气压液压传动论文 - 我国气动技术的现状及发展趋势

我国气动技术的现状及发展趋势

（江南大学 机械工程学院 过程装备与控制工程专业 2011级 王宁）

摘要 ：气动技术与其他传动技术相比具有安全、高效、节能、寿命长、成本低和无污染等优点.从标准化、产业分布、技术与质量水平和研发与创新能力四个方面对气动技术的发展现状进行介绍,并提出从标准化、精密化、高速化、节能化方面促进气动技术的发展.

关键词 气动技术； 历史 ；优缺点；现状； 发展趋势

引言

气动是“气动技术”或“气压传动与控制”的简 称。气动技术是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工程技 术，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段。在 人类追求与自然界和平共处的今天，研究并大力发 展气压传动，对于全球环境与资源保护有着相当特 殊的意义。随着工业机械化和自动化的发展，气动 技术越来越广泛地应用于各个领域里。特别是成本 低廉、结构简单的气动自动装置已得到了广泛的普 及与应用，在工业企业自动化中具有非常重要的地 位。

一、气动技术的发展历史

气压传动的应用历史非常悠久。早在公元前， 埃及人就开始利用风箱产生压缩空气用于助燃。后 来，人们懂得用空气作为工作介质传递动力做功，如 古代利用自然风力推动风车、带动水车提水灌溉、利 用风能航海。从18世纪的产业革命开始，气压传动 逐渐被应用于各类行业中，如矿山用的风钻、火车的 刹车装置、汽车的自动开关门等。而气压传动应用 于一般工业中的自动化、省力化则是近些年的事情。 目前世界各国都把气压传动作为一种低成本的工业 自动化手段应用于工业领域。国内外自20世纪60

年代以来，随着工业机械化和自动化的发展，气动技 术越来越广泛地应用于各个领域里。目前气压传动 元件的发展速度已超过了液压元件，气压传动已成 为一个独立的专门技术领域。

二、*****气压传动的优缺点

1) 以空气为工作介质，容易取得；用后的空

气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置 回油装置。《1》

2) 因空气的粘度很小，流动过程中能量损失

也很小，节能、高效，适用于集中供应和远距离输送。 3) 与液压传动相比，气动动作反应快，维护

简单，工作介质清洁，不存在介质变质及补充等问 题。

4)工作环境适应性好，特别适合在易燃，易

爆，多尘埃，强磁，强辐射，振动等恶劣条件下工作， 外泄露不污染环境，在食品、轻工、纺织、印刷、精密 检测等环境中采用最为适宜。

5)成本低，过载能自动保护。

6) 由于空气具有可压缩性，因此工作速度稳 定性较差。

7)因工作压力低(一般0．3～l MPa)，结构尺 寸不宜过大，总输出力不宜大于10一40 kN。 8) 噪声较大，在高速排气时要加消声器。

三、*****现状我国第一项液压专业的国家标准（GB 786-65《液

压系统图形符号》）于1965年发布《2》。1979年成立了全 国液压气动标准化技术委员会， 专门负责液压气动行 业的标准化工作。。从欧洲流体动力协会统计数据可知：我国气动 产品在2009 年国内市场销售额已跃居世界第二位，仅 低于美国0.63 个百分点《3》

气压传动技术目前的应用范围相当广泛，许多

机器设备中装有气压传动系统，在工业各领域，如机 械、电子、钢铁、运输车辆及制造、橡胶、纺织、化工、 食品、包装、印刷和烟草领域等，气压传动技术已成 为基本组成部分

1) 机械制造业。其中包括机械加工生产线 上零件的加工和组装，

2) 汽车制造业。其中包括焊装生产线、车体

部件自动搬运与固定、自动焊接、夹具、输送设备、组 装线、涂装线、发动机、轮胎生产装备等方面。 3轻工食品包装业。其中包括各种半自动 或全自动包装生产线，

4机器人。例如装配机器人，喷漆机器人， 搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。

四、******发展趋势

1) 小型化、节能化 小型化是主要发展趋势。微型气动 元件不但用于机械加工及电子制造业，而且用于制

药业、医疗技术、包装技术等。气动元件的低功耗能够节约能源，并能 更好地与微电子技术相结合

2)组合化、集成化。最常见的组合是带阀、

带开关气缸。在物料搬运中，还使用了气缸、摆动气

缸、气动夹头和真空吸盘的组合体，同时配有电磁 阀、程控器，结构紧凑，占用空间小，行程可调。

3)精密化。目前开发的非圆活塞气缸、带导杆气缸等可减小

普通气缸活塞杆工作时的摆转； 为了使气缸精确定位 开发了制动气缸等。为了使气缸的定位更精确，使用了 传感器、比例阀等实现反馈控制，定位精度达0.01mm。 在精密气缸方面已开发了0.3mm/s 低速气缸和承载力 为0.01N 的微小气缸。在气源处理中， 过滤精度 0.01mm、过滤效率为99.9999%的过滤器以及灵敏度 0.001MPa的减压阀均已开发出来［４］。

4) 高速化目前国产气缸的活塞速度范围为50~1 000mm/s，

今后要求气缸的活塞速度进一步提高， 达到国外同类 产品水平，并且在运行中要避免冲击和爬行 5节能化

未来的气动技术不仅要求产品本身具有节能和绿

色技术特点，而且要服务于任何生态环境友好工程，特 别是低碳经济工程［在美

国，压缩空气系统的总功率超过12.7×106kW。在压缩空 气系统的寿命周期费用中，动力费用是最大的费用，一 般超过寿命周期总费用的30%，差的情况下可达40%~ 50%，良好情况下可能只占10%~20%<5>

6智能化。智能气动是指具有集成微处理

器，并具有处理指令和程序控制功能的元件或单元。 最典型的智能气动是内置可编程控制器的阀岛，以 阀岛和现场总线技术的结合实现的气电一体化是目 前气动技术的一个发展方向¨气动技术的

发展也体现在其产品智能化上，要求其具有判断推 理、逻辑思维和自主决策的能力。世界许多国家的著 名气动公司都在从事这方面的研究，智能阀岛和气动 工业机器人就是其最具代表性的产品。

7真空技术∞J。真空技术是气动技术领域

中的一个重要分支，在工业生产中，作为吸盘机械手 得以广泛的应用，因此很多气动企业都非常重视真 空元器件的开发研制工作。 84节能、环保与绿色化发展

经济的发展给地球的生态环境、能源状况等带来

了一系列的问题，环境保护和节约能源现在已经成为 衡量一个国家能否可持续发展的重要标志。气动技 术作为工业自动化的一个重要组成部分，承担起节约

能源和环境保护的责任义不容辞。近年来，国内外的 知名的气动公司逐步向节能环保的方向发展。

在环境保护方面，最典型的气动产品就是压缩空 气动力汽车的研究。在国内，浙江大学机械电子控制 工程研究所已经率先开发出了压缩空气动力汽车，它 不消耗石油等燃料，零污染，是真正的绿色能源汽车。 五、*******结语

气动技术是一门多学科性技术，既涉及到传动技术，又涉及到控制技术。气动技术未来几年的主

要发展方向，主要还是在器件的高精度、小型化、复

合化、智能化、集成化和节能化等方面，近年来随着微电子和计算机技术的引入，新材 料、新技术、新工艺的开发和应用，气动元器件和气动 控制技术迎来了新的发展空间，气动技术已经突破了 传统的设计、制造理念，正在各个方面进行创新发展， 在Ic、生物制药、医疗机械等高新技术领域也将扮演 重要角色。因此，今后要继续进行气

动技术的研究，使气动技术得到更大的发展，在工业自 动化系统中得到更广泛的应用。

***参考文献

1张宏友．液压与气动技术[M]．大连：大连理工大学出

版社，2008．

2刘新德.我国液压气动行业标准化现状与发展［J］.机械工业标准 化与质量，2008(12)：10-12.

3陈启复.对我国气动工业现状与未来发展的思考［J］.液压气动与 密封，2012（1）：16-22.

4［4］ 气压传动技术的应用和发展［EB/OL］.http：//www.china-airmotors. com/Article/jtjs/4157.htmL［2010-8-28］.

5杨尔庄.2008 日本东京国际流体动力展（IFPEX2008）简介（综 述）［J］.液压与气动，2009（1）：1-4.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9e8a.html