气动技术概论PPT课件

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1、教材及参考书q气压传动及控制，吴振顺主编，哈尔滨工业大学出版社，1995年。q现代实用气动技术，SMC中国有限公司，机械工业出版社，1998年。 q气压传动系统动力学 李建藩著 华南理工大学出版社1990 q气动元件及系统设计北方工业大学流体传动及控制教研室 机械工业出版社 1997 q多媒体教学材料第1页/共35页本课程主要内容q绪论q气动技术基础知识q气源发生装置q气动系统执行元件q气动系统控制元件q真空系统q气动系统回路q气动顺序控制系统第2页/共35页1.11.1 什么是气动技术？什么是气动技术？1.2 1.2 气动系统的组成气动系统的组成1.31.3 气压传动的特点气压传动的特点1.

2、41.4 气动技术发展历史气动技术发展历史1.51.5 主要应用行业主要应用行业1.61.6 气动行业概况气动行业概况1.7 1.7 气动技术的新进展气动技术的新进展主主 要要 内内 容容第3页/共35页p气动（Pneumatic）是气压传动及控制的简称。p传动:传递动力使机器或机器部件运动或运转。p控制:掌握住对象不使任意活动或超出范围;或使其按控制者的意愿活动。p气动技术是指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技术。p气动技术是实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。1.11.1 什么是气动技术？什么是气动技术？第4页/共35页典型的气动系统由气压发生装置

3、、气源处理元件、控制元件、执行元件和辅助元件组成。1.2 1.2 气动系统的组成气动系统的组成第5页/共35页气压发生装置即能源元件，它是获得压气压发生装置即能源元件，它是获得压缩空气的装置，将电能转化为压缩空气缩空气的装置，将电能转化为压缩空气的压力能，其主体部分是空气压缩机。的压力能，其主体部分是空气压缩机。1.2 1.2 气动系统的组成气动系统的组成第6页/共35页气源处理元件主要是净化压缩空气的净气源处理元件主要是净化压缩空气的净化器，有过滤器、干燥器等。化器，有过滤器、干燥器等。1.2 1.2 气动系统的组成气动系统的组成第7页/共35页气动执行元件是以压缩空气为工作介质，气动执行元

4、件是以压缩空气为工作介质，将压缩空气的压力能转换成机械能的能将压缩空气的压力能转换成机械能的能量转换装置。量转换装置。执行元件分为实现直线运动的直线气缸、执行元件分为实现直线运动的直线气缸、实现摆动的摆动气缸和实现回转运动的实现摆动的摆动气缸和实现回转运动的气动马达三大类。气动马达三大类。1.2 1.2 气动系统的组成气动系统的组成第8页/共35页q气动控制元件是用来调节和控制压缩空气动控制元件是用来调节和控制压缩空气的压力、流量和流动方向，以便使执气的压力、流量和流动方向，以便使执行机构按要求的程序和性能工作。行机构按要求的程序和性能工作。q控制元件分为压力控制阀、流量控制阀、控制元件分为压

5、力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和逻辑元件。方向控制阀和逻辑元件。q通过控制压缩空气的压力可以控制执行通过控制压缩空气的压力可以控制执行元件的输出力、控制流量可以控制执行元件的输出力、控制流量可以控制执行元件的运动速度、控制流动方向可以控元件的运动速度、控制流动方向可以控制执行元件的运动方向。制执行元件的运动方向。1.2 1.2 气动系统的组成气动系统的组成第9页/共35页1.2 1.2 气动系统的组成气动系统的组成第10页/共35页辅助元件包括消除噪声的消声器，提供辅助元件包括消除噪声的消声器，提供系统冷却的冷却器，还有连接元件的管系统冷却的冷却器，还有连接元件的管件和所必须的仪器、仪表如压

6、力表等。件和所必须的仪器、仪表如压力表等。1.2 1.2 气动系统的组成气动系统的组成第11页/共35页优点：系统的组装、维修以及元件的更换比较简单（相对液压）。易于实现直线运动（相对电、机械）。执行元件运动速度快。价格低。气压具有较高的自保持能力。即使压缩机停止运行，阀关闭，气动系统仍可维持一个稳定的压力。可安全可靠地应用于易燃、易爆场所。1.3 1.3 气压传动的特点气压传动的特点第12页/共35页缺点：刚度低 ：由于空气有压缩性，气缸的动作易受负载变化和外部干扰的影响。稳定性差 (体现在速度变化大，位置控制和速度控制精度低)。 和液压传动相比，输出力小。1.3 1.3 气压传动的特点气压

7、传动的特点第13页/共35页各种传动系统的选用 对于工程中常用的传动方式，主要有机械（包含电）、液压和气动三大类。 这三类系统由于原理不同各有优缺点，各自有适于使用的场合。 选用原则：对各种技术进行比较，扬长避扬长避短，选出一种最适合的方式或几种方式的短，选出一种最适合的方式或几种方式的组合。组合。1.3 1.3 气压传动的特点气压传动的特点第14页/共35页机械方式（包含电）机械方式（包含电）液压方式液压方式气动方式气动方式驱动力驱动力不太大不太大大大(可达数百可达数百KN以上以上)稍大稍大(可达数十可达数十KN)驱动速度驱动速度小小小小大大响应速度响应速度中中快快稍快稍快特性受负载的影响特

8、性受负载的影响几乎没有几乎没有较小较小大大构造构造普通普通稍复杂稍复杂简单简单配线配管配线配管无无复杂复杂一般一般动力源出现故障时动力源出现故障时不动作不动作如有蓄能器，短时应如有蓄能器，短时应付付有一定应付能力有一定应付能力安装自由度安装自由度小小有有有有无级变速无级变速稍困难稍困难良好良好稍良好稍良好速度调整速度调整稍困难稍困难容易容易容易容易价格价格普通普通稍高稍高普通普通备注备注由凸轮、杠杆、连杆、由凸轮、杠杆、连杆、齿轮、棘轮棘爪、传动齿轮、棘轮棘爪、传动轴等组成，动力源为电轴等组成，动力源为电动机动机驱动系统为液压缸，驱动系统为液压缸，控制系统为各种液压控制系统为各种液压控制阀控制

9、阀驱动系统为气动缸，驱动系统为气动缸，控制系统为各种气控制系统为各种气动控制阀动控制阀1.3 1.3 气压传动的特点气压传动的特点第15页/共35页 气动技术的应用历史悠久， 在公元前，埃及就开始利用风箱产生压缩空气用于助燃。 18世纪的产业革命开始，气动技术逐渐被应用于产业中。例如，矿山用的风钻，火车刹车装置等。 气动技术被广泛应用于一般产业中的自动化和省力化则是近五十年的事情。1.4 1.4 气动技术发展历史气动技术发展历史第16页/共35页 在我国，气动元件作为商品生产和销售，始于2020世纪6060年代中后期。 19671967年6 6月，首次在北京召开了由少数单位参加的气动专业会议，

10、重点围绕为第二汽车制造厂提供生产线配套的气动元件，成立了以济南铸锻机械研究所、上海机电产品设计研究院为主体的两个攻关组，相继开发了电磁换向阀和气源处理元件等产品。到6060年代末，自行开发生产的气动元件只有1616个品种、8080多个规格。 1.4 1.4 气动技术发展历史气动技术发展历史第17页/共35页 19751975年，在广东肇庆召开了第一次全国气动技术专业会议，成立了由科研院所和工厂共同参加的四个联合设计组，组织了换向阀、流量阀、气缸、气动逻辑元件等一批新产品的开发，并确定了气动元件发展规划和定点生产企业。到19781978年，使气动元件增加至6161个品种、256256个规格。 1

11、.4 1.4 气动技术发展历史气动技术发展历史第18页/共35页 “六五”时期，气动元件被列入国家3838项重点科技攻关内容，机械工业部与科研单位和工厂签订了新产品研制合同119119项，科研攻关项目1010项。开发了铝合金气缸、带阀气缸、三位五通同轴截止式换向阀、电磁先导阀等产品。 19821982年，我国首次由上海气动元件厂引进了西德HERIONHERION公司气源处理元件、机控换向阀、电控换向阀、多介质气阀等4 4大类1919个品种、9696个规格的气动产品及制造技术。 1.4 1.4 气动技术发展历史气动技术发展历史第19页/共35页 “七五”期间，气动元件先后被列入国家“5050条龙

12、”和7676项重点科技攻关计划，无锡气动技术研究所及部分企业承担了国家级科研项目1818项 。 在此期间，肇庆气动元件总厂、烟台无锡气动元件总厂大连组合机床研究所气动元件厂引进了日本、西德等多个公司的数十个品种、数百个规格的气动元件。 到19901990年末，我国气动元件发展到450450多个品种、19301930多个规格。 1.4 1.4 气动技术发展历史气动技术发展历史第20页/共35页 至19931993年底，我国气动产品品种约为10801080个，规格为47304730个（不包括管接头141141个品种、940940个规格） 19981998年底，气动元件的品种约有13501350个，

13、规格约有80008000多个（另有管接头180180个品种、12001200个规格）。20002000年底，品种有14801480余种，规格达上万个。 20032003年全国约有各类气动元件生产企业400400多家，全行业年生产总值约1313亿元，气动产品约17001700多个品种，1100011000多个规格。1.4 1.4 气动技术发展历史气动技术发展历史第21页/共35页冶金矿山机械汽车制造业半导体电子及家电行业加工制造业石油化工业包装业其它1.5 1.5 气动技术主要应用行业气动技术主要应用行业第22页/共35页1999年气动产品销售去向分析冶金矿山机械 10.91% 塑料机械 5.4

14、5% 机床7.28% 石油化工机械 7.28% 轻工机械 10% 汽车 7.27% 食品制药机械 7.28% 包装机械 7.27% 电子 7.27% 工程运输机械 5.45% 纺织机械 7.27% 其他 17.27% 1.5 1.5 气动技术主要应用行业气动技术主要应用行业第23页/共35页1.5 1.5 气动技术主要应用行业气动技术主要应用行业气动技术在汽车生产线上的应用第24页/共35页1.5 1.5 气动技术主要应用行业气动技术主要应用行业气动技术在工业生产线上的应用（沈阳华润）第25页/共35页1.5 1.5 气动技术主要应用行业气动技术主要应用行业气压式测漏仪第26页/共35页1.5

15、 1.5 气动技术主要应用行业气动技术主要应用行业气压式测漏仪第27页/共35页1.5 1.5 气动技术主要应用行业气动技术主要应用行业第28页/共35页1.5 1.5 气动技术主要应用行业气动技术主要应用行业气动自动平衡式助力器在海尔第29页/共35页 最近2020多年，气动行业发展很快，7070年代，液压与气动元件的产值比约为9:19:1，目前在工业技术发达的欧美、日本等国家该比例达到6:46:4，甚至接近5:55:5。 气动元件的生产可以说美洲( (以美国为中心) )、欧洲( (欧洲各工业发达国家) )和亚太地区( (以日本为中心) )三分天下。 作为气动行业的知名企业，有日本的SMC,

16、SMC,德国的FESTOFESTO、英国的NORGRENNORGREN和美国的PARKERPARKER等。1.6 1.6 气动行业概况气动行业概况第30页/共35页中国气动行业的知名企业: : 无锡气动技术研究所 中国济南华能气动元器件公司 浙江新益气动工业有限公司 宁波亿日科技实业有限公司 宁波星箭航天机械厂 1.6 1.6 气动行业概况气动行业概况第31页/共35页1.7 1.7 气动技术的新进展气动技术的新进展q无给油化 ：气动元件采用自润滑方式，无须外部供油。q节能化：降低气动系统的电力消耗和空气消耗量。q小型化与轻量化：降低元件的成本，节省功率，从而提高了整个系统的经济性；减少运动部

17、分的重量，易于实现控制。 q控制的高精度化：力控制、位置控制、速度控制。第32页/共35页1.7 1.7 气动技术的新进展气动技术的新进展q电气一体化：气动元件与电气元件的结合，使气动技术获得大幅度的提高，其应用范围也得到了进一步的扩展。例如电气压力控制阀，内藏位移传感器的测长气缸，电机直接通过丝杠控制活塞运动的电动气缸等。 q集成化：将不同的气动元件或机构叠加组合而形成新的带有附加功能的集成元件或机构。采用这种具有多功能的集成元件或机构，将会缩短气动装置和自动生产线的设计周期，减少现场装配、调试时间。 第33页/共35页1.7 1.7 气动技术的新进展气动技术的新进展q智能化：指在气动元件或单元中集成了微处理器、并具有指令处理或程序控制功能。q最典型的智能气动元件为阀岛，第一代的阀岛只是将原来多个互相独立的阀在结构上以及气动和电气的接口集成在一起，使系统的设计、制造和维护过程得到简化。第二代阀岛将总线技术引入，每个阀岛都带有一个总线输入口和一个总线输出口，数据交换只需通过一根两股或多股的屏蔽电缆实现。第三代阀岛是集阀、可编程控制器以及现场总线为一体的可编程阀岛。第34页/共35页感谢您的观看。第35页/共35页