第1章 气压传动技术及使用与维修概述.docVIP

第1章 气压传动技术概述 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。它是流体传动与控制学科的一个重要组成部分。传递动力的系统是将压缩气体经由管道和控制阀输送给气动执行元件，把压缩气体的压力能转换为机械能而作功；传递信息的系统是利用气动逻辑元件或射流元件以实现逻辑运算等功能，亦称气动控制系统。 1.1 气压传动系统的工作原理与组成 1.1.1 气压传动系统的工作原理 在此以气动剪切机为例介绍气压传动系统的工作原理。 剪切机气动系统如图1-1所示。图示位置为剪切前的预备状态，空气压缩机1产生的压缩空气→后冷却器2→油水分离器3→贮气罐4→空气过滤器5→调压阀6→油雾器7→气控换向阀9→气缸10。此时换向阀A腔的压缩空气将阀芯推到上位，使气缸上腔充压，活塞处于下位，剪切机的剪口张开，处于预备工作状态。 当送料机构将工料11送入剪切机并到达规定位置时，工料将行程阀8的阀芯向右推，换向阀A腔经行程阀8与大气相通，换向阀阀芯在弹簧的作用下移到下位，将气缸上腔与大气连通，下腔与压缩空气连通。此时，活塞带动剪刀快速向上运动将工料切下。工料被切下后，即与行程阀脱开，行程阀复位，将排气口封死，换向阀A腔压力上升，阀芯上移，使气路换向。气缸上腔进压缩空气，下腔排气，活塞带动剪刀向下运动，系统又恢复到图示状态，待第二次进料剪切。 图1－1 气动剪切机的工作原理 1－空气压缩机 2－后冷却器 3－分水排水器4－贮气罐 5－分水滤气器 6－减压阀7－油雾器 8－行程阀 9－气控换向阀 10－气缸 11－工料。 1.1.2 气压传动系统的组成 从上面实例可知气压传动系统由以下五个部分组成： 1）气源装置。气源装置是压缩空气的发生装置，其主体部分是空气压缩机。它将原动机的机械能转换为空气的压力能，。 2）执行元件。执行元件是气压传动系统的能量输出装置，主要为气缸和气马达，它们将压缩空气的压力能转换为机械能。 3）控制元件。用以控制压缩空气的压力、流量、流动方向以保证系统各执行机构具有一定的输出动力和速度的元件。即各类压力阀、流量阀、方向阀和逻辑阀等。 4）辅助元件。过滤器、油雾器、消声器、干燥器和转换器等。它们对保持系统正常、可靠、稳定和持久地工作起着十分重要的作用。在气压传动中还有用来感受和传递各种信息的气动传感器。 5）工作介质。气压传动系统中所用的工作介质是空气。 1.2 气压传动的特点 1.2.1 气压传动的优点??? ?1）以空气为工作介质，工作介质获得比较容易，用后的空气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道。???? 2）因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之一），其损失也很小，所以便于集中供气、远距离输送。并且不易发生过热现象。???? 3）与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应快、可在较短的时间内达到所需的压力和速度。工作介质清洁，不存在介质变质等问题。???? 4）安全可靠，在易燃、易爆场所使用不需要昂贵的防爆设施。压缩空气不会爆炸或着火，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动、冲击等恶劣工作环境中，比液压、电子、电气控制优越。???? 5）成本低，过载能自动保护，在一定的超载运行下也能保证系统安全工作。 6）系统组装方便，使用快速接头可以非常简单地进行配管，因此系统的组装、维修以及元件的更换比较简单。 7）储存方便，气压具有较高的自保持能力，压缩空气可储存在贮气罐内，随时取用。即使压缩机停止运行，气阀关闭，气动系统仍可维持一个稳定的压力。故不需压缩机的连续运转。 8）清洁 基本无污染，外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境。对于要求高净化、无污染的场合，如食品、印刷、木材和纺织工业等是极为重要的，气动具有独特的适应能力，优于液压、电子、电气控制。 1.2.2 气压传动的缺点 ?? 1）由于空气具有可压缩性，因此工作速度稳定性稍差。但采用气液联动装置会得到较满意的效果。???? 2）因工作压力低（一般为0.3~1.0MPa），又因结构尺寸不宜过大，总输出力不宜大于10～40kN。???? 3）噪声较大，在高速排气时要加消声器。???? 4）气动装置中的气信号传递速度在声速以内比电子及光速慢，因此，气动控制系统不宜用于元件级数过多的复杂回路。 1.2.3 气动控制与其他控制的性能比较 ????气动控制与其他控制的性能比较见表1-1。 表1-1 几种控制方式性能比较 比较项目 操作力 动作快慢 环境要求 构造 载荷变化影响 远距离操纵 无级调速 工作寿命 维护 价格 气压控制 中等 较快 适应性好 简单 较大 中距离 较好 长 一般 便宜 液压控制 最大 较慢 不怕