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气动元件概述

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来源:网站

气动元件通过气体的压强或膨胀产生的力来做功的元件,即将压缩空气的弹性能量转换为动能的机件。如气缸、气动马达、蒸汽机等。气动元件是一种动力传动形式,亦为能量转换装置,利用气体压力来传递能量。


气动技术应用面的扩大是气动工业发展的标志。气动元件的应用主要为两个方面:维修和配套。过去国产气动元件的销售要用于维修,近几年,直接为主要配套的销售份额逐年增加。国产气动元件的应用,从价值数千万元的冶金设备到只有1~2百元的椅子。铁道扳岔、机车轮轨润滑、列车的煞车、街道清扫、特种车间内的起吊设备、军事指挥车等都用上了专门开发的国产气动元件。这说明气动技术已“渗透”到各行各业,并且正在日益扩大。


我国的气动工业虽然达到了一定规模与技术水平,但是与国际先进水平相比,差距甚大。我国气动产品产值只占世界总产值的1.3%,仅为美国的1/21,日本的1/15,德国的1/8。这与10多亿人口的大国很不相称。从品种上看,日本一家公司有6500个品种,我国只有它的1/5。产品性能和质量水平的差距也很大。


由于气动技术越来越多地应用于各行业的自动装配和自动加工小件、特殊物品的设备上,原有传统的气动元件性能正在不断提高,同时陆续开发出适应市场要求的新产品,使气动元件的品种日益增加,其发展趋势主要有以下几个方面:


体积更小,重量更轻,功耗更低.在电子元件、药品等制造行业中,由于被加工件体积很小,势必限制了气动元件的尺寸,小型化、轻型化是气动元件的第一个发展方向。国外已开发了仅大拇指大小、有效截面积为0.2mm2的超小型电磁阀。能开发出外形尺寸小而流量较大的元件更为理想。为此,相同外形尺寸的阀,流量已提高2~3.3倍。有一种系列的小型电磁阀,其阀体宽仅10mm,有效面积可达5mm2;宽15mm,有效面积达10mm2等。


国外电磁阀的功耗已达0.5W,还将进一步降低,以适应与微电子相结合。


气源处理组合件,国内外大多采用了积木式的砌块结构,不仅尺寸紧凑,而且结合、维修都很方便。


执行元件的定位精度提高,刚度增加,活塞杆不回转,使用更方便.为了提高气缸的定位精度,附带制动机构和伺服系统的气缸应用越来越普遍。带伺服系统的气缸,即使供气压力和所负的载荷变化,仍可获得±0.1mm的定位精度。


在国际展览会上,各种异型截面缸筒和活塞杆的气缸甚多,这类气缸由于活塞杆不会回转,应用在主机上时,无须附加导向装置即可保持一定精度。此外还开发了不少带各种导向机构的气缸和气缸滑动组件,例如具有两根导向杆的气缸、双活塞杆双缸筒气缸等。


气缸筒外形已不限于圆形、而是方形、米字形或其它形状,在型材上开了导向槽、传感器和开关的安装槽等,让用户安装使用更方便。


多功能化,复合化.为了方便用户,适应市场的需要开发了各种由多只气动元件组合并配有控制装置的小型气动系统。如用于移动小件物品的组件,是将带导向器的两只气缸分别按X轴和Z轴组合而成。该组件可搬动3kg重物,配有电磁阀、程控器,结构紧凑,占有空间小,行程可调整。又如一种上、下料模块,有七种不同功能的模块形式,能完成精密装配线上的上、下料作业,可按作业内容将不同模块任意组合。还有一种机械手是由外形小并能改变摆动角度的摆动气缸与夹头的组合件,夹头部位有若干种夹头可选配。


与电子技术结合,大量使用传感器,气动元件智能化.带开关的气缸国内已普遍使用,开关体积将更小,性能更高,可嵌入气缸缸体;有些还带双色显示,可显示出位置误差,使系统更可靠。用传感器代替流量计、压力表、能自动控制压缩空气的流量、压力,可以节能并保证使用装置正常运行。气动伺服定位系统已有产品进入市场。该系统采用三位五通气动伺服阀,将预定的定位目标与位置传感器的检测数据进行比较,实施负反馈控制。气缸最大速度达2m/s、行程300mm时,系统定位精度±0.1mm。日本试制成功一种新型智能电磁阀,这种阀配带有传感器的逻辑回路,是气动元件与光电子技术结合的产物。它能直接接受传感器的信号,当信号满足指定条件时,不必通过外部控制器,即可自行完成动作,达到控制目的。它已经应用在物体的传送带上,能识别搬运物体的大小,使大件直接下送,小件分流。


更高的安全性和可靠性.从近几年的气动技术国际标准可知,标准不仅提出了互换性要求,并且强调了安全性。管接头、气源处理外壳等耐压试验的压力提高到使用压力的4~5倍,耐压时间增加到5~15min,还要在高、低温度下进行试验。如果贯彻这些国际标准,国内的缸筒、端盖、气源处理铸件和管接头等都难达到标准要求。除耐压试验处,结构上也作了某些规定,如气源处理的透明壳外部规定要加金属防护罩。

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