電動(dòng)缸是一種精度高、集成性高、環(huán)境適應性強、輕污染的電作動(dòng)系統。電動(dòng)缸電機通過(guò)同步帶輪、齒輪、渦輪蝸桿等傳動(dòng)機構帶動(dòng)絲杠轉動(dòng)，具有配合靈活、安裝容易，設定簡(jiǎn)單、使用方便，另外還具有強度高、回程間隙小、壽命長(cháng)、控制性能好、控制精度高、維護成本低等特點(diǎn)。 現階段我公司已有各種形式的電動(dòng)缸技術(shù)，包括伸縮旋轉式電動(dòng)缸、儲能式電動(dòng)缸、螺母驅動(dòng)式電動(dòng)缸、電機融合式大推力電動(dòng)缸、緩沖式電動(dòng)缸、高頻電動(dòng)缸、倒裝式電動(dòng)缸等。

產(chǎn)品優(yōu)勢

工程車(chē)輛是機械工業(yè)的一個(gè)重要組成部分，在城市建設、交通運輸、能源開(kāi)采、近海開(kāi)發(fā)、農田水利和國防建設中都起著(zhù)重要的作用，為現代化建設提供了先進(jìn)的施工機具和手段。然而隨著(zhù)全球能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題，部分發(fā)達國家宣布禁售燃油車(chē)，我國工信部也將全面禁售燃油車(chē)提上日程。

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電動(dòng)缸現已經(jīng)具有高速、高效率、大功率、高可靠性、高集成性的特點(diǎn)，且維護成本不到液壓缸的十分之一。工程車(chē)在進(jìn)行電作動(dòng)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(chē)的壽命和能源利用率。

在工業(yè)4.0背景下，伺服電動(dòng)缸因其閉環(huán)控制、高精度、高響應、高剛性的特點(diǎn)，更利于實(shí)現自動(dòng)化和信息化的融合，工程車(chē)電作動(dòng)系統將在后續工程機械領(lǐng)域中廣泛使用。

可靠性角度分析

液壓缸的系統組成較為復雜，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(guò)電磁閥接收到接近開(kāi)關(guān)信號來(lái)控制，其位置鎖止是由鎖止閥控制，若液壓系統存在漏油，液壓缸的行程精度、位置保持精度下降。

電動(dòng)缸系統構成相比于液壓缸簡(jiǎn)單，電機與缸體集成在一起，再加上控制器與線(xiàn)纜，結構簡(jiǎn)單緊湊；電動(dòng)缸行程通過(guò)接近開(kāi)關(guān)控制，高可靠性的接近開(kāi)關(guān)控制電動(dòng)缸伸縮，行程控制可靠；電動(dòng)缸的伸出通過(guò)電動(dòng)機轉動(dòng)控制，電機的轉動(dòng)通過(guò)控制器精確控制，使電動(dòng)缸在任何行程內的位置都可停止并鎖緊（絲杠自鎖、電機抱閘），位置鎖止可靠。

測試性角度分析

液壓系統出現故障難以診斷是目前行業(yè)難題，主要是由于壓力測試點(diǎn)的選擇較為復雜，這也導致液壓系統的測試和維修困難。

電動(dòng)缸測試性設計時(shí)，合理選擇測試的方式、方法，合理劃分產(chǎn)品單元并設置測試點(diǎn)，方便調試與維修。

維修性角度分析

液壓缸的維護分為密封件的檢查與維護、缸筒的檢查與維護、活塞桿/導向套的檢查與維護、緩沖閥的檢查與維護。

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

安全性角度分析

在日常工作中，液壓系統不時(shí)出現安全事故，輕者人員傷亡、重者有生命只憂(yōu)，甚至導致工作場(chǎng)所的嚴重破壞。

對于電動(dòng)缸而言，當電動(dòng)缸運行時(shí)，驅動(dòng)器檢測到電流大于設定值時(shí)，發(fā)出報警同時(shí)停止工作，并在驅動(dòng)器數碼管顯示對應的報警信息，并將報警信息反饋給上位機。電動(dòng)缸具有位置鎖定功能、限流功能，電動(dòng)缸在運行過(guò)程中發(fā)生斷電的情況下，電動(dòng)缸進(jìn)行自鎖；在電動(dòng)缸發(fā)生故障時(shí)開(kāi)啟限流，保證負載及缸的安全性。

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，當液壓缸處于低溫環(huán)境下時(shí)，液壓油粘度變大，液壓油分子間的間隙減小，從而導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(dòng)時(shí)，若砂塵進(jìn)入到液壓系統內，會(huì )減小液壓閥門(mén)、液壓泵、液壓管路使用壽命。

電動(dòng)缸主要組成為電機、減速器、缸體等等機械傳動(dòng)機構，結構簡(jiǎn)單緊湊，使用環(huán)境溫度的變化對電動(dòng)缸運行影響小，通常電動(dòng)缸的工作溫度范圍為-40~80攝氏度，電動(dòng)缸在設計時(shí)選用滿(mǎn)足高低溫工作性能的電機、減速器、驅動(dòng)器，其中結構件的潤滑采用適應高低溫潤滑脂，使電動(dòng)缸具有良好的溫度適應性；電動(dòng)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(dòng)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(dòng)缸所有動(dòng)力、傳動(dòng)、執行元件均為機械傳動(dòng)結構，其壽命可通過(guò)L10壽命計算和動(dòng)態(tài)額定負載進(jìn)行預估，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)行準確計算。經(jīng)市場(chǎng)調研，液壓系統壽命一般使用時(shí)間為12000h，按照12小時(shí)工作制進(jìn)行計算約為4年，而電動(dòng)缸壽命可根據實(shí)際需要進(jìn)行提前計算、設計，理論壽命＞液壓缸。但是，軸承作為電動(dòng)缸的薄弱零部件，其平均無(wú)故障使用時(shí)間約為1000h，相比較液壓缸的閥門(mén)、管道、液壓油等元器件的無(wú)故障使用時(shí)間更低，故電動(dòng)缸更適用于工作間隔更大的工程車(chē)，如汽車(chē)起重機、自卸車(chē)、推土機。

電動(dòng)缸選型

常規電動(dòng)缸

一般常用電動(dòng)缸結構形式為：直連式、折返式、直角式等，根據安裝空間的限制可選用不同結構形式的電動(dòng)缸。

同步帶式電動(dòng)缸

同步帶傳動(dòng)式電動(dòng)缸具有以下性能特點(diǎn)：1）傳動(dòng)準確，工作時(shí)無(wú)滑動(dòng)，具有恒定的傳動(dòng)比；2）傳動(dòng)平穩，具有緩沖、減振能力，噪音低；3）同步帶傳動(dòng)效率高，可達0.98，節能效果明顯；4）速比范圍大，一般可達10（齒輪傳動(dòng)電動(dòng)缸考慮齒輪箱大小速比一般在1~1.5），線(xiàn)速度可達50mm/s，具有較大的功率傳遞范圍可達幾瓦到幾千瓦；5）可用于長(cháng)距離傳動(dòng)，同步帶傳動(dòng)式電動(dòng)缸傳動(dòng)中心距最大可達10m以上。

高頻電動(dòng)缸

高頻電動(dòng)缸采用螺旋機構通過(guò)缸筒限位轉化為直線(xiàn)運動(dòng)，電動(dòng)缸輸入軸轉動(dòng)一圈電動(dòng)缸可往返一個(gè)行程，具有高頻特性。高頻電動(dòng)缸與柴油錘打樁機的動(dòng)力輸出都是以曲柄連桿機構為模型，輸入軸帶動(dòng)曲軸轉動(dòng)一圈，負載可往返一個(gè)行程。高頻電動(dòng)缸的動(dòng)力輸入有所不同，高頻電動(dòng)缸是通過(guò)電機帶動(dòng)曲軸轉動(dòng)使活塞（推桿）做往復運動(dòng)。結合高頻電動(dòng)缸性能特點(diǎn)以及打樁機功能，可將高頻電動(dòng)缸應用于打樁機。

伸縮旋轉式電動(dòng)缸

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

緩沖式電動(dòng)缸

推土機前部裝有大型的金屬推土鏟，使用時(shí)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整。具有操作靈活、轉動(dòng)方便等特點(diǎn)。推土機工作時(shí)推土鏟容易受到偏向載荷，從而會(huì )影響到作動(dòng)器的壽命。緩沖式電動(dòng)缸在啟動(dòng)、沖擊等過(guò)程中的瞬間沖擊載荷作用降低，緩沖式電動(dòng)缸運用在推土機上，作為舉升推土鏟的作動(dòng)器，相比于液壓缸的使用壽命得到有效提高。

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應用領(lǐng)域

伺服電動(dòng)缸因其閉環(huán)控制、高精度、高響應、高剛性的特點(diǎn)，更利于實(shí)現自動(dòng)化和信息化的融合，工程車(chē)電作動(dòng)系統將在后續工程機械領(lǐng)域中廣泛使用。