氣壓傳動(dòng)與控制

氣壓傳動(dòng)與控制第一頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期日一：氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的工作原理及簡(jiǎn)介氣壓傳動(dòng)以壓縮氣體為工作介質(zhì)，靠氣體的壓力傳遞動(dòng)力或信息的流體傳動(dòng)。傳遞動(dòng)力的系統(tǒng)是將壓縮氣體經(jīng)由管道和控制閥輸送給氣動(dòng)執(zhí)行元件，把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而作功；傳遞信息的系統(tǒng)是利用氣動(dòng)邏輯元件或射流元件以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算等功能，亦稱(chēng)氣動(dòng)控制系統(tǒng)。氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)是:工作壓力低,一般為0.3～0.8兆帕，氣體粘度小，管道阻力損失小，便于集中供氣和中距離輸送，使用安全，無(wú)爆炸和電擊危險(xiǎn)，有過(guò)載保護(hù)能力；但氣壓傳動(dòng)速度低，需要?dú)庠础?/p>

1829年出現(xiàn)了多級(jí)空氣壓縮機(jī)，為氣壓傳動(dòng)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。1871年風(fēng)鎬開(kāi)始用于采礦。1868年美國(guó)人G.威斯汀豪斯發(fā)明氣動(dòng)制動(dòng)裝置，并在1872年用于鐵路車(chē)輛的制動(dòng)。后來(lái)，隨著兵器、機(jī)械、化工等工業(yè)的發(fā)展，氣動(dòng)機(jī)具和控制系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用。1930年出現(xiàn)了低壓氣動(dòng)調(diào)節(jié)器。50年代研制成功用于導(dǎo)彈尾翼控制的高壓氣動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)。60年代發(fā)明射流和氣動(dòng)邏輯元件，遂使氣壓傳動(dòng)得到很大的發(fā)展。第二頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期日

組成：氣壓傳動(dòng)由氣源、氣動(dòng)執(zhí)行元件、氣動(dòng)控制閥和氣動(dòng)輔件組成。氣源一般由Linktitle壓縮機(jī)提供。氣動(dòng)執(zhí)行元件把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來(lái)驅(qū)動(dòng)工作部件，包括氣缸和氣動(dòng)馬達(dá)。氣動(dòng)控制閥用來(lái)調(diào)節(jié)氣流的方向、壓力和流量，相應(yīng)地分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。氣動(dòng)輔件包括：凈化空氣用的分水濾氣器，改善空氣潤(rùn)滑性能的油霧器，消除噪聲的消聲器，管子聯(lián)接件等。在氣壓傳動(dòng)中還有用來(lái)感受和傳遞各種信息的氣動(dòng)傳感器。第三頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期日氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：（1）氣壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)是空氣，它取之不盡用之不竭，用后的空氣可以排到大氣中去，不會(huì)污染環(huán)境。（2）氣壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)粘度很低，所以流動(dòng)阻力很小，壓力損失小，便于集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送。氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)：（1）由于空氣的可壓縮性大，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的速度穩(wěn)定性差，給系統(tǒng)的速度和位置控制精度帶來(lái)很大的影響。（2）氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲大，尤其是排氣時(shí)，需要加消音器。第四頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期日二：不采用高壓的原因1:氣體易泄露,密封性不好。如果采用高壓，將失去氣壓控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性。自然界的空氣是由若干種氣體混合組成的，主要有氮?dú)?、氧氣、氬氣、二氧化碳，大氣中的空氣基本上都是濕空氣。而把不含有水蒸氣的空氣叫干空氣?？諝庵兴瑲怏w物質(zhì)都是小分子物質(zhì)，極易泄露，不易得到高的壓力。若果采用高精密手段取得高的密封性，這必將大大提高氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的造價(jià)，也喪失氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)本身經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。第五頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期日2：氣體壓縮性與膨脹性比較大，不易得到高壓，且不易得到準(zhǔn)確壓力。壓縮性：液體與氣體主要區(qū)別在于它們的密度對(duì)其壓強(qiáng)的依存特性，即壓縮性的不同。根據(jù)流體壓縮性影響的大小，可將流體的運(yùn)動(dòng)分為可壓縮流體與不可壓縮流體。氣體的壓縮性是當(dāng)氣體被壓縮時(shí)，壓強(qiáng)變化而引起密度或比容發(fā)生變化的特性。流體壓縮性的大小通常用壓縮系數(shù)來(lái)表示，其定義為在一定溫度下，壓強(qiáng)升高一個(gè)單位時(shí)，流體體積或密度的相對(duì)變化量。式中為原有的體積，為體積的改變量，為壓強(qiáng)的改變量。因?yàn)閴簭?qiáng)與體積的變化方向是相反的，故上式中有一負(fù)號(hào)。膨脹性：流體溫度升高時(shí)，流體體積增加的特性稱(chēng)為流體的膨脹性。用膨脹系數(shù)表示。定義為在壓強(qiáng)不變的條件下溫度升高一個(gè)單位時(shí)流體體積的相對(duì)增加量，即式中，為溫度，其它符號(hào)與式（1.1）相同。液體的膨脹系數(shù)很小，工程上一般不考慮它們的膨脹性。對(duì)于氣體，用完全氣體的狀態(tài)方程，可以得到壓強(qiáng)不變時(shí)的，因此氣體的這種特性使氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)無(wú)法經(jīng)過(guò)一定量得到準(zhǔn)確的壓力值，也無(wú)法在制定位置得到準(zhǔn)確壓力值。在高壓力時(shí)，氣體的壓縮性更是凸顯，這時(shí)氣壓缸的行程與體積必須特別大，使氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)變得復(fù)雜。第六頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期日3：低壓即可實(shí)現(xiàn)大部分功能，沒(méi)必要用高壓。我們?cè)谌粘９ぷ骱蜕钪薪?jīng)常見(jiàn)到各種機(jī)器，如汽車(chē)、電梯、機(jī)床等通常都是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)構(gòu)三部分組成。其中傳動(dòng)裝置最常見(jiàn)的類(lèi)型有機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和流體傳動(dòng)。流體傳動(dòng)是以受壓的流體為工作介質(zhì)對(duì)能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換、傳遞、控制和分配。它可以分為氣壓傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)。氣壓傳動(dòng)技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)“氣動(dòng)技術(shù)”，是一門(mén)涉及壓縮空氣流動(dòng)規(guī)律的科學(xué)技術(shù)。氣動(dòng)技術(shù)不僅被用來(lái)完成簡(jiǎn)單的機(jī)械動(dòng)作，而且在促進(jìn)自動(dòng)化的發(fā)展中起著極為重要的作用。從50年代起，氣動(dòng)技術(shù)不僅用于做功，而且發(fā)展到檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。傳感器、過(guò)程控制器和執(zhí)行器的發(fā)展導(dǎo)致了氣動(dòng)控制系統(tǒng)的產(chǎn)生。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的發(fā)展及各種氣動(dòng)組件的性?xún)r(jià)比進(jìn)一步提高，氣動(dòng)控制系統(tǒng)的先進(jìn)性與復(fù)雜性進(jìn)一步發(fā)展，在自動(dòng)化控制領(lǐng)域起著越來(lái)越重要的作用。氣動(dòng)技術(shù)可使氣動(dòng)執(zhí)行組件依工作需要作直線運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。氣動(dòng)系統(tǒng)的工作介質(zhì)是壓縮空氣。壓縮空氣的用途極其廣泛,從用低壓空氣來(lái)測(cè)量人體眼球內(nèi)部的液體壓力、氣動(dòng)機(jī)械手焊接到氣動(dòng)壓力機(jī)和使混凝土粉碎的氣鉆等,幾乎遍及各個(gè)領(lǐng)域。第七頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期日在工業(yè)中的典型應(yīng)用如下：1)材料輸送（夾緊、位移、定位與定向）、分類(lèi)、轉(zhuǎn)動(dòng)、包裝與計(jì)量、排列、打印與堆置；2)機(jī)械加工（鉆、車(chē)削、銑、鋸、成品精加工、成形加工、質(zhì)量控制）3)設(shè)備的控制、驅(qū)動(dòng)、進(jìn)給與壓力加工；4)工件的點(diǎn)焊、鉚接、噴漆、剪切；5)氣動(dòng)機(jī)器人；6)牙鉆。氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，導(dǎo)致氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)不需要太高的壓力，在低壓力情況下應(yīng)經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)大部分的工作。第八頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期日4高壓氣體很危險(xiǎn)。以壓縮氣體為工作介質(zhì)，靠氣體的壓力傳遞動(dòng)力或信息的流體傳動(dòng)。傳遞動(dòng)力的系統(tǒng)是將壓縮氣體經(jīng)由管道和控制閥輸送給氣動(dòng)執(zhí)行元件，把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而作功；傳遞信息的系統(tǒng)是利用氣動(dòng)邏輯元件或射流元件以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算等功能，亦稱(chēng)氣動(dòng)控制系統(tǒng)。氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)是:工作壓力低,一般為0.3～0.8兆帕，氣體粘度小，管道阻力損失小，便于集中供氣和中距離輸送，使用安全，無(wú)爆炸和電擊危險(xiǎn)，有過(guò)載保護(hù)能力；但氣壓傳動(dòng)速度低，需要?dú)庠?。在高壓情況下，氣體輸送時(shí)對(duì)管道的質(zhì)量、密封要求較高；在排氣的時(shí)候，易形成聲音污染，且易造成高壓危險(xiǎn)事故。第九頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期日三：項(xiàng)目感想在這次氣壓傳動(dòng)與控制三級(jí)項(xiàng)目當(dāng)中我們?cè)趫D書(shū)館和網(wǎng)上查閱了好多資料，在信息的篩選和分析過(guò)程中曾遇到組內(nèi)意見(jiàn)不統(tǒng)一的情況，經(jīng)過(guò)激烈的討論最終確定上述分析結(jié)果。經(jīng)過(guò)這次討論課不僅加深了我們對(duì)多學(xué)知識(shí)的了解，更豐富了我們課外相關(guān)知識(shí)的積累，加強(qiáng)了我們團(tuán)隊(duì)合作精神。期間雖然還有一些問(wèn)題是我們一直沒(méi)有理解的，由于時(shí)間精力的原因不能再深一步研究下去留下一些遺憾，但也使我們認(rèn)識(shí)到了自己的不足，促使我們將會(huì)更加細(xì)心努力專(zhuān)業(yè)課本所學(xué)知識(shí)積極聽(tīng)取老師的指導(dǎo)。這樣的討論課加深了我們對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣，更激發(fā)了我們對(duì)所學(xué)知識(shí)具體應(yīng)用領(lǐng)域探索的欲望。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中曾遇到一些問(wèn)題，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室呂老師的精心指導(dǎo)是我學(xué)到了很多。吳教授做事嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格深深感染了我，也使我認(rèn)識(shí)到以后從事技術(shù)研究工作必