气动与其他传动方式的比较

表　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　气动、液压、电气三种传动与控制的比较

气　动

液　压

电　气

能量的产生和取用

(1)有静止的空压机房(站)或可移动的空压机

(2)可根据所需压力和容量来选择压缩机的类型

(3)用于压缩机的空气取之不尽

(1)有静止的空压机房(站)或可移动的液压泵站

(2)可根据所需压力和容量来选择泵的类型

主要是水力、火力和核能发电站

能量的储存

(1)可储存大量的能量，而且是相对经济的储存方式

(2)储存的能量可以作驱动甚至作高速驱动的补充能源

(1)能量的储存能力有限，需要压缩气体作为辅助介质，储存少量能量时比较经济

(2)储存的能量可以作驱动甚至作高速驱动的补充能源

(1)能量储存很困难，而且很复杂

(2)电池、蓄电池能量很小，但携带方便

能量的输送

通过管道输送较容易，输送距离可达1000m，但有压力损失

可通过管道输送，输送距离可达1000m，但有压力损失

很容易实现远距离的能量传送

能量的成本

与液压、电气相比，产生气动能量的成本最高

介于气动和电气之间

成本最低

泄漏

(1)能量的损失

(2)压缩空气可以排放在空气中，一般无危害

(1)能量的损失

(2)液压油的泄漏会造成危险事故并污染环境

与其他导电体接触时，会有能量损失，此时碰到高压有致命危险并可能造成重大事故

环境的影响

(1)压缩空气对温度变化不敏感，一般无隔离保护措施，-40~+80℃(高温气缸+150℃)

(2)无着火和爆炸的危险

(3)湿度大时，空气中含水量较大，需过滤排水

(4)对环境有腐蚀作用的气缸或阀应采取保护措施，或用耐腐蚀材料制成气缸或阀

(5)有扰人的排气噪声，但可通过安装消声器大大降低排气噪声

(1)油液对温度敏感，油温升高时，黏度变小，易产生泄漏，-20~＋80℃(高温油缸＋220℃)

(2)泄漏的油易燃

(3)液压的介质是油，不受温度变化的影响

(4)对环境有腐蚀作用的油缸和阀应采取保护措施或采用耐蚀材料制成油缸或阀

(5)高压泵的噪声很大，且通过硬管传播

(1)当绝缘性能良好时，对温度变化不敏感

(2)在易燃、易爆区域应采用保护措施

(3)电子元件不能受潮

(4)在对环境有腐蚀作用的环境下，电气元件应采取隔离保护措施。就总体而言，电子元件的抗腐蚀性最差

(5)在较多电流线圈和接触电气频繁的开关中，有噪声和激励噪声，但可控制在车间范围内

防振

稍加措施，便能防振

稍加措施，便能防振

电气的抗振性能较弱，防振也较麻烦

元件的结构

气动元件结构最简单

油压元件结构比气动稍复杂(表现在制造加工精度)

电气元件最为复杂(主要表现在更新换代)

与其他技术的相容性

气动能与其他相关技术相容，如电子计算机、通信、传感、仿生、机械等

能与相关技术相容，比气动稍差一些

与许多相关技术相容

操作难易性

无需很多专业知识就能很好地操作

与气动相比，液压系统更复杂，高压时必须要考虑安全性，应严格控制泄漏和密封问题

(1)需要专业知识，有偶然事故和短路的危险

(2)错误的连接很容易损坏设备和控制系统

推力

(1)由于工作压力低，所以推力范围窄，推力取决于工作压力和气缸缸径，当推力为1N~50kN时，采用气动技术最经济

(2)保持力(气缸停止不动时)，无能量消耗

(1)因工作压力高，所以推力范围宽

(2)超载时的压力由溢流阀设定，因此保持力时也有能量消耗

(1)推力需通过机械传动转换来传递，因此效率低

(2)超载能力差，空载时能量消耗大

力矩

(1)力矩范围小

(2)超载时可以达到停止不动，无危害

(3)空载时也消耗能量

(1)力矩范围大

(2)超载能力由溢流阀限定

(3)空载时也消耗能量

(1)力矩范围窄

(2)过载能力差

无级调速

容易达到无级调速，但低速平稳调节不及液压

容易达到无级调速，低速也很容易控制

稍困难

维护

气动维护简单方便

液压维护简单方便

比气动、液压要复杂，电气工程师要有一定技术背景

驱动的控制(直线、摆动和旋转运动)

(1)采用气缸可以很方便地实现直线运动，工作行程可达2000mm，具有较好的加速度和减速特性，速度约为10~1500mm/s，最高可达30m/s

(2)使用叶片、齿轮齿条制成的气缸很容易实现摆动运动。摆动角度最大可达360°

(3)采用各种类型气动马达可很容易实现旋转运动，实现反转方便

(1)采用液压气缸可以很方便地实现直线运动，低速也很容易控制

(2)采用液压缸或摆动执行元件可很容易地实现摆动运动。摆动角度可达360°或更大

(3)采用各种类型的液压马达可很容易地实现旋转运动。与气动马达相比，液压马达转速范围窄，但在低速运行时很容易控制

(1)采用电流线圈或直线电动机仅做短距离直线移动，但通过机械机构可将旋转运动变为直线运动

(2)需通过机械机构将旋转运动转化为摆动气缸

(3)对旋转运动而言，其效率最高

自动线高节拍的运行控制中很多采用了气动技术。就机械、液压、气动、电气等众多控制技术而言，究竟应该选用哪一门技术作驱动控制，首先应考虑从信号输入到最后动力输出的整个系统，尽管在考虑某个环节时往往会觉得采用某一门技术较合适，但最终决定选用哪一个控制技术还基于诸多因素的总体考虑，如：成本、系统的建立和掌握程度的难易，结构是否简单，尤其是对力和速度的无级控制等因素。除此之外，系统的维修保养也是不可忽视的因素之一。目前很多制造厂商要求自己的生产流水线对市场变化的响应时间要快，即要允许在自己的生产流水线上方便改动某些部件或在短时间内重新设置其少量部件后，便能很快投入生产，使产品生产厂商在短时间内或在该产品的市场数量需求不是很大的情况下，也能保证市场需求，保证新产品的供应