電動缸是一種精度高、集成性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、輕污染的電作動系統(tǒng)。電動缸電機(jī)通過同步帶輪、齒輪、渦輪蝸桿等傳動機(jī)構(gòu)帶動絲杠轉(zhuǎn)動，具有配合靈活、安裝容易，設(shè)定簡單、使用方便，另外還具有強(qiáng)度高、回程間隙小、壽命長、控制性能好、控制精度高、維護(hù)成本低等特點。 現(xiàn)階段我公司已有各種形式的電動缸技術(shù)，包括伸縮旋轉(zhuǎn)式電動缸、儲能式電動缸、螺母驅(qū)動式電動缸、電機(jī)融合式大推力電動缸、緩沖式電動缸、高頻電動缸、倒裝式電動缸等。

產(chǎn)品優(yōu)勢

工程車輛是機(jī)械工業(yè)的一個重要組成部分，在城市建設(shè)、交通運輸、能源開采、近海開發(fā)、農(nóng)田水利和國防建設(shè)中都起著重要的作用，為現(xiàn)代化建設(shè)提供了先進(jìn)的施工機(jī)具和手段。然而隨著全球能源短缺和環(huán)境污染問題，部分發(fā)達(dá)國家宣布禁售燃油車，我國工信部也將全面禁售燃油車提上日程。

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電動缸現(xiàn)已經(jīng)具有高速、高效率、大功率、高可靠性、高集成性的特點，且維護(hù)成本不到液壓缸的十分之一。工程車在進(jìn)行電作動改造后，可有效避免原有液壓缸因跑、冒、滴、漏、換級沖擊等造成的壽命、效率損失，提高工程車的壽命和能源利用率。

在工業(yè)4.0背景下，伺服電動缸因其閉環(huán)控制、高精度、高響應(yīng)、高剛性的特點，更利于實現(xiàn)自動化和信息化的融合，工程車電作動系統(tǒng)將在后續(xù)工程機(jī)械領(lǐng)域中廣泛使用。

可靠性角度分析

液壓缸的系統(tǒng)組成較為復(fù)雜，其中包括液壓管路、液壓泵、液壓閥、缸體等，液壓缸的行程通過電磁閥接收到接近開關(guān)信號來控制，其位置鎖止是由鎖止閥控制，若液壓系統(tǒng)存在漏油，液壓缸的行程精度、位置保持精度下降。

電動缸系統(tǒng)構(gòu)成相比于液壓缸簡單，電機(jī)與缸體集成在一起，再加上控制器與線纜，結(jié)構(gòu)簡單緊湊；電動缸行程通過接近開關(guān)控制，高可靠性的接近開關(guān)控制電動缸伸縮，行程控制可靠；電動缸的伸出通過電動機(jī)轉(zhuǎn)動控制，電機(jī)的轉(zhuǎn)動通過控制器精確控制，使電動缸在任何行程內(nèi)的位置都可停止并鎖緊（絲杠自鎖、電機(jī)抱閘），位置鎖止可靠。

測試性角度分析

液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障難以診斷是目前行業(yè)難題，主要是由于壓力測試點的選擇較為復(fù)雜，這也導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的測試和維修困難。

電動缸測試性設(shè)計時，合理選擇測試的方式、方法，合理劃分產(chǎn)品單元并設(shè)置測試點，方便調(diào)試與維修。

維修性角度分析

液壓缸的維護(hù)分為密封件的檢查與維護(hù)、缸筒的檢查與維護(hù)、活塞桿/導(dǎo)向套的檢查與維護(hù)、緩沖閥的檢查與維護(hù)。

電動缸是將電機(jī)、減速器、齒輪減速箱、缸體一體化設(shè)計，在電動缸發(fā)生故障時容易進(jìn)行故障隔離與故障排查。同時，由于集成性較高、零部件較少，故障點低，維修概率較小，基本只需進(jìn)行常規(guī)注脂保養(yǎng)。

安全性角度分析

在日常工作中，液壓系統(tǒng)不時出現(xiàn)安全事故，輕者人員傷亡、重者有生命只憂，甚至導(dǎo)致工作場所的嚴(yán)重破壞。

對于電動缸而言，當(dāng)電動缸運行時，驅(qū)動器檢測到電流大于設(shè)定值時，發(fā)出報警同時停止工作，并在驅(qū)動器數(shù)碼管顯示對應(yīng)的報警信息，并將報警信息反饋給上位機(jī)。電動缸具有位置鎖定功能、限流功能，電動缸在運行過程中發(fā)生斷電的情況下，電動缸進(jìn)行自鎖；在電動缸發(fā)生故障時開啟限流，保證負(fù)載及缸的安全性。

保障性角度分析

液壓缸中的液壓油粘度容易受外界溫度影響，當(dāng)液壓缸處于低溫環(huán)境下時，液壓油粘度變大，液壓油分子間的間隙減小，從而導(dǎo)致液壓油摩擦力變大，液壓缸效率降低；液壓缸在砂塵工況下作動時，若砂塵進(jìn)入到液壓系統(tǒng)內(nèi)，會減小液壓閥門、液壓泵、液壓管路使用壽命。

電動缸主要組成為電機(jī)、減速器、缸體等等機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，使用環(huán)境溫度的變化對電動缸運行影響小，通常電動缸的工作溫度范圍為-40~80攝氏度，電動缸在設(shè)計時選用滿足高低溫工作性能的電機(jī)、減速器、驅(qū)動器，其中結(jié)構(gòu)件的潤滑采用適應(yīng)高低溫潤滑脂，使電動缸具有良好的溫度適應(yīng)性；電動缸安裝面采用橡膠或銅箔進(jìn)行密封，推桿伸出端面采用斯特封防塵圈進(jìn)行防水防塵處理，所以電動缸可在水中、砂塵工況下進(jìn)行可靠作業(yè)。

從壽命維度分析

因電動缸所有動力、傳動、執(zhí)行元件均為機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)，其壽命可通過L10壽命計算和動態(tài)額定負(fù)載進(jìn)行預(yù)估，而液壓缸的壽命與環(huán)境溫度等外界條件關(guān)系較大，難以進(jìn)行準(zhǔn)確計算。經(jīng)市場調(diào)研，液壓系統(tǒng)壽命一般使用時間為12000h，按照12小時工作制進(jìn)行計算約為4年，而電動缸壽命可根據(jù)實際需要進(jìn)行提前計算、設(shè)計，理論壽命＞液壓缸。但是，軸承作為電動缸的薄弱零部件，其平均無故障使用時間約為1000h，相比較液壓缸的閥門、管道、液壓油等元器件的無故障使用時間更低，故電動缸更適用于工作間隔更大的工程車，如汽車起重機(jī)、自卸車、推土機(jī)。

電動缸選型

常規(guī)電動缸

一般常用電動缸結(jié)構(gòu)形式為：直連式、折返式、直角式等，根據(jù)安裝空間的限制可選用不同結(jié)構(gòu)形式的電動缸。

同步帶式電動缸

同步帶傳動式電動缸具有以下性能特點：1）傳動準(zhǔn)確，工作時無滑動，具有恒定的傳動比；2）傳動平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪音低；3）同步帶傳動效率高，可達(dá)0.98，節(jié)能效果明顯；4）速比范圍大，一般可達(dá)10（齒輪傳動電動缸考慮齒輪箱大小速比一般在1~1.5），線速度可達(dá)50mm/s，具有較大的功率傳遞范圍可達(dá)幾瓦到幾千瓦；5）可用于長距離傳動，同步帶傳動式電動缸傳動中心距最大可達(dá)10m以上。

高頻電動缸

高頻電動缸采用螺旋機(jī)構(gòu)通過缸筒限位轉(zhuǎn)化為直線運動，電動缸輸入軸轉(zhuǎn)動一圈電動缸可往返一個行程，具有高頻特性。高頻電動缸與柴油錘打樁機(jī)的動力輸出都是以曲柄連桿機(jī)構(gòu)為模型，輸入軸帶動曲軸轉(zhuǎn)動一圈，負(fù)載可往返一個行程。高頻電動缸的動力輸入有所不同，高頻電動缸是通過電機(jī)帶動曲軸轉(zhuǎn)動使活塞（推桿）做往復(fù)運動。結(jié)合高頻電動缸性能特點以及打樁機(jī)功能，可將高頻電動缸應(yīng)用于打樁機(jī)。

伸縮旋轉(zhuǎn)式電動缸

旋挖鉆機(jī)是一種綜合性的鉆機(jī)，它具有成孔速度快，污染少機(jī)動性強(qiáng)等特點。旋挖鉆機(jī)工作時鉆機(jī)動力裝置為鉆桿提供扭矩、加壓裝置為鉆桿提供壓力，鉆頭回轉(zhuǎn)破碎沿土，并將沿土裝入鉆頭內(nèi)并將沿土外卸。伸縮旋轉(zhuǎn)式電動缸是一種既前后伸縮往返運動，同時能360°任意旋轉(zhuǎn)的電動缸。將伸縮旋轉(zhuǎn)式電動缸的推桿與鉆頭連接完成旋鉆的功能。

緩沖式電動缸

推土機(jī)前部裝有大型的金屬推土鏟，使用時推土產(chǎn)上方的液壓缸伸出放下推土鏟，向前鏟削并推送泥、沙及石塊等，推土鏟位置和角度可以調(diào)整。具有操作靈活、轉(zhuǎn)動方便等特點。推土機(jī)工作時推土鏟容易受到偏向載荷，從而會影響到作動器的壽命。緩沖式電動缸在啟動、沖擊等過程中的瞬間沖擊載荷作用降低，緩沖式電動缸運用在推土機(jī)上，作為舉升推土鏟的作動器，相比于液壓缸的使用壽命得到有效提高。

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應(yīng)用領(lǐng)域

伺服電動缸因其閉環(huán)控制、高精度、高響應(yīng)、高剛性的特點，更利于實現(xiàn)自動化和信息化的融合，工程車電作動系統(tǒng)將在后續(xù)工程機(jī)械領(lǐng)域中廣泛使用。