第一章 气压传动概述 一、气压传动基本知识 机电一体化技术 1）传动--动力的传递

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1 第一章 气压传动概述 一、气压传动基本知识 机电一体化技术 1）传动--动力的传递
第一章 气压传动概述 一、气压传动基本知识 1）传动--动力的传递 2）常见的传动方式：机械传动、电气传动、流体传动（液压与气动） 　　　 3）气压传动是以压缩空气作为工作介质进行能量或信号传递与控制的一种工程技术（简称气动技术）。 由于气压传动也象液压传动一样，都是利用流体作为工作介质的传动。因此，在工作原理、系统组成、元件结构及图形符号等方面都很相似。 机电一体化技术

2 4）气动技术发展史 机电一体化技术 2000年前，希腊人制造了一门空气弩炮，成为应用气动技术第一人。
1776年—世界上发明了第一台空气压缩机； 1880年—人们在火车上利用气缸作刹车装置； 20世纪30年代，气动技术开始在工业生产上应用并迅速推广。如自动门开关、完成机械设备的辅助动作； 20世纪60年代，开始形成现代气动技术。 20世纪70年代，与电子技术结合，在自动化领域广泛推广。 20世纪80年代，向集成化、微型化发展。 20世纪90年代，向集成化、微型化、模块化、智能化方向发展。 机电一体化技术

3 电能----机械能----压力能----机械能
1.气压传动的工作原理及组成 1）气压传动的工作原理 电机（内燃机） 空压机 气动系统 电能----机械能----压力能----机械能 （化学能） 机电一体化技术

4 2）气压传动系统的组成 机电一体化技术

5 （1）气源装置：获得压缩空气的设备，包含空压机和气体处理部分，其主体部分是空气压缩机。它将原动机的机械能转变为气体的压力能，为各类气动设备提供动力。用气量较大的工厂都专门建立压缩空气气站，通过管道向各用气点输送压缩空气。 机电一体化技术

6 （2）控制元件：各种阀，用以控制压缩空气的压力、流量和流动方向以及执行元件的工作程序，以便执行元件完成预定的运动。如压力阀、流量阀、方向阀、逻辑元件等。
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7 （3）执行元件：各种气缸（气爪）和气马达。它的功用是将气体的压力能转变为机械能，输出给工作部件。
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8 （4）辅助元件：使压缩空气净化、润滑、消声以及用于元件间连接等所需的装置。如各种过滤器、干燥器、油雾器、消声器及管件等，它们对保持气动系统可靠、稳定和持久地工作起着十分重要的作用。
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9 （5）真空元件：以真空压力作为动力源，实现自动化控制的元件。通常由真空泵或真空发生器来产生真空。真空回路通常由真空减压阀、换向阀和真空吸盘组成。
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10 二、气压传动的优点 机电一体化技术 1.采用空气作为传动介质，获取方便、取之不尽。且使用后可直接排入大气而不污染环境。
　1.采用空气作为传动介质，获取方便、取之不尽。且使用后可直接排入大气而不污染环境。 2.由于不需要回气管路，故气动系统结构较简单，使用维护方便，使用成本低。 　3.用空气作工作介质降低了对元件材质和制造精度上的要求，可以采用多种材料制造元件，如轻金属、塑料、尼龙等，降低了制造成本。 4.空气的性质受温度的影响小，使用安全，高温下不会发生燃烧和爆炸，所以对环境的适应性强，特别是在易燃、易爆、高尘埃、强磁、辐射及振动等恶劣环境中，比液压、电气及电子控制都优越。 机电一体化技术

11 6.与液压传动相比，气压传动反应快，动作迅速，一般只需0.02-0.03s就可建立起需要的压力和速度。
5.空气的粘度很小，在管路中流动时的压力损失小，管道不易堵塞，空气也没有变质问题，所以节能、高效。它适用于集中供气和远距离输送。 6.与液压传动相比，气压传动反应快，动作迅速，一般只需 s就可建立起需要的压力和速度。 7.调节控制方便，既可组成全气动控制系统，也可与电气、液压结合实现混合控制。 机电一体化技术

12 2.由于工作压力低，且结构尺寸不宜过大，所以气动系统不易获得较大的输出力和力矩。因此，气压传动不适于重载系统。
三、气压传动的缺点 　1.由于空气的可压缩性大，气动系统的稳定性差，负载变化时对工作速度的影响较大（系统刚度小），速度调节较难。采用气液联动可以克服该缺陷。 　2.由于工作压力低，且结构尺寸不宜过大，所以气动系统不易获得较大的输出力和力矩。因此，气压传动不适于重载系统。 3.气动装置中的信号传递速度仅限于声速范围内，比光、电信号慢，故不宜用于信号传递速度要求十分高的场合。同时，实现生产过程的遥控也较困难。 机电一体化技术

13 4.需要对气源中的杂质及水蒸气进行净化处理，净化处理的过程较复杂。空气无润滑性能，在系统中需要润滑的地方需要设置润滑给油装置。
　5.气动系统有较大的排气噪声，危害人体健康，应设法消除或降低噪声。 6.气缸低速时，摩擦力影响较大，低速稳定性差。 7.气动系统也有泄漏，这也是能量损失。气动系统传动效率相对较低。 机电一体化技术

14 四、气压传动的应用 目前国内外工业生产中气压传动系统应用越来越广，气动技术发展也较快，如FESTO公司开发的气动数字定位系统。 由于气动技术的特点，它在食品、包装、烟草、轻工、电子及半导体制造、汽车、机床等行业得到广泛应用。 机电一体化技术

15 五、气传技术的发展趋势 机电一体化技术 1.高质量：电磁阀寿命3000万次以上，气缸寿命5000Km。
2.高精度：定位精度 mm。 3.高速度：电磁阀换向频率数十Hz，气缸速度3m/s。 4.低功耗：电磁阀功耗0.5-1W。 5.小型化：缸径2.5的单作用气缸等。 6.轻量化：采用铝合金及塑料，重量10克的电磁阀。 7.无给油化：无需润滑油。 8.复合集成化：阀岛。 9.机电气一体化：PLC+传感器+气动元件 机电一体化技术