[科普中国]-气压传动

简介

气动是“气动技术”或“气压传动与控制”的简称。气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的工程技术．是实现各种生产控制、自动控制的重要手段。在人类追求与自然界和平共处的时代，研究并大力发展气压传动，对于全球环境与资源保护有着相当特殊的意义。随着工业机械化和自动化的发展，气动技术越来越广泛地应用于各个领域。特别是成本低廉、结构简单的气动自动装置已得到了广泛的普及与应用，在工业企业自动化中具有非常重要的地位。

气压传动的应用历史非常悠久。早在公元前，埃及人就开始利用风箱产生压缩空气用于助燃。后来，人们懂得用空气作为工作介质传递动力做功，如古代利用自然风力推动风车、带动水车提水灌溉、利用风能航海。从18世纪的产业革命开始，气压传动逐渐被应用于各类行业中，如矿山用的风钻、火车的刹车装置、汽车的自动开关门等。而气压传动应用于一般工业中的自动化、省力化则是近些年的事情。

如今，世界各国都把气压传动作为一种低成本的工业自动化手段应用于工业领域。国内外自20世纪60年代以来．随着工业机械化和自动化的发展，气动技术越来越广泛地应用于各个领域里。如今，气压传动元件的发展速度已超过了液压元件，气压传动已成为一个独立的专门技术领域。1

系统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。

(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，还配有储气罐、气源净化装置等附属设备。

(2)执行元件。执行元件起能量转换的作用，把压缩空气的压力能转换成工作装置的机械能。它的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、流量和流动方向凋节和控制，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，控制元件种类分为很多种，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。2

特点1．气压传动的优点

(1)空气来源方便，用后直接排出，无污染。

(2)空气黏度小，气体在传输中摩擦力较小，故可以集中供气和远距离输送。

(3)气动系统对工作环境适应性好。特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境工作时，安全可靠性优于液压、电子和电气系统。

(4)气动动作迅速、反应快、调节方便，可利用气压信号实现自动控制。

(5)气动元件结构简单、成本低且寿命长，易于标准化、系列化和通用化。

2．气压传动的缺点

(1)运动平稳性较差。因空气可压缩性较大，其工作速度受外负载变化影响大。

(2)工作压力较低（0.3～1 MPa），输出力或转矩较小。

(3)空气净化处理较复杂。气源中的杂质及水蒸气必须净化处理。

(4)因空气黏度小，润滑性差，需设置单独的润滑装置。

(5)有较大的排气噪声。3

应用气动传动在下述几方面有普遍的应用：

(1)机械制造业。包括机械加工生产线上工件的装夹及搬送，铸造生产线上的造型、捣固、合箱等。在汽车制造中，汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等。

(2)电子IC及电器行业。如用于硅片的搬运，元器件的插装与锡焊，家用电器的组装等。

(3)石油、化工业。用管道输送介质的自动化流程绝大多数采用气动控制，如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。

(4)轻工食品包装业。包括各种半自动或全自动包装生产线，例如酒类、油类、煤气罐装，各种食品的包装等。

(5)机器人。例如装配机器人，喷漆机器人，搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。

(6)其他。如车辆刹车装置、车门开闭装置、颗粒物质的筛选、鱼雷导弹自动控制装置等。2