧元/kWh）和每年排放10吨的二氧化碳（World el.Grid，0,738 kg二氧化碳/ kWh）据美国能源部发布的2004年8月报告显示，“压缩空气是工厂最昂贵的能源来源之一”。随着电子元件的成本日益下降，直流无刷电机和伺服电机作为不通过空气或流体绕道而直接操作电动缸以传送能源的方式，越来越受欢迎。使用滚珠和滚柱丝杠的电动缸极其高效。以300 W输出功率运行电动缸时，电动系统所需的输入功率比气动系统少90%以上，进而大幅降低运行成本（→ 示意图 4）。因此，电动缸系统在所有行业细分领域正变得越来越普遍，并取代使用更多能源的气动和液压技术。借助SKF电动缸选择工具，可计算出具体应用的实际节省情况，见“成本节省计算器”一节。通过在设置当前使用方案和选定的机电替代方案基本信息，可对这两种解决方案的运行成本进行比较，然后确定可产生的潜 在年度节省情况。

安全性

电动驱动系统还具有高系统安全性。借助伺服电机提供的准确定位反馈，该系统可随时监控电动缸位置。伺服电机制动器可确保电动缸在功率损耗的情况下不会执行非计划运动。即便在作用于电动缸的载荷发生变化时，位置仍稳定不变。电动缸不会出现油液泄漏或空气污染问题。而且，高压下的非恒定运转会对操作员造成的潜在风险。

几乎免维护

SKF在电动缸主要部件（丝杠、轴承、导向装置、密封件和润滑）方面的制造专业知识，使得我们能够让电动缸使用寿命最大延长。由于丝杠和滚珠采用特殊的硬化处理，通常不需要使用更昂贵的研磨丝杠。相较于其液压动力替代方案，滚柱丝杠电动缸系统所需的维护更少或者无需维护，但依旧提供较长的寿命和高性能。伺服驱动器可监控电动缸的移动距离，然后应用该信息来显著减少非计划应用停机时间。磨损部件可在出现故障之前根据维护计划进行更换，从而提高应用可靠性和减少生产损失。借助机电系统技术，更换过滤器和排气已成为历史。在简单地安装电动缸，插入电缆和下载程序之后，您即可在最短的时间内让电动缸投入运行。