氣動元件 通過氣體的壓強(qiáng)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(jī)件。如氣缸、氣動馬達(dá)、蒸汽機(jī)等。
它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。
一、氣動元件的優(yōu)點(diǎn)：
1、氣動裝置結(jié)構(gòu)簡單、輕便、安裝維護(hù)簡單。介質(zhì)為空氣，較之液壓介質(zhì)來說不易燃燒，故使用安全。
2、工作介質(zhì)是取之不盡的空氣、空氣本身不花錢。排氣處理簡單，不污染環(huán)境，成本低。
3、輸出力以及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易。氣缸的動作速度一般小于1M/S，比液壓和電氣方式的動作速度快。
4、可靠性高，使用壽命長。電器元件的有效動作次數(shù)約為百萬次，而一般電磁閥的壽命大于3000萬次，某些質(zhì)量好的閥超過2億次。
5、利用空氣的壓縮性，可貯存能量，實(shí)現(xiàn)集中供氣?？啥虝r間釋放能量，以獲得間歇運(yùn)動中的高速響應(yīng)?？蓪?shí)現(xiàn)緩沖。對沖擊負(fù)載和過負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在一定條件下，可使氣動裝置有自保持能力。
6、全氣動控制具有防火、防爆、防潮的能力。與液壓方式相比，氣動方式可在高溫場合使用。
7、由于空氣流動損失小，壓縮空氣可集中供應(yīng)，遠(yuǎn)距離輸送。
二、氣動元件的缺點(diǎn)：
1、由于空氣有壓縮性，氣缸的動作速度易受負(fù)載的變化而變化。采用氣液聯(lián)動方式可以克服這一缺陷。
2、氣缸在低速運(yùn)動時候，由于摩擦力占推力的比例較大，氣缸的低速穩(wěn)定性不如液壓缸。
3、雖然在許多應(yīng)用場合，氣缸的輸出力能滿足工作要求，但其輸出力比液壓缸小。
氣動技術(shù)是以壓縮空氣為介質(zhì)來傳動和控制機(jī)械的一門專業(yè)技術(shù)。由于它具有節(jié)能、無污染、高效、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械和生產(chǎn)線上。過去汽車、拖拉機(jī)等生產(chǎn)線上的氣動系統(tǒng)及其元件，都由各廠自行設(shè)計、制造和維修。
三、我國氣動元件的發(fā)展
氣動技術(shù)應(yīng)用面的擴(kuò)大是氣動工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志。氣動元件的應(yīng)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(yīng)用，從價值數(shù)千萬元的冶金設(shè)備到只有1~2百元的椅子。鐵道扳岔、機(jī)車輪軌潤滑、列車的煞車、街道清掃、特種車間內(nèi)的起吊設(shè)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(shù)已“滲透”到各行各業(yè)，并且正在日益擴(kuò)大。
我國的氣動工業(yè)雖然達(dá)到了一定規(guī)模與技術(shù)水平，但是與國際先進(jìn)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(shù)越來越多地應(yīng)用于各行業(yè)的自動裝配和自動加工小件、特殊物品的設(shè)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(yīng)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(dá)5mm2;寬15mm,有效面積達(dá)10mm2等。
國外電磁閥的功耗已達(dá)0.5W，還將進(jìn)一步降低，以適應(yīng)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(gòu)，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(jī)構(gòu)和伺服系統(tǒng)的氣缸應(yīng)用越來越普遍。帶伺服系統(tǒng)的氣缸，即使供氣壓力和所負(fù)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(yīng)用在主機(jī)上時，無須附加導(dǎo)向裝置即可保持一定精度。此外還開發(fā)了不少帶各種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的氣缸和氣缸滑動組件，例如具有兩根導(dǎo)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(dǎo)向槽、傳感器和開關(guān)的安裝槽等，讓用戶安裝使用更方便。
多功能化，復(fù)合化.為了方便用戶，適應(yīng)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(dǎo)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(gòu)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(jī)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(shù)結(jié)合，大量使用傳感器，氣動元件智能化.帶開關(guān)的氣缸國內(nèi)已普遍使用，開關(guān)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(yùn)行。氣動伺服定位系統(tǒng)已有產(chǎn)品進(jìn)入市場。該系統(tǒng)采用三位五通氣動伺服閥，將預(yù)定的定位目標(biāo)與位置傳感器的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，實(shí)施負(fù)反饋控制。氣缸最大速度達(dá)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(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。它能直接接受傳感器的信號，當(dāng)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(dá)到控制目的。它已經(jīng)應(yīng)用在物體的傳送帶上，能識別搬運(yùn)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(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)可知，標(biāo)準(zhǔn)不僅提出了互換性要求，并且強(qiáng)調(diào)了安全性。管接頭、氣源處理外殼等耐壓試驗(yàn)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(jìn)行試驗(yàn)。如果貫徹這些國際標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)的缸筒、端蓋、氣源處理鑄件和管接頭等都難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。除耐壓試驗(yàn)處，結(jié)構(gòu)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(hù)罩。
氣動元件的許多使用場合，如軋鋼機(jī)、紡織流水線等，在工作時間內(nèi)不能因?yàn)闅鈩釉馁|(zhì)量問題而中斷，否則會造成巨大損失，因此氣動元件的工作可靠性顯得非常重要。在航海輪船上，使用的氣動元件不少，但能打進(jìn)這個領(lǐng)域的氣動元件廠不多，原因是其對氣動元件的可靠性要求特別高，必須通過有關(guān)國際機(jī)械的認(rèn)證。
向高速、高頻、高響應(yīng)、高壽命方向發(fā)展.為了提高生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)效率，提高執(zhí)行元件的工作速度勢在必行?，F(xiàn)在我國的氣缸工作速度一般在0.5m/s以下。根據(jù)日本專家預(yù)測，五年以后大部分的氣缸工作速度將提高到1~2m/s，有的要求達(dá)5m/s。氣缸工作速度的提高，不僅要求氣缸的質(zhì)量提高，而且結(jié)構(gòu)上也要相應(yīng)改進(jìn)，例如要配置油壓吸震器以增加緩沖效果等。電磁閥的響應(yīng)時間將小于10ms，壽命提高到5000萬次以上。美國有一種間隙密封的閥，由于閥芯懸浮在閥體內(nèi)，相互不接觸，在無需潤滑下，壽命高達(dá)2億次。
普遍使用無油潤滑技術(shù)，滿足某些特殊要求.由于環(huán)境污染以及電子、醫(yī)療、食品等行業(yè)的要求，環(huán)境中不允許有油，因此無油潤滑是氣動元件的發(fā)展趨向，同時無油潤滑可使系統(tǒng)簡化。歐洲市場上油霧器已屬淘汰的產(chǎn)品，普遍做到了無油潤滑。此外，為了滿足某些
特殊要求，除臭、除菌和精密過濾器正在不斷開發(fā)，過濾精度已達(dá)0.1~0.3μm，過濾效率已達(dá)99.9999%。
針對某些特殊要求，改進(jìn)和開發(fā)氣動產(chǎn)品，即可占領(lǐng)一塊市場，獲得不小的經(jīng)濟(jì)效益，這已被大家共識。奉化市馬可自動化工業(yè)設(shè)備有限公司(簡稱馬可氣動)為鐵路編組和輪軌潤滑的特殊要求開發(fā)了氣缸和閥，受到了鐵道部門的關(guān)注。
使用新材料，與新技術(shù)相結(jié)合.國外開發(fā)了膜式干燥器，該干燥器利用高科技的反滲析薄膜濾去壓縮空氣中的水分，有節(jié)能、壽命長、可靠性高、體積小、重量輕等特點(diǎn)、適用于流量不大的場合。
以聚四氟乙烯為主體的復(fù)合材料制造的氣動密封件能耐熱（260℃），耐寒（-55℃）和耐磨，其使用場合越來越多。
為了提高質(zhì)量，真空壓鑄、氫氧爆炸去毛刺等新技術(shù)正在氣動元件制造中逐步推廣。
便于保養(yǎng)、維修和使用.國外正在研究使用傳感器實(shí)現(xiàn)氣動元件及系統(tǒng)具有故障預(yù)報和自診斷功能。
從上述的氣動技術(shù)發(fā)展方向可知，在氣動產(chǎn)品的開發(fā)上我們有許多工作可做。任何一個氣動元件廠，即使其規(guī)模不大，只要突破一個方面，并保持技術(shù)領(lǐng)先，就可以在市場上占一席之地，在激烈的競爭中獲得生存和發(fā)展。
