气压传动基本知识

学习任务

1．掌握气压传动的工作原理。

2．了解气压传动组成的4个部分及其作用。

3．了解气压传动的特点。

知识学习

气压传动利用的工作介质是气体。气压传动由于空气的可压缩性大，工作压力低，故传递动力小，运动也不够平稳，但空气黏度小，流动过程阻力小，速度快，反应灵敏，因而能用于较远距离的传递。

6．1．1　工作原理

以图6．1气动剪切机工作原理图来说明气动的工作原理。

图6．1　气动剪切机工作原理

1—空气压缩机；2—空气冷却器；3，6—油水分离器；4—储气罐；5—分水滤汽器；7—油雾器；8—行程阀；9—换向阀；10—活塞；11—剪刃；12—坯料

空气压缩机1由电动机驱动，产生的压力经过空气冷却器2、油水分离器3进行降温及初步净化后，送入储气罐4备用；再经气动3大件（分水滤汽器5、油水分离器6和油雾器7），换向阀9到达气缸活塞10处上腔。剪切机剪口张开，处于预备工作状态。送料机构将原材料12送到剪切机并达到预定位置（行程阀8的触头向左推）时，换向阀9下腔经行程阀8与大气相通。在弹簧作用下阀芯下移，使气缸上腔连通大气而下腔进入压缩空气，活塞10连同动剪刃11也快速向上运动到坯料12切下。坯料12落下后，行程阀8复位。换向阀9下腔气压上升，阀芯恢复到图示位置，活塞10下移剪口张开。剪切机再次处于预备状态。此外，还可根据需要，在气路中增设节流阀来控制剪刃的运动速度。通过调整压缩空气压力来调整剪切力。

气压传动系统的组成如下：

（1）气源装置

气源装置是指将机械能转化成为压力能的装置。常见的动力元件空气压缩机。

（2）执行元件

执行元件是指将压力能转换成为机械能的装置。执行元件是气缸或气动马达。

（3）控制元件

控制元件是指控制压缩空气的压力、流量流动方向及执行元件顺序的元件。例如，压力控制阀、流量阀、方向阀、逻辑元件及行程阀等。

（4）辅助元件

辅助元件是指使空气净化、润滑、消声及用于元件间连接的元件。例如，过滤器、油雾器、消声器、管接头及压力表等。

6．1．2　气压传动的优缺点

（1）气压传动的优点

①以空气为传动介质，取之不尽，用之不竭，无介质费用，成本低，用过的空气直接排到大气中，处理方便，不污染环境。

②空气的黏度很小，因而在流动时阻力损失小，便于集中供气，远距离传输和控制。

③工作环境适应性好，特别是在易爆、多尘埃、强磁、辐射及振动等恶劣环境中工作，比液压、电子、电气控制优越。

④维护简单，使用安全可靠，过载能自动保护。

（2）气压传动的缺点

①空气的可压缩性较大，工作速度稳定性较液压传动差。

②工作压力低，且结构尺寸不宜过大。

③工作介质无润滑性能，需要设润滑辅助元件。

④工作时噪声大，需要加消声器。

6．1．3　气压系统的用途

气动技术的传统应用领域主要是矿山机械、汽车制造、冶金、石油及铁路交通等行业，而新型气动元件和系统的出现，配合电子控制使得气动技术在更多的领域得到了应用。灌装机械、食品饮料机械、造纸和印刷机械是气动技术广泛应用的行业，各种注塑机、成型机也离不开气动技术，同时还包括家用电器、纺织机、服装机械等。

6．1．4　气动系统的发展趋势

随着生产自动化程度的不断提高，气动技术应用面迅速扩大，气动产品品种规格持续增多，性能、质量不断提高，市场销售产值稳步增长。气动产品的发展趋势主要有以下方面：

①小型化、集成化。有限的空间要求气动元件的外形尺寸尽量小，小型化是主要发展趋势。

②组合化、智能化。最简单的元件组合是带阀、带开关气缸。

③精密化。为了使气缸的定位更精确，使用了传感器、比例阀等实现反馈控制，定位精度达0．01mm。

④高速化。为了提高生产率，自动化的节拍正在加快，高速化是必然趋势。

⑤无油、无味、无菌化。人类对环境的要求越来越高，因此无油润滑的气动元件将普及化。还有些特殊行业，如食品、饮料、制药、电子等，对空气的要求更为严格，除无油外，还要求无味、无菌等，这类特殊要求的过滤器将被不断开发。

⑥高寿命、高可靠性和自诊断功能。

⑦节能、低功耗。

⑧机电一体化等。

●任务小结

该任务讲述了气压传动的相关知识。

通过学习能掌握气压传动的基本知识，气压传动的优缺点。

●知识拓展

结合我们平时看到的野外作业的空气压缩机、气动工具等，加深对气压传动的认识。