Op het gebied van industriële automatisering is het van groot belang om de juiste actuator te kiezen om de beste resultaten te behalen. De wereldwijde markt voor actuatoren groeit in hoog tempo en zal naar verwachting tussen 2022 en 2029 groeien met een CAGR van 12,05%, van $44,6 miljard naar $98,92 miljard.
Als het om aandrijvingen gaat, zijn er twee hoofdcategorieën: pneumatische aandrijvingen en elektrische aandrijvingen. Elk type heeft zijn eigen voordelen en is geschikt voor specifieke toepassingen. Dit artikel geeft meer informatie over elk type klepaandrijving en helpt u bij het kiezen van de meest geschikte aandrijving.
Wat is een pneumatische aandrijving?
Een pneumatische aandrijving is een mechanisch apparaat dat perslucht omzet in beweging. Het werkt door gebruik te maken van de kracht die door de luchtdruk wordt opgewekt om onderdelen zoals zuigers of cilinders aan te drijven. De meest voorkomende vorm is de pneumatische cilinder, waarbij lucht in de cilinder wordt gepompt om een zuiger aan te drijven en zo een lineaire beweging te veroorzaken.
Deze eenvoudige beweging kan worden gebruikt om kleppen aan te sturen. Veelvoorkomende toepassingen zijn onder meer klepregeling in sectoren zoals de olie- en gasproductie, chemische verwerking, waterzuivering, HVAC-systemen en productiefabrieken. Deze aandrijvingen worden ook gebruikt in automatiseringsmachines, robotica en transportsystemen.
Het werkingsprincipe is gebaseerd op de luchtdruk, die bepalend is voor de kracht en de voortbrengde beweging. De door de actuator gegenereerde kracht is evenredig met de luchtdruk en de afmetingen van de zuiger, waardoor deze actuatoren geschikt zijn voor toepassingen waarbij de beweging direct, snel en nauwkeurig moet zijn.
Wat is een elektrische aandrijving?
Een elektrische aandrijving is een apparaat dat wordt gebruikt om elektrische energie om te zetten in mechanische energie. Het maakt gebruik van een elektromotor om mechanische onderdelen, zoals tandwielen of schroeven, aan te drijven en zo een lineaire of roterende beweging te produceren. De motor ontvangt elektrische energie in de vorm van wisselstroom of gelijkstroom en zet deze energie om in mechanische energie om de actuator aan te drijven.
In dit proces vormt de elektromotor het belangrijkste onderdeel: deze zet elektrische energie om in mechanische energie en brengt deze over. Deze beweging wordt nauwkeurig geregeld, waardoor elektrische actuatoren geschikt zijn voor toepassingen die een hoge nauwkeurigheid en precisie vereisen, zoals geautomatiseerde productie.
Belangrijkste verschillen tussen pneumatische en elektrische aandrijvingen
Nu we de algemene informatie over pneumatische en elektrische aandrijvingen hebben besproken, is het tijd om deze twee soorten aandrijvingen met elkaar te vergelijken.
| Functie | Pneumatische actuatoren | Elektrische actuatoren |
| Reactiesnelheid | Snel (0,1 seconde) | Langzamer (0,3 tot 1 seconde) |
| Regelnauwkeurigheid | Nauwkeurigheid van 1-2 mm | Hoge nauwkeurigheid (0,01 mm) |
| Kracht en snelheid | Snelle grote kracht (1000 N < 0,1 s) | Matige kracht (tot 500 N) met precisie |
| Geschiktheid qua temperatuur | Werkt bij temperaturen tussen 5 °C en 60 °C | Werkt bij temperaturen tussen -20 °C en 80 °C |
| Geschiktheid qua luchtvochtigheid | Tot 80% relatieve luchtvochtigheid | Geschikt voor een relatieve luchtvochtigheid tot 95% |
| Onderhoudsvereisten | Minder vaak: vervanging van de afdichting en reiniging van het filter om de 6-12 maanden | Doe dit vaker: smeer de tandwielen om de 3-6 maanden en controleer de elektrische circuits |
| Kosten van onderdelen (initiële kosten) | $50 – $500 | $200 – $1.500 |
| Exploitatiekosten | Hoger (vereist een luchtcompressorsysteem) | Lager (energiezuinig) |
| Ontwerp | Eenvoudige structuur, doorgaans groter van formaat | Compacter ontwerp, geschikt voor toepassingen met beperkte ruimte |
Reactiesnelheid
Wat betreft reactievermogen en reactietijd zijn pneumatische aandrijvingen over het algemeen sneller dan elektrische aandrijvingen. Pneumatische aandrijvingen kunnen bewegingen uitvoeren in slechts 0,1 seconde dankzij de hoge luchtdruktoevoer, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in industriële automatiseringsprocessen met repetitieve en snelle handelingen, zoals het bedienen van kleppen. Elektrische aandrijvingen zijn daarentegen relatief langzamer, met een reactietijd die varieert van 0,3 tot 1 seconde; dit komt doordat motoren enige tijd nodig hebben om het vereiste koppel op te bouwen.
Regelnauwkeurigheid
Wat de regeling betreft, bieden elektrische aandrijvingen een nauwkeurige regeling en zijn ze preciezer dan andere soorten aandrijvingen. Ze kunnen tot op 0,01 mm nauwkeurig werken, wat ideaal is voor toepassingen die precisie vereisen, zoals bij de regeling van kleppen in gevoelige systemen. Pneumatische aandrijvingen zijn weliswaar zeer betrouwbaar, maar niet zo nauwkeurig als hydraulische; vanwege de schommelende luchtdruk kunnen ze slechts een nauwkeurigheid van ongeveer 1-2 mm bereiken.
Kracht en snelheid
Pneumatische actuatoren zijn bijzonder geschikt om snel een grote kracht te ontwikkelen; sommige modellen kunnen in minder dan 0,1 s een kracht van 1000 N opwekken. Hierdoor zijn ze geschikt voor toepassingen waarbij frequente en krachtige bewegingen nodig zijn. Elektrische actuatoren zijn echter veelzijdiger wat betreft kracht en snelheid als het gaat om het nauwkeurig aansturen van de beweging, met name in toepassingen waar zowel kracht als precisie belangrijk zijn. Zo kunnen ze bijvoorbeeld krachten tot 500 N met hoge nauwkeurigheid uitoefenen, bij een snelheid van 20-30 mm/s, terwijl ze tegelijkertijd de spanning regelen voor optimale prestaties.
Geschiktheid voor het milieu
Wat de omgevingsomstandigheden betreft, zijn elektrische aandrijvingen over het algemeen geschikter voor uiteenlopende omstandigheden. Ze kunnen functioneren bij temperaturen tussen -20 °C en 80 °C en worden niet beïnvloed door vocht, waardoor ze zowel binnen als buiten kunnen worden gebruikt. Elektromotoren worden niet sterk beïnvloed door vochtigheid en kunnen functioneren bij een relatieve vochtigheid tot 95%.
Anderzijds zijn pneumatische aandrijvingen niet erg geschikt voor natte of vochtige omgevingen. Ze leveren problemen op wanneer ze worden blootgesteld aan hoge luchtvochtigheid of water, bijvoorbeeld in het geval van luchtlekkage en corrosie. Pneumatische aandrijvingen functioneren het best onder omstandigheden waarbij de relatieve luchtvochtigheid niet hoger is dan 80% en de temperatuur tussen 5 °C en 60 °C ligt. Daarom worden elektrische aandrijvingen in de meeste gevallen gebruikt wanneer de omgeving veeleisend is of varieert wat betreft temperatuur, luchtvochtigheid, enz.
Onderhoudsvereisten
Pneumatische aandrijvingen zijn relatief eenvoudig te onderhouden omdat ze uit weinig onderdelen bestaan en op perslucht werken. Er kunnen echter problemen optreden, zoals luchtlekkage of schade aan het pneumatische ventiel, waardoor de efficiëntie kan afnemen. Afhankelijk van het gebruik is er daarom regelmatig onderhoud nodig, zoals het vervangen van afdichtingen en het reinigen van filters om de 6 tot 12 maanden.
Elektrische aandrijvingen hebben daarentegen vaker onderhoud nodig. Dit houdt in dat de tandwielen om de 3 tot 6 maanden moeten worden gesmeerd en dat de elektrische circuits moeten worden gecontroleerd op tekenen van slijtage of defecten. Op de lange termijn zijn elektrische aandrijvingen echter over het algemeen betrouwbaarder, vooral bij toepassingen waarbij de aandrijving veelvuldig wordt gebruikt, aangezien ze niet te maken hebben met problemen zoals luchtlekkage of vochtschade, zoals bij pneumatische aandrijvingen het geval is.
Kosten
Pneumatische aandrijvingen zijn relatief goedkoper dan andere soorten aandrijvingen, en de kosten kunnen variëren van $50 tot $500, afhankelijk van het model. Ze hebben ook lagere vervangingskosten en zijn eenvoudiger te installeren, waardoor ze geschikt zijn voor projecten die niet erg groot zijn of waar geen hoge nauwkeurigheid vereist is. Ze hebben echter een luchtcompressorsysteem nodig, wat de totale bedrijfskosten met 20-30% verhoogt als gevolg van energieverbruik en onderhoud.
Elektrische aandrijvingen zijn relatief duur en de initiële investering bedraagt tussen $200 en $1.500. Hoewel ze in aanschaf duurder zijn, zijn ze op de lange termijn goedkoper in gebruik, met name bij toepassingen waarbij een nauwkeurige afstelling nodig is. Op de lange termijn zijn elektrische aandrijvingen doorgaans kosteneffectiever, vooral bij toepassingen die een hoge precisie en weinig onderhoud vereisen.
Hoe u de beste actuator voor uw project kiest
De keuze van de juiste aandrijving voor het project hangt af van de eisen en beperkingen van het project.
Bepaal eerst of er een lineaire of een roterende beweging nodig is en bepaal vervolgens de vereiste kracht, snelheid en nauwkeurigheid. Pneumatische aandrijvingen worden gebruikt wanneer snelle en krachtige bewegingen nodig zijn, terwijl elektrische aandrijvingen worden gebruikt wanneer precisie vereist is.
Beoordeel vervolgens de stroombron. In situaties waarin elektriciteit niet gemakkelijk beschikbaar is of helemaal ontbreekt, of onder extreme omstandigheden, kunnen pneumatische aandrijvingen die met perslucht werken, nuttiger zijn. Als u daarentegen een aandrijving nodig hebt die energiezuiniger is en tot op zekere hoogte kan worden aangepast, dan bieden elektrische aandrijvingen de mogelijkheid tot een nauwkeurige besturing van een elektromotor.
Houd rekening met de omgevingsomstandigheden waarin de actuator zal worden gebruikt. Als de toepassing bijvoorbeeld hoge temperaturen, hoge luchtvochtigheid of blootstelling aan gevaarlijke stoffen vereist, wordt meestal de voorkeur gegeven aan elektrische aandrijvingen vanwege hun robuuste constructie. Onder deze omstandigheden kunnen pneumatische aandrijvingen problemen vertonen, zoals luchtlekkage of corrosie.
Daarnaast is het belangrijk om de kosten op lange termijn voor het runnen van het bedrijf en de onderhoudskosten in kaart te brengen. Pneumatische aandrijvingen zijn minder complex van opbouw en maken gebruik van perslucht, wat betekent dat er doorlopende kosten voor luchtcompressie aan verbonden zijn. Deze kosten, waaronder het energieverbruik van compressoren en regelmatig onderhoud, zijn terugkerend en spelen op de lange termijn een rol. Elektrische aandrijvingen zijn daarentegen relatief duurder dan pneumatische, maar op de lange termijn goedkoper. Ze zijn eenvoudiger te beheren en geschikter voor gebruik in systemen die voortdurende aanpassingen of fijnafstemming vereisen, waardoor ze op de lange termijn goedkoper zijn in onderhoud.
Tot slot moet u rekening houden met de beschikbare ruimte wat betreft de afmetingen en de wijze van installatie van de aandrijving. Zorg ervoor dat de aandrijving in de betreffende ruimte kan worden geïnstalleerd, met name wanneer er sprake is van een kleine ruimte of wanneer er bepaalde installatievoorwaarden gelden. Er zijn toepassingen waarbij de apparatuur compact moet zijn of speciaal ontworpen moet zijn voor een bepaald gebruiksgebied.
Door rekening te houden met deze factoren kunt u de meest geschikte aandrijving voor uw project kiezen.
Waarom zou u Vincer kiezen voor uw project?
Bij het kiezen van de aandrijving voor het project is het ook belangrijk om rekening te houden met de betrouwbaarheid van de leveranciers van aandrijvingen. Vincer is een gerenommeerde fabrikant die al jarenlang hoogwaardige elektrische en pneumatische aandrijvingen levert aan diverse sectoren.
We hebben meer dan 800 projecten voltooid en hebben meer dan 650 tevreden klanten. Wij bieden betrouwbare, duurzame en betaalbare aandrijfsystemen aan. De producten die wij aanbieden zijn van de beste kwaliteit en zijn ontworpen om de beste prestaties en nauwkeurigheid te leveren. De aandrijvingen van Vincer zijn gecertificeerd volgens ISO 9001:2015 en CE, wat betekent dat ze duurzaam zijn en aan alle noodzakelijke eisen voldoen.
Mocht u geïnteresseerd zijn in hoogwaardige aandrijvingsoplossingen voor uw systeem, neem dan neem contact op met Vincer om te ontdekken hoe onze oplossingen uw bedrijf kunnen helpen verbeteren.
Conclusie
Kortom, het is duidelijk dat pneumatische en elektrische actuatoren twee verschillende soorten actuatoren zijn die elk hun eigen voor- en nadelen hebben, en dat de keuze tussen beide afhangt van het specifieke project. Pneumatische aandrijvingen zijn geschikt voor toepassingen die snelle, krachtige en goedkopere bewegingen vereisen, terwijl elektrische aandrijvingen geschikt zijn voor toepassingen die nauwkeurige, duurzame en gecontroleerde bewegingen vereisen. Door rekening te houden met snelheid, precisie, omgevingsomstandigheden en kosten op de lange termijn, enzovoort, kunt u de aandrijving kiezen die de beste prestaties, betrouwbaarheid en kosteneffectiviteit voor uw project biedt.
