Ⅰ 双行程气缸工作原理
气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。
双作用气缸的活塞前进或后退都能输出力(推力或拉力)。结构简单,行程可根据需要选择。为了吸收行程终端气缸运动件的撞击能,在活塞两端设有缓冲垫,以保护气缸不受损伤。
双作用气缸还可以分为单活塞杆型和双活塞杆型,双活塞杆型气缸的活塞两侧受压面积相等,两侧运动行程和输出力是相等的。双作用气缸常用于长行程的工作台的装置上。
气缸的结构组成
1、缸筒:内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动,缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8μm。
2、端盖:端盖上设有进排气通口、密封圈和防尘圈,以防止向外漏气和灰尘混入缸内。还设有导向套,以提高气缸的导向精度,承受活塞杆上少量的横向负载,减小活塞杆伸出时的下弯量,延长气缸使用寿命。
3、活塞:气缸中的受压力零件,为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性,减少活塞密封圈的磨耗,减少摩擦阻力。
4、活塞杆:气缸中重要的受力零件。通常使用高碳钢、表面经镀硬铬处理、或使用不锈钢、以防腐蚀,并提高密封圈的耐磨性。
5、密封圈:回转或往复运动处的部件密封称为动密封,静止件部分的密封称为静密封。
Ⅱ 气缸与电动执行器都有哪些区别
从传统观念来看,气缸与电动执行器一直被认为是属于两个完全不同领域的自动化产品,但是近年来,随着电气化程度的不断提高,电动执行器却慢慢浸入气动领域,二者在应用中既有竞争又相互补充。在本期栏目中,我们将从技术性能、购买和应用成本、能源效率、应用场合及市场形势等几个方面来对比气缸与电动执行器各自的优势。
一、技术性能
众所周知,相比电动执行器,气缸可在恶劣条件下可靠地工作,且操作简单,基本可实现免维护。气缸擅长作往复直线运动,尤其适于工业自动化中最多的传送要求——工件的直线搬运。而且,仅仅调节安装在气缸两侧的单向节流阀就可简单地实现稳定的速度控制,也成为气缸驱动系统最大的特征和优势。所以对于没有多点定位要求的用户,绝大多数从使用便利性角度更倾向于使用气缸。目前工业现场使用电动执行器的应用大部分都是要求高精度多点定位,这是由于用气缸难以实现,退而求其次的结果。
而电动执行器主要用于旋转与摆动工况。其优势在于响应时间快,通过反馈系统对速度、位置及力矩进行精确控制。但当需要完成直线运动时,需要通过齿形带或丝杆等机械装置进行传动转化,因此结构相对较为复杂,而且对工作环境及操作维护人员的专业知识都有较高要求。
二、气缸的优势:
(1)对使用者的要求较低。气缸的原理及结构简单,易于安装维护,对于使用者的要求不高。电缸则不同,工程人员必需具备一定的电气知识,否则极有可能因为误操作而使之损坏。
(2)输出力大。气缸的输出力与缸径的平方成正比;而电缸的输出力与三个因素有关,缸径、电机的功率和丝杆的螺距,缸径及功率越大、螺距越小则输出力越大。一个缸径为50mm的气缸,理论上的输出力可达2000N,对于同样缸径的电缸,虽然不同公司的产品各有差异,但是基本上都不超过1000N。显而易见,在输出力方面气缸更具优势。
(3)适应性强。气缸能够在高温和低温环境中正常工作且具有防尘、防水能力,可适应各种恶劣的环境。而电缸由于具有大量电气部件的缘故,对环境的要求较高,适应性较差。
电缸的优势主要体现在以下3个方面:
(1)系统构成非常简单。由于电机通常与缸体集成在一起,再加上控制器与电缆,电缸的整个系统就是由这三部分组成的,简单而紧凑。
(2)停止的位置数多且控制精度高。一般电缸有低端与高端之分,低端产品的停止位置有3、5、16、64个等,根据公司不同而有所变化;高端产品则更是可以达到几百甚至上千个位置。在精度方面,电缸也具有绝对的优势,定位精度可达?0.05mm,所以常常应用于电子、半导体等精密的行业。
(3)柔韧性强。毫无疑问,电缸的柔韧性远远强于气缸。由于控制器可以与PLC直接进行连接,对电机的转速、定位和正反转都能够实现精确控制,在一定程度上,电缸可以根据需要随意进行运动;由于气体的可压缩性和运动时产生的惯性,即使换向阀与磁性开关之间配合地再好也不能做到气缸的准确定位,柔韧性也就无从谈起了。
在技术性能方面,本人认为电动和气动各有所长,首先电动执行器的优势主要包括:
(1)结构紧凑,体积小巧。比起气动执行器,电动执行器结构相对简单,一个基本的电子系统包括执行器,三位置DPDT开关、熔断器和一些电线,易于装配。
(2)电动执行器的驱动源很灵活,一般车载电源即可满足需要,而气动执行器需要气源和压缩驱动装置。
(3)电动执行器没有“漏气”的危险,可靠性高,而空气的可压缩性使得气动执行器的稳定性稍差。
(4)不需要对各种气动管线进行安装和维护。
(5)可以无需动力即保持负载,而气动执行器需要持续不断的压力供给。
(6)由于不需要额外的压力装置,电动执行器更加安静。通常,如果气动执行器在大负载的情况下,要加装消音器。
(7)电动执行器在控制的精度方面更胜一筹。
(8)气动装置中的通常需要把电信号转化为气信号,然后再转化为电信号,传递速度较慢,不宜用于元件级数过多的复杂回路。
而气缸的优势则在于以下4个方面:
(1)负载大,可以适应高力矩输出的应用(不过,现在的电动执行器已经逐渐达到目前的气动负载水平了)。
(2)动作迅速、反应快。
(3)工作环境适应性好,特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射和振动等恶劣工作环境中,比液压、电子、电气控制更优越。
(4)行程受阻或阀杆被扎住时电机容易受损。
三、购买和应用成本比较
从总体上来讲,电伺服驱动比气动伺服驱动要贵,但也要因具体要求及场合而定。有些小功率的直流电机构成电动滑台(电伺服系统)实际上比气动伺服系统要便宜。
如:当负载为1.5kg、工作行程为80mm、速度在2~170mm/s之间、精度为?0.1mm、加速度2.5m/s2等工况条件时,采用小型电动滑台、控制器、马达电缆、控制电缆、编程电缆以及电源电缆等组成的电伺服系统,其价格就比气动伺服系统便宜25%。同样,对于带活塞杆电缸也是如此。需要说明的是如果采用交流电机的话,所组成的电伺服系统的价格要比气动伺服系统高出40%左右。
从购买和应用成本来看,目前气缸还是具有比较明显的优势的。对于气动系统来说,控制系统及执行机构都非常简单,每个气缸只需配置一个电磁阀就可完成气路的切换,进行运动控制,气缸发生故障的概率也比较小,维护简单方便,成本也低。
而对于电动执行器来说,虽然电能的获得比较简单,能量成本较低,但购买及应用成本较高,不仅需要配置电机,还需要一套机械传动机构以及相应的驱动元件。同时使用电动执行器需要很多保护措施,错误的电路连接、电压的波动及负载的超载都会对电驱动器造成损坏,因此需要在电路及机械上加装保护系统,增加了很多额外的费用支出。另外,由于电动执行器驱动单元的参数化设置较多,且集成度高,所以其一旦发生故障,就要更换整个元件。而且当系统需要的驱动力增加时,也要成套更换元件才能实现。因此综合比较可以看出气缸在购买及维护成本上有较大优势。
四、能源效率比较
我们研究的结果表明,在往复运动周期较短(小于1min)的水平往复运动中,电动执行器的运行能耗通常低于气缸的运行能耗,即更节能。而在往复运动周期较长(大于1min)时,气缸竟然变得更节能。这首先是由于终端停止时电动执行器的控制器通常需要消耗约10W的电力,而气缸仅有电磁阀耗电和气体泄露,一般低于1W,即终端停止时间越长,对气缸越有利;其次电机在连续旋转条件下的额定效率可达90%以上,但在直线往复运动(丝杠转换)中的台形加减速旋转条件下的平均效率却不到50%。在竖直往复运动时,夹持工件的保持动作要求不断供给电流给电动执行器以克服重力,而气缸只需关闭电磁阀即可,耗电极少。因此在竖直往复运动时电动执行器相比气缸的能耗优势不是很大。
由上可见,电机本身效率很高,但在往复直线运动中考虑其效率下降及控制器的电力消耗,电动执行器未必一定比气缸节能,具体比较取决于实际的工作条件,即安装方向、往复运动周期和负载率等。
五、应用场合比较
气动系统和电动系统并不互相排斥。相反,这只是一个要求不同的问题。气动驱动器的优势显而易见,当面临诸如灰尘、油脂、水或清洁剂等恶劣的环境条件时,气动驱动器就显得较适应恶劣环境,而且非常坚固耐用。气动驱动器容易安装,能提供典型的抓取功能,价格便宜且操作方便。
在作用力快速增大且需要精确定位的情况下,带伺服马达的电驱动器具有优势。对于要求精确、同步运转、可调节和规定的定位编程的应用场合,电驱动器是最好的选择,带闭环定位控制器的伺服或步进马达所组成的电驱动系统能够补充气动系统的不足之处。
从技术和使用成本的角度来说,气缸占有较明显的优势,但在实际使用中究竟应该选用哪种技术做驱动控制,还是应从多方因素进行综合考量。现代控制中各种系统越来越复杂、越来越精细,并不是某种驱动控制技术就可满足系统的多种控制功能。气缸可以简单的实现快速直线循环运动,结构简单,维护便捷,同时可以在各种恶劣工作环境中使用,如有防爆要求、多粉尘或潮湿的工况。
电动执行器主要用于需要精密控制的应用场合,现在自动化设备中柔性化要求在不断提升,同一设备往往要求适应不同尺寸工件的加工需要,执行器需要进行多点定位控制,而且要对执行器的运行速度及力矩进行精确控制或同步跟踪,这些利用传统气动控制是无法实现的,而电动执行器就能非常轻松的实现此类控制。由此可见气缸比较适用于简单的运动控制,而电执行器则多用于精密运动控制的场合。
六、市场形势比较
气缸驱动系统自70年代以来就在工业自动化领域得到了迅速普及。今天,气缸已成为国内外工业生产领域中PTP(PointToPoint)搬运的主流执行器,以气缸驱动系统为核心的气动元器件市场规模已达到110亿美元的规模。
九十年代开始,电机及其微电子控制技术迅速发展,使电动执行器在工业自动化中的应用成为可能。而且,半导体产业的兴起也直接促进了能实现高精度多点定位的电动执行器在工业领域应用的扩大。
九十年代末期,日本等主要工业发达国家,甚至一度出现了电动执行器即将取代气缸,气缸将退出历史舞台的论调。因为人们普遍认为电动执行器中电机的能量转换效率高,而气缸能量转换效率较低,低效的产品必将被淘汰出局。然而,十年过去了,电动执行器在工业现场并未得到普及,其市场规模与气动相比还有很大差距。而且,无论是在工业发达国家,还是在中国等新兴工业国家,气缸的销量不仅没有减少,而且还在稳步地增长。在中国,近几年气缸销量的年增长速度一直维持在20%以上。
如需要科学、客观地评价两者,必须采用全生命周期评价(LifeCycleAssessment)手法,考虑比较制造阶段、使用阶段、废弃阶段三个阶段的综合指标。具体指标有成本、能耗、对环境的负担(主要是排放物等)。譬如成本,电动执行器在运行能耗(使用阶段)成本上有优势,但维护成本(使用阶段)和购置成本(制造阶段)都比气缸要高得多,在该指标上的比较应建立在所有成本的总和上。
在总成本上,我们的研究结果表明,气缸在大多数工业应用场合具有一定优势。
综合以上分析,我们应该看出,气缸与电动执行器各有特点,不可单纯地用效率的高低来评价其优劣。随着电气技术的发展,电动执行器的成本还会进一步下降,预期其应用领域还会进一步拓广,但要完自吸无堵塞排污泵全取代气缸是不现实的。
从市场形式来看,前面己经提到若电缸从一开始就参照气缸的外形及安装连接尺寸生产,是一个很好的开端。而对于目前还未有ISO标准的无杆气缸和气动滑台,则同样采用相对应的外形及安装连接尺寸,这个便利的措施能够杜绝气驱动与电驱动在安装、添置或更换方面无谓的竞争。电驱动器的特点是精确和灵活。在作用力快速消失和需要精确定位的应用场合,电驱动器是无堵塞自吸排污泵理想的决方案。
因此今后气缸与电动执行器的发展应该是处于非常良性状况和互补的,也一定会按照这两门技术自身的科学自然发展规律发展。
Ⅲ 机械式传动系由哪些装置组成各起何作用
1)由离合器、变速器、万向传动装置、驱动桥(主减速器、差速器、半轴)所组成。
2)各装置的作用:
离合器:它可以切断或接合发动机动力传递,起到下述三个作用1)保证汽车平稳起步;2)保证换挡时工作平顺;3)防止传动系过载。
变速器由变速传动机构和操纵机构所组成。作用:
改变传动比,扩大驱动轮转矩和转速的变化范围,以适应经常变化的行驶条件,并使发动机在有利(功率较高而耗油率较低)的工况下工作
在发动机旋转方向不变的前提下,使汽车能倒退行驶
利用空挡,中断动力传递,以使发动机能够起动、怠速,并便于变速器换挡或进行动力输出。
万向传动装置由十字轴、万向节和传动轴组成。作用:变夹角传递动力,即传递轴线相交但相互位置经常变化的两轴之间的动力。
驱动桥:由主减速器、差速器、半轴等组成。
主减速器的作用:降速增扭;改变动力传递方向(动力由纵向传来,通过主减速器,横向传给驱动轮)。
差速器的作用:使左右两驱动轮产生不同的转速,便于汽车转弯或在不平的路面上行驶。
半轴的作用:在差速器与驱动轮之间传递扭短
Ⅳ 气缸的工作原理
三位气缸工作原理是利用汽油(柴油)化学能转化为热能时,密封汽缸内混合气体燃烧膨胀,从而推动活塞做功,将热能再转变为机械能。
气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。气缸有做往复直线运动的和做往复摆动两种类型。做往复直线运动的气缸又可分为单作用气缸、双作用气缸、膜片式气缸和冲击气缸4种。
(4)气缸式传动装置扩展阅读:
气缸与电动执行器一直被认为是属于两个完全不同领域的自动化产品,但是近年来,随着电气化程度的不断提高,电动执行器却慢慢浸入气动领域。
而电动执行器主要用于旋转与摆动工况。其优势在于响应时间快,通过反馈系统对速度、位置及力矩进行精确控制。但当需要完成直线运动时,需要通过齿形带或丝杆等机械装置进行传动转化,因此结构相对较为复杂,而且对工作环境及操作维护人员的专业知识都有较高要求。
Ⅳ 传动装置的名称
皮带,齿轮,气缸,链条,连轴器,
Ⅵ 气缸的调速阀调速方法有几种
气缸的调速阀调速方法有4种,转子回路串电阻、改变电源电压调速、串级调速、电磁调速。
1、转子回路串电阻
用于交流绕线式异步电动机。调速范围小,电阻要消耗功率,电机效率低。一般用于起重机。
2、改变电源电压调速
调速范围小,转矩随电压幅度下降,三相电机一般不用。用于单相电机调速,如风扇。
2、串级调速
实质就是就是转子引入附加电动势,改变它大小来调速。也只用于绕线电动机,但效率得到提高。
3、电磁调速
只用于滑差电机。通过改变励磁线圈的电流无极平滑调速,机构简单,但控制功率较小。不宜长期低速运行。
4、绕线式电动机转子串电阻调速方法
绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机的转差率加大,电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大,电动机的转速越低。此方法设备简单,控制方便,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。
5、液力耦合器调速方法
液力耦合器是一种液力传动装置,一般由泵轮和涡轮组成,它们统称工作轮,放在密封壳体中。
(6)气缸式传动装置扩展阅读
1、选定气缸缸径大小 根据有关负载、使用空气压力及作用方向确定。
2、选定气缸行程 工件移动距离。
3、选定气缸系列。
4、选定气缸安装型式不同系列有不同安装方式,主要有基本型、脚座型、法兰型、 U型钩、轴耳型。
Ⅶ 气缸到底由哪些部件组成
配气机构复的功制用和组成部件如下:1.配气机构的功用:发动机配气机构(内燃机配气机构)是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求,定时开启和关闭各气缸的进、排气门,使新鲜的可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸,废气得以及时从气缸排出。在压缩与作功行程中,关闭气门保证燃烧室的密封。2.配气机构的部件组成:进气门和排气门都倒挂在气缸盖上。气门组包括气门、气门导管、气门座、弹簧座、气门弹簧、锁片等零件;气门传动组一般由摇臂、摇臂轴、推杆、挺柱、凸轮轴和正时齿轮组成。
Ⅷ 电机传动和气缸传动 哪个好点呢
这个问题真不好说。看你从哪个角度去考虑了。如果是直线运动的,而且内精度要求不高还是用气缸容好点。圆周运动的用电机好点。我是从价格角度来看的
用气动的话还要考虑你的设备上原来有用气动吗?原来没有现在用的话可能需要增加气源装置那就不合算了。综合考虑吧
Ⅸ 汽车传动系由哪些部件组成
汽车的传动系统由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴组成。汽车传动系统的作用是:将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮,产生驱动力,使汽车能在一定速度上行驶。汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系,其应保证汽车具有在各种行驶条件下所必需的牵引力、车速,以及保证牵引力与车速之间协调变化等功能,使汽车具有良好的动力性和燃油经济性,还应保证汽车能倒车,以及左、右驱动轮能适应差速要求,并使动力传递能根据需要而平稳地结合或彻底、迅速地分离
Ⅹ 气缸的工作原理
对于单作用气缸来说:活塞只有一侧有压缩空气进入,气缸的工作行程仅限在一个方向。气缸的活塞可在弹簧、重力或其他外力的作用下回复到原来的位置。
对于双作用气缸来说:气缸活塞两侧都有气压力,来实现前进或后退动作。当活塞两侧交替地有压缩空气进入和排出时,活塞向两个方向运动,两个方向的运动速度均可以通过调整气压而控制。
(10)气缸式传动装置扩展阅读
气缸的结构组成
1、缸筒:内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动,缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8μm。
2、端盖:端盖上设有进排气通口、密封圈和防尘圈,以防止向外漏气和灰尘混入缸内。还设有导向套,以提高气缸的导向精度,承受活塞杆上少量的横向负载,减小活塞杆伸出时的下弯量,延长气缸使用寿命。
3、活塞:气缸中的受压力零件,为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性,减少活塞密封圈的磨耗,减少摩擦阻力。
4、活塞杆:气缸中重要的受力零件。通常使用高碳钢、表面经镀硬铬处理、或使用不锈钢、以防腐蚀,并提高密封圈的耐磨性。
5、密封圈:回转或往复运动处的部件密封称为动密封,静止件部分的密封称为静密封。
6、气缸工作时要靠压缩空气中的油雾对活塞进行润滑。也有小部分免润滑气缸。