http://www.kblhh.cn 2010-03-02 14:04 來源:MM現代制造
編者語:食品生產和包裝領域的企業對氣動技術有著強大的推動作用,這一點可以從食品工業企業中不可或缺的有著特殊機械特性要求的不銹鋼材料零部件的生產和銷售情況中反應出來。
包裝設備中的氣動導向氣缸與生產出來的食品相互接觸,可輕松進行衛生清潔和殺菌消毒
哪種驅動技術是符合未來發展需要的呢?這一問題越來越多的出現在專業技術講座和展覽會的論壇中。然而,在實際應用中這個問題卻沒有理論探討的那樣火熱。企業并沒有嘗試進行原則性決策,相反只是不斷尋求在經濟和技術上都最具意義的驅動方案。例如在食品生產領域,漢諾威Bosch Rexroth公司負責用戶項目和系統技術部門的Frank Seehausen先生說道:“毫無疑問,由于食品生產領域的特殊性必須使用氣動的驅動系統。”
在此基礎上驅動技術的專業工廠,例如Bosch Rexroth公司就對企業的經營方向進行了調整:不只研發生產氣動元器件,而且逐步開始生產與電氣技術相結合的試制樣品。
Seehausen先生說:“在需要使用接觸食品的動力驅動時,氣動技術是不可或缺的。”之所以如此,主要是由食品生產的高衛生要求所決定的,即對食品、藥品和化學品生產設備中自動化裝置的驅動系統有著很高的衛生安全要求:從生產開始直至最后的包裝為止始終都要符合高衛生要求。這些領域早已成為氣動技術的專有領地,據Rexroth 公司的專家介紹:氣動技術能夠簡單、可靠且方便的防止不同液體和蒸汽的侵入,實現不同防護等級的(IP 防護等級)要求。
這種局面至今仍沒有改變,而且食品工業企業作為氣動技術的重要應用領域所占比重反而越來越大。例如,在全球性的經濟危機中,傳統工業領域都受到了強烈沖擊,而食品、化工和藥品生產領域的影響則較小。Mader公司的領導人Jürgen Keck先生始終認為,在這些領域中對氣動系統的“需求反而增加了”,從而也推進了該公司新產品的研發進程。2009年各工業展會中,這一點也表現的非常明顯:氣動技術領域中越來越多的零部件都采用不銹鋼原材料來制造。
采用不銹鋼原料來制造氣動零部件的一個原因就是可以大幅提高元器件的使用壽命。Keck先生說:“不銹鋼是一種非常堅固的材料,能夠保障氣動元器件較長的使用壽命。”不銹鋼材料的氣動元器件能夠滿足高溫、防腐及耐化學腐蝕等要求,而這些要求在現代化裝備中是必須要滿足的。2008年,該領域的產品研發有了長足的進展。Albershausen市Camozzi有限責任公司生產經理Ralf Friedrich先生以用戶的設計任務書為例進行了說明:食品、藥品和化工生產領域中用戶的設計任務書明確的對氣動元器件的材料提出了很高的要求。出于這一原因,意大利Camozzi集團旗下的21個生產廠開始為用戶提供成套不銹鋼氣動元器件的新產品解決方案。
食品生產和包裝作為氣動驅動技術的第二大應用領域,據德國機械與設備制造協會VDMA流體技術專業協會的有關分析表明:2008年氣動技術產品的銷售收入占該領域銷售收入總額的9%以上。2009年由于經濟危機的影響這一比例可能上升到兩位數。尤其是全球性的經濟危機,使其他領域均出現了明顯的衰退,這樣一來,就更加突顯了食品和包裝領域對氣動系統較好的需求形勢。這些可以從已經明顯增長的不銹鋼氣動元器件的銷售額中得到證明。
原料價格上漲不會影響銷量
在食品和包裝工業中,這些不銹鋼材料的零部件恰恰是與原材料或成品接觸的部分。因此,位于機床工作區域的氣動執行機構側的氣動元器件必須經常進行衛生清潔和殺菌消毒。
而有時使用的清潔劑具有很強的腐蝕作用,Friedrich先生說道,這就要求元器件具有很高的耐化學腐蝕和耐銹蝕性能;因此食品和藥品生產領域都規定了要使用不銹鋼材料來制造這些元器件。Camozzi公司的生產經理還認為,即使是不銹鋼材料的價格像三年前那樣上漲,也不會動搖其在氣動技術領域中的地位。“因為在一定的應用領域中使用其他材料是根本不可能的。”這位生產經理肯定地說。
如今不銹鋼材料的氣缸產量和其他材料氣缸的產量幾乎相等。“氣缸可以使用的材料有鋁合金、黃銅和不銹鋼。”Keck先生說。這種情況在2008年的經濟危機情況下也沒有發生大的變化,盡管當時的不銹鋼價格一直居高不下。Mader 公司的領導人也回憶說:“只有很小的差異。”因此,在下一輪材料漲價的情況下也不會出現替代材料。“短期內,很難出現代替不銹鋼的新材料。”這就是Keck先生對未來的預測,尤其是在對材料的溫度要求、耐化學腐蝕性能和耐壓性能要求沒有較大的變化的情況下。
在傳統應用領域中,氣缸最常用的材料是經過陽級氧化處理的鑄造鋁合金材料。多數情況下,這些鋁合金材料都是以管材、型材和氣缸端蓋等形式出現。氣缸活塞和活塞桿使用的一般是經過淬火熱處理和滾壓表面的不銹鋼材料。然而,裝配后的氣缸往往是一個金屬材料與塑料的“混合體”。就如Friedrich先生所觀察到的那樣,“氣缸端蓋和活塞材料的發展趨勢是玻璃纖維增強的合成材料。”意大利Camozzi公司的生產經理也確認了這一發展趨勢:氣動系統的各個零部件“一開始的時候還像以前一樣”由鍍鎳的黃銅制成,但在一些特定應用領域中,合成塑料的氣動零部件的應用則更加重要。
在傳統領域合成塑料將代替金屬
Friedrich 先生說,合成塑料的價值就在于其有著比金屬材料更好的機械性能和耐化學腐蝕性能。氣動技術領域中合成塑料材料用量的增加與生產加工費用和材料的費用都有著密不可分的關系。如Mader公司生產經理Keck先生所說,利用合成塑料制造的氣動系統零部件首先“要有很大的批量,同時對這些元器件的承載能力要求不高”,例如氣動系統的插件連接件等。對于插件連接件,Keck先生認為:“由于價格的原因,有些企業選擇了價格更加低廉的塑料材料作為替代材料。”在氣動控制閥的研發中人們也可以看到以塑代鋼的身影。Keck先生說:“因此,塑料材料在氣動技術的發展歷程中有著重要的作用,而且在將來也會顯得更加重要。”
食品生產和包裝技術領域中的情況也是如此。尤其是專業氣動生產廠家Rexroth公司、Festo公司和Esslingen公司等推出了在機床工作空間直接與食品接觸的集成式閥塊時,對材料的要求也隨之提高。例如,氣缸和連接件的外殼類零件不僅要堅固耐用,而且也要求有很好的機械加工性能,能夠制造的非常精密,以滿足衛生清潔的要求,即無縫隙、無溝槽、光潔的表面以及被遮蓋起來的螺紋等。例如,Rexroth公司研發的一種控制閥安裝系統,據Seehausen先生介紹,其能夠滿足IP 69K級的高壓噴射衛生清潔要求,是市場上難得一見的能夠滿足這一要求的產品。
不銹鋼材料的氣動元器件能夠滿足高溫、防腐及耐化學腐蝕等要求,而這些要求在現代化裝備中是必須要滿足的。