氣動元件通過氣體的壓強或膨脹產生的力來做功的元件,即將壓縮空氣的彈性能量轉換為動能的機件。如氣缸、氣動馬達、蒸汽機等。氣動元件是一種動力傳動形式,亦為能量轉換裝置,利用氣體壓力來傳遞能量。
氣動元件通過氣體的壓強或膨脹產生的力來做功的元件,即將壓縮空氣的彈性能量轉換為動能的機件。如氣缸、氣動馬達、蒸汽機等。氣動元件是一種動力傳動形式,亦為能量轉換裝置,利用氣體壓力來傳遞能量。氣動技術是以壓縮空氣為介質來傳動和控制機械的一門專業(yè)技術。由于它具有節(jié)能、無污染、高效、低成本、安全可靠、結構簡單等優(yōu)點,廣泛應用于各種機械和生產線上。過去汽車、拖拉機等生產線上的氣動系統(tǒng)及其元件,都由各廠自行設計、制造和維修。
氣動技術應用面的擴大是氣動工業(yè)發(fā)展的標志。氣動元件的應用主要為兩個方面:維修和配套。過去國產氣動元件的銷售要用于維修,直接為主要配套的銷售份額逐年增加。國產氣動元件的應用,從價值數千萬元的冶金設備到只有1~2百元的椅子。鐵道扳岔、機車輪軌潤滑、列車的煞車、街道清掃、特種車間內的起吊設備、軍事指揮車等都用上了專門開發(fā)的國產氣動元件。這說明氣動技術已“滲透”到各行各業(yè),并且正在日益擴大。
我國的氣動工業(yè)雖然達到了一定規(guī)模與技術水平,但是與國際先進水平相比,差距甚大。我國氣動產品產值只占世界總產值的1.3%,僅為美國的1/21,日本的1/15,德國的1/8。這與10多億人口的大國很不相稱。從品種上看,日本一家公司有6500個品種,我國只有它的1/5。產品性能和質量水平的差距也很大。
氣動產品的應用范圍大,廣泛應用于各個領域。氣動產品具有防火、防爆等特點,可應用于礦山、石油、天然氣、煤氣等設備。還因其耐高溫,適用于火力發(fā)電設備、焊接夾緊裝置等。同時,它容易凈化,可用于半導體制造、純水處理、醫(yī)藥、香煙制造等設備。氣動系統(tǒng)的高速工作性能,在沖床、壓機、壓鑄機械、注塑機等設備中得到了廣泛的應用,在工件的裝配生產線、包裝機械、印刷機械、工程機械、木工機械和金屬切削機床和紡織設備等領域也獲得較為廣泛的應用??偨Y來說,我國氣動產品下游需求主要為工具類產業(yè)、車輛制造業(yè)、電子代工產業(yè)、自動化生產設備業(yè)、專用機械設備業(yè)和其它設備業(yè)。
體積更小,重量更輕,功耗更低.在電子元件、藥品等制造行業(yè)中,由于被加工件體積很小,勢必限制了氣動元件的尺寸,小型化、輕型化是氣動元件的第一個發(fā)展方向。國外已開發(fā)了僅大拇指大小、有效截面積為0.2mm2的超小型電磁閥。能開發(fā)出外形尺寸小而流量較大的元件更為理想。為此,相同外形尺寸的閥,流量已提高2~3.3倍。有一種系列的小型電磁閥,其閥體寬僅10mm,有效面積可達5mm2;寬15mm,有效面積達10mm2等。
根據中研普華產業(yè)研究院發(fā)布的《2020-2025年中國氣動元件行業(yè)現狀分析及投資價值研究報告》顯示:
氣壓動力機械及元件產品是液壓氣動密封行業(yè)的重點發(fā)展領域,占比為19.9%,由此計算出2020年我國氣壓動力機械及元件的工業(yè)總產值為286.2億元。根據上海液氣密行業(yè)協(xié)會披露的數據,2020年26家氣動行業(yè)重點聯(lián)系企業(yè)的工業(yè)總產值為165.3億元,較2019年有所上升。
據統(tǒng)計數據顯示,2019-2020年我國氣動產品當月產量呈不斷下降趨勢,2019年,我國氣動產品總產量44582萬件,受疫情影響,2020年,氣動產品總產量下降至42009萬件,同比下降6%。
奉化被稱為“中國氣動元件之鄉(xiāng)”,現有氣動元件生產企業(yè)400多家,八成以上企業(yè)集中在溪口鎮(zhèn),氣動元件產業(yè)也已成為奉化最具特色的產業(yè)經濟?!捌髽I(yè)以低小為主,氣動產品批次多、批量小,產品同質化競爭嚴重、創(chuàng)新不足?!眲?chuàng)業(yè)20多年的曹建波同時也是奉化區(qū)氣動工業(yè)協(xié)會名譽會長,對于氣動產業(yè)發(fā)展的短板有清晰的認識。如何破局?只有“借腦引智”推進技術革新。“借腦引智”,助推企業(yè)轉型升級,這也正是近年來奉化深入實施“人才強區(qū)”戰(zhàn)略,助企提質增效的重要舉措之一。
向高速、高頻、高響應、高壽命方向發(fā)展。為了提高生產設備的生產效率,提高執(zhí)行元件的工作速度勢在必行。我國的氣缸工作速度一般在0.5m/s以下。根據日本專家預測,五年以后大部分的氣缸工作速度將提高到1~2m/s,有的要求達5m/s。氣缸工作速度的提高,不僅要求氣缸的質量提高,而且結構上也要相應改進,例如要配置油壓吸震器以增加緩沖效果等。電磁閥的響應時間將小于10ms,壽命提高到5000萬次以上。美國有一種間隙密封的閥,由于閥芯懸浮在閥體內,相互不接觸,在無需潤滑下,壽命高達2億次。
更高的安全性和可靠性。氣動技術國際標準可知,標準不僅提出了互換性要求,并且強調了安全性。管接頭、氣源處理外殼等耐壓試驗的壓力提高到使用壓力的4~5倍,耐壓時間增加到5~15min,還要在高、低溫度下進行試驗。如果貫徹這些國際標準,國內的缸筒、端蓋、氣源處理鑄件和管接頭等都難達到標準要求。除耐壓試驗處,結構上也作了某些規(guī)定,如氣源處理的透明殼外部規(guī)定要加金屬防護罩。
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