液压与气压传动技术液压与气压传动技术 设计与制作：闫芳设计与制作：闫芳审审 核：孟庆东核：孟庆东 l典型的气压传动系统如图所示，通常，气压传动系统根据气典型的气压传动系统如图所示，通常，气压传动系统根据气动元件和装置的不同功能，可以分成以下几个部分。动元件和装置的不同功能，可以分成以下几个部分。10.1气压传动系统的基本构成气压传动系统的基本构成1 1、气压传动系统的组成、气压传动系统的组成 1-气压发生装置气压发生装置 2-压力控制阀压力控制阀 3-逻辑元件逻辑元件 4-方向控制阀方向控制阀5-流量控制阀流量控制阀6-气缸气缸7-行程开关行程开关8-消声器消声器9-油雾器油雾器l0-过滤器过滤器气源装置气源装置 l获得压缩空气的装置和设备，它将原动机供给的机械能转变为获得压缩空气的装置和设备，它将原动机供给的机械能转变为气体的压力能，还包括贮气罐等辅助设备。气体的压力能，还包括贮气罐等辅助设备。l它将原动机输出的机械能转变为空气的压力能，其主要设备是它将原动机输出的机械能转变为空气的压力能，其主要设备是空气压缩机。空气压缩机。控制元件控制元件 l控制元件是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向的，以控制元件是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向的，以保证执行元件具有一定的输出力和速度，并按设计的程序正常工保证执行元件具有一定的输出力和速度，并按设计的程序正常工作，如压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和逻辑阀等。作，如压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和逻辑阀等。执行元件执行元件 l执行元件是将空气的压力能转变为机械能的能量转换装置，如执行元件是将空气的压力能转变为机械能的能量转换装置，如气缸和气马达。气缸和气马达。辅助元件辅助元件 l辅助元件是用于辅助保证气动系统正常工作的一些装置，如消辅助元件是用于辅助保证气动系统正常工作的一些装置，如消声器、油雾器等。声器、油雾器等。 l气动技术用于简单的机械操作中已有相当长的时间了，最近气动技术用于简单的机械操作中已有相当长的时间了，最近几年随着气动自动化技术的发展，气动技术起到了重要的作几年随着气动自动化技术的发展，气动技术起到了重要的作用。用。l气动自动化控制技术是利用压缩空气作为传递动力或信号的气动自动化控制技术是利用压缩空气作为传递动力或信号的工作介质，配合气动控制系统的主要气动元件，与机械、液工作介质，配合气动控制系统的主要气动元件，与机械、液压、电气、电子压、电气、电子(包括包括PLC控制器和微机控制器和微机)等部分或全部综合构等部分或全部综合构成的控制回路，使气动元件按工艺要求的工作状况，自动按成的控制回路，使气动元件按工艺要求的工作状况，自动按设定的顺序或条件动作的一种自动化技术。设定的顺序或条件动作的一种自动化技术。l用气动自动化控制技术实现生产过程自动化，是工业自动化用气动自动化控制技术实现生产过程自动化，是工业自动化的一种重要技术手段，也是一种低成本自动化技术。的一种重要技术手段，也是一种低成本自动化技术。10.2 气动技术的应用气动技术的应用 l优点优点10.3气动技术的特点和应用准则气动技术的特点和应用准则1 1、气压传动的特点、气压传动的特点 l缺点缺点l空气的可压缩性既是一种优点也是一种不足。空气可压缩性空气的可压缩性既是一种优点也是一种不足。空气可压缩性这种物理上的局限性大大限制了气动技术的应用，当需要很大这种物理上的局限性大大限制了气动技术的应用，当需要很大力或连续大量消耗压缩空气时，成本也是一个制约气动技术应力或连续大量消耗压缩空气时，成本也是一个制约气动技术应用的因素。因此，在研究气动技术的实际应用时，应首先将其用的因素。因此，在研究气动技术的实际应用时，应首先将其与其他形式的传动技术进行比较，表给出了这种比较。与其他形式的传动技术进行比较，表给出了这种比较。 应用准则应用准则 气动技术在工业中的应用范畴气动技术在工业中的应用范畴 l物料输送装置：夹紧、传送、定位、定向和物料流分配；物料输送装置：夹紧、传送、定位、定向和物料流分配；l一般应用：包装、填充、测量、锁紧、轴的驱动、物料输送、一般应用：包装、填充、测量、锁紧、轴的驱动、物料输送、零件转向及翻转、零件分拣、元件堆垛、元件冲压或模压标记零件转向及翻转、零件分拣、元件堆垛、元件冲压或模压标记和门控制；和门控制； l物料加工：钻削、车削、铣削、锯削、磨削和光整。物料加工：钻削、车削、铣削、锯削、磨削和光整。l 气动系统用于自动装卸生产及气动机械手的例子如图所示。气动系统用于自动装卸生产及气动机械手的例子如图所示。 l1）汽车制造行业）汽车制造行业 现代汽车制造工厂的生产线，尤其是主要现代汽车制造工厂的生产线，尤其是主要工艺的焊接生产线，几乎无一例外地采用了气动技术。如：车工艺的焊接生产线，几乎无一例外地采用了气动技术。如：车身在每个工序的移动；车身外壳被真空吸盘吸起和放下，在指身在每个工序的移动；车身外壳被真空吸盘吸起和放下，在指定工位的夹紧和定位；点焊机焊头的快速接近、减速软着陆后定工位的夹紧和定位；点焊机焊头的快速接近、减速软着陆后的变压控制点焊，都采用了各种特殊功能的气缸及相应的气动的变压控制点焊，都采用了各种特殊功能的气缸及相应的气动控制系统。高频率的点焊、力控的准确性及完成整个工序过程控制系统。高频率的点焊、力控的准确性及完成整个工序过程的高度自动化，堪称是最有代表性的气动技术应用之一。另外，的高度自动化，堪称是最有代表性的气动技术应用之一。另外，搬运装置中使用的高速气缸搬运装置中使用的高速气缸(最大速度达最大速度达3m/s)、复合控制阀的、复合控制阀的比例控制技术都代表了当今气动技术的新发展。比例控制技术都代表了当今气动技术的新发展。2 2、气动技术的应用现状、气动技术的应用现状 l2）电子、半导体制造行业）电子、半导体制造行业 在彩电、冰箱等家用电器产品的在彩电、冰箱等家用电器产品的装配生产线上，在半导体芯片、印刷电路等各种电子产品的装装配生产线上，在半导体芯片、印刷电路等各种电子产品的装配流水线上，不仅可以看到各种大小不一、形状不同的气缸、配流水线上，不仅可以看到各种大小不一、形状不同的气缸、气爪，还可以看到许多灵巧的真空吸盘将一般气爪很难抓起的气爪，还可以看到许多灵巧的真空吸盘将一般气爪很难抓起的显像管、纸箱等物品轻轻地吸住，运送到指定位置上。对加速显像管、纸箱等物品轻轻地吸住，运送到指定位置上。对加速度限制十分严格的芯片搬运系统，采用了平稳加速的度限制十分严格的芯片搬运系统，采用了平稳加速的SIN气缸。气缸。这种气缸具有特殊的加减速机构，可以平稳地将盛满水的水杯这种气缸具有特殊的加减速机构，可以平稳地将盛满水的水杯从从A点送到点送到B点，并保证水不溢出。为了提高试验效率和追求准点，并保证水不溢出。为了提高试验效率和追求准确的试验结果，摩托罗拉采用了由确的试验结果，摩托罗拉采用了由SMC小型气缸和控制阀构成小型气缸和控制阀构成的携带式电话的性能寿命试验装置，不仅可以随意地改变按键的携带式电话的性能寿命试验装置，不仅可以随意地改变按键频度，还可以根据需要，随时改变按键的力度。对环境洁净度频度，还可以根据需要，随时改变按键的力度。对环境洁净度要求高的场所，可以选用洁净系列的气动元件，这种系列的气要求高的场所，可以选用洁净系列的气动元件，这种系列的气缸、气阀及其他元件有特殊的密封措施。缸、气阀及其他元件有特殊的密封措施。 l3）生产自动化的实现）生产自动化的实现 20世纪世纪60年代，气动技术主要用于比年代，气动技术主要用于比较繁重的作业领域作为辅助传动。现在，在工业生产的各个领较繁重的作业领域作为辅助传动。现在，在工业生产的各个领域，为了保证产品质量的均一性，为了能减轻单调或繁重的体域，为了保证产品质量的均一性，为了能减轻单调或繁重的体力劳动、提高生产效率，为了降低成本，都已广泛使用了气动力劳动、提高生产效率，为了降低成本，都已广泛使用了气动技术。在缝纫机、自行车、手表、洗衣机、自动和半自动机床技术。在缝纫机、自行车、手表、洗衣机、自动和半自动机床等许多行业的零件加工和组装生产线上，工件的搬运、转位、等许多行业的零件加工和组装生产线上，工件的搬运、转位、定位、夹紧、定位、夹紧、 进给、装卸、装配、清洗、检测等许多工序中进给、装卸、装配、清洗、检测等许多工序中都使用气动技术。气动木工机械可完成挂胶、压合、切割、刨都使用气动技术。气动木工机械可完成挂胶、压合、切割、刨光、开槽、打榫、组装等许多作业。自动喷气织布机、自动清光、开槽、打榫、组装等许多作业。自动喷气织布机、自动清洗机、冶金机械、印刷机械、建筑机械、农业机械、制鞋机械、洗机、冶金机械、印刷机械、建筑机械、农业机械、制鞋机械、塑料制品生产线、人造革生产线、玻璃制品加工线等许多场合，塑料制品生产线、人造革生产线、玻璃制品加工线等许多场合，都大量使用了气动技术。都大量使用了气动技术。l4）包装自动化的实现）包装自动化的实现 气动技术还广泛应用于化肥、化工、气动技术还广泛应用于化肥、化工、粮食、食品、药品等许多行业，实现粉状、粒状、块状物料的粮食、食品、药品等许多行业，实现粉状、粒状、块状物料的自动计量包装；用于烟草工业的自动卷烟和自动包装等许多工自动计量包装；用于烟草工业的自动卷烟和自动包装等许多工序；用于对黏稠液体序；用于对黏稠液体(如油漆、油墨、化妆品、牙膏等如油漆、油墨、化妆品、牙膏等)和有毒和有毒气体气体(如煤气等如煤气等)的自动计量灌装。的自动计量灌装。1）模块化和集成化）模块化和集成化气动系统的最大优点之一是单独元件的组合能力，无论是各种不同大气动系统的最大优点之一是单独元件的组合能力，无论是各种不同大小的控制器还是不同功率的控制元件，在一定应用条件下，都具有随小的控制器还是不同功率的控制元件，在一定应用条件下，都具有随意组合性。随着气动技术的发展，元件正从单元功能性向多功能系统、意组合性。随着气动技术的发展，元件正从单元功能性向多功能系统、通用化模块方向发展，并将具有向上或向下的兼容性。通用化模块方向发展，并将具有向上或向下的兼容性。2）功能增强及体积缩小）功能增强及体积缩小小型化气动元件，如气缸及阀类正应用于许多工业领域。微型气动元小型化气动元件，如气缸及阀类正应用于许多工业领域。微型气动元件不但用于精密机械加工及电子制造业，而且用于制药业、医疗技术、件不但用于精密机械加工及电子制造业，而且用于制药业、医疗技术、包装技术等。在这些领域中，已经出现活塞直径小于包装技术等。在这些领域中，已经出现活塞直径小于2.5 mm的气缸、的气缸、宽度为宽度为10 mm的气阀及相关的辅助元件，并正在向微型化和系列化的气阀及相关的辅助元件，并正在向微型化和系列化方向发展。方向发展。3）智能气动）智能气动智能气动是指具有集成微处理器，并具有处理指令和程序控制功能的智能气动是指具有集成微处理器，并具有处理指令和程序控制功能的元件或单元。最典型的智能气动是内置可编程控制器的阀岛，以阀岛元件或单元。最典型的智能气动是内置可编程控制器的阀岛，以阀岛和现场总线技术的结合实现的气电体化是目前气动技术的一个发展方和现场总线技术的结合实现的气电体化是目前气动技术的一个发展方向。向。3 3、气动技术的发展趋势、气动技术的发展趋势