机械工程基础第18章 气压传动简介.ppt

第18章 气压传动简介 18.1 气压传动系统的组成 18.2 气压传动的特点 18.3 液压传动与气压传动的应用和发展 思考与练习 18.1 气压传动系统的组成 18.1.1 气压传动系统的工作原理 气压传动系统的工作原理是利用空气压缩机将电动机或其它原动机输出的机械能转变为空气的压力能, 然后在控制元件的控制和辅助元件的配合下, 通过执行元件把空气的压力能转变为机械能, 从而完成直线或回转运动， 并对外作功。 18.1.2 气压传动系统的组成 图18 - 1所示为一可完成某程序动作的气动系统的组成原理图, 其中的控制装置是由若干气动元件组成的气动逻辑回路。 它可以根据气缸活塞杆的始末位置, 由行程开关等传递信息, 在作出逻辑判断后指示气缸下一步的动作, 从而实现规定的自动工作循环。 从图18 - 1可以看出, 典型的气压传动系统主要由以下四部分组成: (1) 气压发生装置: 它将原动机输出的机械能转变为空气的压力能。 其主要设备是空气压缩机。 (2) 控制元件: 用来控制压缩空气的压力、 流量和流动方向, 以保证执行元件具有一定的输出力和速度, 并按设计的程序正常工作。 如压力阀、 流量阀、 方向阀和逻辑阀。 (3) 执行元件: 是将空气的压力能转变为机械能的能量转换装置。 如气缸和气压马达。 (4) 辅助元件: 是用于辅助保证气动系统正常工作的一些装置。 如过滤器、 干燥器、 空气过滤器、 消声器和油雾器等。 18.2 气压传动的特点 18.2.1 气压传动的优点 与液压传动相比, 气压传动有如下优点: (1) 以空气为工作介质, 来源方便, 用后排气处理简单, 不污染环境。 (2) 由于空气的粘性小, 因此在管路中的流动损失小, 宜于远距离输送及控制。 (3) 工作压力低、 元件的材料和制造精度低。 (4) 气动动作迅速、 管路不易堵塞, 且不存在介质质变、 补充和更换等问题。 (5) 工作环境适应性好, 可安全可靠地应用于易燃易爆场所。 (6) 气动装置结构简单、 重量轻, 安装、 维护方便, 压力等级低, 使用安全。 (7) 空气具有可压缩性, 气动系统能够实现过载自动保护。 (8) 气动元件可以根据不同场合, 采用相应材料, 使元件能够在恶劣的环境(强振动、 强冲击、 强腐蚀和强辐射等)下进行工作。 18.2.2 气压传动的缺点 与液压传动相比, 气压传动有以下缺点: (1) 空气的压缩性远大于液压油的压缩性, 所以气缸在动作的响应能力、 工作速度的平稳性方面不如液压传动。 (2) 工作压力较低(一般为0.4~0.8 MPa), 因而气动系统输出力较小, 且传动效率低。  (3) 气动系统有较大的排气噪声。 (4) 工作介质空气本身没有润滑性, 需另加装置进行给油润滑。 18.3 液压传动与气压传动的应用和发展 18.3.1 液压传动与气压传动在工业领域中的应用 液压传动与气压传动技术越来越广泛地应用于工业领域, 表18 - 1是液压传动与气压传动在各类机械行业中的应用举例。 18.3.2 液压与气压传动技术的发展 液压技术自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起, 已有二三百年的历史了, 但其真正的发展是在第二次世界大战后的50余年。 战后液压技术迅速转向民用工业, 在机床、 工程机械、 农业机械、 汽车等行业中逐步推广。 20世纪60年代以来, 随着原子能、 空间技术、计算机技术的发展, 液压技术得到了很大的发展, 并渗透到各个工业领域中。 当前液压技术正向高压、 高速、 大功率、 高效、 低噪声、 经久耐用、 高度集成化的方向发展。 同时, 新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)、 计算机辅助测量(CAT)、 计算机直接控制(CDC)、 机电一体化技术、 计算机仿真技术、 优化设计技术、 可靠性技术以及污染控制技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。 随着工业的发展, 气动技术的应用领域已从汽车、 采矿、 钢铁