液壓與氣動(dòng)技術(shù) 第2版 課件 項(xiàng)目十 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的認(rèn)知

項(xiàng)目十

氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的認(rèn)知【項(xiàng)目要點(diǎn)】◆能正確認(rèn)知?dú)鈩?dòng)技術(shù)目前的應(yīng)用狀況及氣動(dòng)元件發(fā)展動(dòng)向?！裟苷J(rèn)知?dú)鈮簜鲃?dòng)與其他傳動(dòng)方式比較的優(yōu)缺點(diǎn)。◆能認(rèn)知?dú)鈩?dòng)系統(tǒng)的組成和分類(lèi)?！裟苷J(rèn)知?dú)鈮簜鲃?dòng)系統(tǒng)的工作原理?！局R(shí)目標(biāo)】◆掌握氣動(dòng)系統(tǒng)的組成和分類(lèi)?！粽莆諝鈮簜鲃?dòng)系統(tǒng)的工作原理?！粽J(rèn)識(shí)氣壓傳動(dòng)與其他傳動(dòng)方式比較的優(yōu)缺點(diǎn)?！袅私鈿鈩?dòng)技術(shù)目前的應(yīng)用狀況及氣動(dòng)元件發(fā)展動(dòng)向。項(xiàng)目任務(wù)任務(wù)一氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的認(rèn)知訓(xùn)練任務(wù)二氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展任務(wù)一氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的認(rèn)知訓(xùn)練任務(wù)目標(biāo)：了解氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理和基本組成，掌握氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。任務(wù)描述：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解氣壓基本回路的基本組成，了解各元件在氣動(dòng)系統(tǒng)中的具體作用。氣壓傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)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(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。它先將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能，然后通過(guò)各種元件組成的控制回路來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的調(diào)控，最終再將壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)。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(jī)，是系統(tǒng)中的動(dòng)力元件，它將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成氣體的壓力能，為各類(lèi)氣動(dòng)設(shè)備提供動(dòng)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(jī)提供的氣壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，輸出力和速度（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速），用以驅(qū)動(dòng)工作部件。如氣缸和氣馬達(dá)。（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(lái)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(lèi)元件外，其余的元件稱(chēng)為輔助元件，如過(guò)濾器、油霧器、儲(chǔ)氣罐、消聲器等。它們對(duì)保證系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定的工作起重要作用。（5）傳動(dòng)介質(zhì)。系統(tǒng)中傳遞能量的流體，如壓縮空氣。氣壓傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)相比，氣壓傳動(dòng)有如下優(yōu)點(diǎn)。（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(dòng)時(shí)損失小，適用于遠(yuǎn)程傳輸和控制。（3）工作壓力低，氣動(dòng)元件對(duì)材質(zhì)和精度的要求低，使用壽命長(zhǎng)，成本低。（4）對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、高塵埃、強(qiáng)磁、輻射及振動(dòng)等惡劣環(huán)境中使用時(shí)比液壓傳動(dòng)要安全得多。氣壓傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)相比，氣壓傳動(dòng)有如下缺點(diǎn)。（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(dòng)。（2）工作壓力低，系統(tǒng)輸出力小，傳動(dòng)效率較低。（3）排氣噪聲大。（4）氣壓傳動(dòng)的信號(hào)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(hào)傳遞速度要求較高的復(fù)雜線路中。任務(wù)二氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展任務(wù)目標(biāo)：了解氣動(dòng)技術(shù)目前的應(yīng)用狀況以及氣動(dòng)元件今后發(fā)展動(dòng)向。任務(wù)描述：了解氣動(dòng)技術(shù)目前的應(yīng)用狀況以及氣動(dòng)元件今后發(fā)展動(dòng)向。1.電氣一體化一方面，微電子技術(shù)與氣動(dòng)元件相結(jié)合，組成了PC機(jī)—接口—小型閥—?dú)飧椎碾姎庖惑w化的氣動(dòng)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(dòng)元件已經(jīng)問(wèn)世，如壓力比例閥、流量比例閥、數(shù)字控制氣缸，使氣動(dòng)技術(shù)從以往的開(kāi)關(guān)控制進(jìn)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(jī)械手和機(jī)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(cè)這些生產(chǎn)領(lǐng)域。2.小型化和輕量化為了讓氣動(dòng)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(dòng)元件必須小型化和輕量化。氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)、工業(yè)機(jī)械手和機(jī)器人等方面，要求氣動(dòng)元件實(shí)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(jìn)行了等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，使重量大為減輕。電磁閥由直動(dòng)型向先導(dǎo)型變換，除了降低功耗外，也實(shí)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(jiǎn)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(shí)現(xiàn)換向、調(diào)速及氣缸所承擔(dān)的功能。氣動(dòng)機(jī)器人是能連續(xù)完成夾緊、舉起、旋轉(zhuǎn)、放下、松開(kāi)等一系列動(dòng)作的氣動(dòng)集成體。4.無(wú)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(wú)污染要求，預(yù)先添加潤(rùn)滑脂的不供油潤(rùn)滑技術(shù)已大量問(wèn)世。正在開(kāi)發(fā)構(gòu)造特殊、用自潤(rùn)滑材料制造、不用添加潤(rùn)滑脂仍舊能工作的無(wú)油潤(rùn)滑元件。不供油潤(rùn)滑元件組成的系統(tǒng)，不僅節(jié)省大量潤(rùn)滑油、而且不污染環(huán)境，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、潤(rùn)滑性能穩(wěn)定、成本低和壽命長(zhǎng)。5.低功耗為了與微機(jī)、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(guò)去的mm級(jí)提高到現(xiàn)在的1/10mm級(jí)。為了提高氣動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，對(duì)壓縮空氣的質(zhì)量提出了更高的要求。過(guò)濾器的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)濾精度從過(guò)去的70μm提高到5μm，并有0.01μm的精密濾芯，除塵率可達(dá)99.9%～99.9999%，除油率可達(dá)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(wàn)次以上，個(gè)別小型閥的壽命有達(dá)1億次的，氣缸行程的耐久性已達(dá)2000～6000km。8.高速度提高電磁閥的工作頻率和氣缸的速度，對(duì)氣動(dòng)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(dá)25Hz，氣缸速度從1m/s提高到3m/s，沖擊氣缸可達(dá)11m/s。9.高出力采用杠桿式增力機(jī)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(dòng)控制快速的優(yōu)點(diǎn)，冶金設(shè)備用重型氣缸