氣動工具技術發展十一個趨向

   隨著生產自動化程度的不斷提高，氣動技術應用面迅速擴大、氣動產品品種規格持續增多，性能、質量不斷提高，市場銷售產值穩步增長。氣動產品的發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儘量小，小型化是主要發展趨勢。現在最小氣缸內徑僅為f2.5，並配製開關；電磁閥寬度僅10mm，有效截面積達5mm2；接口f4的減壓閥也已開發。據調查，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隻閥合裝,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省空間，還有利於安裝、維修和工作的可靠性。

    二、組合化、智能化

    最簡單的元件組合是帶閥、帶開關氣缸。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，是將帶導向器的兩隻氣缸分別按X和Y軸組合而成，還配有電磁閥、程控器，結構緊湊，占用空間小，行程可調。

    日本精器(株)開發的智能閥帶有傳感器和邏輯迴路，是氣動和光電技術的結合。不需外部執行器，可直接讀取傳感器的信號，並由邏輯迴路判斷以決定智能閥和後續執行元件的工作。

    開發功能模塊已有十多年歷史，現在正在不斷地完善。這些通用化的模塊可以進行多種方案的組合，以實現不同的機械功能，經濟、實用、方便。

    三、精密化

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

    在氣缸精密方面還開發了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的減壓閥已開發出來.

    四、高速化

    為了提高生產率，自動化的節拍正在加快，高速化是必然趨勢。

    目前氣缸的活塞速度範圍為50-750mm/s。要求氣缸的活塞速度提高到5m/s，最高達10m/s。據調查，五年後，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，閥的響應速度將加快，要求由現在的1/100秒級提高到1/1000秒級。

   五、無油、無味、無菌化

    人類對環境的要求越來越高，因此無油潤滑的氣動元件將普及化。還有些特殊行業，如食品、飲料、製藥、電子等，對空氣的要求更為嚴格，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。

    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，但在紡織機械上有一種高頻閥壽命要求1億次以上，最好達2億次。這個要求，現有的彈性密封閥很難達到，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，採用間隙密封，通氣後閥芯在閥體內呈懸浮狀態，形成無摩擦運動，還有自防塵功能，閥的壽命可超過2億次，這雖然是個老產品，還是值得借鑑。

    氣動元件大多用於自動生產線上，元件的故障往往會影響全線的運行，生產線的突然停止，造成的損失嚴重，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的氣動元件在設定壽命內絕對可靠，到期不管能否繼續使用，全部更換。這裡又提出了各類元件壽命的平衡問題，即所謂等壽命設計。有時為了保證工作可靠，不得不犧牲壽命指標，因此，氣動系統的自診斷功能提到了議事日程上，附加預測壽命等自診斷功能的元件和系統正在開發之中。

    隨著機械裝置的多功能化，接線數量越來越多，不僅增加了安裝、維修的工作量，也容易出現故障，影響工作可靠性，因此配線系統的改進也為氣動元件和系統設計人員所重視。

    七、節能、低功耗

    節能是企業永久的課題，並將規定在建立ISO14000環保體系標準中。

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

    八、機電一體化

    為了精確達到預先設定的控制目標(如開關、速度、輸出力、位置等)，應採用閉路反饋控制方式。氣-電信號之間轉換，成了實現閉路控制的關鍵，比例控制閥可成為這種轉換的接口。在今後相當長的時期內開發各種形式的比例控制閥和電-氣比例/伺服系統，並且使其性能好、工作可靠、價格便宜是氣動技術發展的一個重大課題。

    現在比例/伺服系統的應用例子已不少，如氣缸的精確定位；用於車輛的懸掛系統以實現良好的減振性能；纜車轉彎時自動傾斜裝置；服侍病人的機器人等。如何將以上實例更實用、更經濟還有待進一步完善。

    九、滿足某些行業的特殊要求

    在激烈的市場競爭中，為某些行業的特定要求開發專用的氣動元件是開拓市場的一個重要方面，各廠都十分關注。國內氣動行業近期開發的如鋁業專用氣缸(耐高溫、自鎖)，鐵路專用氣缸(抗震、高可靠性)，鐵軌潤滑專用氣閥(抗低溫、自過濾能力)，環保型汽車燃氣系統(多介質、性能優良)等。

    十、應用新技術、新工藝、新材料

    型材擠壓、鑄件浸滲和模塊拼裝等技術十多年前在國內已廣泛應用；壓鑄新技術(液壓抽芯、真空壓鑄等)、去毛刺新工藝(爆炸法、電解法等)已在國內逐步推廣；壓電技術、總線技術，新型軟磁材料、透析濾膜等正在被應用；超精加工、納米技術也將被移植。

    氣動行業的科技人員特別關注密封件發展的新動向,一旦新結構和新材料的密封件出現,就會被採用。

    十一、標準化

    貫徹標準，尤其是ISO國際標準是企業必須遵守的原則。它有兩個方面工作要做：第一是氣動產品應貫徹與氣動有關的現行標準，如術語、技術參數、試驗方法、安裝尺寸和安全指標等。第二是企業要建立標準規定的保證體系，現有3個：質量(ISO9000)、環保(ISO14000)和安全(ISO18000)。

    標準在不斷增添和修訂，企業及其產品也將隨之持續發展和更新，只有這樣才能推動氣動技術穩步發展。

    十二、安全性

    從近期頒布的有關氣動的ISO國際標準可知，對氣動元件和系統的安全性要求甚嚴。ISO4414氣動通則中將危險要素分成14類，主要有機械強度、電器、噪聲、控制失靈等。ISO國際組織又頒布了ISO18000標準，要求企業建立安全保證體系，將安全問題放在特別重要的議程上。為此，產品開發和系統設計切實考慮安全指標也是氣動技術發展的總趨勢。對國內企業而言，由於過去的行業標準忽視了安全問題，有必要對已投入市場的產品重新考核和修正。

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