气压传动基础

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1、第六章气压传动基础第一节气压传动概述一、气压传动的组成及工作原理气压传动，是以压缩空气为工作介质迓行能量传递和信号传递的一门技术。气压传动的工作原理是利川空压机把电动机或其它原动机输出的机械能转换为空气的压力能，然后在控制元件的作用下，通过执行元件把压力能转换为直线运动或回转运动形式的机械能，从而完成各种动作，并对外做功。由此可知，气压传动系统和液压传动系统类似。气压传动的组成如下图所示：图6-1气压传动及控制系统的组成1—电动机2—空气压缩机3—气罐4—压力控制阀5—逻辑元件6—方向控制阀7—流量控制阀8—行程阀9—气缸10—消声器

2、；11—油雾器12—分水滤气器(1)气源装置是获得压缩空气的装置。其主体部分是空气压缩机，它将原动机供给的机械能转变为气体的压力能；(2)控制元件是用來控制压缩空气的压力、流量和流动方向的，以便使执行机构完成预定的工作循环，它包括各种压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀筹；(3)执行元件是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转换装置。它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续冋转运动或摆动的气马达或摆动马在等；(4)辅助元件是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元件间的连接及消声等所必须的,它包括过滤器、油雾器、管接头及消声器等。二、气压传动的

3、优缺点气动技术在国外发展很快，在国内也被广泛应用于机械、电子、轻工、纺织、食品、医药、包装、冶金、石化、航空、交通运输等各个工业部门。气动机械手、组合机床、加工中心、生产自动线、自动检测和实验装置等已大量涌现，它们在提高生产效率、自动化程度、产品质暈、工作可靠性和实现特殊工艺等方面显示出极人的优越性。这主要是因为气压传动与机械、电气、液压传动相比有以下特点。1.气压传动的优点(1)1作介质是空气，与液压汕相比可节约能源，而且取之不尽、用之不竭。气体不易堵塞流动通道，用之后可将其随吋排人人气中，不污染环境；(2)空气的特性受温度彩响小。

4、在高温下能可靠地工作，不会发生燃烧或爆炸。且温度变化时，对空气的粘度彩响极小，故不会影响传动性能；(3)空气的粘度很小(约为液压油的万分0—)，所以流动阻力小，在管道中流动的压力损失较小，所以便于集中供应和远距离输送；(4)相对液压传动而言，气动动作迅速、反应快，一般只需0.02~0.3s就可达到工作床力和速度。液压油在管路中流动速度一•般为l~5m/s,而气体的流速最小也大于10m/s,有时甚至达到音速，排气时还达到超音速；(5)气体压力具有较强的自保持能力，即使压缩机停机，关闭气阀，但装置中仍然可以维持-•个稳定的压力。液压系统要

5、保持压力，一般需要能源泵继续工作或另加蓄能器，而气体通过自身的膨胀性來维持承载缸的压力不变；(6)气动元件可靠性高、寿命长。电气元件可运行百万次，而气动元件可运行2000-4000万次；(7)1作环境适应性好，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣坏境中，比液压、电子、电气传动和控制优越；(8)气动装置结构简单，成木低，维护方便，过载能白动保护。2.气压传动的缺点(1)由于空气的可压缩性较人，气动装置的动作稳定性较差，外载变化时，对工作速度的影响较大；(2)111于工作压力低，气动装置的输出力或力矩受到限制。在结构尺寸相同

6、的情况下，气压传动装置比液压传动装置输出的力要小得多。气压传动装置的输出力不宜大于10~40kN；(3)气动装置中的信号传动速度比光、电控制速度慢，所以不宜用于信号传递速度要求十分高的复杂线路中。同时实现生产过程的遥控也比较困难，但对一般的机械设备，气动信号的传递速度是能满足工作要求的；(4)噪声较大，尤其是在超咅速排气时要加消声器。我们把所学的液压传动与气动作个比较能够看出它们各自的特点，如卜•表：表6-1气压传动与其它传动的性能比较类型操作力动作快慢环境要求构造负载变化影响操作距离无级调速工作寿命维护价格气压传动中等较快适应性好简

7、单较大中距离较好长_般便宜液压传动最大较慢不怕振动复杂冇一些短距离良好一般要求高稍贵电传动电气中等快要求高稍复杂几乎没有远距离良好较短要求较高稍贵电子最小最快要求特高最复杂没冇远距离良好短要求史讣最贵机械传动较大一般一般一般没冇短距离佼闲难_般简单一般第二节空气的物理性质要了解和正确设计气压传动系统，首先必须了解空气的性质，掌握气压传动的基木概念及计算。一、空气的性质1.空气的组成白然界的空气其主要成分是氮@2）和氧（02）,其它气体占的比例极小。此外，空气中常含有一定量的水蒸气，对于含有水蒸气的空气称之为湿空气，不含有水蒸气的空气称

8、之为干空气。2.空气的密度和粘度（1）密度:空气的密度是表示单位体积V内的空气的质量加，用Q表示：(6-1)p——（kg/m3,N-s2/m4）V式中，加为气体质量（kg/m‘，N-s2/m4）；V为气体体积（m‘）。对