氣動元件概述

氣動元件通過氣體的壓強或膨脹產(chǎn)生的力來做功的元件，即將壓縮空氣的彈性能量轉(zhuǎn)換為動能的機件。如氣缸、氣動馬達、蒸汽機等。氣動元件是一種動力傳動形式，亦為能量轉(zhuǎn)換裝置，利用氣體壓力來傳遞能量。

氣動技術應用面的擴大是氣動工業(yè)發(fā)展的標志。氣動元件的應用主要為兩個方面：維修和配套。過去國產(chǎn)氣動元件的銷售要用于維修，近幾年，直接為主要配套的銷售份額逐年增加。國產(chǎn)氣動元件的應用，從價值數(shù)千萬元的冶金設備到只有1~2百元的椅子。鐵道扳岔、機車輪軌潤滑、列車的煞車、街道清掃、特種車間內(nèi)的起吊設備、軍事指揮車等都用上了專門開發(fā)的國產(chǎn)氣動元件。這說明氣動技術已“滲透”到各行各業(yè)，并且正在日益擴大。

我國的氣動工業(yè)雖然達到了一定規(guī)模與技術水平，但是與國際先進水平相比，差距甚大。我國氣動產(chǎn)品產(chǎn)值只占世界總產(chǎn)值的1.3%，僅為美國的1/21，日本的1/15，德國的1/8。這與10多億人口的大國很不相稱。從品種上看，日本一家公司有6500個品種，我國只有它的1/5。產(chǎn)品性能和質(zhì)量水平的差距也很大。

由于氣動技術越來越多地應用于各行業(yè)的自動裝配和自動加工小件、特殊物品的設備上，原有傳統(tǒng)的氣動元件性能正在不斷提高，同時陸續(xù)開發(fā)出適應市場要求的新產(chǎn)品，使氣動元件的品種日益增加，其發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面：

體積更小，重量更輕，功耗更低.在電子元件、藥品等制造行業(yè)中，由于被加工件體積很小，勢必限制了氣動元件的尺寸，小型化、輕型化是氣動元件的第一個發(fā)展方向。國外已開發(fā)了僅大拇指大小、有效截面積為0.2mm2的超小型電磁閥。能開發(fā)出外形尺寸小而流量較大的元件更為理想。為此，相同外形尺寸的閥，流量已提高2~3.3倍。有一種系列的小型電磁閥，其閥體寬僅10mm，有效面積可達5mm2;寬15mm,有效面積達10mm2等。

國外電磁閥的功耗已達0.5W，還將進一步降低，以適應與微電子相結(jié)合。

氣源處理組合件，國內(nèi)外大多采用了積木式的砌塊結(jié)構，不僅尺寸緊湊，而且結(jié)合、維修都很方便。

執(zhí)行元件的定位精度提高，剛度增加，活塞桿不回轉(zhuǎn)，使用更方便.為了提高氣缸的定位精度，附帶制動機構和伺服系統(tǒng)的氣缸應用越來越普遍。帶伺服系統(tǒng)的氣缸，即使供氣壓力和所負的載荷變化，仍可獲得±0.1mm的定位精度。

在國際展覽會上，各種異型截面缸筒和活塞桿的氣缸甚多，這類氣缸由于活塞桿不會回轉(zhuǎn)，應用在主機上時，無須附加導向裝置即可保持一定精度。此外還開發(fā)了不少帶各種導向機構的氣缸和氣缸滑動組件，例如具有兩根導向桿的氣缸、雙活塞桿雙缸筒氣缸等。

氣缸筒外形已不限于圓形、而是方形、米字形或其它形狀，在型材上開了導向槽、傳感器和開關的安裝槽等，讓用戶安裝使用更方便。

多功能化，復合化.為了方便用戶，適應市場的需要開發(fā)了各種由多只氣動元件組合并配有控制裝置的小型氣動系統(tǒng)。如用于移動小件物品的組件，是將帶導向器的兩只氣缸分別按X軸和Z軸組合而成。該組件可搬動3kg重物，配有電磁閥、程控器，結(jié)構緊湊，占有空間小，行程可調(diào)整。又如一種上、下料模塊，有七種不同功能的模塊形式，能完成精密裝配線上的上、下料作業(yè)，可按作業(yè)內(nèi)容將不同模塊任意組合。還有一種機械手是由外形小并能改變擺動角度的擺動氣缸與夾頭的組合件，夾頭部位有若干種夾頭可選配。

與電子技術結(jié)合，大量使用傳感器，氣動元件智能化.帶開關的氣缸國內(nèi)已普遍使用，開關體積將更小，性能更高，可嵌入氣缸缸體;有些還帶雙色顯示，可顯示出位置誤差，使系統(tǒng)更可靠。用傳感器代替流量計、壓力表、能自動控制壓縮空氣的流量、壓力，可以節(jié)能并保證使用裝置正常運行。氣動伺服定位系統(tǒng)已有產(chǎn)品進入市場。該系統(tǒng)采用三位五通氣動伺服閥，將預定的定位目標與位置傳感器的檢測數(shù)據(jù)進行比較，實施負反饋控制。氣缸最大速度達2m/s、行程300mm時，系統(tǒng)定位精度±0.1mm。日本試制成功一種新型智能電磁閥，這種閥配帶有傳感器的邏輯回路，是氣動元件與光電子技術結(jié)合的產(chǎn)物。它能直接接受傳感器的信號，當信號滿足指定條件時，不必通過外部控制器，即可自行完成動作，達到控制目的。它已經(jīng)應用在物體的傳送帶上，能識別搬運物體的大小，使大件直接下送，小件分流。

更高的安全性和可靠性.從近幾年的氣動技術國際標準可知，標準不僅提出了互換性要求，并且強調(diào)了安全性。管接頭、氣源處理外殼等耐壓試驗的壓力提高到使用壓力的4~5倍，耐壓時間增加到5~15min，還要在高、低溫度下進行試驗。如果貫徹這些國際標準，國內(nèi)的缸筒、端蓋、氣源處理鑄件和管接頭等都難達到標準要求。除耐壓試驗處，結(jié)構上也作了某些規(guī)定，如氣源處理的透明殼外部規(guī)定要加金屬防護罩。