本项目学习重点与要求
（1）掌握气压传动系统工作原理、组成及突出特点；
（2）学会阅读、画出、分析气动回路图；
（3）学会阅读、分析气动系统原理图。
以空气作为介质进行能量的传递和控制的一种传动，简称气动。
气压传动技术是流体传动及控制学科的一个重要分支，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，在食品工业、机械工业、冶金工业、化工、交通运输、航空航天、国防建设等各个部门已得到广泛的应用。
1．气压传动系统的工作原理及组成
气压传动系统由气源装置产生压缩空气的压力能，在控制元件和气动辅件的操纵控制下，由执行元件完成做功动作。气压传动系统组成图如图11－1所示。
图11－1 气压传动系统组成图
1—电动机；2—空气压缩机；3—储气罐；4—减压阀；5—逻辑阀；6—方向阀；7—流量阀；8—行程阀；9—气缸；10—消声器；11—油雾器；12—分水滤气器
典型的气压系统由气源装置、执行元件、控制元件和气动辅件四个部分组成。
1）气源装置
气源装置是指压缩空气的发生以及储存、净化的辅助装置。它是将原动机供给的机械能转化为压缩空气的压力能的能源装置，其主体部分是空气压缩机，用于为系统提供符合质量要求的压缩空气。
2）执行元件
执行元件是将压缩空气的压力能转变为机械能并完成做功动作的能量转换装置。它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、流量和运动方向等，以便使执行机构完成预定运动规律的元件。控制元件包括：各种阀类；能完成一定逻辑功能的元件，即气动逻辑元件、射流元件；感测、转换、处理气动信号的气动传感器及信号转换处理装置。
4）气动辅件
气动辅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。气动辅件包括分水滤气器、油雾器、消声器及各种管路附件。
2．气压传动的特点
气压传动的突出特点是以压缩空气为工作介质，具有取之不尽、远距离输送、对环境无污染、防火、防爆、抗振动冲击、过载自动保护、工作可靠等特点。
1）气压传动的优点
（1）空气随处可取，节省了购买、储存、运输介质的费用和麻烦；用完后的空气可直接排入大气，对环境无污染，处理方便。
（2）气压传动便于集中供气和远距离输送控制。因空气黏度小（约为液压油的万分之一），在管内流动阻力小，压力损失小，即使有泄漏，也不会像液压油一样污染环境。
（3）气动系统对工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中工作时，安全可靠性优于液压和电气系统。
（4）能够实现过载自动保护，也便于储气罐储存能量（空气具有可压缩性），以备急需。
（5）气动反应快（0．02s），动作迅速，维护方便，管路不易堵塞。
（6）气动元件材质要求低，可降低成本，适于标准化、系列化、通用化。
（7）可以自动降温，因排气时气体膨胀，温度降低。
（8）与液压传动一样，操作控制方便，易于实现自动控制。
2）气压传动的缺点
（1）一般工作压力较低（0．3～1MPa）。空气的压缩性极大地限制了气压传动传递的功率，总输出力不宜大于10～40kN。
（2）因空气的压缩性大，所以工作速度稳定性较差。
（3）空气净化处理较复杂，必须对气源中的杂质及水蒸气进行净化处理。
（4）需设润滑装置，因空气的黏度小，润滑性差。
3．空气的基本性质
空气由多种气体混合而成，其主要成分是氮气和氧气，次要成分是氩气和少量的二氧化碳及其他气体。空气中常含水蒸气，不含水蒸气的空气称为干空气，含有水蒸气的空气称为湿空气。
标准状态下（0℃，大气压）的干空气的组成如表11－1所示。
表11－1 干空气的组成
单位体积内空气的质量称为空气的密度，以ρ表示，即ρ＝m/V。
对于干空气有
式中：p为绝对压力，单位为MPa；ρ0为温度在0℃、压力在0．1013MPa时干空气的密度， ρ0＝1．293kg/m3。
空气黏性受压力变化的影响极小，通常可忽略。空气黏性随温度变化而变化，温度升高，黏性增加；反之亦然。
气体体积随压力变化的性质称为压缩性，气体体积随温度变化的性质称为膨胀性。
气体的体积受压力和温度变化的影响极大，空气的压缩性和膨胀性远大于固体和液体的压缩性和膨胀性。
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