2017.07.12

氣壓、液壓及電動傳動系統的優缺點比較

應用文章

概述

各產業對於傳動系統的需求大幅成長,幾乎在各類應用中都可以看到氣壓、液壓、或電動傳動系統的身影。隨著科技的進步,有許多對與氣壓、液壓及電動傳動有關的刻板印象已經過時,需要重新審視更新。雖然您可能認為您的應用只需要仰賴特定類型的傳動系統,但技術上的發展讓我們能重新檢視不同種類傳動系統的具體情況,您可能會發現您的專案適合多種不同的傳動系統解決方案。

 

首先,您必須先了解各類傳動系統運作的基本模式。

 

氣壓傳動以壓縮氣體為工作介質,靠氣體的壓力傳遞動力或信息的流體傳動,由空心圓柱體內的簡單活塞組成。手動泵或外部壓縮機使活塞在氣缸殼內移動,且隨著壓力增加,氣缸將沿著活塞的軸線移動,即可產生所需要的線性力量。透過彈簧的回彈力或在活塞相對側提供流體,即可回到其原始的縮回長度。

 

液壓傳動與氣壓傳動非常類似,唯其使用液體壓力能的變化來傳遞能量和進行控制,而非使用氣體。液壓傳動器由兩個基本部件組成:一個控制裝置,例如可變節流閥,和傳動元件,例如活塞或控制閥滑動件。

 

電動傳動是利用馬達的旋轉力(電能),將其轉換成線性運動(扭力)。利用馬達旋轉傳動器的螺桿,帶動螺母的上/下移動,產生推動/拉動的效果。

 

這三種傳動系統對其相應的應用而言都是不可或缺的,但如前所述,製造領域的重大進展使得這些傳動裝置能交互使用。但每種系統都有各自的優缺點,因此在決定適合您專案的傳動系統前,務必先衡量所有方案。

 

以下是氣壓、液壓及電動傳動系統的優缺點:

 

 

儘管製造領域已經過漫長的發展,但仍有一些應用需求是電動線性傳動系統還無法達到的,如負載等級、速度、或工作效率等。也有些應用環境是不適合電動傳動系統的,雖然很少見,但若工作週期發生極大變化或在保固條件外使用,都可能造成電動傳動器過熱的情況發生。

 

衝擊負載會影響機電傳動器上的導螺桿或軸承(培林),進而影響整個系統的性能。部分電動傳動器可能難以維持在鎖定的位置或有後退的問題,這通常與螺距有關。雖然電動系統的初始成本可能比其他傳動器方案高,但其高度的操作效率加上極低的維護成本,使其總成本低於其他類型的傳動系統。

 

總結

這三種傳動系統都具有不同的特性,在決定適合的應用系統前,應正確的衡量、分析特性所帶來的優缺點。先確定哪些需求是必要的,即可根據這些需求排除特定的傳動器系統。若到最後有兩種傳動器都能高效完成所需要的工作,則可能需要考慮系統的整體成本:包括初始投資、維護和維修費用,以及每種運動組件可能承擔的潛在風險成本。

 

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