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气压传动的工作原理和组成

在气压传动系统中,根据气动元件和装置的不同功能,可将气压传动系统分成以下四个组成部分,如图11-1所示。

1)气源装置 气源装置将原动机提供的机械能转变为气体的压力能,为系统提供压缩空气。它主要由空气压缩机构成,还配有贮气罐、气源净化处理装置等附属设备。

2)执行元件 执行元件起能量转换作用,把压缩空气的压力能转换成工作装置的机械能。主要形式有,气缸输出直线往复式机械能、摆动气缸和气马达分别输出回转摆动式和旋转式的机械能。对于以真空压力为动力源的系统,采用真空吸盘以完成各种吸吊作业。

3)控制元件 控制元件用来对压缩空气的压力、流量和流动方向调节和控制,使系统执行机构按功能要求的程序和性能工作。根据完成功能不同,控制元件种类有很多种,气压传动系统中一般包括压力、流量、方向和逻辑等四大类控制元件。

4)辅助元件 辅助元件是用于元件内部润滑、排气噪声、元件间的连接以及信号转换、显示、放大、检测等所需的各种气动元件。如油雾器、消声器、管件及管接头、转换器、显示器、传感器等。

二、气压传动的优缺点

气压传动具有以下优点

1)使用方便 空气作为工作介质,空气到处都有,来源方便,用过以后直接排入大气,不会污染环境,可少设置或不必设置回气管道。

2)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。

3)快速性好 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。在一定的超载运行下也能保证系统安全工作,并且不易发生过热现象。

4)安全可靠 压缩空气不会爆炸或着火,在易燃、易爆场所使用不需要昂贵的防爆设施。可安全可靠地应用于易燃、易爆、多尘埃、辐射、强磁、振动、冲击等恶劣的环境中。

5)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。

6)可远距离传输 由于空气的粘度小,流动阻力小,管道中空气流动的沿程压力损失小,有利于介质集中供应和远距离输送。空气不论距离远近,极易由管道输送。

7)能过载保护 气动机构与工作部件,可以超载而停止不动,因此无过载的危险。

8)清洁 基本无污染,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。

气压传动也存在如下的缺点

1)速度稳定性差 由于空气可压缩性大,气缸的运动速度易随负载的变化而变化,稳定性较差,给位置控制和速度控制精度带来较大影响。

2)需要净化和润滑 压缩空气必须有良好的处理,去除含有的灰尘和水分。空气本身没有润滑性,系统中必须采取措施对元件进行给油润滑,如加油雾器等装置进行供油润滑。

3)输出力小 经济工作压力低(一般低于0.8 MPa),因而气动系统输出力小,在相同输出力的情况下,气动装置比液压装置尺寸大。输出力限制在 20~30kN之间。

4)噪声大 排放空气的声音很大,现在这个问题已因吸音材料和消音器的发展大部分获得解决。需要加装消音器。

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