Электромеханические цилиндры довольно разнообразны

Линейный партнер SKF

Мощные актуаторы — электроцилиндры – нoвoе слoвo приводной техники. Эти исполнительные устройства позволяют пoлностью отказаться от гидроцилиндров и присущих им недостатков, необходимости использовать гидравлические жидкости под давлением, что весьма небезопасно и вызывает загрязнение окружающей среды. Особенно явно их преимущество при разработке новых технологических процессов, требующих использования отдельных разнесенных друг от друга устройств или при замене существующих гидроцилиндров, вызванное требованиями безопасности, удобства монтажа и технического обслуживания. Кроме того, при отключении питания электромеханический цилиндр блокируется, в отличие от гидравлического цилиндра, который требует поддержания постоянного давления масла.

В электроцилиндрах SKF используются ролико-винтовые или шарико-винтовые передачи. Конструкция электромеханических цилиндров обеспечивает долгий срок службы, большое ускорение, скорость, возможность использования при тяжелых нагрузках. В цилиндрах используется технология бесколлекторного серводвигателя со встроенным или параллельным приводом.

Преимущества электроцилиндра по сравнению с гидроцилиндром
Электроцилиндры требуют меньше времени для монтажа, их можно подключить ко всем промышленным источникам электропитания, управление перемещением по проводам более гибко, точно и надежно. Возможность точного позиционирования, перенастройки при изменении технологического процесса или модернизации, более высокая скорость, ускорение и долговечность, низкий уровень шума, компактность системы и ее высокая жесткость, низкое энергопотребление, отсутствие опасности утечки масла при разрушении гидросистемы – все это делает электроцилиндр незаменимым устройством.

Доступны варианты концевых креплений – шарнирная головка, ось и т.д.

Энергетика
Сталелитейная промышленность
Точечная сварка
Сервопрессы
Горячее формование
Литье пластмасс
Медицина
Добыча полезных ископаемых
Деревообработка

Основные серии электроцилиндров SKF

Максимальное динамическое усилие 5,4 кН
Максимальная линейная скорость 1.050 мм/с
Максимальный ход 800 мм
Размеры пневмоцилиндров ISO

Максимальное динамическое усилие 82 кН
Максимальная линейная скорость 890 мм/с
Максимальный ход 2.000 мм
4 типа шарико-винтовых и ролико-винтовых передач

Максимальное динамическое усилие 500 кН
Максимальная линейная скорость 1.111 мм/с
Максимальный ход 1.500 мм
Планетарная и рециркуляционная ролико-винтовая передача

Максимальное динамическое усилие 80 кН
Максимальная линейная скорость 1.000 мм/с
Максимальный ход 800 мм
Высокая жесткость и прочность

Максимальное динамическое усилие 13,2 кН
Максимальная линейная скорость 350 мм/с
Инвертированная ролико-винтовая передача для компактности
Высокая мощность

Максимальное динамическое усилие 10 кН
Максимальная линейная скорость 600 мм/с
Компактное решение при высокой мощности
Легкий вес

Максимальное динамическое усилие 5 кН
Максимальная линейная скорость 100 мм/с
Высокая жесткость и большие эксцентричные нагрузки
Опционально тормозная и демпфирующая системы

Специальные электроцилиндры под заказ

Преимущества каждой серии электроцилиндров

Модульные электроцилиндры CASM

Модульная конструкция, высококачественные материалы, подходят для суровых условий эксплуатации. Доступны линейные узлы с шарико-винтовой передачей и передачей винт гайка скольжения, большой выбор конструкций и размеров.

Номинальное усилие: до 82 кН
Скорость: до 890 м/с
Ускорение: до 12 м/с 2
Длина хода до 2000 мм

Модульные электроцилиндры SRSA, SVSA, SLSA

В oснове модульного электроцилиндра – роликовинтовая или шариковинтовая передача, приводимая в движение бесколлекторным двигателем через муфту или планетарный редуктор. При вращении винта гайка линейно перемещается, выдвигая шток электроцилиндра. Внутри корпуса также установлены радиально-упорные подшипники и концевые ограничители. Доступна опциональная защита от вращения на основе рельсовых направляющих. Кроме стандартного ассортимента возможно изготовление под заказ с требуемыми характеристиками.

Базовая серия с планетарной РВП – SRSA
Серия с рециркуляционной РВП для высокой точности – SVSA
Серия с ШВП большого шага для высокой скорости – SLSA

Номинальное усилие: до 250 кН
Скорость: до 1,5 м/с
Ускорение: до 25 м/с2 без нагрузки
Длина хода до 1500 мм

Компактные электроцилиндры CEMC

Подробнее о компактных электроцилиндрах CEMC

Данный ряд продукции характеризуется высокой мощностью в сочетании с миниатюрной конструкцией. Компактные модели примерно на 40% короче, чем модульные электроцилиндры, а сверхкомпактные – на 60%, уменьшение веса системы является дополнительным преимуществом. Идеально подходят для неподвижного и робототехнического оборудования и легкой замены гидроцилиндров.

Номинальное усилие: до 40 кН
Скорость: до 480 мм/с
Ускорение: до 10 м/с2 без нагрузки
Длина хода от 90 до 170 мм

Универсальные модульные электроцилиндры LEMC

Электромеханические цилиндры SKF серии LEMC имеют более простую и гибкую модульную конструкцию, чем серия SRSA. Тем не менее, они ничуть не хуже по качеству и совокупности характеристик, просто предназначены немного для других целей.

Механическая часть электроцилиндра LEMC состоит из штока и корпуса, соединенных роликовой винтовой передачей планетарного типа. Приводной двигатель соединяется с корпусом через переходник, также несущий функции редуктора.

Шаг винта: до 10 мм
Номинальное усилие: до 80 кН
Скорость: до 1000 мм/с
Длина хода: от 100 до 800 мм
Степень защиты: IP54S (опция — IP65S)

Деревообрабатывающие станки
Сборочные линии
Испытательные стенды
Обработка материалов давлением

Подробнее о сервоактуаторах SEMC

Скорость: до 600 мм/с
Ускорение: до 9,5 м/с 2
Длина хода до 125 мм
Максимальное динамическое усилие 10кН
Компактное решение с высокой мощностью
Малый вес

Решение для применений, где требуется компактность и легкость конструкции с большим сроком службы, высокими скоростями и ускорением.

Винтовые домкраты RSJA
Винтовые домкраты с ролико-винтовой передачей (РВП), используют в своей конструкции червячную передачу, упорный подшипник со сферическими роликами, ролико-винтовую пару. Использование роликов в качестве тел качения позволяет системе опускать и поднимать тяжелые грузы с высокой эффективностью и надежностью. Такой винтовой домкрат обеспечивает коэффициент полезного действия до 70 % у некоторых моделей, в зависимости от передаточного числа червячного редуктора.

Перемещение грузов и приложение сил более эффективное и надежное по сравнению с другими типами механических актуаторов
Позволяет осуществлять более быструю работу и более длинное перемещение при высоких нагрузках
Требует меньших затрат энергии
Передача высокой мощности без нагрева
Обеспечивает точную работу даже в неблагоприятных условиях, таких как загрязнения и недостаточное смазывание
Прочная конструкция для восприятия ударных нагрузок

Во избежание недоразумений в терминологии, подчеркнем, что винтовой домкрат, о котором шла речь, отличается от простого автомобильного не величиной, а устройством.

Электроцилиндры

ROBO цилиндр® это универсальный, рациональный и экономичный линейный актуатор с шариковинтовой передачей от Intelligent Actuator ИАИ. ROBO цилиндр ® предлагает:

Позиционирование в любом количестве точек
±.02мм повторяемость
Программируемый контроль скорости
Программируемое ускорение и замедление
Программируемый контроль усилия (функция нажатия)
Длина хода от 50 мм дo 1000 м
Скорость от 1 мм/с дo 1000 мм/с (в зависимости от модели)
Последовательный интерфейс I/O для соединения до 16 осей
Долговечность (5,000 км)
Низкое потребление энергии (по сравнению с компрессорами пневмоцилиндров)
Гарантия 1 год

Экономичный и легкий в использовании ROBO цилиндр® специально сконструирован, чтобы выполнять легкие задачи, которые обычно выполнялись воздушными цилиндрами, но с большей универсальностью и управляемостью.

ROBO цилиндр® — это актуатор для разнообразного применения, который позволяет заказчику управлять положением, скоростью, ускорением, замедлением и усилием с управлением от PLC. Это универсальная и легкая в использовании альтернатива пневматическому цилиндру с контролем от PLC (программируемый логический контроллер).

Актуаторы доступны в широком разнообразии конфигураций, чтобы соответствовать Вашим особым требованиям. Основные различия заключаются в базовой конструкции корпуса актуатора и в модели задействованного мотора.

Новые и улучшенные модели RCP2 и ERC работают на гибридном шаговом двигателе, который идеально подходит для низкоскоростного применения с большим осевым усилием. Актуаторы RCS c сервомотором переменного тока идеально подходят для постоянной нагрузки при различных скоростях. И актуаторы серии RCP и серии RCS линейного позиционирования поставляются в широком ассортименте с различными конфигурациями штоков и кареток, отвечая широкому ряду требований.

У актуаторов серии RCP и RCS разные характеристики. Актуаторы RCP имеют более высокую грузоподъемность на более низких скоростях. При увеличении груза актуатор RCP начнёт снижать скорость в соответствии с кривой крутящего момента шагового электродвигателя. Актуаторы RCS будут поддерживать постоянную скорость при любой допустимой нагрузке. Если нагрузка будет превышена, сервомотор переменного тока вызовет отключение (замыкание) контроллера.

В зависимости от хода шарико-винтовой подачи все актуаторы ROBO цилиндров® доступны в высоко-, средне- и низкоскоростных моделях. Кареточный тип способен развить скорость до 1000 мм в секунду и штоковый тип до 800 мм в секунду.

ROBO цилиндры как правило используются в одноосных устройствах для простого позиционирования от точки к точке. Они также могут быть интегрированы и в многоосевые декартовые системы позиционирования от Intelligent Actuator.

Электроцилиндры для гидроэнергетики

Современные технологии позволили разработать электромеханические линейные сервоприводы-электроцилиндры, которые исключают перечисленные выше риски, а в перспективе способны полностью вытеснить гидравлические системы в электроэнергетике. В числе достойных разработок наших дней – электромеханические линейные приводы корпорации EXLAR (США), официальным представителем которой в России является НТЦ «Прогрессивные Технологии» (www.p-techno.ru) – компания, создающая собственные уникальные решения на их основе.

Как это работает

В основе конструкции линейных сервомоторов EXLAR заложен ряд инновационных решений в области механики и электротехники. «Сердце» устройства – синхронный сервомотор с постоянными магнитами и встроенным датчиком обратной связи. Магнитное поле, создаваемое обмотками статора, вращает ротор сервомотора – полый цилиндр с внутренней резьбой, внутри которого по резьбе линейно движется гайка с большим количеством роликов. На внешней поверхности ротора надежно закреплены ряды постоянных магнитов, количество которых определяет величину крутящего момента и, соответственно, усилие линейного перемещения. Инвертированная ролико-винтовая передача преобразует вращение ротора сервомотора в поступательное движение штока. Важно знать, что ролико-винтовые передачи (РВП) несопоставимо надежнее шарико-винтовых передач (ШВП) и надежнее и экономичнее элементов серво- или пропорциональной гидравлики.

Современные электроцилиндры работают на скоростях до 1,5 м/сек, с усилиями до 1000 кН (100 тонн), ход штока составляет до 9 метров, при этом точность позиционирования составляет единицы микрон, а КПД электроцилиндра достигает более 85 процентов. Изменение нагрузки ведет к моментальному изменению потребляемого тока, пропорционального нагрузке. Если нагрузка не меняется, потребление электроэнергии можно свести до минимума. Наработка на отказ электроцилиндров EXLAR составляет от 70 тысяч до 200 тысяч часов (восемь – двадцать пять лет), при минимальных требованиях к обслуживанию. Как показывает практика, надежность электроцилиндров EXLAR при круглосуточной непрерывной работе, устойчивость к экстремальным температурам, вибростойкость и способность работать при ударных нагрузках до 200 g значительно превышает любые серийно выпускаемые изделия подобного типа. Перечисленные выше преимущества привели к широкому использованию электроцилиндров как в установках военного назначения, так и в мирных целях, включая энергетику и нефтехимию, металлургию, авиационное машиностроение и кораблестроение.

Применение для ГЭС

Одна из наиболее перспективных областей применения электромеханических систем – гидроэнергетика, требующая надежной работы, высокой точности позиционирования и быстродействия. Электроцилиндры, разработанные на базе оборудования EXLAR, – идеальная альтернатива гидравлическим приводам главного золотника или главного сервомотора для различных типов турбин. Использование в качестве привода исполнительных механизмов электроцилиндров с РВП, в том числе дублированных, позволяет существенно улучшить динамику рабочих органов, а в перспективе (при установке электродвигателя вместо главного сервомотора) позволяет отказаться от гидравлики вообще. Кроме того, использование электроцилиндров позволяет непосредственно контролировать положение и динамику поворота лопаток направляющего аппарата. Для самых крупных гидроагрегатов использование электроцилиндров EXLAR в качестве приводов главных золотников позволит существенно снизить требования к качеству масла, которое критично для гидрораспределителей и побудительных золотников, что приводит к существенному снижению ежегодных затрат на обслуживание и повышает надежность систем.

Шаг к лидерству

Насколько весомы эти обстоятельства в глазах потенциальных заказчиков? С какими обстоятельствами, действующими «за» и «против», встречается внедрение электромеханики в России? Об этом рассказывает Владислав Жук, генеральный директор НТЦ «Прогрессивные Технологии».

– Электромеханические цилиндры вместо привычной, но небезупречной гидравлики – достаточно новая практика для нашей страны. Имеются ли примеры внедрения электроцилиндров в российской энергетике?

– Такие примеры есть, и их немало! Уже более десяти лет модернизация так называемых систем регулирования частоты и мощности турбоагрегатов 110‑800 МВт в теплоэнергетике ведется с использованием линейных серводвигателей EXLAR. Далее, за последние несколько лет с применением серводвигателей EXLAR выполнено немало крупных модернизаций на технологических турбоагрегатах различных химических и нефтехимических предприятий с мощностью турбин до 25 МВт. При этом использовались взрывозащищенные и полностью дублированные электроцилиндры, установленные на основные клапаны турбины. Наконец, я уверен, что читатели «Энергетики и промышленности России» знакомы с идеей ПЭБ – первого в мире плавучего атомного энергоблока, основного элемента плавучих атомных тепловых электростанций (ПАТЭС). Проект строительства ПЭБ также подразумевает применение наших электроцилиндров, предназначенных для управления регулирующими клапанами и золотниками паровой турбины, и эти электроцилиндры уже закуплены для строительства первого ПЭБ.

– Многие из разработок, перечисленных выше, нашли достаточно широкое применение, другие пока существуют на сегодняшний день в единственном экземпляре. Как соотносится в практике НТЦ «Прогрессивные Технологии» процент типовых и уникальных решений?

– В некоторых случаях это серийный продукт, который подходит под конкретную задачу. Но в подавляющем большинстве случаев, особенно для задач энергетики, мы предлагаем уникальный продукт, разработанный по требованиям наших технических специалистов. Ведь в дополнение к «железкам» – электроцилиндрам или линейным серводвигателям – требуется система управления, «мозги», которые обеспечат работу по заданным алгоритмам.

– Значит ли это, что немалая часть решений разрабатывается и проектируется «с нуля»?

– Точнее было бы сказать, что мы тесно работаем со специалистами, эксплуатирующими оборудование, при этом не только предлагаем нашим заказчикам наши разработки и идеи, но и учимся у них. К счастью, на производствах еще остались неравнодушные люди, энтузиасты, болеющие за свое дело и честно выполняющие свою работу.

– При этом ваша компания носит «говорящее» имя – «Прогрессивные Технологии», что говорит о том, что вы внедряете инновационные технологии для производств и энергетики?

– Все это совершенно верно. Несмотря на большой опыт наших специалистов в области автоматизированного электропривода, мы не работаем на типовых рынках, где сосредоточены практически все российские компании, внедряющие электроприводы. Помимо специальных электродвигателей, уникальных электроприводов и электроцилиндров, мы также занимаемся вопросами повышения качества электроэнергии и энергосберегающими технологиями для производств. Во многих случаях предлагаемые нами решения превосходят и типовые западные решения, и отечественные решения, основанные уже на устаревших технологиях.

– Какие обстоятельства приводят ваших заказчиков к выбору прогрессивных решений?

– Прежде всего – их ум и неравнодушие, а технические преимущества были перечислены выше. Но есть и другие обстоятельства, доказывающие не только теоретические преимущества электромеханики, но и вполне весомые, конкретные плюсы, связанные с внедрением решений такого рода в РФ. Это и успешный опыт внедрений на аналогичных предприятиях в России и в мире, отличные отзывы от эксплуатационного персонала и от руководства.

Практика показывает, что переход от гидравлики к электромеханике сокращает количество простоев и существенно повышает качество регулирования, тем более что большинство наших заказчиков прекрасно знают о проблемах, связанных с гидравликой.

Еще один существенный довод в пользу электромеханики – высокая надежность оборудования, его «неубиваемость». К сожалению, на некоторых ГРЭС были пожары, электроцилиндры EXLAR, несмотря на потемневшие от копоти корпуса, находятся в рабочем состоянии, это же касается и затопления оборудования на ряде объектов.

Наконец, очень весомое значение имеет снижение стоимости эксплуатации и модернизации, а также возможность построения полностью прозрачной, понятной и удобной в эксплуатации системы.

– Можете ли вы вкратце рассказать о других интересных решениях, не связанных с электромеханикой, разработкой и внедрением которых занимается НТЦ «Прогрессивные Технологии»?

– Сегодня в нашей компании активно идет развитие направления, связанного с качеством энергоснабжения. Это вопросы подавления гармоник, компенсации реактивной мощности, простоев на производствах из‑за кратковременных просадок напряжений, обусловленных различными факторами, включая природные. Все эти вопросы мы можем решать на достаточно глубоком и качественно новом уровне. Технологии, внедрением которых занимается наша компания, являются новыми и передовыми не только для России, но и для всего мира. В частности, это расчет и установка активных фильтров и динамических компенсаторов искажения напряжения, позволяющая оптимизировать и «очистить» энергоснабжение, сэкономить 15‑30 процентов потребляемой электроэнергии и обеспечить устойчивую и бесперебойную работу на непрерывных производствах. Но это тема для отдельного рассказа.