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空压机的气压传动原理及优缺点

空压机是一种气压传动的典型装置。空气压缩机的气压传动以压缩气体为工作介质,靠气体的压力传递动力或信息的流体传动。传递动力的系统是将压缩气体经由管道和控制阀输送给气动执行元件,把压缩气体的压力能转换为机械能而作功;传递信息的系统是利用气动逻辑元件或射流元件以实现逻辑运算等功能,亦称气动控制系统。

  气压传动的特点是:工作压力低,一般为0.3~0.8兆帕,气体粘度小,管道阻力损失小,便于集中供气和中距离输送,使用安全,无爆炸和电击危险,有过载保护能力;但气压传动速度低,需要气源。

  气压传动的优点:

  (1)空气来源方便,用后直接排出,无污染。

  (2)空气黏度小,气体在传输中摩擦力较小,故可以集中供气和远距离输送。

  (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工作时,安全可靠性优于液压、电子和电气系统。

  (4)气动动作迅速、反应快、调节方便,可利用气压信号实现自动控制。

  (5)气动元件结构简单、成本低且寿命长,易于标准化、系列化和通用化。

  气压传动的缺点:

  (1)运动平稳性较差。因空气可压缩性较大,其工作速度受外负载变化影响大。

  (2)工作压力较低(0.3~1 MPa),输出力或转矩较小。

  (3)空气净化处理较复杂。气源中的杂质及水蒸气必须净化处理。

  (4)因空气黏度小,润滑性差,需设置单独的润滑装置。

  (5)有较大的排气噪声。

  1829年出现了多级空气压缩机,为气压传动的发展创造了条件。1871年风镐开始用于采矿。1868年美国人G.威斯汀豪斯发明气动制动装置,并在1872年用于铁路车辆的制动。后来,随着兵器、机械、化工等工业的发展,气动机具和控制系统得到广泛的应用。1930年出现了低压气动调节器。50年代研制成功用于导弹尾翼控制的高压气动伺服机构。60年代发明射流和气动逻辑元件,遂使气压传动得到很大的发展。

  气压传动由气源、气动执行元件、气动控制阀和气动辅件组成。气源一般由压缩机提供。气动执行元件把压缩气体的压力能转换为机械能,用来驱动工作部件,包括气缸和气动马达。气动控制阀用来调节气流的方向、压力和流量,相应地分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。气动辅件包括:净化空气用的分水滤气器,改善空气润滑性能的油雾器,消除噪声的消声器,管子联接件等。在气压传动中还有用来感受和传递各种信息的气动传感器。