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气动知识讲座 第一讲 气动基本知识 气动的定义 气动即气压传动是以压缩空气为工作介质进行能量的传递、转换与控制 的一种传动形式。 气动的优点 1.气动控制与电气控制相比较，有下列优点： 以空气为工作介质，取之不尽，用之不竭； 能源可以贮存，在突然停电时，工艺流程不致突然中断； 不发生漏电、触电事故； 用于石油、化工、火药等易燃、易爆场所绝对安全； 对过载敏感性小，适应范围大。电气元件容许电源的变动范围一般为（+）10%----（-）15%，而气动元件假定标准压力为表压0.4MPa时，可以在表压0.25——0.7MPa范围内正常工作； 耐高温性强，电子元件一般要求在70℃以下进行工作，超过120℃即须采用复杂的绝热保护措施。气动元件可在高温环境中进行正常工作。因而适用于炼钢、轧钢、铸造、锻造等高温车间和轮船、机车发动机的自动控制； 使用寿命长，气动逻辑元件一般使用寿命可达107——108次； 制造成本低； 对恶劣环境的适应性强（如冲击、震动、粉尘、腐蚀、温差和电磁变化大等）； 以气体为介质，其动作可由人的感官直接觉察，使用维护均较方便； 可用其检测任何工业参数； 气动逻辑元件与气动执行元件，可以使用同一压力的气源，从而实现能源的单一化。 气动控制与电气控制相比较，有下列缺点； 反应速度慢，电子移动速度每秒约30万公里，而空气流速最高只能接近音速，即每秒约300米，相差近100万倍； 在微型化方面不如电子技术； 在气动技术中，压缩空气的工作压力一般不超过表压0.8MPa。线路越复杂，压力损失越大，信号传递速度越慢。因而不适于摇控和在十分复杂的控制线路中使用； 气动装置的配管接装较电线连接麻烦； 电气控制元件可成套购买，组成控制线路比较方便。气动元件组成 控制系统困难较多。 3.气动与液压传动的比较 气动技术与液压技术同属流体控制系统，但所用工作介质不同。液压 油属于不可压缩流体。液压传动主要考虑力的平衡。压缩空气是可压缩性流体，它的体积、压强和温度三个状态参量之间，有互为函数的关系，不仅要考虑力学的平衡，而且要考虑热力学的平衡。 气动动作快、反应敏捷、安全清洁，适用于高速（ひ≥50─500mm/s）、中小功率的场合。低速易爬行。 液压动力大、定位控制相当准确，适用于低速（ひ=8─300mm/s）、要求速度平稳、大功率的场合。液压传动的最大缺点是发生漏油时会造成环境污染。 4.常用压力单位换算表 MPa Pa kgf/cm2 bar psI kp/cm2 (兆帕) (帕) (公斤/厘米2) (巴) (磅/2) (公斤/厘米2) 0.1 1*105 1 1 14 1 1 1*106 10 10 140 10 注：1Pa=1N/m2 气动元件的分类 执行元件——双作用气缸、单作用气缸、气液阻尼缸等 控制元件——电控换向阀、气控换向阀、手动阀等 辅助元件——气源三联件（过滤器、减压阀、油雾器）、消声器、接管和管接头等。 气缸的输出力计算方法（图一） 气缸的理论推力 F10=π/4*D2 P （N） 气缸的实际推力 F1=π/4*D2Pα （N） 气缸的理论拉力 F20=π/4（D2-d2）P （N） 气缸的实际拉力 图一 F2=π/4（D2-d2）Pα （N） 式中：D——气缸直径（mm） d——活塞杆直径（mm） P——空气工作压力(MPa) α——气缸负载率 水平安装气缸 α=0.65 垂直升降气缸 α=0.5 高速气缸（ひ≥1米/s） α=0.5 静载输出（夹紧缸） α=0.92 注：图中L——气缸行程（mm） 例:已知要求实际推力100kg，水平运动，工作压力P=0.5MPa,求气缸直径D？ 方法一：π/4*D2 Pα=F*10 （1kg≈10N） F*10 F*10 D= = π/4*Pα 0.785*0.5*0.65 =6.26 F =6.26 100 = 62.6 （mm） 圆整取 D=63mm F*10 F*10 方法二： F0= = =15.4F=15.4*100=1540(N) α 0.65 查产品样本气缸理论输出力表得知: 缸径 D=63mm的理论推力为: 1559N1540N 故取气缸直径 D=63mm(与方法一相同) 气缸安装形式代号和对照表 代号 安 装 型