工程车电动缸

工程车辆是机械工业的一个重要组成部分，在城市建设、交通运输、能源开采、近海开发、农田水利和国防建设中都起着重要的作用，为现代化建设提供了的施工机具和手段。然而随着能源短缺和环境污染问题，部分发达国家宣布禁售燃油车，我国也将全面禁售燃油车提上日程。

电动缸现已经具有高速、高效率、大功率、高可靠性、高集成性的特点，且维护成本不到液压缸的十分之一。工程车在进行电作动改造后，可有效避免原有液压缸因跑、冒、滴、漏、换级冲击等造成的寿命、效率损失，提高工程车的寿命和能源利用率。

在工业4.0背景下，伺服电动缸因其闭环控制、高精度、高响应、高刚性的特点，更利于实现自动化和信息化的融合，工程车电作动系统将在后续工程机械领域中广泛使用。

可靠性角度分析

液压缸的系统组成较为复杂，其中包括液压管路、液压泵、液压阀、缸体等，液压缸的行程通过电磁阀接收到接近开关信号来控制，其位置锁止是由锁止阀控制，若液压系统存在漏油，液压缸的行程精度、位置保持精度下降。

电动缸系统构成相比于液压缸简单，电机与缸体集成在一起，再加上控制器与线缆，结构简单紧凑；电动缸行程通过接近开关控制，高可靠性的接近开关控制电动缸伸缩，行程控制可靠；电动缸的伸出通过电动机转动控制，电机的转动通过控制器精确控制，使电动缸在任何行程内的位置都可停止并锁紧（丝杠自锁、电机抱闸），位置锁止可靠。

测试性角度分析

液压系统出现故障难以诊断是目前行业难题，主要是由于压力测试点的选择较为复杂，这也导致液压系统的测试和维修困难。

电动缸测试性设计时，合理选择测试的方式、方法，合理划分产品单元并设置测试点，方便调试与维修。

维修性角度分析

液压缸的维护分为密封件的检查与维护、缸筒的检查与维护、活塞杆/导向套的检查与维护、缓冲阀的检查与维护。

电动缸是将电机、减速器、齿轮减速箱、缸体一体化设计，在电动缸发生故障时容易进行故障隔离与故障排查。同时，由于集成性较高、零部件较少，故障点低，维修概率较小，基本只需进行常规注脂保养。

安全性角度分析

在日常工作中，液压系统不时出现安全事故，轻者人员伤亡、重者有生命只忧，甚至导致工作场所的严重破坏。

对于电动缸而言，当电动缸运行时，驱动器检测到电流大于设定值时，发出报警同时停止工作，并在驱动器数码管显示对应的报警信息，并将报警信息反馈给上位机。电动缸具有位置锁定功能、限流功能，电动缸在运行过程中发生断电的情况下，电动缸进行自锁；在电动缸发生故障时开启限流，保证负载及缸的安全性。

保障性角度分析

液压缸中的液压油粘度容易受外界温度影响，当液压缸处于低温环境下时，液压油粘度变大，液压油分子间的间隙减小，从而导致液压油摩擦力变大，液压缸效率降低；液压缸在砂尘工况下作动时，若砂尘进入到液压系统内，会减小液压阀门、液压泵、液压管路使用寿命。

电动缸主要组成为电机、减速器、缸体等等机械传动机构，结构简单紧凑，使用环境温度的变化对电动缸运行影响小，通常电动缸的工作温度范围为-40~80摄氏度，电动缸在设计时选用满足高低温工作性能的电机、减速器、驱动器，其中结构件的润滑采用适应高低温润滑脂，使电动缸具有良好的温度适应性；电动缸安装面采用橡胶或铜箔进行密封，推杆伸出端面采用斯特封防尘圈进行防水防尘处理，所以电动缸可在水中、砂尘工况下进行可靠作业。

从寿命维度分析

因电动缸所有动力、传动、执行元件均为机械传动结构，其寿命可通过L10寿命计算和动态额定负载进行预估，而液压缸的寿命与环境温度等外界条件关系较大，难以进行准确计算。经市场调研，液压系统寿命一般使用时间为12000h，按照12小时工作制进行计算约为4年，而电动缸寿命可根据实际需要进行提前计算、设计，理论寿命＞液压缸。但是，轴承作为电动缸的薄弱零部件，其平均*使用时间约为1000h，相比较液压缸的阀门、管道、液压油等元器件的*使用时间更低，故电动缸更适用于工作间隔更大的工程车，如汽车起重机、自卸车、推土机。

常规电动缸

一般常用电动缸结构形式为：直连式、折返式、直角式等，根据安装空间的限制可选用不同结构形式的电动缸。

同步带式电动缸

同步带传动式电动缸具有以下性能特点：1）传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；2）传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪音低；3）同步带传动效率高，可达0.98，节能效果明显；4）速比范围大，一般可达10（齿轮传动电动缸考虑齿轮箱大小速比一般在1~1.5），线速度可达50mm/s，具有较大的功率传递范围可达几瓦到几千瓦；5）可用于长距离传动，同步带传动式电动缸传动中心距可达10m以上。

高频电动缸

高频电动缸采用螺旋机构通过缸筒限位转化为直线运动，电动缸输入轴转动一圈电动缸可往返一个行程，具有高频特性。高频电动缸与柴油锤打桩机的动力输出都是以曲柄连杆机构为模型，输入轴带动曲轴转动一圈，负载可往返一个行程。高频电动缸的动力输入有所不同，高频电动缸是通过电机带动曲轴转动使活塞（推杆）做往复运动。结合高频电动缸性能特点以及打桩机功能，可将高频电动缸应用于打桩机。

伸缩旋转式电动缸

旋挖钻机是一种综合性的钻机，它具有成孔速度快，污染少机动性强等特点。旋挖钻机工作时钻机动力装置为钻杆提供扭矩、加压装置为钻杆提供压力，钻头回转破碎沿土，并将沿土装入钻头内并将沿土外卸。伸缩旋转式电动缸是一种既前后伸缩往返运动，同时能360°任意旋转的电动缸。将伸缩旋转式电动缸的推杆与钻头连接完成旋钻的功能。

缓冲式电动缸

推土机前部装有大型的金属推土铲，使用时推土产上方的液压缸伸出放下推土铲，向前铲削并推送泥、沙及石块等，推土铲位置和角度可以调整。具有操作灵活、转动方便等特点。推土机工作时推土铲容易受到偏向载荷，从而会影响到作动器的寿命。缓冲式电动缸在启动、冲击等过程中的瞬间冲击载荷作用降低，缓冲式电动缸运用在推土机上，作为举升推土铲的作动器，相比于液压缸的使用寿命得到有效提高。

伺服电动缸因其闭环控制、高精度、高响应、高刚性的特点，更利于实现自动化和信息化的融合，工程车电作动系统将在后续工程机械领域中广泛使用。