CN112197001A - 一种电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法，包括：(1)根据使用环境及注意事项对电动缸各部件进行选型；(2)对电动缸的可伸缩部位采用可伸缩防水防冰罩进行防护；(3)对电动缸的不同部件连接处采用密封件进行密封；(4)对电动缸的驱动部分增加防水防冰罩进行防护。采用本发明的电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法的电动缸，经过实验验证，能够在低温(低至‑40℃)、低气压(95Kpa‑39Kpa)、高湿度(喷雾，达到100％)环境中长时间运行，其各种运行参数均正常，与常温环境下运行数据一致，不存在电动缸在运行过程中卡死，电机电流增大、重复性精度降低、润滑滋冻结或外流、缸体生锈等现象。

Description

一种电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法
技术领域
本发明涉及电动缸在低温(低至-40℃)、低气压(95Kpa-39Kpa)、高湿度(喷雾，达到100％)环境中的防护方法。
背景技术
目前大多数电动缸都是常温(-5℃～40℃)，常气压(95Kpa左右)，低湿度环境下使用，多不存在防护问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法，包括：
(1)根据使用环境及注意事项对电动缸各部件进行选型；
(2)对电动缸的可伸缩部位采用可伸缩防水防冰罩进行防护；
(3)对电动缸的不同部件连接处采用密封件进行密封；
(4)对电动缸的驱动部分增加防水防冰罩进行防护。
进一步地，步骤(1)中所述使用环境为：温度不低于-40℃、气压为95Kpa-39Kpa、湿度达到100％。
进一步地，步骤(1)中选型的部件包括：驱动电机、减速器、润滑脂、限位及回零开关、电缆、各接插件以及电动缸主体制造材料。
进一步地，步骤(3)中对电动缸的不同部件连接处采用密封件进行密封，包括：
在作动筒的外部每一个零件的连接处，使用O型密封圈或浸油纸垫圈进行做静密封；
在活塞杆与缸体端盖处采用防尘密封圈做动密封。
进一步地，所述O型密封圈的材质为硅橡胶。
进一步地，所述浸油纸垫圈厚度为1mm，材质由石棉、橡胶和填料经压制而成。
进一步地，所述防尘密封圈的材质为聚氨酯TPU。
进一步地，在作动筒的接缝处使用密封胶进行密封。
进一步地，步骤(4)中对电动缸的驱动部分增加防水防冰罩，并采用防水接插件进行防护，包括：
在驱动电机、制动器和编码器整体外加上30CrMo材料的防水防冰罩；
然后在防水防冰罩与底板的连接处采用O型密封圈做静密封，并使线缆从防水防冰罩的侧壁伸出；
最后使用密封胶在出线口进行密封。
本发明还提供一种电动缸，所述电动缸采用上述的防护方法进行防护。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
采用本发明的电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法的电动缸，经过实验验证，能够在低温(低至-40℃)、低气压(95Kpa-39Kpa)、高湿度(喷雾，达到100％)环境中长时间运行，其各种运行参数均正常，与常温环境下运行数据一致，不存在电动缸在运行过程中卡死，电机电流增大、重复性精度降低、润滑滋冻结或外流、缸体生锈等现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法的流程框图。
图2为本发明实施例可伸缩防水防冰罩各类型结构示意图。
图3为本发明对电动缸的不同部件连接处采用密封件进行密封的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的一种电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法，包括：
(1)根据使用环境及注意事项对电动缸各部件选型；
(2)对电动缸的可伸缩部位采用可伸缩防水防冰罩进行防护；
(3)对电动缸的不同部件连接处采用密封件进行密封；
(4)对电动缸的驱动部分增加防水防冰罩进行防护。
本发明所指的使用环境为：温度不低于-40℃、气压为95Kpa-39Kpa、湿度达到100％，以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
(1)根据使用环境对电动缸各部件进行选型
本步骤选型的部件包括：驱动电机、减速器、润滑脂、限位及回零开关、电缆、各接插件以及电动缸主体制造材料。
A、驱动电机
驱动电机选型需要注意电机扭矩、电机工作湿度、电机轴承润滑脂使用湿度范围。根据电动缸载荷计算，驱动电机扭矩需大于0.80N.m，则根据使用环境要求，驱动电机选择选用美国Parker NX310系列电机，该电机可定制-40℃低温工作，旋变及绝对式反馈均支持低温工作。电机轴承润滑脂，支持-40℃。
B、减速器
减速器选型主要依据减速比和输入力矩及输入输出转速，本实施例中减速器在满足上述要求后，根据使用环境定制减速器为：德国Aisile精密行星减速。其润滑：长效极压润滑脂；防护等级：IP54；运行温度为：(-20℃+90℃)，可定制为(-40℃+90℃)。减速器选型需要注意润滑脂选择长效极压润滑脂、运行温度满足低温范围、密封防护等级要求大于IP54。
C、润滑脂
低温工况下，影响电动缸机械部分正常工作的主要因素有润滑状况及密封性能。为适应低温工况，所有运转部件的润滑均需要采用低温润滑脂，可以选用工厂原装克鲁勃14-1600低温润滑脂。该润滑脂适合用于低温工况下，机器和设备齿轮箱传动的润滑，应用温度范围可达-40℃--130℃。电动缸内所有传动部件如滚珠丝杠，轴承等均预先加注好此种润滑脂。润滑脂选型时注意温度范围必须满足低温范围
D、限位及回零开关、电缆、各接插件以及电动缸主体制造材料
电动缸可以为客户配装限位及回零开关。此限位及回零开关为非接触式磁性霍尔传感器。小永磁体安装在电动缸内随推杆运动，当磁体运动到霍尔传感器的感应范围时，开关输出的信号发生变化(开/关)。限位开关选型要求满足低温高湿度工作环境，本实施例选用图尔克BIM-UNT-AP6X。
电缆线选型主要注意外层护套的材料。电缆采用-40℃低温定制电缆，低温下可保持正常的弯曲半径，外层护套不会发生明显的硬化及脆化现象。
接插件要选择带防水、防油及密封好的接插件，同时在焊接时对焊锡丝的材质有要求，保证焊接点在低温环境下不变质。接插件材质产品材质：A.C.F部分采用UL认可之无卤素(Halogen-Free)尼龙PA66(防火等级UL94V-2)制成；工作温度：静态-40℃～100℃。该产品特性：能完美地抗水压，是一款即使拉扯波纹管也能完全保持气密的产品。产品广泛地应用于移动式的自动化设备之防水、防油与气密的场合。
电动缸主体制造材料选择不锈钢材质或铝合金材质等防止在高湿度环境下生锈的金属材料。
(2)对电动缸的可伸缩部位采用可伸缩防水防冰罩进行防护
可伸缩防水防冰罩可以用来对丝杠、丝杆、立柱、心轴及其它的圆形旋转柱体进行防护。
根据使用环境的不同，可伸缩防水防冰罩的材料可为人造革布、三防布、硅胶布、铝箔玻纤布、石棉布、帆布、有机硅布、耐油橡胶或羊皮。人造革布可有效防尘、防水、耐油、防腐蚀，此种材料的可伸缩防水防冰罩具有外形工整，坚挺美观等特征。三防布，耐火纤维表面涂覆pvc、ptfe、阻燃硅胶与其他耐火材料，使之成为防火防水防霉的功能，能在高温110℃、低温-40℃之间正常工作。石棉布、硅胶布、铝箔玻纤布可有效防火，适用于高温有火星飞溅的工作环境。帆布和有机硅布为军绿色，主要适用普通防尘。耐油橡胶材料可防尘、防水、防油、防乳剂，密封性能较好。羊皮具有抗拉伸、柔韧性能高、使用寿命长等特点。
可伸缩防水防冰罩按制作工艺可分为撑制防护罩和缝制防护罩。撑制防护罩是由钢丝圈支撑，高频热合套筒制作而成，外径固定，具有外形工整，不易变形等特点，基于它的严密、坚挺，此撑制防护罩可用于众多机械的通风、除尘等，可根据要求制作筒式、灯塔式等形式。缝制防护罩经冲压的圆片缝制成，相临的两个内边，两个外边缝合在一起，通过缝制就可以达到比较好的外形稳定及水平方向上的牢固。此类缝制防护罩又可分为整体式、拉链式、粘扣式、摁扣式等，为安装带来更大的便利。可根据要求制作筒式、塔式、方形、矩形、椭圆形、楼梯形、弯月形、半圆形等各种形状。缝制防护罩两端连接方式又可分为(1)两头领口(卡箍式)，(2)两头法兰(螺丝式)，(3)一头法兰、一头领口。法兰又可分为PVC法兰和金属法兰。
如图2所示，本实施例根据电动缸的设计，选取德州恒特的D Type的橡胶尼龙防水防冰罩，安装方便，防水性能优异。
(3)对电动缸的不同部件连接处采用密封件进行密封
如图3所示，该步骤(3)包括：
(31)在作动筒的外部每一个零件的连接处，使用O型密封圈或浸油纸垫圈进行做静密封；
所述O型密封圈的材质为硅橡胶，工作温度范围为-40℃到200℃，耐油一般，防水，无毒，硬度为55度。
所述浸油纸垫圈厚度为1mm，材质由石棉、橡胶和填料经压制而成，具有中等硬度，耐酸、碱性能，可在高低温工况下具有良好的密封性能。
(32)在活塞杆与缸体端盖处采用防尘密封圈做动密封。
所述防尘密封圈的材质为聚氨酯TPU，可以选择DHS防尘密封圈，工作温度范围为-40℃～100℃，产品硬度为HS90±2°A，工作压力小于等于32Mpa，工作介质为液压油和乳化液。
此外，装配好作动筒后，在作动筒的接缝处使用密封胶进行密封，进一步保证作动筒不收外界水汽和粉尘进入作动筒内部。本实施例选择美国的道康宁737中性密封胶，具有优良的无底涂吸附性能，可用于众多塑料、金属、漆层、玻璃及橡胶表面，不会与金属或塑料反应或腐蚀金属与塑料，并能够快速固化(3至6分钟结皮，10分钟表干)，即使暴露于潮湿的空气中也能够在24小时后固化，不会坍塌、松垂或离位。工作温度范围宽(-65℃～177℃)，可短期工作在204℃下，对众多材料是自动底漆的。道康宁737中性密封胶设计为多向OEM及装配应用，在大小应用中作为机械紧固件，密封冷冻机及冷冻套管，涂膜塑料压膜，对塑料材料的整理应用、印花，使电子元件防水，密封同轴线接插件，保护精密的装配。
(4)对电动缸的驱动部分增加防水防冰罩进行防护
由于作动筒在最低环境温度为-40℃，环境湿度为100％的环境下工作。所以必须有良好的密封，防止水汽进入作动筒内部，影响作动筒的正常工作。驱动部分作为驱动源，更应该采取相应的密封措施来防水防结冰。常见的密封形式有静密封和动密封，其中静密封的种类有：O型环密封、橡胶圈密封、密封胶密封等，动密封的种类有：油封密封、涨圈密封、填料密封等。考虑到电机会在低转速下工作，采用动密封形式会有较大的效率损失，而且当选择更大的功率来保证传递功率时，电机的外形尺寸会增大满足不了车设计的要求。因此，该步骤(4)包括：
在驱动电机、制动器和编码器整体外加上30CrMo材料的防水防冰罩；
然后在防水防冰罩与底板的连接处采用O型密封圈做静密封，并使线缆从防水防冰罩的侧壁伸出；
最后使用密封胶在出线口进行密封。
这样不仅保证电机不会损失功率，而且可以使得电机整体的尺寸减小，满足设计的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法，其特征在于，包括：
(1)根据使用环境及注意事项对电动缸各部件进行选型；
(2)对电动缸的可伸缩部位采用可伸缩防水防冰罩进行防护；
(3)对电动缸的不同部件连接处采用密封件进行密封；
(4)对电动缸的驱动部分增加防水防冰罩进行防护。
2.根据权利要求1所述的电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法，其特征在于，步骤(1)中所述使用环境为：温度不低于-40℃、气压为95Kpa-39Kpa、湿度达到100％。
3.根据权利要求2所述的电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法，其特征在于，步骤(1)中选型的部件包括：驱动电机、减速器、润滑脂、限位及回零开关、电缆、各接插件以及电动缸主体制造材料。
4.根据权利要求1所述的电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法，其特征在于，步骤(3)中对电动缸的不同部件连接处采用密封件进行密封，包括：
在作动筒的外部每一个零件的连接处，使用O型密封圈或浸油纸垫圈进行做静密封；
在活塞杆与缸体端盖处采用防尘密封圈做动密封。
5.根据权利要求4所述的电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法，其特征在于，所述O型密封圈的材质为硅橡胶。
6.根据权利要求4所述的电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法，其特征在于，所述浸油纸垫圈厚度为1mm，材质由石棉、橡胶和填料经压制而成。
7.根据权利要求4所述的电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法，其特征在于，所述防尘密封圈的材质为聚氨酯TPU。
8.根据权利要求4所述的电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法，其特征在于，在作动筒的接缝处使用密封胶进行密封。
9.根据权利要求1所述的电动缸在低温低压高湿度环境下的防护方法，其特征在于，步骤(4)中对电动缸的驱动部分增加防水防冰罩，并采用防水接插件进行防护，包括：
在驱动电机、制动器和编码器整体外加上30CrMo材料的防水防冰罩；
然后在防水防冰罩与底板的连接处采用O型密封圈做静密封，并使线缆从防水防冰罩的侧壁伸出；
最后使用密封胶在出线口进行密封。
10.一种电动缸，其特征在于，所述电动缸采用如权利要求1-9任一项所述的防护方法进行防护。
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