气压传动技术在工业中的典型应用:
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;机械加工,钻、车削、铣、锯、成品精加工、成形加工、质量控制;设备的控制、驱动、进给与压力加工;工件的点焊、铆接、喷漆、剪切;气动机器人;牙钻。气压传动技术是以压缩空气为介质,以气源为动力的能源传递技术,其工作可靠性高、使用寿命长、对环境没有污染,所以在机械手的驱动系统中常采用气压技术。机械手一般由执行系统、驱动系统、控制系统和人工智能系统组成,主要完成移动、转动、抓取等动作。与其
液压传动的车辆上的应用:
1、使车辆具有良好自适应能力
发动机后安装液力变矩器,变矩器输出轴上的转矩可比发动机的转矩增大几倍,而转速可降到零。当外界路面阻力发生变化时,液力变矩器能使车辆的牵引力自动相应的变化,满足阻力变化的要求。
2、提高车辆的通过性能
由于可以使车辆或履带行驶装置以任意小的速度行驶,并且有稳定的牵引力,从而使行驶装置与地面的附着能力提高,使车辆在软路面、泥地、沙地、雪地等路面上的通过性能提高。
3、提高车辆的使用寿命
由于液力传动依靠液体传递能量,故能吸收发动机和外负荷的振动和冲击,同时传动元件之间无机械磨损,因而提高了车辆的使用寿命。
4、提高车辆的舒适性
液力变矩器具有无级连续变速和改变转矩的能力,对外负载有良好的自动调节和适应性。它使车辆起步平稳,加速迅速、均匀,提高了乘坐舒适性。
液压传动对比机械式传动装置的缺点:
1、效率较低
液力传动元件的效率是变化的,由零到最高效率。相对齿轮传动效率较低,经济性较差。液力变矩器存在着效率不高,变矩范围有限的问题。
2、结构复杂
液力传动元件结构较复杂,体积重量较大,零件加工难度大,生产成本较高,修理也较麻烦。
气动(P NEUMATIC )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之一。.
人们利用空气的能量完成各种工作的历史可以追溯到远古,但作为气动技术应用的雏形,大约开始子1776 年John Wilkinson 发明能产生1个大气压左右压力的空气压缩机。1880年,人们第一次利用气缸做成气动刹车装置,将它成功地用到火车的制动上。上世纪30年代初。气动技术成功地应用于自动门的开闭及各种机械的辅助动作上。进入到60 年代尤其是70 年代初,随着工业机械化和自动化的发展,气动技术才广泛应用在生产自动化的各个领域,形成现代气动技术。
下面简要介绍生产技术领域应用气动技术的一些例子。
1 .汽车制造行业
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。
2 .电子、半导体制造行业
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显象管、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SIN 气缸。
3 .生产自动化的实现
60 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域,为了保证产品质t 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、定位、夹紧、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、刨光、开槽、打棒、组装等许多作业。
4 .包装自动化的实现
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。用子对粘稠液体(如油漆、油墨、化妆品、牙青等)和有毒气体(如煤气等)的自动计量灌装。由上面所举例子可见,气动技术在各行各业已得到广泛的应用。 .
更多内容,请参见“SMC气动服务网”-“气动技术”
(一)气压传动概述
气压传动与液压传动统称为流体传动,都是利用有压流体(气体或液体)作为工作介质来传递动力或控制信号的一种传动方式。气压传动是以压缩空气为工作介质进行压力或信号传递及控制,进而实现生产机械化和自动化的一门技术。其传动和控制原理与液压传动基本相同,但由于系统中的工作介质及其特性有很大区别,因此,这两种系统的工作特性及其应用场合也有所不同。
(二)气压传动的基本原理、组成及特点
1.气压传动的工作原理
气压传动与液压传动的基本工作原理是相似的(略)。
2.气压传动系统的组成
典型的气压传动系统由气压发生装置、执行元件、控制元件和辅助元件4个部分组成(图2-70)。
图2-70 气压传动及控制系统的组成
1—电动机;2—空气压缩机;3—气罐;4—压力控制阀;5—逻辑元件;6—方向控制阀;7—流量控制阀;8—行程阀;9—气缸;10—消声器;11—油雾器;12—分水滤气器
(1)气压发生装置
气压发生装置简称气源装置,是获得压缩空气的能源装置,其主体部分是空气压缩机,另外还有气源净化设备。空气压缩机将原动机供给的机械能转化为空气的压力能,而气源净化设备用以降低压缩空气的温度,除去压缩空气中的水分、油分以及污染杂质等。使用气动设备较多的厂矿常将气源装置集中在压气站(俗称空压站)内,由压气站再统一向各用气点(分厂、车间和用气设备等)分配供应压缩空气。
(2)执行元件
执行元件是以压缩空气为工作介质,并将压缩空气的压力能转变为机械能的能量转换装置,执行元件包括:做直线往复运动的气缸,做连续回转运动的气马达和做不连续回转运动的摆动马达等。
(3)控制元件
控制元件又称操纵、运算、检测元件,是用来控制压缩空气流的压力、流量和流动方向等,以便使执行机构完成预定的运动规律的元件。控制元件包括:各种压力阀、方向阀、流量阀、逻辑元件、射流元件、行程阀、转换器和传感器等。
(4)辅助元件
辅助元件是使压缩空气净化、润滑、消声以及元件间连接所需要的一些装置。辅助元件包括:分水滤气器、油雾器、消声器以及各种管路附件等。
3.气压传动的特点
气压传动与其他的传动和控制方式相比,其主要优缺点如下:
(1)气压传动的优点
1)气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力等级低,故使用安全。
2)输出力及工作速度的调节非常容易。气缸动作速度一般为50~500mm/s,比液压和电气方式的动作速度快。
3)可靠性高、使用寿命长。
4)利用空气的可压缩性可贮存能量,实现集中供气。
5)全气动控制具有防火、防潮、防爆的能力。与液压相比,气动方式可在高温场合使用。
6)由于空气流动损失小,压缩空气可集中供应,远距离输送。
(2)气压传动的缺点
1)由于空气有压缩性,气缸的动作速度易受负载的变化而变化。
2)气缸在低速运动时,由于摩擦力占推力的比例较大,气缸的低速稳定性不如液压缸。
3)虽然在许多应用场合,气缸的输出力能满足工作要求,但其输出力比液压缸小。
4)目前气压传动的传动效率较低。
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