液压与气压传动教程 气动技术 第1章 气动技术概述(2)

一、压缩空气的特性如下：

用　　量：空气到处都有，用量不受限制。

输　　送：空气不论距离远近，极易由管道输送。

储　　存：压缩空气可储存在贮气罐内，随时取用。故不需压缩机的连续运转。

温　　度：压缩空气不受温度波动的影响，即使在极端温度情况下亦能保证可靠地工作。

危 险 性： 压缩空气没有爆炸或着火的危险，因此不需要昂贵的防爆设施。

清　　洁：未经润滑排出的压缩空气是清洁的。自漏气管道或气压组件逸出的空气不会污染物体。这一点对食品、木材和纺织工业是极为重要的。

构　　造：各种工作部件结构简单，所以价格便宜。

速　　度: 压缩空气为快速流动的工作介质，故可获得很高的工作速度。

可调节性：使用各种气动元部件，其速度及出力大小可无限变化。

过　　载: 气动机构与工作部件，可以超载而停止不动，因此无过载的危险。

处　　理：设备所使用的压缩空气不得含有灰尘和水分，因此必须进行除水与除尘的处理。

可压缩性：压缩空气的可伸缩性使活塞的速度不可能总是均匀恒定的。

出力条件：压缩空气仅在一定的出力条件下使用才经济。在常规工作气压为6—7bar(600～700kPa)，因行程和速度的不同，出力限制在20000到30000N之间。

排气噪声：排放空气的声音很大。现在这个问题已因吸音材料和消音器发展大部分获得解决。

成　　本：压缩空气是一种比较昂贵的能量传递方法。但可通过高性价比的气动组件得到部分补偿。

二、执行机构的特点

气动执行组件包括气缸、摆缸与气马达。　　气动执行组件有下列特点：

1)　　基本运动 (直线、摆动与转动)易于实现。

2)　　多种运动便于组合。

3)　　运动参数（力、速度、方向）易于控制。

4)　　品种多、尺寸范围广，易于设计与选择。

5)　　使用寿命长，安全可靠、灵敏。

6)　　操作和安装简便，调试要求较高。

　　气缸是气动系统中最主要的执行组件，由于气缸价格低，便于安装，结构简单、可靠，并有各种尺寸和有效行程的组件可供使用，它已经成为一种重要的线性驱动组件。气缸一般有下列特点：

·　　直径范围：　　6—320 mm

·　　有效行程：　　1—2000 mm

·　　活塞杆输出力：2—50000 N

·　　活塞速度：　　0.02—1 m/s

三．气动控制系统特点

气动控制系统通常采用下列方法对气动设备进行控制：

1)　　采用纯气动控制方式： 这种方式适用于那些不能采用电气控制的场合。例如磁头加工设备、无静电设备等，其控制系统完全由气动逻辑阀、气动方向阀、手动控制阀组成。这种纯气动控制系统，气路复杂，维修困难，在可以用电控的场合，一般不采用这种方法。

2)　　电－气动控制系统： 这种方式适用于那些简单的气动系统控制。如设备的气动系统只由3～4个气缸组成，相互动作之间的逻辑关系简单，可采用这种控制方式。由于控制系统采用的是常规的继电－接触控制系统，因此，适用于控制系统复杂程度不高的场合。

3)　　PLC控制系统：这是目前气动设备最常见的一种控制方式。由于PLC能处理相当复杂的逻辑关系，因此，可对各种类型、各种复杂程度的气动系统进行控制。又由于控制系统采用采用软件编程方法实现控制逻辑，因此，通过改变软件就可改变气系统的逻辑功能，从而使系统的柔性增加、可靠性增加。

4)　　网络控制系统：当系统复杂程度不断增加，各台设备之间需相互通信来协调动作时，需要采用网络控制系统。

5)　　综合控制系统: 当设备的控制系统复杂，参数选择性较多，需随时了解工况时，可采用PLC＋人机界面＋现场网络总线的综合控制方式，使控制系统更灵活，控制能力更强，以满足设备的控制需求。

1.4 气动系统的基本构成

1)　　采用纯气动控制方式：

纯气动系统的信号流图如图1.4所示。其水平箭头代表主气源的流动方向。主气源通过末级控制组件驱动输出执行机构。垂直箭头代表的控制信号的流动方向，逐级构成一条总控制路径。其信号流向是从信号(输入)端到末级控制(输出)端。