氣動技術在新型工業(yè)化進程中的應用

高業(yè)

（費斯托氣動有限公司，山東 濟南 250000）

0 引言

在新型工業(yè)化背景下，對于氣動技術提出了更高的要求，其必須滿足系統(tǒng)和設備的自動化控制要求。在食品加工、汽車和電子等領域，氣動技術的應用越來越多，費斯托氣動有限公司致力于氣動技術的研發(fā)和創(chuàng)新，在產(chǎn)品設計與制造中取得了巨大成果，為用戶提供了更加可靠的服務。氣動技術也具有專業(yè)性的特點，在實踐應用中應該加強對各個環(huán)節(jié)的嚴格控制，在發(fā)揮技術優(yōu)勢的同時，真正推動我國工業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型，解決傳統(tǒng)發(fā)展模式的弊端。

1 氣動技術在的特點

氣動技術的應用，使得工業(yè)生產(chǎn)設備的體積和質(zhì)量逐漸縮小，因此在應用中更具便捷性，為設備安裝和后期維護管理奠定基礎，能夠延長設備的使用壽命?？諝馐菤鈩酉到y(tǒng)運行中的主要介質(zhì)，因此可以輕易滿足系統(tǒng)需求，排出的氣體不會對周圍環(huán)境造成污染，因此具有綠色化特點，符合我國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的要求。氣動技術的應用，也使得系統(tǒng)更具適應性，在多種惡劣環(huán)境下都可以保障系統(tǒng)的可靠性，包括了易燃易爆環(huán)境和振動高溫環(huán)境等[1]。氣動技術也可以提高系統(tǒng)動作效率，根據(jù)實際生產(chǎn)需求合理調(diào)節(jié)運動速度，能夠降低成本投入，具有良好的經(jīng)濟性特點。如果系統(tǒng)長期處于高負荷運行中，氣動技術會增強其自動保護功能，防止過載運行而造成安全事故。

2 氣動系統(tǒng)及相關元件的構成

在空氣壓縮機的作用下會產(chǎn)生大量的壓縮空氣，需要運用多種氣源處理元件實施處理，包括了干燥器和過濾器等，借助于調(diào)速閥和流量閥、壓力閥等實現(xiàn)對氣體的有效控制。氣源設備、氣源處理元件、控制元件、執(zhí)行元件和輔助元件等，是氣動系統(tǒng)的主要構成。后冷卻器、空氣壓縮機和氣罐等屬于常見的氣源設備，具備動力輸出功能，實現(xiàn)電能向壓力能的快速轉(zhuǎn)化，也是維持氣動系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)的關鍵結構?？諝庵泻休^多的雜質(zhì)，比如灰塵和油污等，可以在過濾器的作用下全面去除，不僅能夠改善系統(tǒng)的運行狀況，而且有利于延長使用年限[2]。而針對多余的水分，則可以運用干燥器實施處理。對于流量、壓力和方向的控制依賴于控制元件，因此對于流量閥、壓力閥和方向閥的性能要求更高。壓力能向機械能的轉(zhuǎn)化過程中借助于執(zhí)行元件，比如擺動氣缸和氣缸等。為了滿足信號轉(zhuǎn)換和噪聲控制、潤滑等功能需求，在系統(tǒng)運行中還要借助于各類氣動輔助元件，包括了壓力開關、消聲器和潤滑元件等。氣動系統(tǒng)組成。

3 氣動技術在新型工業(yè)化進程中的應用措施

3.1 系統(tǒng)設計

控制回路的運行狀況是決定系統(tǒng)可靠性與否的關鍵，因此應該根據(jù)實際生產(chǎn)需求確定氣路原理圖，確保回路簡單性，為后期維護和檢修提供便利。了解氣動系統(tǒng)的運行要求，合理選擇氣動元件及相關輔助元件，確保其規(guī)格和型號、性能等達到工業(yè)生產(chǎn)要求。在選擇氣缸時，應該考慮到應用過程中的實際狀態(tài)和負載情況等，確定行程時要明確具體的操作距離，防止在生產(chǎn)中造成浪費問題。不同類型的氣缸適用于不同的生產(chǎn)環(huán)境，比如擺動氣缸可以滿足旋轉(zhuǎn)運動需求，薄型氣缸適用于行程不長的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，因此要了解具體生產(chǎn)任務來選擇合適的氣缸。氣缸的安裝方式也是影響氣動系統(tǒng)運行狀況的主要因素，包括了法蘭型、耳軸型和腳座型安裝方式等，除了要明確系統(tǒng)用途外，還要了解現(xiàn)場運行環(huán)境。氣缸運動會受到流量控制閥的影響，因此在使用控制閥時要考慮到運行速度要求，明確最大控制流量，防止造成故障問題。嚴格檢查氣動輔助元件的性能，防止質(zhì)量不合格而引發(fā)錯誤動作或者燒毀故障、泄漏故障等。

3.2 氣體射流

在金屬切削機床當中會用到吹除切屑裝置，能夠保障良好的生產(chǎn)環(huán)境，實現(xiàn)自動吹除的效果。為了能夠?qū)饬鲊娚鋾r間加以合理控制，通常會運用氣動定時器。在空氣射流搬運工件裝置中也會用到氣動技術，溜槽運送的工件在擒拿機械作用下輸送到鉆床當中，工件的信息可以被傳感器設備快速獲取，以便運用夾緊氣缸保障工件的穩(wěn)固性。在完成加工作業(yè)后，傳感器噴嘴中會有空氣射流吹出，進入到氣動溜槽中為后續(xù)生產(chǎn)提供保障[3]。NCT系列氣動執(zhí)行器在工業(yè)生產(chǎn)中的應用，能夠為非接觸搬運提供保障。噴出潔凈壓縮空氣后會有較大的負壓出現(xiàn)，這是保障良好吸附效果的關鍵，空氣層的存在是維持非接觸狀態(tài)的前提。在CD和半導體芯片的搬運工作當中，非接觸搬運方式的應用較多，能夠防止在生產(chǎn)過程中造成嚴重污染。在多種氣力運輸和噴氣織布等工業(yè)生產(chǎn)中，氣體射流得到廣泛應用。

3.3 真空系統(tǒng)

按照工作氣壓的不同，可以分為氣動元件和真空元件，在工業(yè)生產(chǎn)中的夾緊、吸附、搬運等工作，可以在真空系統(tǒng)的支持下高效完成。如果在實踐工作中面臨較多的堆疊物品，機械手的應用則會受到較大限制，因此可以采取真空吸盤實施處理，在機械手的輔助作用下能夠保障定位準確性。變形撓曲問題會對加工作業(yè)產(chǎn)生影響，傳統(tǒng)固定措施效率低下而且難以保障良好的固定效果，真空吸盤在處理上述問題中可以發(fā)揮關鍵作用，能夠按照變形撓曲狀況來設置真空吸盤，防止在后續(xù)加工作業(yè)中產(chǎn)生嚴重的變形問題。

3.4 氣動執(zhí)行元件

空氣能量在多種氣動元件的作用下轉(zhuǎn)化為機械能，包括了擺動氣缸和氣馬達等，能夠為生產(chǎn)作業(yè)提供支持，滿足固定和運輸、裝配要求。其中，平行移動爪氣動卡盤在實踐中的應用效果較好，驅(qū)動力來自于扁平型擺動氣缸，應該合理設置擺動角度，以達到節(jié)能運行的要求，通常在30°左右[4]。長行程大輸出力氣壓機在應用中可以設置不同的氣缸，這是保障系統(tǒng)良好節(jié)能效果的關鍵。

4 氣動技術在新型工業(yè)化進程中的發(fā)展趨勢

4.1 節(jié)能降耗

綠色化發(fā)展是新型工業(yè)化進程中的主要目標，只有合理控制設備及系統(tǒng)能耗，才能實現(xiàn)資源高效化利用，落實可持續(xù)發(fā)展的要求。因此，在應用氣動技術時也應該以節(jié)能降耗為重點，通過節(jié)能改造優(yōu)化系統(tǒng)運行模式。氣動系統(tǒng)的耗電量相對較大，通常占比在20%左右，特別是在壓縮空氣時會消耗大量的能量，因此應該結合工業(yè)生產(chǎn)的實際需求制定節(jié)能方案，實現(xiàn)資源高效利用。在氣動系統(tǒng)運行中，應該對其各項參數(shù)實施監(jiān)測，包括了壓力和流量等，以確保運行狀況達到標準參數(shù)要求。對于空氣泄漏的控制也是實現(xiàn)節(jié)能降耗的關鍵點，針對接頭位置和管路接口位置等實施密封處理，避免造成嚴重泄漏。

4.2 數(shù)字化

數(shù)字化也是未來氣動技術發(fā)展的必然趨勢，與數(shù)字技術的融合，可以使系統(tǒng)運行更具安全性、高效性和穩(wěn)定性。比如泄漏診斷應用程序是維持系統(tǒng)可靠運行的重要程序，可以針對各類元器件加以實時監(jiān)測，包括了軟管、驅(qū)動裝置、閥門和連接件等，在出現(xiàn)泄漏問題時及時發(fā)出告警信息并實現(xiàn)預測性維護，起到防患于未然的作用。數(shù)字化技術應用于能源效率模塊，可以借助智能單元實現(xiàn)對各個構件的智能化控制，包括了開關閥、現(xiàn)場總線和傳感器等，針對壓縮空氣消耗量實施監(jiān)測，嚴格控制系統(tǒng)壓力值[5-8]。

4.3 無油潤滑技術

部分行業(yè)在生產(chǎn)中的要求較高，為了避免對元器件造成污染，會在氣動系統(tǒng)運行中采用無油潤滑技術，這也是未來發(fā)展的基本要求，能夠簡化系統(tǒng)運行。近年來，精密過濾器逐漸得到應用，能夠?qū)⑦^濾精度控制在0.3μm以內(nèi)，過濾效率更高。膜式干燥器也是工業(yè)生產(chǎn)中的常用器件，借助于反滲析薄膜的作用，能夠起到良好的干燥效果，同時降低了設備體積和重量，如果生產(chǎn)過程中的流量較小，可以采用該器件改善生產(chǎn)條件。在啟動密封件的生產(chǎn)制造中可以融合聚四氟乙烯材料，可以改善設備的耐高溫性能[9]。多種傳感器元件的應用，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)故障的自動化診斷，以便為養(yǎng)護和維修工作提供支持。

5 結語

氣動技術在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應用，能夠有效增強設備運行可靠性，滿足綠色化生產(chǎn)的要求，同時保障作業(yè)安全性，有效提高生產(chǎn)效率，已經(jīng)成為新型工業(yè)化中不可或缺的重要技術。在實踐應用中，應該做好系統(tǒng)設計工作，實現(xiàn)系統(tǒng)功能的全面優(yōu)化，掌握氣體射流、真空系統(tǒng)和氣動執(zhí)行元件應用的要點，降低生產(chǎn)作業(yè)中的風險。在未來發(fā)展中，應該以節(jié)能降耗、數(shù)字化和無油潤滑技術等為重點，不斷提升氣動技術的應用實效性，推動我國工業(yè)化進步與發(fā)展。