01气动技术第一讲-气动基础知识

1气动技术亚德客（中国）有限公司系统工程处徐宇工程师139621609662目录第一讲气动系统的基本知识第二讲气动系统流体力学基础第三讲气源装置及辅助元件第四讲气动执行元件第五讲气动控制元件第六讲气动图形规范第七讲气动基本回路3气动技术第一讲气动系统的基本知识4第一讲气动系统的基本知识一、何谓气动？•气动（PNEUMATIC）是“气动技术”或“气压传动与控制”的简称，是利用气体的压力能实现运动和动力的一种传动方式。气动技术发展迅速，渗透到国民经济的各个领域：从蓝天到水下从军用到民用，从重工业到轻工业，到处都有流体传动与控制技术。5气动的历史•大约开始于1776年JohnWikinson发明能产生1个大气压左右压力的空气压缩机。•1880年，人们第一次利用气缸做成气动刹车装置，将它成功地用到火车的制动上。•20世纪30年代初，气动技术成功地应用于自动门的开闭及各种机械的辅助动作上。•进入到60年代尤其是70年代初，随着工业机械化和自动化的发展，气动技术才广泛应用在生产自动化的各个领域，形成现代气动技术。6气动的用途用于化工产品的生产中用于人不宜到达的地方如高温和危险的劳动用于高速重复的运动机械中农业设备、食品业、机械行业的剪、切、铆等医学领域、机器人、太空设备中等7气压传动系统的组成1、动力元件：气源装置，其功能是将原动机输入的机械能转换成空气的压力能，为系统提供动力。2、执行元件：气缸或气马达，功能是将气体的压力能转换成机械能，输出力和速度或转矩和转速，以带动负载进行直线运动或旋转运动。3、控制元件：用以控制调节压缩空气的压力、流量和流动方向以及系统执行机构的工作程序的元件。4、辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括气管、管接头、储气罐、过滤器等。8气动系统示意图9气动系统示意图气缸10气压传动与液压传动的比较气压传动的优点：1、用后空气排入大气，不必设回气管，不污染环境2、空气在管内流动阻力小，压力损失小，便于输送3、气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易堵塞4、气动元件结构简单，易于制造、标准化、系列化、通用化5、气动系统在恶劣工作环境中，安全可靠性优于液压等系统6、气动系统可实现过载保护，可压缩性气体便于贮存能量7、气动设备可以自动降温，长期运行也不会发生过热现象8、空气取之不尽，节省购买、贮存、运输的费用11气压传动与液压传动的比较气压传动的缺点：1、工作压力较低，输出功率较小2、气信号传递的速度慢，不宜用于高速传递的回路中3、排气噪声大，需加消声器4、空气的可压缩性，在载荷变化时动作稳定性差12气压传动与液压传动的比较液压传动的优点：1、体积小，输出力大2．不会有过负载的危险3．输出力调整容易4．速度调整容易5．易于实现自动化13气压传动与液压传动的比较液压传动的缺点•1．接管不良造成油外泄，除了会污染工作场所外，还有引起火灾的危险。•2．油温上升时，粘度降低，油温下降时，粘度升高，油的粘度发生变化时，流量也会跟着改变，造成速度不稳定。•3．系统将马达的机械能转换成液体压力能，再把液体压力能转换成机械能来做功，能量经两次转换损失较大，能源使用效率比传统机械低。4．液压系统大量使用各式控制阀、接头及管子，为了防止泄漏损耗，元件的加工精度要求较高。14气动与其它传动方式比较1、气动技术的优缺点简单大稍复杂小技术要求气压传动与其它传动方式的比较:项目气压传动液压传动机械传动清洁度系统结构安装自由度使用维护寿命价格传动效率驱动力执行元件的运动速度速度稳定性控制精度防爆性简单清洁较低长便宜＜30％小～中较快较差较差好复杂大比气动系统复杂油污染较高较长较贵＜70％中～极大慢良好一般90％左右小～大慢简单较清洁较低长很好一般好高用非可燃油才能防火15气动技术的发展趋势•〈1〉、电气一体化：微电子技术与气动元件相结合组成了PC机—接口—小型阀—气缸的电气一体化的气动系统。同时，与电子技术相结合的自适应控制气动元件已经问世，如压力比例阀、流量比例阀等，使气动技术从以往的开关控制进入到高精度的反馈控制，使定位精度提高到±0.1～0.01.电气一体化已渗透到工厂本身的加工、装配、检测等生产领域。16气动技术的发展趋势•〈2〉、小型化、轻量化：由于气动技术在电子行业、工业自动化等领域的应用，气动元件必须小型化和轻量化。各种新技术、新材料的应用，使气动元件实现了小型化和轻量化。•〈3〉、复合集成化：为节省空间、减少配管、减化装配、提高效率，多功能复合化和集成化的元件相继出现，如：将所需数目的阀配置在集成板上，带阀气缸等。17气动技术的发展趋势•〈4〉、无油化：为适应食品、医药、电子、纺织等行业的无污染要求，预先添加润滑脂的不供油润滑元件大量问世。同时，正在开发用自润滑材料制造、无需添加润滑脂就能工作的无油润滑元件。•〈5〉、低功率：为了与微机、程序控制器直接连用，电磁阀必须实现低功率化。目前，电磁阀的功率已降至1W，甚至0.5W。18气动技术的发展趋势•〈6〉、高精度：位置控制精度已由过去的mm级提高到±0.1mm。•〈7〉、高质量：由于新材料、新技术的应用及加工工艺水平的提高，电磁阀的寿命可达3000万次以上，气缸运行耐久性已达2000～6000Km。•〈8〉、高速度：提高电磁阀的工作频率和气缸的速度对提高生产效率有着重要的意义。电磁阀工作频率可达25HZ，气缸速度从1m/s提高到3m/s。•〈9〉、高出力：采用杠杆式扩力机构或气液增压器，可使输出力增大几倍至几十倍。19思考题•气动系统是如何实现“能量”转换的？•气动系统主要由那几个部分组成？举例说明。•简述气动系统的主要特点。•观察你周围的事物，举例说明气动系统的工作原理。