1、1 气 动 技 术 亚德客（中国）有限公司 系统工程处 徐宇 工程师2 第一讲 气动系统的基本知识 第二讲 气动系统流体力学基础 第三讲 气源装置及辅助元件 第四讲 气动执行元件 第五讲 气动控制元件 第六讲 气动图形规范 第七讲 气动基本回路 3 气 动 技 术 第一讲 气动系统的基本知识 4 第一讲 气动系统的基本知识 一、何谓气动？ 气动（气动（PNEUMATIC）是“气动技术”或 “气压传动与控制”的简称，是利用气体 的压力能实现运动和动力的一种传动方式 。 气动技术发展迅速，渗透到国民经济的 各个领域：从蓝天到水下从军用到民用， 从重工业到轻工业，到处都有流
2、体传动与 控制技术 。 5 气动的历史 大约开始于1776年年John Wikinson发明能产生1个 大气压左右压力的空气压缩机。 1880年年，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。 20世纪世纪30年代初年代初，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。 进入到进入到60年代尤其是年代尤其是70年代初年代初，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。 6 气动的用途 用于化工产品的生产中 用于人不宜到达的地方如高温和危险的劳 动 用于高速重复的运动机械中 农业设备、食品业、机械行业的剪、切、
3、铆等 医学领域、机器人、太空设备中等 7 1、动力元件：动力元件：气源装置，其功能是将原动机输入 的机械能转换成空气的压力能，为系统提供动力。 2、执行元件：执行元件：气缸或气马达，功能是将气体的压 力能转换成机械能，输出力和速度或转矩和转速， 以带动负载进行直线运动或旋转运动。 3、控制元件：控制元件：用以控制调节压缩空气的压力、流 量和流动方向以及系统执行机构的工作程序的元 件。 4、辅助元件：辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装 置，包括气管、管接头、储气罐、过滤器等。 8 气动系统示意图 9 气动系统示意图 气 缸 10 气压传动的优点： 1、用后空气排入大气，不必设回气管，不污染
4、环境不必设回气管，不污染环境 2、空气在管内流动阻力小，压力损失小，便于输送压力损失小，便于输送 3、气动反应快反应快，动作迅速，维护简单维护简单，管路不易堵塞 4、气动元件结构简单结构简单，易于制造易于制造、标准化、系列化、通用 化 5、气动系统在恶劣工作环境中，安全可靠性优于液压安全可靠性优于液压等系 统 6、气动系统可实现过载保护可实现过载保护，可压缩性气体便于贮存能量便于贮存能量 7、气动设备可以自动降温自动降温，长期运行也不会发生过热现象长期运行也不会发生过热现象 8、空气取之不尽空气取之不尽，节省购买、贮存、运输的费用节省购买、贮存、运输的费用 11 气压传动的缺点： 1、工作压力
5、较低，输出功率较小 2、气信号传递的速度慢，不宜用于高速传递 的回路中 3、排气噪声大，需加消声器 4、空气的可压缩性，在载荷变化时动作稳定 性差 12 液压传动的优点： 1、体积小，输出力大 2不会有过负载的危险 3输出力调整容易 4速度调整容易 5易于实现自动化 13 液压传动的缺点 1接管不良造成油外泄，除了会污染工作场所外， 还有引起火灾的危险。 2油温上升时，粘度降低，油温下降时，粘度升 高，油的粘度发生变化时，流量也会跟着改变， 造成速度不稳定。 3 系统将马达的机械能转换成液体压力能，再 把液体压力能转换成机械能来做功，能量经两次 转换损失较大，能源使用效率比传统机械低。 4液压
6、系统大量使用各式控制阀、接头及管子， 为了防止泄漏损耗，元件的加工精度要求较高。 14 气动与其它传动方式比较 15 气动技术的发展趋势 1、电气一体化：电气一体化：微电子技术与气动元 件相结合组成了PC机接口小型阀气 缸的电气一体化的气动系统。同时，与电 子技术相结合的自适应控制气动元件已经 问世，如压力比例阀、流量比例阀等，使 气动技术从以往的开关控制进入到高精度 的反馈控制，使定位精度提高到0.1 0.01. 电气一体化已渗透到工厂本身的加工、 装配、检测等生产领域。 16 气动技术的发展趋势 2、小型化、轻量化：小型化、轻量化：由于气动技术在 电子行业、工业自动化等领域的应用，气 动元
7、件必须小型化和轻量化。各种新技术、 新材料的应用，使气动元件实现了小型化 和轻量化。 3、复合集成化：复合集成化：为节省空间、减少配 管、减化装配、提高效率，多功能复合化 和集成化的元件相继出现，如：将所需数 目的阀配置在集成板上，带阀气缸等。 17 气动技术的发展趋势 4、无油化：无油化：为适应食品、医药、电子、 纺织等行业的无污染要求，预先添加润滑 脂的不供油润滑元件大量问世。同时，正 在开发用自润滑材料制造、无需添加润滑 脂就能工作的无油润滑元件。 5、低功率：低功率：为了与微机、程序控制器 直接连用，电磁阀必须实现低功率化。目 前，电磁阀的功率已降至1W，甚至0.5W。 18 气动技术
8、的发展趋势 6、高精度：高精度：位置控制精度已由过去的mm 级提高到0.1mm。 7、高质量：高质量：由于新材料 、新技术的应用及 加工工艺水平的提高，电磁阀的寿命可达3000万 次以上，气缸运行耐久性已达20006000Km。 8、高速度：高速度：提高电磁阀的工作频率和气缸 的速度对提高生产效率有着重要的意义。电磁阀 工作频率可达25HZ， 气缸速度从1m/s提高到 3m/s。 9、高出力：高出力：采用杠杆式扩力机构或气液增 压器，可使输出力增大几倍至几十倍。 19 思考题 气动系统是如何实现“能量”转换的？ 气动系统主要由那几个部分组成？举例说 明。 简述气动系统的主要特点。 观察你周围的事物，举例说明气动系统的 工作原理。
