Thomson电动推杆应对恶劣环境的挑战

作者:汤姆森Thomaon 日期:19/10/15 11:38 浏览:88

随着电动推杆和其他机械运动部件延伸应用于重载领域,它们对恶劣条件的抵抗能力也在不断增强。

极端温度,高微粒含量,化学暴露,高压冲洗,振动和冲击,辐射和电磁干扰是目前几个运动控制的稳定性是极大的威胁。在选择运动控制部件时,我们可以通过以下五个要素进行仔细评估来减少这些威胁以实现设计的稳健运行,这五个要素包括:材料选择、涂层、密封性能、抗振动/冲击性和可维护性。


1、因素一:材料选择 

新合金和混合材料可以承受极端温度,能暴露于化学品或研磨材料,能耐频繁冲洗和其他环境因素。不锈钢,硬质阳极氧化铝和耐磨聚合物是用于加固运动控制部件的最常用材料。 

选择不良的材料会导致过早故障,昂贵的现场服务和维修费以及生产力损失。当所有运动控制组件 ( 从电动推杆外壳到最小轴承 )在选择时都考虑到了最坏的运行情况时,才能从容应对,实现最大的保护


Thomson电动推杆-40低温环境

3、因素二:涂料 

Thomson电动推杆的耐用涂层成功地保护了其内部部件。在极端腐蚀性环境中使用的运动控制组件也应涂有高性能材料。这样可以改善操作并减少停机时间,特别是在腐蚀性化学品、盐雾或浸没需要额外保护的环境中,正确的涂层和材料组合可以延长部件寿命200倍。


测试耐化学性

最广泛应用的耐化学性标准是ISO 15003,它为移动农业机械,林业机械,园林绿化和园艺机械中使用的电气和电子设备制造商提供设计要求和指导。它提供针对特定环境条件的测试协议,并定义在典型操作期间可能发生的极端环境条件的严重性级别。例如,耐化学性测试要求能够在以下化学浓度下经受三天的操作:

Thomson电动推杆

•柴油 - 100%

•液压油 - 100%

•制动油 - 100%

•乙二醇 - 50%水溶液

•尿素氮 - 饱和溶液

•NPK肥料* 9(每种N,P,K为7.5%) - 饱和溶液

适用于耐腐蚀性的其他标准,特别是柴油机排气流体(DEF)是DIN 70070-05,AUS 32和ISO 22241-1。


3、因素三:密封性能

除非组件被充分密封,否则化学品和颗粒会进入内部组件机制,造成损坏,积聚和堵塞,为微生物生长创造肥沃的土壤。在恶劣环境中没有达到完全密封状态的运动控制组件将需要花费更多的力气去进行密封处理,并且可能需要更频繁的维护。


每个部件都应密封,包括电机安装座。刮水器,密封件和垫圈是成功不可或缺的一部分。擦拭器在操作期间从延伸管中清除污染物并防止水侵入。该密封备份雨刷。垫圈在外壳,盖管,电机和后部安装组件之间提供密封。


(表1)  第一位数:进入固体物体 第二位:液体进入
0

 没有保

 没有保护

1 防止超过50毫米的固体物体(例如手,大工具) 防止垂直落下的水滴或冷凝水
2 防止超过12.5毫米的固体物体(例如手,大工具) 如果表壳与垂直方向相距15°,则防止掉落的水滴
3 防止超过2.5毫米的固体物体(例如电线,小工具) 即使箱体与垂直方向相距60°,也能防止任何方向  的喷水。
4 防止超过1.0mm的固体物体 防止任何方向的溅水。
5 有限的防尘保护(无有害沉积物) 从任何方向防止低压水射流,限制进入
6 完全防止灰尘进入 从任何方向防止低压水射流,限制进入
7 N/A
 防止短时间浸入水中
8 N/A 防止短时间浸入水中
9 N/A 防止近距离,高压,高温喷雾


系统密封效果的最佳指标之一是国际保护标记或IP代码。其防护等级(IP)是衡量防止固体物体和液体进入的全球标准。IP等级规定了外壳对可能影响性能的外来材料提供的环境保护程度。 


IP等级由两个数字组成(表1)。第一个代表耐固体,第二个代表液体。例如,IP等级为66,意味着防止灰尘和任何方向的高压水射流的颗粒,这被认为是当今恶劣环境中使用的最小值。


4、因素四:振动和抗冲击性

在恶劣条件下操作通常需要能够面对重载或承受持续力,例如强烈振动。恒定的扭矩和运动会随着时间的推移削弱组件,导致故障,并且可能经常需要产品制造商安排。


 标准

 测试的冲击类型

 程序

 MIL-S-901

 机械冲击,最初是为战舰抵御战斗冲击的能力而开发的

 根据设备类型和船舶操作的关键程度而有所不  同

 EN60068-2-27

 操作冲击

 400个持续时间为400m / s2,6ms的冲击脉冲  的100次操作,应在3个相互垂直的轴中重复。

 EN60068-2-32

 跌落冲击

 将电动推杆每个轴两个方向从1000mm平台单  独跌落到钢或混凝土底板上,并重复至少六  次。


行星齿轮设计比并联齿轮提供更大的抗冲击性。将一个内齿轮直接切入输出壳体可提高刚度。通过这种方式,利用单件式外壳和齿圈可消除外壳内的齿轮滑动,从而提供更高的峰值扭矩。避免使用滚动元件的衬套也可以帮助系统处理恒定的应力,也可以通过轴箱的深度/表面硬化来处理。所有组件的正确配合对于防震也是至关重要的。 


抗冲击测试

符合行业标准可指导评估减震保护。表2比较了应用于运动控制设备的三种最常见标准:MIL-S -901,EN60068-2-27和EN60068-2-32


测试抗振性

为确保安全完成常见的振动曲线,原始设备制造商通常在多个组件和平面上运行协议,测试外壳,结构螺栓和任何包含的印刷电路组件/ 传感器。它们在没有供电或运行的情况下进行测试,并安装在由表3中所示的功率谱密度水平引导的振动机器上。


频率范围(Hz)PSD(m/s2)2p/Hz
101.44
100
3.85
10003.85
2000
0.96


5、因素五:可维护性

需要最少维护的部件可提高员工安全性,并最大限度地降低工作场所事故的可能性,同时降低成本。润滑是运动控制系统的关键维护驱动因素。使用润滑脂或自润滑进行预润滑的部件可以大大减少或消除正在进行的维护需求。然而,使用润滑油的产品需要更多的维护,对人身安全造成更大的风险。


适用于恶劣环境的Thomson解决方案

运动控制设备制造商Thomson 提供各种产品,专为恶劣和危险环境中的操作而设计。 

其基于网络的尺寸和选择工具简化了选择合适的部件材料的负载、速度、寿命等的任务,以及满足特定的环境条件,包括水/化学喷雾/雾;中等到重的灰尘颗粒计数;高压/温度冲洗;以及水/化学溅射,洁净室。该应用推荐线性滑动功能,如镀铬、不锈钢部件或聚合物滑动轴承,以解决环境条件。Thomson工程师还将设计定制组件以满足客户要求。

THOMSON电动推杆

正确的东西

只要人类还面临着恶劣危险的环境工况,那么提高产品性能的机会仍有待挖掘。运动控制技术可以减少人体暴露的需求,同时实现超出人类能力的操作性能。


但是机械部件也需要保护,仔细考虑材料、涂层、密封性能,抗振动和抗冲击性以及可维护性,可以帮助系统设计者确保他们将在具有挑战性的环境中部署的系统获得最大的性能和寿命。


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