经过检验的机电传动
节能效益本身也许还无法说明，一个系统解决方案会取得怎样的节能效果。只有在计算器的辅助下与其他系统方案进行比较，才能清楚地看到哪一个系统能够持续地提供最佳效果。比较结果显示：机电传动解决方案的节能效益是不容置疑的。
焊钳是机电传动装置应用的一个案例
对于像SKF那样，在全球拥有100多个制造厂的集团来说，可持续发展的主题具有高度的战略地位。早在1989年，该集团就为自身的业务发展确立了应该遵守的环境准则，并且要求集团下属的各个业务部门，除了追求良好的企业经济效益外，还要履行环保和社会责任。
SKF集团郑重表示，要在保护自然资源方面做出自己的贡献。因此，SKF集团成为第一批成功地获得ISO14001认证的国际企业。这个环境认证适用于SKF集团的全世界范围内的企业（包括生产、物流、研发和服务）。由于坚持不懈地实施可持续发展的宗旨，SKF集团已受到过多次表彰。不仅如此，SKF集团还通过Beyond-Zero计划，为企业树立了一个雄心勃勃的目标：通过对优质环保工作的不断追求，成为可持续发展的典范。
为此，SKF集团对所有员工都提出了要求，工作流程和决策都依照可持续发展原则进行审查。但是，说起来容易做起来难。因为常常缺少信息和专业知识：即哪些措施能够获得什么样的节能效果；哪些费用节省是源于一个能源效益好的解决方案等，所以对能源的关注是一个复杂的问题。通常必须考虑众多的因素，才能获得一个在能源效益上真正有用的解决方案。
机电传动的节能方案
效益的提升，说明一台机器、设备或是一个系统的效率得到了改善，因此，人们自然而然就会想到，这是工程师的主要任务。为系统提供的能源应有效地转化为可用功。由系统导致的能源损失应降至最低。更小、更快、功率更密集，成为日常设计工作中的要求，而在直线传动装置上，这一点更为重要。
人们需求的是功能高度集成而结构紧凑的系统解决方案。通过加入新的工艺和制造方法，如表面技术以及使用具有改良特性的材料，直线传动装置开辟出了一片新天地。
一方面是机电传动方案，另一方面是混合解决方案，甚至还有两种方案的组合，在针对节能的系统解决方案里提供的产品，无论是性能上还是在经济效益上都进入了一个新的极致领域。然而，恰恰是机电传动得到了长足的发展。因为没有其他任何一项方案（除了优秀的控制行为）能像它一样在费用和能耗方面达到精确的效益保证。
如果比较一下能够获得直线运动的各个传动系统解决方案，就能得出一个明确的能耗结果。在能源效益方面，没有能够取代机电传动解决方案的更好选择。当人们必须要承受气压传动装置的高能耗损失时，液压传动装置的能耗结果悄然胜出，但液压传动与机电传动装置相比能源损耗仍是巨大的。此外，对于液压传动装置还有一个困难之处，人们必须要建造出完整的基础设施：包括油容器、油预热装置、油冷却装置、泵、过滤器、保养装置和许多其他的设施等，而对于机电传动装置（图1）来说，只需要线缆的连接端即可。
图1 机电传动装置只需要电缆线连接端
如果只考虑购置时的纯费用，就会看到机电传动装置（图2）的初期购置费用要高于液压或是气压装置。但是，对于液压传动装置来说，除了基础设施的费用，还有那些为维持承载介质的效用等级和性能而损耗的费用；而对气压传动装置而言，压缩空气也不是免费的，使用成本很高。
图2 如图所示，伺服执行器需要的组件数量虽然少，但购置价格却很高
必须关注生命周期费用
在一个共同的基础设施内连接越多的工作汽缸，那么液压和气压系统的费用优势就越强。但是，当人们对一个系统解决方案的整个生命周期进行考察时，很快就会得到一个完全相反的结果。能源价格的螺旋线转得越快，能耗费用就越多，而能源价格走势会通向何方，在这里就无需进行详尽讨论了。保养费用、维修费用、特别是液压系统的高转换损失，是选择机电传动装置的另外一些重要的理由。因为对于机电传动装置来说，电流无需转换就可直接用于纯工作冲程。如果工作进程停止或是执行器暂停，则不会再需要任何能源；相反，流体技术在整个工作时间内，都需要压缩空气加以维持。
焊接应用可节省90%
以一个在汽车龙骨制造中用于点焊的焊钳（图3）为例：由于采用了直线传动装置，与气动技术相比，机电传动的优势是明显的。假如设定气动能源的价格为每立方米普通空气6欧分，电能价格是每千瓦时6欧分。假定一个焊钳在龙骨制造中为每个车身平均进行15个点的焊接，每天生产500辆，然后将节能情况进行累加。如果不用气动系统解决方案而采用机电传动，节能超过了90%。对于一个完整的龙骨制造过程来说，这些节省相当于每年20万欧元。据经验，机电传动装置的购置成本回收时间短于两年。此外，机电传动装置还具有如下优点：比较环保，良好的可控制性可以防止焊钳击打，进行点到点移动时能够确保精确移动，对于不同的材料可以灵活调节力度和路径。
图3 直线单元，带有集成的电动马达
在机床应用可节能95%
另外一个例子是在机床领域的应用。也是将气动方案同机电传动方案进行对比。数控加工中心门的开启与关闭，使用了一个直径为50mm的气动汽缸，该汽缸使用0.6MPa的压力来驱动，需要的压缩空气量为13.5L/每冲程。该机床每年工作230天，每天16h，平均每小时进行30个冲程。对照的时间段超过三年。每立方米普通空气定为14欧分，每千瓦时电能定为12欧分。气动技术与机电技术的对比结果是，机电传动解决方案可节能603.89欧元，高达95.8%。
如今，各企业都在真心实意地对待可持续发展的问题，不过，最终费用因素还是对决策和行动起着决定性的作用。
作者：西部车床，如若转载，请注明出处：https://www.lathe.cc/2022/05/8514.html