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气压传动绪论. 目的和任务： 了解气压传动的优缺点及应用发展 掌握气压传动的特点、原理和组成 重点和难点： 气压传动的原理、特点、组成和作用. 常见传动方式. 机械传动 电气传动 流体传动（液压传动、气压传动）. 机械传动. 齿轮传动. 链传动. 带传动. 液压传动. 气压传动. 方向控制阀. 压力控制阀. 分水滤气器. 气压发生装置. 气 缸. 油雾器. 消声器. 流量控制阀. 一、气压传动技术的应用和发展. 液压与气压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术。 气压传动早在公元前，埃及人就开始采用风箱产生压缩空气助燃。
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气压传动绪论 • 目的和任务： 了解气压传动的优缺点及应用发展 掌握气压传动的特点、原理和组成 • 重点和难点： 气压传动的原理、特点、组成和作用
常见传动方式 • 机械传动 • 电气传动 • 流体传动（液压传动、气压传动）
机械传动 齿轮传动 链传动 带传动
气压传动 方向控制阀 压力控制阀 分水滤气器 气压发生装置 气 缸 油雾器 消声器 流量控制阀
一、气压传动技术的应用和发展 • 液压与气压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术。 • 气压传动早在公元前，埃及人就开始采用风箱产生压缩空气助燃。 • 1776年John Wilkinson发明能产生一个大气压左右压力的空气压缩机，这是气动技术的雏形。
二十世纪60年代，气动主要用于比较繁重的 作业领域作为辅助传动。 • 70年代后期，开始用于自动装配、包装、检测等轻巧的作业领域。 • 80年代以来，随着与电子技术的结合，气动技术被广泛应用在各种自动化生产线上。 • 现今液压与气压传动的程度已经成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。
世界气动行业的发展趋势： • 电气一体化 • 小型化和轻量化 • 复合集成化 • 无油化 • 低功耗 • 高精度 • 高质量 • 高速度 • 高出力
二、气压传动概念 • 气压传动简称气动 (PNEUMATIC) ，是指以压缩空气为工作介质，进行动力传递和工程控制，驱动各种机械和设备，以实现生产过程机械化、自动化的一门技术。
空压压床 气动包装 气动装配 应用 • 汽车制造行业 • 电子、半导体制造行业 • 生产自动化的实现 （机械手） • 包装自动化的实现（如食品行业）
三、气压传动的工作原理 利用空气压缩机将电动机或者其它原动机输出的机械能转变成空气的压力能，然后通过控制元件和辅助元件的作业，使执行元件把空气的压力能转变为机械能，从而完成直线或者回转运动对外做功。
执行元件 （动力输出） 控制元件 （控制信号） 信号处理元件（信号处理） 信号输入元件（输入信号） 气源系统 （能源供给） 气动系统结构
四、气压系统的组成 • 典型的气压传动系统由四个部分组成: • 能源装置 • 执行装置 • 控制装置 • 辅助元件
能源装置 • 又称气源装置，是把机械能转换成流体压力能的装置。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，由压气站再统一向备用气点（分厂、车间和用气设备等）分配供应压缩空气。
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。 • 包括作直线往复运动的气缸，作连续回转运动的气动马达和作不连续回转运动的摆动马达等。
控制元件 • 又称操纵、运算、检测元件，是用来控制和调节压缩空气流的压力、流量和流动方向等，以便使执行机构完成预定运动规律的元件。 • 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。
辅助元件 • 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。包括分水滤气器、油雾器、消声器以及各种管路附件等。
简单的气动系统主要有两个部分组成： • 压缩空气的产生和输送系统 • 压缩空气消耗系统
压缩空气产生系统各组件 • 压缩机： 把机械能转变为气压能。 • 电动机： 给压缩机提供机械能，它是把电能转变成机械能。 • 压力开关： 将气罐内的压力信号用来控制电动机。到一个最高压力则停止电动机，到最低压力则重新激活电动机。 • 单向阀： 阻止压缩空气反方向流动。 • 储气罐： 贮存压缩空气。 ⑥ 压力表： 显示储气罐内的压力。
⑦ 自动排水器：无需人手操作，排掉凝结在储气罐内所有的水。 ⑧ 安全阀：当储气罐内的压力超过允许限度，可将压缩空气排出。 ⑨ 冷冻式空气干燥器：将压缩空气冷却到零上若干度，以减少系统中的水份。 ⑩ 主管道过滤器：它清除主要管道内灰尘、水份和油。主管道过滤器必须具有最小的压力降和油雾分离能力。
压缩空气消耗系统各组件 ①压缩空气的分支输出管路：压缩空气要从主管道顶部输出到分支管路，以便偶尔出现的凝结水仍留在主管道里，当压缩空气达到低处时，水传到管子的下部，流入自动排水器内，将凝结水去除。 ②自动排水器： 每一根下接管的末端都应有一个排水器，最有效的方法是用一个自动排水器，将留在管道里的水自动排掉。
③空气处理组件：使压缩空气保持清洁和合适压力，以及加润滑油到需要润滑的零件中以延长这些气动组件的寿命．③空气处理组件：使压缩空气保持清洁和合适压力，以及加润滑油到需要润滑的零件中以延长这些气动组件的寿命． ④方向控制阀：通过对气缸两个接口交替地加压和排气，来控制运动的方向。 ⑤执行组件：把压缩空气的压力能转变为机械能，图标是一个直线气缸，它也可以是回转执行组件或气动马达等。 ⑥速度控制阀：能简便实现执行组件的无级调速。
五、气压传动的特点（优点） • 适用性好 大多数工厂和车间在作业区备有压缩空气 源，备有移动式压缩机可用在更远的场合。 • 易贮存 按需要容易储存大量的压缩空气。 • 设计和控制简单 使用气动元件属于简单设计，因而容易适合 较简单控制的自动系统。
运动的选择容易 气动元件易于实现无级调速的直线和回转运 动或摆动。 • 经济 由于气动元件价格合适，整套装置费用低， 而且气动元件寿命长，不需要维修，所以维护 费用较低。 • 可靠性高 气动元件有很长的工作寿命，所以系统有 很高的可靠性。
恶劣环境适用性好 压缩空气很多程度上不受高温、灰尘、腐 蚀的影响。 • 环境干净 气动元件是清洁的，而且有特殊的排除气 体处理的方法。 • 安全性高 在危险场所不会引起火灾，若过载元件只 会停止或者打滑。
五、气压传动的特点（缺点） • 由于空气具有可压缩性，载荷变化，运动平稳性差 • 因工作压力低，不易获得较大输出力或转矩 • 排气噪音大 • 空气无润滑性，在气路中需给设备加油润滑 • 在传动中，能量经转换，效率低 • 由于传动介质的可压缩性和泄漏等因素的影响，不能严格保证定传动比
六、空气——湿度、压缩性、粘性 • 表明湿空气中所含水分的程度，可用湿度表示。 • 含有水蒸汽的空气称为湿空气。 • 在一定温度下，含水蒸汽越多，空气就越潮湿。 • 湿空气中能容纳水蒸汽的数量是有一定限度的，我们把这种极限状态的湿空气称为饱和湿空气。 • 湿空气在一定的温度和压力条件下能凝结成水滴，促使气动管道和气动元件腐蚀和生锈，导致气动系统工作失灵。 • 必须采取适当措施，减少压缩空气中所含的水分。
绝对湿度 • 绝对湿度:是指单位湿空气体积中所含的水蒸汽质量。X=ms/V • 饱和湿度：若在一定温度下，湿空气中所含水蒸汽的量达到最大限度时，则称此条件下的绝对湿度。xb • 绝对湿度表明了湿空气中所含水蒸汽的多少，但它还不能说明湿空气所具有的吸收水蒸汽的能力大小。
相对湿度 • 相对湿度：是指在某温度和总压力不变的条件下，其绝对湿度x与饱和绝对湿度xb的比值。 Φ=x/xb • 相对湿度反映了湿空气达到饱和的程度. • 当温度下降时，空气中水蒸汽的含量是降低的。 • 从减少空气中所含水分来说，降低进入气动设备的空气温度是十分有利的。 • 气动技术规定工作介质的相对湿度不得大于90%。
压缩性和粘性 • 压缩性：由于压力改变导致气体空积变化的现象。 气体易压缩，难以实现平稳和低速运动。 • 粘性：流体具有抗拒流动的性质。 温度升高，粘度增大。
气体状态方程 • 理想气体：不计粘性，并将气体分子仅看作质点的气体。 • 理想气体状态方程将有以下几种特殊形式: 等温过程 等容过程 等压过程 绝热过程
等温过程 • 对于一定质量的气体，若在其状态变化过程中保持温度不变，则此过程为等温过程。 气体状态方程： plVl＝p2V2=常数 • 气体在等温状态时，气体的体积与压力成反比。
等容过程 • 对于一定质量的气体，在容积不变的条件下进行的状态变化过程就称为等容过程。 气体状态方程为： P1/T1=P2/T2=常数 • 在等容变化过程中，气体的压力与温度成正比。
等压过程 • 对于一定质量的气体，若其状态变化是在压力不变的条件下进行，则称它为等压过程。 气体状态方程就为： V1/T1=V2/T2=常数 • 在等压变化过程中，气体的容积与温度成正比。
绝热过程 • 气体在状态变化过程中与外界无热量交换，则称此过程为绝热过程。 • 一般在容器绝热性能较好、过程进行较快、来不及进行热量交换时，都可近似地看作是绝热过程。 • pVK＝常数 • K——绝热指数， 干空气K=1.4，饱和蒸汽K=1.3
七、小结 • 因为以压缩空气为工作介质具有防火、防爆、防电磁干扰，抗振动、冲击、辐射，无污染，结构简单，工作可靠等特点，所以气动技术与液压、机械、电气和电子技术一起，互相补充，已发展成为实现生产过程自动化的一个重要手段。
流体技术+电气控制，好比老虎插上翅膀，它把一人一刀变为无人多刀，把复杂工艺变为简单工艺，而今同计算机控制结合，又将进入一个崭新的历史阶段。流体技术+电气控制，好比老虎插上翅膀，它把一人一刀变为无人多刀，把复杂工艺变为简单工艺，而今同计算机控制结合，又将进入一个崭新的历史阶段。 • 因此，学好本门课，有助于大家在今后的工作中多出成果。
