液壓與氣動技術(shù) 第2版 課件 項目十 氣壓傳動系統(tǒng)的認(rèn)知

項目十

氣壓傳動系統(tǒng)的認(rèn)知【項目要點】◆能正確認(rèn)知氣動技術(shù)目前的應(yīng)用狀況及氣動元件發(fā)展動向?！裟苷J(rèn)知氣壓傳動與其他傳動方式比較的優(yōu)缺點。◆能認(rèn)知氣動系統(tǒng)的組成和分類。◆能認(rèn)知氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理。【知識目標(biāo)】◆掌握氣動系統(tǒng)的組成和分類。◆掌握氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理。◆認(rèn)識氣壓傳動與其他傳動方式比較的優(yōu)缺點?！袅私鈿鈩蛹夹g(shù)目前的應(yīng)用狀況及氣動元件發(fā)展動向。項目任務(wù)任務(wù)一氣壓傳動系統(tǒng)的認(rèn)知訓(xùn)練任務(wù)二氣動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展任務(wù)一氣壓傳動系統(tǒng)的認(rèn)知訓(xùn)練任務(wù)目標(biāo)：了解氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理和基本組成，掌握氣壓傳動系統(tǒng)的優(yōu)點與缺點。任務(wù)描述：通過實驗，了解氣壓基本回路的基本組成，了解各元件在氣動系統(tǒng)中的具體作用。氣壓傳動與液壓傳動的工作原理完全相同，都是以密封容積中的受壓工作介質(zhì)來傳遞運動和動力的。它先將機械能轉(zhuǎn)換成壓力能，然后通過各種元件組成的控制回路來實現(xiàn)能量的調(diào)控，最終再將壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，使執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)預(yù)定的運動。如生活中常用的打氣筒。（1）氣源裝置。氣源裝置即空氣壓縮機，是系統(tǒng)中的動力元件，它將電動機的機械能轉(zhuǎn)變成氣體的壓力能，為各類氣動設(shè)備提供動力。（2）執(zhí)行元件。執(zhí)行元件是系統(tǒng)的能量輸出裝置，它將空氣壓縮機提供的氣壓能轉(zhuǎn)變成機械能，輸出力和速度（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速），用以驅(qū)動工作部件。如氣缸和氣馬達。（3）控制元件。是控制調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量、方向的元件，用來保證執(zhí)行元件具有一定輸出力（轉(zhuǎn)矩）和速度（轉(zhuǎn)速）。如壓力閥、流量閥、方向閥等。（4）輔助元件。系統(tǒng)中除上述三類元件外，其余的元件稱為輔助元件，如過濾器、油霧器、儲氣罐、消聲器等。它們對保證系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定的工作起重要作用。（5）傳動介質(zhì)。系統(tǒng)中傳遞能量的流體，如壓縮空氣。氣壓傳動與液壓傳動相比，氣壓傳動有如下優(yōu)點。（1）空氣作為工作介質(zhì)，可從大氣中直接汲取，用后直接排入大氣，成本低，不污染環(huán)境。（2）空氣黏性小，在管道中流動時損失小，適用于遠(yuǎn)程傳輸和控制。（3）工作壓力低，氣動元件對材質(zhì)和精度的要求低，使用壽命長，成本低。（4）對工作環(huán)境的適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、高塵埃、強磁、輻射及振動等惡劣環(huán)境中使用時比液壓傳動要安全得多。氣壓傳動與液壓傳動相比，氣壓傳動有如下缺點。（1）空氣具有壓縮性，故其工作速度和工作平穩(wěn)性方面不如液壓傳動。（2）工作壓力低，系統(tǒng)輸出力小，傳動效率較低。（3）排氣噪聲大。（4）氣壓傳動的信號速度限制在聲速（約340m/s）范圍內(nèi)，故其工作頻率和響應(yīng)速度不如電子裝置，不宜用于信號傳遞速度要求較高的復(fù)雜線路中。任務(wù)二氣動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展任務(wù)目標(biāo)：了解氣動技術(shù)目前的應(yīng)用狀況以及氣動元件今后發(fā)展動向。任務(wù)描述：了解氣動技術(shù)目前的應(yīng)用狀況以及氣動元件今后發(fā)展動向。1.電氣一體化一方面，微電子技術(shù)與氣動元件相結(jié)合，組成了PC機—接口—小型閥—氣缸的電氣一體化的氣動系統(tǒng)。另一方面，與電子技術(shù)相結(jié)合的自適應(yīng)控制氣動元件已經(jīng)問世，如壓力比例閥、流量比例閥、數(shù)字控制氣缸，使氣動技術(shù)從以往的開關(guān)控制進入到高精度的反饋控制，使定位精度提高到±0.01～0.1mm。電氣一體化已不只用于機械手和機器人這樣一些典型產(chǎn)品上，而且滲透到工廠本身的加工、裝配、檢測這些生產(chǎn)領(lǐng)域。2.小型化和輕量化為了讓氣動元件與電子元件一起安裝在印刷線路板上，構(gòu)成各種功能的控制回路組件，氣動元件必須小型化和輕量化。氣動技術(shù)應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)、工業(yè)機械手和機器人等方面，要求氣動元件實現(xiàn)超輕、超薄、超小。如：缸徑2.5mm的單作用氣缸、缸徑4mm的雙作用氣缸、4g重的低功率電磁閥、M3的管接頭和內(nèi)徑2mm的連接管，材料采用了鋁合金和塑料等，零件進行了等強度設(shè)計，使重量大為減輕。電磁閥由直動型向先導(dǎo)型變換，除了降低功耗外，也實現(xiàn)了小型化和輕量化。3.復(fù)合集成化為了減少配管、節(jié)省空間、簡化裝拆、提高效率，多功能復(fù)合化和集成化的元件相繼出現(xiàn)。閥的集成化是將所需數(shù)目的配氣裝置在集成板上，一端是電接頭，另一端是氣管接頭。將轉(zhuǎn)向閥、調(diào)速閥和氣缸組成一體的帶閥氣缸，能實現(xiàn)換向、調(diào)速及氣缸所承擔(dān)的功能。氣動機器人是能連續(xù)完成夾緊、舉起、旋轉(zhuǎn)、放下、松開等一系列動作的氣動集成體。4.無油化為適應(yīng)食品、醫(yī)藥、生物工程、電子、紡織、精密儀器等行業(yè)的無污染要求，預(yù)先添加潤滑脂的不供油潤滑技術(shù)已大量問世。正在開發(fā)構(gòu)造特殊、用自潤滑材料制造、不用添加潤滑脂仍舊能工作的無油潤滑元件。不供油潤滑元件組成的系統(tǒng)，不僅節(jié)省大量潤滑油、而且不污染環(huán)境，系統(tǒng)簡單、維護方便、潤滑性能穩(wěn)定、成本低和壽命長。5.低功耗為了與微機、可編程控制器直接連接和節(jié)能，電磁閥的功耗最低可降至0.1W。6.高精度位置控制精度已由過去的mm級提高到現(xiàn)在的1/10mm級。為了提高氣動系統(tǒng)的可靠性，對壓縮空氣的質(zhì)量提出了更高的要求。過濾器的標(biāo)準(zhǔn)過濾精度從過去的70μm提高到5μm，并有0.01μm的精密濾芯，除塵率可達99.9%～99.9999%，除油率可達0.1ppm。7.高質(zhì)量由于新材料及材料處理技術(shù)的發(fā)展，加工工藝水平的提高，電磁閥的壽命均在3000萬次以上，個別小型閥的壽命有達1億次的，氣缸行程的耐久性已達2000～6000km。8.高速度提高電磁閥的工作頻率和氣缸的速度，對氣動裝置生產(chǎn)效率的提高有著重要意義。電磁閥工作頻率可達25Hz，氣缸速度從1m/s提高到3m/s，沖擊氣缸可達11m/s。9.高出力采用杠桿式增力機構(gòu)或氣液增壓器，可使輸出力增大幾倍甚至幾十倍。為了發(fā)揮氣動控制快速的優(yōu)點，冶金設(shè)備用重型氣缸