气动技术简介

第一篇 气动技术的概述一、概述气动（PNEUMATIC）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，但作为气动技术的雏形，大约开始于1776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，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器和放下，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。

高频率的点焊、力控的准确性及完成整个工序过程的高度自动化，堪称是最有代表性的气动技术应用之一。

另外，搬运装置中使用的高速气缸（最大速度达3m/s）、复合控制阀的比例控制技术都代表了当今气动技术的新发展。

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、印制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。

这种气缸具有特殊的加减速机构，可以平稳地将盛满水的水杯从A点送到B点，并保证水不溢出。

为了提高试验效率和追求准确的试验结果，摩托罗拉采用了由小型气缸和控制阀构成的携带式电话的性能寿命试验装置，不仅可以随意地改变按键频度，还可以根据需要，随时改变按键的力度。

气动技术概况空气的物理性质空气压缩机原理第四章方向控制阀能改变气体流动方向或通断的控制阀称为方向控制阀。

一、分类方向控制阀的品种规格相当多，了解其分类的就比较容易掌握他们的特性，以利于选用。

1、按阀内气流的流通方向分类只允许气流沿一个方向流动的控制阀叫做单向型控制阀，如单向阀、梭阀、双压阀和快速排气阀等。

快排阀按其功能也可归入流量控制阀，可以改变气流流动方向的控制阀叫做换向控制阀。

如二位三通阀、三位五通阀。

2、按控制方式分类1）电磁控制电磁线圈通电时，静铁芯对动铁芯产生电磁吸引力，利用电磁力使阀芯切换，以改变气流方向的阀，称为电磁控制换向阀。

这种阀易于实现电－气联合控制和复杂控制，能实现远距离操作，故得到广泛的应用。

2）气压控制靠气压力使阀芯切换以改变气流方向的阀称为气压控制换向阀。

这种阀在易燃．易爆．潮湿．粉尘大．强磁场．高温等恶劣工作环境中。

以及不能使用电磁控制的环境中，工作安全可靠，寿命长。

但气压控制阀的切换速度比电磁阀慢些。

气压控制可分成加压控制．泄压控制．差压控制和延时控制等。

加压控制是指加在阀芯上的控制信号的压力值是渐升的。

当压力升至某压力值时，阀被切换。

这是常用的气压控制方式。

泄压控制是指加在阀芯上的控制信号的压力值是渐降的。

当压力降至某压力值时，阀被切换。

用于三位阀中，可省去复位弹簧，电磁先导阀要使用常通式。

但泄压控制阀的切换性能不如加压控制阀。

差压控制是利用阀芯两端受气压作用的有效面积不等，在气压作用力的差值下，使阀芯动作而换向。

差压控制的阀芯，靠气压复位，不需要复位弹簧。

延时控制是利用气流经过小孔或缝隙被节流后，再向气室内充气，经过一定的时间，当气室内压力升至一定值后，再推动换向阀芯动作而换向，从而达到信号延迟的目的。

常用于延时阀和脉冲阀上。

３）人力控制依靠人力使阀芯切换的换向阀称为人力控制换向阀。

它可分为手动阀和脚踏阀。

人力控制与其它控制方式相比，具有可按人的意志进行操作．使用频率低．动作速度较慢．操作力不宜大，故阀的通径小等特点。

气动技术简介 Revised by Jack on December 14,2020气动技术简介一、气源处理组件1、气源处理的必要性从空压机输出的压缩空气，含有大量的水分、油和粉尘等污染物，空气质量不良是气动系统出现故障的主要因素，会使气动系统的可靠性和使用寿命大大降低，由此造成的损失会大大超过起源处理装置的成本和维护费用。

压缩空气中，绝对不许含有化学药品、有机溶剂的合成油、盐分和腐蚀性气体等。

气源处理包括●空气过滤：主要目的是滤除压缩空气中的水分、油滴以及杂质，以达到启动系统所需要的净化程度，它属于二次过滤器。

●压力调节：调节或控制气压的变化，并保持降压后的压力值固定在需要的值上，确保系统压力的稳定性减小因气源气压突变时对阀门或执行器等硬件的损伤。

●油雾器：气压系统中一种特殊的注油装置，其作用是把润滑油雾化后，经压缩空气携带进入系统各润滑油部位，满足润滑的需要。

2、气动三联件为得到多种功能,将空气过滤器、减压阀和油雾器等元件进行不同的组合，就构成了空气组合元件。

各元件之间采用模块式组合的方式连接。

图1 气动三联件有些品牌的电磁阀和气缸能够实现无油润滑（靠润滑脂实现润滑功能），便不需要使用油雾器。

这时只须把空气过滤器和减压阀组合在一起，可以称为气动二联件。

3、YL335B的气源处理组件使用空气过滤器和减压阀集装在一起的气动二联件结构，组件及其回路原理图分别如图2 (a)和(b)所示。

图2 YL-335B的气源处理组件二、YL-335B上的气动执行元件1、单作用和双作用气缸：在气缸运动的两个方向上，按受气压控制的方向个数的不同，分为单作用气缸和双作用气缸。

只有一个方向受气压控制而另一个方向依靠复位弹簧实现复位的气缸称为单作用气缸。

两个方向都受气压控制的气缸称为双作用气缸。

图3 单作用和双作用气缸2、YL-335B上的气动执行元件●直线气缸。

●用于抓起工件的气爪。

图4 气动手指实物和工作原理●摆动气缸：利用压缩空气驱动输出轴在一定角度范围内作往复回转运动的气动执行元件。

1⽓动技术概况第⼀章⽓动技术概况⽓动（PNEUMATIC）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。

第⼀节⽓动技术概述1、压缩空⽓的特性：⽓动的发展相当长时间以来，⽓体动⼒仅被⽤来完成简单的机械动作。

但是最近，⽓动技术在促进⾃动化的发展中起到了极为重要的作⽤。

50年代前，压缩空⽓通常作为⼀种贮存能量的⼯作介质。

从50年代起，⽓动技术不仅⽤于做功，⽽且发展到检测和数据处理。

这样就能⽤传感器检测机器的状态和条件，从⽽控制加⼯过程。

传感器、过程控制器和执⾏器的发展导致了⽓动控制系统的产⽣。

（1）、压缩空⽓的优点及显著特性⽤量：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，损失⼩。

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。

此外，贮⽓罐亦可以运送。

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。

⽆爆炸危险：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。

⾃漏⽓管道或⽓压元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。

⽆过载危险；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。

（2）、压缩空⽓的不利特性调理；压缩空⽓必须有良好的调理。

不得含有灰尘和⽔分。

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N。

出⼒条件：压缩空⽓仅在⼀定的出⼒条件下使⽤⽅为经济。

在常规⼯作⽓压6—7bar(600—700 kg：)下，因⾏程和速度的不同，出⼒限制在20000到30000N之间。

气动技术基本知识气动技术是通过空气流动来实现力或运动控制的一种技术。

它利用气体的压缩和膨胀特性，通过控制空气流动的方向、速度和压力，实现对机械设备的控制和驱动。

气动技术的基本原理是利用压缩空气作为介质传递能量。

通过压缩空气产生的压力和流量，可以驱动气缸、旋转马达等执行器，实现对机械设备的运动控制。

在气动系统中，一般会使用压缩空气作为动力源，通过压缩机将大气中的空气压缩至一定的压力水平，然后通过管道将压缩空气传输至需要的位置。

气动系统由压缩机、制气装置、管道、执行器和控制装置等组成。

其中，压缩机负责将大气中的空气压缩，并将压缩空气输送至制气装置。

制气装置的主要作用是除去压缩空气中的杂质和水分，确保其纯净度和干燥度，防止对系统和执行器的损坏。

管道用于将压缩空气从制气装置传输至执行器的位置，通常需要考虑管道的直径、长度和材质等参数。

执行器接受压缩空气的驱动，将其能量转化为机械运动，完成相应的任务。

控制装置用于对气动系统进行控制和调节，通常包括各种传感器、阀门、计时器、压力表等。

气动技术具有很多优点。

首先，气动系统的动作速度快，响应时间短，能够满足高速运动的需求。

其次，气动系统具有较高的功率密度，可以在较小的空间内提供较大的动力输出。

此外，气动元件结构简单、可靠性高，维修和更换方便，成本较低。

另外，气动系统还具有防腐、不易受污染等特点，适用于恶劣的工作环境。

然而，气动技术也存在一些缺点。

由于气体的可压缩性，气动系统在传递动力和运动过程中会有一定的能量损失。

此外，气动系统所使用的压缩空气需要经过制气装置处理，增加了系统的复杂性和成本。

此外，在一些对静音要求较高的环境下，气动系统可能产生噪音。

总的来说，气动技术是一种常用的力和运动控制技术，被广泛应用于机械制造、自动化生产线、工业机器人等领域。

了解气动技术的基本原理和构成，可以帮助人们更好地应用和维护气动系统，提高生产效率和产品质量。

气动技术在工业领域中得到了广泛应用，并成为实现力和运动控制的重要手段。

气动技术基本知识目录1. 气动技术概述 (3)1.1 气动技术的定义与应用 (4)1.2 气动技术的历史与发展 (5)2. 气动力学基础 (7)2.1 流体力学原理 (7)2.2 伯努利原理 (9)2.3 压差与流体动力 (10)3. 气动系统设计 (11)3.1 空口设计 (12)3.2 管道与管件设计 (13)3.3 阀门与调节器选择 (15)4. 气动元件 (16)4.1 气缸与活塞 (17)4.2 电磁阀与继电器 (18)4.3 空气压缩机与真空发生器 (19)5. 气动控制 (20)5.1 原理与方法 (22)5.2 逻辑控制器 (23)5.3 通讯协议与接口 (25)6. 气动应用 (26)6.1 工业自动化 (27)6.2 移动机器与机器人 (29)6.3 医疗设备 (30)7. 气动系统维护与保养 (31)7.1 日常维护 (32)7.2 故障诊断与排除 (33)7.3 更新与升级 (34)8. 安全与法规遵从 (36)8.1 气体类型与分类 (37)8.2 安全标准与规范 (38)8.3 应急措施与培训 (40)9. 节能减排 (41)9.1 气动系统的能效 (43)9.2 气动改造与效能提升 (44)9.3 环境影响与对策 (46)10. 气动技术发展趋势 (47)10.1 智能化与自动化 (48)10.2 信息化与数据管理 (50)10.3 绿色节能技术 (52)1. 气动技术概述又称航空力学，是一门研究气体流动与其周围物体的相互作用的科学，核心在于理解介于固体和流体之间的能量和力转化过程。

它涵盖了气流的本性、流动规律、力和机遇的预测以及如何应用这些原理来设计、优化和控制各种飞行器、机械设备和工程系统。

流体力学:研究流体静力学和流体力学的基本原理，包括压力、流速、粘滞性和伯努利定律等。

气流场分析:通过数值方法和实验方法，分析流体在不同形状结构周围运动的特性。

气动外形设计:根据气动原理，设计出具有良好阻力系数、升力和操控性的飞机、火箭、汽车等外形。