第1章-气动基础知识.pptVIP

WUST 气动元件的流量特性 气体流过阀口的流动状态 机械工程系 气压传动技术 第1章 气动基础知识 本章教学目的 本章主要介绍气压传动的定义及其工作原理；气压传动的介质—空气的物理性质、气体状态方程、气体流动规律的基本知识。 1. 熟悉传动的定义、分类及作用； 2. 掌握气压传动的组成、特点及其工作原理;（重点） 3. 掌握空气的主要物理性质;（重点） 4. 了解气体状态方程与流动规律。（难点） 第1章 气动基础知识 一部完整的机器是由原动机、传动机构及控制部分、工作机（含辅助装置）组成。 ◆传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。 ◆流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。它包括液压传动、液力传动和气压传动。 ◆气压传动是以压缩空气作为工作介质来进行能量传递的传动方式。 为什么要用气压传动呢？ 将能量从机械能转换为气压能，而后又将气压能转换为机械能，何必多此一举呢？ 几乎所有的机械或机器都需要传动机构。这因为原动机一般很难直接满足执行机构在速度、力、转矩或运动方式等方面的要求，必须通过中间环节——传动装置进行调节控制。气压传动就是这种调节控制方式中的一种。 其它的传动方式有：机械传动：常用零件为齿轮，曲轴，轴，皮带等。液压传动：常用液体为传输介质。电气传动：常用零件是直流电机，可控硅,交流电机变频器等。 机器组成 原动机 传动机构 控制部分 工作机 机械传动 电气传动 流体传动 液压传动 气压传动 液力传动 利用气体压力能 来传递能量 为何需要 传动机构? 气动技术广泛应用于各行业 一、气压传动的组成及工作原理 气压发生装置 分水滤气器 压力控制阀 油雾器 方向控制阀 消声器 流量控制阀 汽 缸 气压传动与控制技术简称气动，是以压缩空气为工作介质来进行能量与信号的传递，是实现各种生产过程、自动控制的一门技术。 (1) 气源装置 获得压缩空气的装置。其主体部分是空气压缩机，它将原动机供给的机械能转变为气体的压力能。 (2) 控制元件 用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向的，以便使执行机构完成预定的工作循环。它包括各种压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等。 (3) 执行元件 是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转换装置，包括气缸、气马达、摆动马达。 (4) 辅助元件 是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元件间的连接及消声等所必须的，它包括过滤器、油雾气、管接头及消声器等。 1.气动系统的组成 2.气压传动的优缺点 压缩空气的优点如下： 适用性 贮存 设计和控制简单 运动的选择 经济 环境干净 安全性 压缩空气也有如下不足之处： 由于空气具有可压缩性，载荷变化时运动平稳性稍差。 因工作压力低，不易获得较大的输出力或转矩。 有较大的排气噪声。 因空气无润滑性能，故在气路中有时应设置给油润滑装置。 二、空气的物理性质 干空气 实际空气 还含有油粒、灰尘和水蒸汽等杂质，会对气动系统设备和元件造成损害。 1. 空气的组成 F A 压力 2. 空气的性质 密度 空气是具有质量的，单位体积的空气中所含有的空气的质量称为空气的密度。 m V 压力表示法 表压力 绝对压力 真空度 大气压P=Pa 绝对真空P=0 绝对压力 表压力：以大气压为基准，高于大气压的压力值，即相对压力， 也即由压力表读出的压力 真空度：以大气压为基准，低于大气压力的压力值，正值 真空压力：绝对压力与大气压力之差，与真空度大小相同，符号相反 PPa PPa ！ 压力是由负载建立的！ 压力和力 压缩空气在容器的内表面产生了一个力 容器内的流体将被压缩并产生这个压力 表压力1bar表示每平方厘米上受到10牛顿的力 如图所示的气缸。在压力的作用下，气缸活塞向前伸出，此推力等于压力与有效作用面积的乘积。 式中：D = 气缸缸径 mm P = 压力 bar 作用在气缸缸桶内部的力相当于气缸的投影面积与压力的乘积。 1MPa = 1000000Pa = 10bar 1bar = 1atm = 1kgf/cm2 = 14.5psi = 100kPa 1atm = 76mmHg 1psi = 6.89kPa 压力单位 温度 热力学温度 T 单位为K 摄氏温度 t 单位为℃ t = T - T0 T0 = 273