SMC氣動(dòng)機(jī)器是如何工作的？

上海艾佑工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司 2022.05.03

SMC氣動(dòng)機(jī)器需要五個(gè)基本組件來制造、存儲(chǔ)、控制、移動(dòng)和使用壓縮空氣：

1. 壓縮機(jī)——制造空氣。
2. SMC儲(chǔ)氣罐（或接收器）——儲(chǔ)存空氣。
3. 一個(gè)或多個(gè)閥門——控制空氣。
4. 電路——在其他組件之間移動(dòng)空氣。
5. SMC執(zhí)行器或電機(jī)——使用空氣來做某事。

SMC氣動(dòng)裝置的全部動(dòng)力來自它們使用的壓縮空氣中的能量，因此您可能會(huì)立即看到它們至少需要兩個(gè)關(guān)鍵部件：壓縮空氣的東西（SMC壓縮機(jī)）和使用壓縮空氣提升的東西，移動(dòng)或握住物體（SMC致動(dòng)器）。我們還需要一個(gè)管道或管道網(wǎng)絡(luò)（電路）將空氣從壓縮機(jī)輸送到執(zhí)行器。打開或關(guān)閉空氣（SMC 閥門）并可能反轉(zhuǎn)其方向的東西也很方便（所以我們可以讓我們的機(jī)器降低和提升它們）。

我們還需要?dú)鈩?dòng)系統(tǒng)中的一件事。由于空氣是一種非?？蓧嚎s的氣體，因此通過電路和閥門將壓縮機(jī)與執(zhí)行器連接起來的基本系統(tǒng)工作速度會(huì)非常緩慢。當(dāng)您打開它時(shí)，壓縮機(jī)需要時(shí)間將空氣推入回路并建立足夠的壓力以使執(zhí)行器移動(dòng)（就像自行車輪胎或氣球在您等待時(shí)真正開始充氣一樣需要一些時(shí)間建立的壓力）。因此，氣動(dòng)機(jī)器也有一個(gè)SMC儲(chǔ)氣罐（實(shí)際上是一個(gè)氣球），其中相當(dāng)多的壓縮空氣在壓力下儲(chǔ)存，一旦打開操作閥，就可以提供近乎即時(shí)的力。

動(dòng)畫：氣動(dòng)的工作原理（理論上）。在這里您可以看到氣動(dòng)機(jī)器的五個(gè)關(guān)鍵部件： 1）壓縮機(jī)（紅色）；2）水庫（藍(lán)色）；3）閥門（橙色）；4) 管路回路（灰色）；5) 執(zhí)行器（綠色）。黃線顯示??壓縮空氣的流動(dòng)。在這種情況下，執(zhí)行器是一個(gè)簡(jiǎn)單的氣缸和一個(gè)活塞，當(dāng)閥門向上翻轉(zhuǎn)時(shí)，活塞會(huì)上升，讓空氣進(jìn)入氣缸底部；當(dāng)閥門向下翻轉(zhuǎn)時(shí)它會(huì)下降，因此空氣流入氣缸頂部。為了簡(jiǎn)單起見，我遺漏了一些細(xì)節(jié)，包括氣缸的排氣（出口）閥和為壓縮機(jī)提供動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)。

SMC壓縮機(jī)

SMC壓縮機(jī)是將普通空氣轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的機(jī)器，將其壓縮至大氣壓的 7-10 倍左右（科學(xué)單位為 7-10 個(gè)大氣壓、700-1000 kPa 或 100-150 psi）；給你一個(gè)粗略的概念，這大約比香檳瓶中的壓力高 25-30%，或者是汽車輪胎的 2-3 倍。這是相當(dāng)大的壓力，但沒什么特別的，它告訴我們，我們將需要相當(dāng)多的壓縮空氣來做任何真正有用的事情。

壓縮機(jī)是任何氣動(dòng)回路的起點(diǎn)：它是通過將空氣壓縮到更小的空間來將能量輸入系統(tǒng)的鉆頭。現(xiàn)在重要的是要注意，空氣不像你裝入汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料：它一開始并不包含太多有用的能量。將能量壓縮到普通空氣中是壓縮機(jī)所做的工作，盡管它實(shí)際上并沒有“無中生有”地“制造”這種能量。通常，它由汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，因此它只是將能量從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式——在發(fā)動(dòng)機(jī)中從油箱中燃燒氣體或柴油，從而將儲(chǔ)存在燃料中的能量轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)存在加壓空氣中的能量。

SMC執(zhí)行器和SMC電機(jī)

“執(zhí)行器”是一個(gè)工程術(shù)語，意思是“移動(dòng)器”；它是氣動(dòng)工具的業(yè)務(wù)端；這個(gè)位會(huì)改變并為我們做一些有用的工作。它可能是一個(gè) 被活塞上下敲擊的氣動(dòng)鉆頭，一個(gè)提升和降低物體的工廠坡道，一個(gè)擺動(dòng)物體的機(jī)械臂，或類似的東西。執(zhí)行器通常沿直線來回移動(dòng)（技術(shù)術(shù)語是往復(fù)運(yùn)動(dòng)），并且如上面的動(dòng)畫所示，它們通常由活塞提供動(dòng)力，當(dāng)壓縮空氣流入和流出氣缸時(shí)，活塞在氣缸中來回滑動(dòng). 它們將存儲(chǔ)在壓縮空氣中的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和運(yùn)動(dòng)。

如果我們想要一個(gè)旋轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)）而不是來回移動(dòng)（往復(fù)）的工具怎么辦？然后我們可以使用氣動(dòng)馬達(dá)，其中移動(dòng)的氣體使軸旋轉(zhuǎn)。它的工作方式類似于渦輪機(jī)，渦輪機(jī)是由一種內(nèi)部風(fēng)車驅(qū)動(dòng)的機(jī)器。當(dāng)氣體流過氣動(dòng)馬達(dá)時(shí)，它會(huì)推動(dòng)葉片并使軸旋轉(zhuǎn)，從而轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭或類似的東西。研磨機(jī)、拋光機(jī)和牙醫(yī)鉆頭等氣動(dòng)工具就是這樣工作的。

電路

盡管一些SMC氣動(dòng)機(jī)器可能只有一個(gè)壓縮機(jī)、執(zhí)行器、閥門和儲(chǔ)液罐，但大多數(shù)都比這更復(fù)雜。執(zhí)行器和閥門種類繁多，工廠可能擁有由單個(gè)大型壓縮機(jī)從復(fù)雜電路驅(qū)動(dòng)的各種機(jī)器。你可以用相同的基本元件的不同排列來制作復(fù)雜的電子電路，你可以用相同的方式制作復(fù)雜的氣動(dòng)電路。有幾十個(gè)小的氣動(dòng)符號(hào)可以幫助您在工程圖上清晰地繪制電路，就像電子和液壓元件的符號(hào)一樣。

更進(jìn)一步，由流體動(dòng)力元件制造非常的邏輯電路是可能的。稱為流體學(xué)（流體邏輯）的整個(gè)工程領(lǐng)域都致力于此。正如電阻器、電容器和晶體管等電子元件可以通過使電流以不同方式繞電路流動(dòng)來控制復(fù)雜設(shè)備一樣，流體元件也可以通過改變類似元件周圍的空氣流動(dòng)來做等效的事情。例如，AND/OR邏輯門、定時(shí)器電路、鎖存單元、開關(guān)和放大器的流體等效物。