氣壓傳動與控制

氣壓傳動與控制第一頁，共十頁，編輯于2023年，星期日一：氣壓傳動與控制系統(tǒng)的工作原理及簡介氣壓傳動以壓縮氣體為工作介質(zhì)，靠氣體的壓力傳遞動力或信息的流體傳動。傳遞動力的系統(tǒng)是將壓縮氣體經(jīng)由管道和控制閥輸送給氣動執(zhí)行元件，把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能而作功；傳遞信息的系統(tǒng)是利用氣動邏輯元件或射流元件以實現(xiàn)邏輯運算等功能，亦稱氣動控制系統(tǒng)。氣壓傳動的特點是:工作壓力低,一般為0.3～0.8兆帕，氣體粘度小，管道阻力損失小，便于集中供氣和中距離輸送，使用安全，無爆炸和電擊危險，有過載保護能力；但氣壓傳動速度低，需要氣源。

1829年出現(xiàn)了多級空氣壓縮機，為氣壓傳動的發(fā)展創(chuàng)造了條件。1871年風鎬開始用于采礦。1868年美國人G.威斯汀豪斯發(fā)明氣動制動裝置，并在1872年用于鐵路車輛的制動。后來，隨著兵器、機械、化工等工業(yè)的發(fā)展，氣動機具和控制系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用。1930年出現(xiàn)了低壓氣動調(diào)節(jié)器。50年代研制成功用于導彈尾翼控制的高壓氣動伺服機構(gòu)。60年代發(fā)明射流和氣動邏輯元件，遂使氣壓傳動得到很大的發(fā)展。第二頁，共十頁，編輯于2023年，星期日

組成：氣壓傳動由氣源、氣動執(zhí)行元件、氣動控制閥和氣動輔件組成。氣源一般由Linktitle壓縮機提供。氣動執(zhí)行元件把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，用來驅(qū)動工作部件，包括氣缸和氣動馬達。氣動控制閥用來調(diào)節(jié)氣流的方向、壓力和流量，相應(yīng)地分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。氣動輔件包括：凈化空氣用的分水濾氣器，改善空氣潤滑性能的油霧器，消除噪聲的消聲器，管子聯(lián)接件等。在氣壓傳動中還有用來感受和傳遞各種信息的氣動傳感器。第三頁，共十頁，編輯于2023年，星期日氣壓傳動的優(yōu)點：（1）氣壓傳動的工作介質(zhì)是空氣，它取之不盡用之不竭，用后的空氣可以排到大氣中去，不會污染環(huán)境。（2）氣壓傳動的工作介質(zhì)粘度很低，所以流動阻力很小，壓力損失小，便于集中供氣和遠距離輸送。氣壓傳動的缺點：（1）由于空氣的可壓縮性大，氣壓傳動系統(tǒng)的速度穩(wěn)定性差，給系統(tǒng)的速度和位置控制精度帶來很大的影響。（2）氣壓傳動系統(tǒng)的噪聲大，尤其是排氣時，需要加消音器。第四頁，共十頁，編輯于2023年，星期日二：不采用高壓的原因1:氣體易泄露,密封性不好。如果采用高壓，將失去氣壓控制系統(tǒng)經(jīng)濟的優(yōu)越性。自然界的空氣是由若干種氣體混合組成的，主要有氮氣、氧氣、氬氣、二氧化碳，大氣中的空氣基本上都是濕空氣。而把不含有水蒸氣的空氣叫干空氣?？諝庵兴瑲怏w物質(zhì)都是小分子物質(zhì)，極易泄露，不易得到高的壓力。若果采用高精密手段取得高的密封性，這必將大大提高氣壓傳動與控制系統(tǒng)的造價，也喪失氣壓傳動與控制系統(tǒng)本身經(jīng)濟的特點。第五頁，共十頁，編輯于2023年，星期日2：氣體壓縮性與膨脹性比較大，不易得到高壓，且不易得到準確壓力。壓縮性：液體與氣體主要區(qū)別在于它們的密度對其壓強的依存特性，即壓縮性的不同。根據(jù)流體壓縮性影響的大小，可將流體的運動分為可壓縮流體與不可壓縮流體。氣體的壓縮性是當氣體被壓縮時，壓強變化而引起密度或比容發(fā)生變化的特性。流體壓縮性的大小通常用壓縮系數(shù)來表示，其定義為在一定溫度下，壓強升高一個單位時，流體體積或密度的相對變化量。式中為原有的體積，為體積的改變量，為壓強的改變量。因為壓強與體積的變化方向是相反的，故上式中有一負號。膨脹性：流體溫度升高時，流體體積增加的特性稱為流體的膨脹性。用膨脹系數(shù)表示。定義為在壓強不變的條件下溫度升高一個單位時流體體積的相對增加量，即式中，為溫度，其它符號與式（1.1）相同。液體的膨脹系數(shù)很小，工程上一般不考慮它們的膨脹性。對于氣體，用完全氣體的狀態(tài)方程，可以得到壓強不變時的，因此氣體的這種特性使氣壓傳動與控制系統(tǒng)無法經(jīng)過一定量得到準確的壓力值，也無法在制定位置得到準確壓力值。在高壓力時，氣體的壓縮性更是凸顯，這時氣壓缸的行程與體積必須特別大，使氣壓傳動與控制系統(tǒng)變得復(fù)雜。第六頁，共十頁，編輯于2023年，星期日3：低壓即可實現(xiàn)大部分功能，沒必要用高壓。我們在日常工作和生活中經(jīng)常見到各種機器，如汽車、電梯、機床等通常都是由原動機、傳動裝置和工作機構(gòu)三部分組成。其中傳動裝置最常見的類型有機械傳動、電力傳動和流體傳動。流體傳動是以受壓的流體為工作介質(zhì)對能量進行轉(zhuǎn)換、傳遞、控制和分配。它可以分為氣壓傳動、液壓傳動和液力傳動。氣壓傳動技術(shù)簡稱“氣動技術(shù)”，是一門涉及壓縮空氣流動規(guī)律的科學技術(shù)。氣動技術(shù)不僅被用來完成簡單的機械動作，而且在促進自動化的發(fā)展中起著極為重要的作用。從50年代起，氣動技術(shù)不僅用于做功，而且發(fā)展到檢測和數(shù)據(jù)處理。傳感器、過程控制器和執(zhí)行器的發(fā)展導致了氣動控制系統(tǒng)的產(chǎn)生。近年來，隨著電子技術(shù)、計算機與通信技術(shù)的發(fā)展及各種氣動組件的性價比進一步提高，氣動控制系統(tǒng)的先進性與復(fù)雜性進一步發(fā)展，在自動化控制領(lǐng)域起著越來越重要的作用。氣動技術(shù)可使氣動執(zhí)行組件依工作需要作直線運動、擺動和旋轉(zhuǎn)運動。氣動系統(tǒng)的工作介質(zhì)是壓縮空氣。壓縮空氣的用途極其廣泛,從用低壓空氣來測量人體眼球內(nèi)部的液體壓力、氣動機械手焊接到氣動壓力機和使混凝土粉碎的氣鉆等,幾乎遍及各個領(lǐng)域。第七頁，共十頁，編輯于2023年，星期日在工業(yè)中的典型應(yīng)用如下：1)材料輸送（夾緊、位移、定位與定向）、分類、轉(zhuǎn)動、包裝與計量、排列、打印與堆置；2)機械加工（鉆、車削、銑、鋸、成品精加工、成形加工、質(zhì)量控制）3)設(shè)備的控制、驅(qū)動、進給與壓力加工；4)工件的點焊、鉚接、噴漆、剪切；5)氣動機器人；6)牙鉆。氣壓傳動與控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，導致氣壓傳動與控制系統(tǒng)不需要太高的壓力，在低壓力情況下應(yīng)經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)大部分的工作。第八頁，共十頁，編輯于2023年，星期日4高壓氣體很危險。以壓縮氣體為工作介質(zhì)，靠氣體的壓力傳遞動力或信息的流體傳動。傳遞動力的系統(tǒng)是將壓縮氣體經(jīng)由管道和控制閥輸送給氣動執(zhí)行元件，把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能而作功；傳遞信息的系統(tǒng)是利用氣動邏輯元件或射流元件以實現(xiàn)邏輯運算等功能，亦稱氣動控制系統(tǒng)。氣壓傳動的特點是:工作壓力低,一般為0.3～0.8兆帕，氣體粘度小，管道阻力損失小，便于集中供氣和中距離輸送，使用安全，無爆炸和電擊危險，有過載保護能力；但氣壓傳動速度低，需要氣源。在高壓情況下，氣體輸送時對管道的質(zhì)量、密封要求較高；在排氣的時候，易形成聲音污染，且易造成高壓危險事故。第九頁，共十頁，編輯于2023年，星期日三：項目感想在這次氣壓傳動與控制三級項目當中我們在圖書館和網(wǎng)上查閱了好多資料，在信息的篩選和分析過程中曾遇到組內(nèi)意見不統(tǒng)一的情況，經(jīng)過激烈的討論最終確定上述分析結(jié)果。經(jīng)過這次討論課不僅加深了我們對多學知識的了解，更豐富了我們課外相關(guān)知識的積累，加強了我們團隊合作精神。期間雖然還有一些問題是我們一直沒有理解的，由于時間精力的原因不能再深一步研究下去留下一些遺憾，但也使我們認識到了自己的不足，促使我們將會更加細心努力專業(yè)課本所學知識積極聽取老師的指導。這樣的討論課加深了我們對課程學習的興趣，更激發(fā)了我們對所學知識具體應(yīng)用領(lǐng)域探索的欲望。在實驗過程中曾遇到一些問題，經(jīng)過實驗室呂老師的精心指導是我學到了很多。吳教授做事嚴謹?shù)娘L格深深感染了我，也使我認識到以后從事技術(shù)研究工作必