重點分析氣動工具今后的發(fā)展趨勢

　　隨著生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，氣動技術(shù)應(yīng)用面迅速擴(kuò)大、氣動工具產(chǎn)品品種規(guī)格持續(xù)增多，性能、質(zhì)量不斷提高，市場銷售產(chǎn)值穩(wěn)步增長。氣動工具產(chǎn)品的發(fā)展趨勢主要在下述方面:

　　一、小型化、集成化

　　有限的空間要求氣動元件的外形尺寸盡量小，小型化是主要發(fā)展趨勢。現(xiàn)在zui小氣缸內(nèi)徑僅為f2.5，并配制開關(guān);電磁閥寬度僅10mm，有效截面積達(dá)5mm2;接口f4的減壓閥也已開發(fā)。據(jù)調(diào)查，小型化元件的需求量，大約每5年增加一倍。

　　氣閥的集成化不僅僅將幾只閥合裝，還包含了傳感器、可編程序控制器等功能。集成化的目的不單是節(jié)省空間，還有利于安裝、維修和工作的可靠性。

　　二、組合化、智能化

　　zui簡單的元件組合是帶閥、帶開關(guān)氣缸。在物料搬運中，已使用了氣缸、擺動氣缸、氣動夾頭和真空吸盤的組合體;還有一種移動小件物品的組合體，是將帶導(dǎo)向器的兩只氣缸分別按X和Y軸組合而成，還配有電磁閥、程控器，結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，行程可調(diào)。

　　日本精器(株)開發(fā)的智能閥帶有傳感器和邏輯回路，是氣動和光電技術(shù)的結(jié)合。不需外部執(zhí)行器，可直接讀取傳感器的信號，并由邏輯回路判斷以決定智能閥和后續(xù)執(zhí)行元件的工作。

　　開發(fā)功能模塊已有十多年歷史，正在不斷地完善，以實現(xiàn)不同的機(jī)械功能，經(jīng)濟(jì)、實用、方便。

　　三、精密化

　　為了使氣缸的定位更，使用了傳感器、比例閥等實現(xiàn)反饋控制，定位精度達(dá)0.01mm。

　　在氣缸精密方面還開發(fā)了0.3mm/s低速氣缸和0.01N微小載荷氣缸。

　　在氣源處理中，過濾精度0.01mm，過濾效率為99.9999%的過濾器和靈敏度0.001MPa的減壓閥已開發(fā)出來.

　　四、高速化

　　為了提高生產(chǎn)率，自動化的節(jié)拍正在加快，高速化是必然趨勢。

　　氣缸的活塞速度范圍為50-750mm/s。要求氣缸的活塞速度提高到5m/s，zui高達(dá)10m/s。據(jù)調(diào)查，五年后，速度2-5m/s，的氣缸需求量將增加2.5倍，5m/s以上的氣缸需求量將增加3倍。與此相應(yīng)，閥的響應(yīng)速度將加快，要求由1/100秒級提高到1/1000秒級。

　　五、無油、無味、無菌化

　　人類對環(huán)境的要求越來越高，因此無油潤滑的氣動元件將普及化。還有些特殊行業(yè)，如食品、飲料、制藥、電子等，對空氣的要求更為嚴(yán)格，除無油外，還要求無味、無菌等，這類特殊要求的過濾器將被不斷開發(fā)。

　　六、高壽命、高可靠性和自診斷功能

　　5000萬次壽命的氣閥和3000km的氣缸已商品化，但在紡織機(jī)械上有一種高頻閥壽命要求1億次以上，達(dá)2億次。這個要求，現(xiàn)有的彈性密封閥很難達(dá)到，這使間隙密封元件重新獲得重視。美國紐曼帝克(Numatics)公司有一種氣閥，采用間隙密封，通氣后閥芯在閥體內(nèi)呈懸浮狀態(tài)，形成無摩擦運動，還有自防塵功能，閥的壽命可超過2億次，這雖然是個老產(chǎn)品，還是值得借鑒。

　　氣動元件大多用于自動生產(chǎn)線上，元件的故障往往會影響全線的運行，生產(chǎn)線的突然停止，造成的損失嚴(yán)重，為此，對氣動元件的工作可靠性提出了高要求。江蘇某化纖公司要求供應(yīng)的氣動元件在設(shè)定壽命內(nèi)可靠，到期不管能否繼續(xù)使用，全部更換。這里又提出了各類元件壽命的平衡問題，即所謂等壽命設(shè)計。有時為了保證工作可靠，不得不犧牲壽命指標(biāo)，因此，氣動系統(tǒng)的自診斷功能提到了議事日程上，附加預(yù)測壽命等自診斷功能的元件和系統(tǒng)正在開發(fā)之中。

　　隨著機(jī)械裝置的多功能化，接線數(shù)量越來越多，不僅增加了安裝、維修的工作量，也容易出現(xiàn)故障，影響工作可靠性，因此配線系統(tǒng)的改進(jìn)也為氣動元件和系統(tǒng)設(shè)計人員所重視。

　　七、節(jié)能、低功耗

　　節(jié)能是企業(yè)*的課題，并將規(guī)定在建立ISO14000環(huán)保體系標(biāo)準(zhǔn)中。

　　氣動元件的低功耗不僅僅為了節(jié)能，更主要的是能與微電子技術(shù)相結(jié)合。功耗0.5W的電磁閥早已商品化，0.4W、0.3W的氣閥也已開發(fā)，可由PC直接控制。

　　八、機(jī)電一體化

　　為了達(dá)到預(yù)先設(shè)定的控制目標(biāo)(如開關(guān)、速度、輸出力、位置等)，應(yīng)采用閉路反饋控制方式。氣-電信號之間轉(zhuǎn)換，成了實現(xiàn)閉路控制的關(guān)鍵，比例控制閥可成為這種轉(zhuǎn)換的接口。在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)開發(fā)各種形式的比例控制閥和電-氣比例/伺服系統(tǒng)，并且使其性能好、工作可靠、價格便宜是氣動技術(shù)發(fā)展的一個重大課題。

　　氣缸的定位;用于車輛的懸掛系統(tǒng)以實現(xiàn)良好的減振性能;纜車轉(zhuǎn)彎時自動傾斜裝置;服侍病人的機(jī)器人等。如何將以上實例更實用、更經(jīng)濟(jì)還有待進(jìn)一步完善。比例/伺服系統(tǒng)應(yīng)用

　　九、滿足某些行業(yè)的特殊要求

　　在激烈的市場競爭中，為某些行業(yè)的特定要求開發(fā)的氣動元件是開拓市場的一個重要方面，各廠都十分關(guān)注。國內(nèi)氣動行業(yè)開發(fā)的如鋁業(yè)氣缸(耐高溫、自鎖)，鐵路氣缸(抗震、高可靠性)，鐵軌潤滑氣閥(抗低溫、自過濾能力)，環(huán)保型汽車燃?xì)庀到y(tǒng)(多介質(zhì)、性能優(yōu)良)等。先逐漸把氣動、電動工具逐漸歸納于之中。

　　十、應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料

　　型材擠壓、鑄件浸滲和模塊拼裝等技術(shù)十多年前在國內(nèi)已廣泛應(yīng)用;壓鑄新技術(shù)(液壓抽芯、真空壓鑄等)、去毛刺新工藝(爆炸法、電解法等)已在國內(nèi)逐步推廣;壓電技術(shù)、總線技術(shù)，新型軟磁材料、透析濾膜等正在被應(yīng)用;超精加工、納米技術(shù)也將被移植。

　　氣動行業(yè)的科技人員特別關(guān)注密封件發(fā)展的新動向，一旦新結(jié)構(gòu)和新材料的密封件出現(xiàn)，就會被采用。

　　十一、標(biāo)準(zhǔn)化

　　貫徹標(biāo)準(zhǔn)，尤其是ISO標(biāo)準(zhǔn)是企業(yè)必須遵守的原則。它有兩個方面工作要做:*是氣動產(chǎn)品應(yīng)貫徹與氣動有關(guān)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，如術(shù)語、技術(shù)參數(shù)、試驗方法、安裝尺寸和安全指標(biāo)等。第二是企業(yè)要建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的保證體系，現(xiàn)有3個:質(zhì)量(ISO9000)、環(huán)保(ISO14000)和安全(ISO18000)。

　　標(biāo)準(zhǔn)在不斷增添和修訂，企業(yè)及其產(chǎn)品也將隨之持續(xù)發(fā)展和更新，只有這樣才能推動氣動技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展。

　　十二、安全性

　　從頒布的有關(guān)氣動的ISO標(biāo)準(zhǔn)可知，對氣動元件和系統(tǒng)的安全性要求甚嚴(yán)。ISO4414氣動通則中將危險要素分成14類，主要有機(jī)械強度、電器、噪聲、控制失靈等。ISO組織又頒布了ISO18000標(biāo)準(zhǔn)，要求企業(yè)建立安全保證體系，將安全問題放在特別重要的議程上。為此，產(chǎn)品開發(fā)和系統(tǒng)設(shè)計切實考慮安全指標(biāo)也是氣動技術(shù)發(fā)展的總趨勢。對國內(nèi)企業(yè)而言，由于過去的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)忽視了安全問題，有必要對已投入市場的產(chǎn)品重新考核和修正。

　　十三、人機(jī)工程學(xué)設(shè)計

　　大多數(shù)重復(fù)性的工作會造成勞損。白手指(HAVS)–破壞手指血液循環(huán)，統(tǒng)計:5年里處于震動級別10m/S2的環(huán)境下，30%的操作人員會出現(xiàn)白手指癥狀。CTD–累積勞損傷病。