气压传动与控制

气压传动与控制第一页，共十页，编辑于2023年，星期日一：气压传动与控制系统的工作原理及简介气压传动以压缩气体为工作介质，靠气体的压力传递动力或信息的流体传动。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。气压传动的特点是:工作压力低,一般为0.3～0.8兆帕，气体粘度小，管道阻力损失小，便于集中供气和中距离输送，使用安全，无爆炸和电击危险，有过载保护能力；但气压传动速度低，需要气源。

1829年出现了多级空气压缩机，为气压传动的发展创造了条件。1871年风镐开始用于采矿。1868年美国人G.威斯汀豪斯发明气动制动装置，并在1872年用于铁路车辆的制动。后来，随着兵器、机械、化工等工业的发展，气动机具和控制系统得到广泛的应用。1930年出现了低压气动调节器。50年代研制成功用于导弹尾翼控制的高压气动伺服机构。60年代发明射流和气动逻辑元件，遂使气压传动得到很大的发展。第二页，共十页，编辑于2023年，星期日

组成：气压传动由气源、气动执行元件、气动控制阀和气动辅件组成。气源一般由Linktitle压缩机提供。气动执行元件把压缩气体的压力能转换为机械能，用来驱动工作部件，包括气缸和气动马达。气动控制阀用来调节气流的方向、压力和流量，相应地分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。气动辅件包括：净化空气用的分水滤气器，改善空气润滑性能的油雾器，消除噪声的消声器，管子联接件等。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。第三页，共十页，编辑于2023年，星期日气压传动的优点：（1）气压传动的工作介质是空气，它取之不尽用之不竭，用后的空气可以排到大气中去，不会污染环境。（2）气压传动的工作介质粘度很低，所以流动阻力很小，压力损失小，便于集中供气和远距离输送。气压传动的缺点：（1）由于空气的可压缩性大，气压传动系统的速度稳定性差，给系统的速度和位置控制精度带来很大的影响。（2）气压传动系统的噪声大，尤其是排气时，需要加消音器。第四页，共十页，编辑于2023年，星期日二：不采用高压的原因1:气体易泄露,密封性不好。如果采用高压，将失去气压控制系统经济的优越性。自然界的空气是由若干种气体混合组成的，主要有氮气、氧气、氩气、二氧化碳，大气中的空气基本上都是湿空气。而把不含有水蒸气的空气叫干空气。空气中所含气体物质都是小分子物质，极易泄露，不易得到高的压力。若果采用高精密手段取得高的密封性，这必将大大提高气压传动与控制系统的造价，也丧失气压传动与控制系统本身经济的特点。第五页，共十页，编辑于2023年，星期日2：气体压缩性与膨胀性比较大，不易得到高压，且不易得到准确压力。压缩性：液体与气体主要区别在于它们的密度对其压强的依存特性，即压缩性的不同。根据流体压缩性影响的大小，可将流体的运动分为可压缩流体与不可压缩流体。气体的压缩性是当气体被压缩时，压强变化而引起密度或比容发生变化的特性。流体压缩性的大小通常用压缩系数来表示，其定义为在一定温度下，压强升高一个单位时，流体体积或密度的相对变化量。式中为原有的体积，为体积的改变量，为压强的改变量。因为压强与体积的变化方向是相反的，故上式中有一负号。膨胀性：流体温度升高时，流体体积增加的特性称为流体的膨胀性。用膨胀系数表示。定义为在压强不变的条件下温度升高一个单位时流体体积的相对增加量，即式中，为温度，其它符号与式（1.1）相同。液体的膨胀系数很小，工程上一般不考虑它们的膨胀性。对于气体，用完全气体的状态方程，可以得到压强不变时的，因此气体的这种特性使气压传动与控制系统无法经过一定量得到准确的压力值，也无法在制定位置得到准确压力值。在高压力时，气体的压缩性更是凸显，这时气压缸的行程与体积必须特别大，使气压传动与控制系统变得复杂。第六页，共十页，编辑于2023年，星期日3：低压即可实现大部分功能，没必要用高压。我们在日常工作和生活中经常见到各种机器，如汽车、电梯、机床等通常都是由原动机、传动装置和工作机构三部分组成。其中传动装置最常见的类型有机械传动、电力传动和流体传动。流体传动是以受压的流体为工作介质对能量进行转换、传递、控制和分配。它可以分为气压传动、液压传动和液力传动。气压传动技术简称“气动技术”，是一门涉及压缩空气流动规律的科学技术。气动技术不仅被用来完成简单的机械动作，而且在促进自动化的发展中起着极为重要的作用。从50年代起，气动技术不仅用于做功，而且发展到检测和数据处理。传感器、过程控制器和执行器的发展导致了气动控制系统的产生。近年来，随着电子技术、计算机与通信技术的发展及各种气动组件的性价比进一步提高，气动控制系统的先进性与复杂性进一步发展，在自动化控制领域起着越来越重要的作用。气动技术可使气动执行组件依工作需要作直线运动、摆动和旋转运动。气动系统的工作介质是压缩空气。压缩空气的用途极其广泛,从用低压空气来测量人体眼球内部的液体压力、气动机械手焊接到气动压力机和使混凝土粉碎的气钻等,几乎遍及各个领域。第七页，共十页，编辑于2023年，星期日在工业中的典型应用如下：1)材料输送（夹紧、位移、定位与定向）、分类、转动、包装与计量、排列、打印与堆置；2)机械加工（钻、车削、铣、锯、成品精加工、成形加工、质量控制）3)设备的控制、驱动、进给与压力加工；4)工件的点焊、铆接、喷漆、剪切；5)气动机器人；6)牙钻。气压传动与控制系统的应用领域，导致气压传动与控制系统不需要太高的压力，在低压力情况下应经能够实现大部分的工作。第八页，共十页，编辑于2023年，星期日4高压气体很危险。以压缩气体为工作介质，靠气体的压力传递动力或信息的流体传动。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。气压传动的特点是:工作压力低,一般为0.3～0.8兆帕，气体粘度小，管道阻力损失小，便于集中供气和中距离输送，使用安全，无爆炸和电击危险，有过载保护能力；但气压传动速度低，需要气源。在高压情况下，气体输送时对管道的质量、密封要求较高；在排气的时候，易形成声音污染，且易造成高压危险事故。第九页，共十页，编辑于2023年，星期日三：项目感想在这次气压传动与控制三级项目当中我们在图书馆和网上查阅了好多资料，在信息的筛选和分析过程中曾遇到组内意见不统一的情况，经过激烈的讨论最终确定上述分析结果。经过这次讨论课不仅加深了我们对多学知识的了解，更丰富了我们课外相关知识的积累，加强了我们团队合作精神。期间虽然还有一些问题是我们一直没有理解的，由于时间精力的原因不能再深一步研究下去留下一些遗憾，但也使我们认识到了自己的不足，促使我们将会更加细心努力专业课本所学知识积极听取老师的指导。这样的讨论课加深了我们对课程学习的兴趣，更激发了我们对所学知识具体应用领域探索的欲望。在实验过程中曾遇到一些问题，经过实验室吕老师的精心指导是我学到了很多。吴教授做事严谨的风格深深感染了我，也使我认识到以后从事技术研究工作必