Diplomová práce, srovnávající pneumatické, hydraulické a elektrické systémy lineárních pohonů Myšlenka využití elektrických pohonů pro vedení lineárního pohybu je poměrně nová, neboť tento druh pohybu byl dříve doménou hlavně hydraulických a pneumatických systémů. Dánská firma LINAK, která je výrobcem elektrických lineárních pohonů a opravdovým průkopníkem na tomto poli, inspirovala jednoho ze studentů oboru aplikovaných věd na univerzitě Middle Hesse k vědeckému porovnání těchto tří rozdílných technologií, přičemž hlavním hlediskem byla energetická efektivita těchto systémů. Svou diplomovou práci Matthias John uzavírá prostým tvrzením : z hlediska spotřeby energie jsou systémy elektrických pohonů v mnoha aplikacích jednoznačným vítězem. Vzrůstající cena energie hraje stále důležitější roli při rozhodování o tom, jaký systém pohonů pro konkrétní zařízení zvolit. Právě z tohoto důvodu je stále více hydraulických nebo pneumatických systémů nahrazováno elektrickými pohony. Pro potřeby svého výzkumu sestrojil Matthias John experimentání zařízení, které mu umožnilo použít všechny tři uvedené technologie za stejných podmínek a porovnat tak jejich energetickou spotřebu. K experimentu byly použity výhradně běžně dostupné pohony, bené zařízení, často používané pro výukové a výzkumné účely. Skládá se z čerpadla s průtokem 2,0 l/min. Čerpadlo je poháněno stejnosměrným motorem, který disponuje výkonem 0,55 kW. Maximální dosažitelný nominální tlak je 50 barů. Objem zásobní nádrže je 2,8 litru. Hydraulický systém stojí cca 2671,- EUR, v této ceně jsou započítány všechny potřebné součásti. Jednotlivé komponenty hydraulických a pneumatických systémů jsou velice podobné. Pro srovnávací test byl ze široké nabídky pneu- Porovnání odběru proudu v poměru k síle elektrického lineárního pohonu přičemž všechny disponovaly stejnou silou a rychlostí. Aktuátory jsou používány zejména v aplikacích, ve kterých musí pracovat pod zatížením, jehož hodnota se může měnit. Ve svém experimentálním zařízení pracoval Matthias John s nastavením klapky, což je jedno z typických použití pohonů. Při tomto použití se v závisloti na úhlu otevření / uzavření klapky průběžně mění zatížení. Testovací zařízení bylo nastaveno tak, aby průběh zatížení byl při stejném zdvihu stejný pro všechny typy pohonů. Pro simulaci protichůdné síly byla použita plynová pružina. Ta byla nastavena tak, aby disponovala základní silou 175N, přičemž při dosažení délky výsuvu 100mm se síla plynové pružiny zvýšila o dalších 280N. Pro testování byl použit hydraulický agregát výrobce Bosch Rexroth. Jedná se o oblí- matických pohonů vybrán pístový kompresor „Silent-Master 50-8-9 W“ výrobce Schneider Airsystems. Podobně jako u hydraulického agregátu i tento pohon je často používán pro různé demonstrace a výukové účely. Výkon kompresoru je 0,34 kW, výsledný tlak, udávaný výrobcem, je 8 barů. Stlačený vzduch je uchováván v zásobníku o objemu 9 litrů. Hydraulický stejně jako pneumatický systém jsou napájeny z běžné sítě o napětí 230 V. Celková cena pneumatického systému je 1161,- EUR. Elektrický pohon, použitý při tomto srovnávacím testu, nese označení LA12 a výrobcem je firma LINAK. Díky maximální síle 300N tento pohon dokonale splňoval požadavek na výkon. Výhodou pohonu LA12 je to, že bez ohledu na technickou specifikaci je dodáván s pístnicí standardní délky, přičemž finální 2
Download PDF file