(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。