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这种工具靠一点点空气就能驱动,而且力大无穷,什么原理呢?

制造原理 2020-01-03 21:56

我们经常能看到人们使用一种特殊的工具,它们既不像手动工具那样需要使用者出很大的力气,也不像电动工具那样靠电力驱动,只需要一根细细的管子给它输送空气就能将其驱动,并且还能产生很大的力气,不管是装卸多大的螺栓只听见“哒哒哒,哒哒哒”的几声就能轻轻松松的搞定,这种工具就是气动工具。



气动工具主要是利用压缩后的空气,带动气动马达而输出动力的一种工具,气动工具具有使用成本低,更安全,环境适应能力更强等特点,而被广泛使用在汽修,建筑,设备安装维修,矿产开采,工业生产等行业中,我们常使用的气动工具也非常的多,像气动扳手,气动螺丝刀,气动喷枪,气动打钉枪,吹气枪等。


而为气动工具提供动力源(压缩空气)的机器设备是空压机,空压机通过吸入空气将其压缩后通过管道输送给气动工具。


空压机的大小要根据气动工具的用气量而配备,通常为了能给气动工具提供稳定的压缩空气,还会配备储气罐,它能储存一定量的压缩空气,让输出的气压更加稳定平稳,同时还能够降低气路中的温度,去除掉压缩空气中的灰尘,水分,杂质等。



气动工具与电动工具的区别


很多人有这样的疑问,是购买气动工具好还是电动工具好,它们之间有什么区别,其实两者之间最主要的区别就是使用的动力源不一样,气动工具使用压缩空气作为动力源,而电动工具是使用电池或者是交流电作为动力。


就购买成本来说,因为气动工具需要购买空气压缩设备,所以前期投入将会更大一些,但在使用过程中气动工具直接使用压缩空气作为动力,但同样还是需要用电驱动空压机,总的来说成本还是比电动工具高,所以气动工具常用的还是工厂,工程,装修比较多。



而电动工具体现的是便捷,更适合家用,就算没有电的地方,同样可以用电池,缺点就是要准备足够的电池。


在同等输出功率的情况下,气动工具本身因为没有能源系统(电池),所以也会更轻便一些,这能降低劳动强度,提高效率。


在使用自动工具时经常会出现超载的情况,而对于电动工具来说超载就会引起发热,短路或者烧毁电机的情况,这样不但会影响生产效率还会增加额外的维修成本,而气动工具出现超载只会暂时停止工作,只要超载现象解除就会自动恢复正常工作状态。


在使用过程中气动工具接上气源就可以使用,而电动工具使用的电源或电池容易产生爆炸漏电等安全风险,所以气动工具就非常适合那些容易产生粉尘及静电的场所,如煤矿作业。



气动工具的工作原理


我们以气动扳手为例,这种气动工具如何能将螺丝拧得那么紧,并且拧螺丝的速度还那么快,所使用的却只是压缩后的空气,它是怎么做到的。



气动扳手也被称为是棘轮扳手和电动工具的结合,气动扳手的动力来源于压缩空气,压缩后的空气压力能达到0.6兆帕,在气动扳手坚硬的外壳里面有超过40个部件协力工作。


压缩空气在进入扳手里后会迅速膨胀开,这就是气动扳手旋转的力量来源,高压气管将压缩后的空气送到气动马达,驱动气动马达上的四个叶片速度高达每分钟1.8万转旋转。



一套互相啮合的三个齿轮降低主轴速度,放大扭矩力量,这样就可以快速旋紧或放松任何螺丝。



废气通过手柄排出,排气口安装了消音棉能减小噪声,无论是紧螺丝还是松螺丝气动扳手都能轻松搞定。



如果前面安装的批头型号不对就必须快速更换批头,带有弹簧的快换式夹头可以在一秒内更换批头,气动扳手前面的夹具是由一个内嵌的钢珠来固定,当批头装上后外部带弹簧的批头锁住钢珠,在下面六角形的夹具会防止工具滑动,迅速扭动一下外面的批头钢珠就会缩回到内部的槽里面,一秒钟的时间就能更换批头。



气动工具的安全


通过压缩空气提供动力驱动的气动工具有诸多的优点,但在使用时气动工具的使用安全同样不容忽视。


例如在生产中经常使用的吹气枪,它是一种用于工业清洁的强大而且实用的工具,我们每天都能在很大场所看到它,除了使用吹气枪进行快速有效的表面清洁外,还可以在机器运行时进行清洁。


如果吹气枪内的空气压力过大排出后,空气可刺破皮肤或者直接穿透皮肤进入身体造成严重的身体伤害,如果进入体内还会造成内脏破裂,这样的新闻也看过不少。


使用吹气枪时就需要佩戴防护安全眼镜,保护眼睛防止飞屑的伤害,这样工人就可以从安全距离清除表面或者危险设备上的东西。通过佩戴防护装备以及将压缩空气调到合适的压力,既安全又能保持较高的工作效率。



在工业革命时蒸汽机被发明出来,这就能为很多大型设备提供动力源,后来人们又相继发明了空气压缩机,通过压缩空气就能为更小的机器设备提供较大的动力源,也为气动工具的发明提供了条件。


到现在由于气动工具的优良性能,已成为很多领域必不可少的使用工具,并发挥着重要的作用,未来随着新材料,新技术,新工艺的出现和人们对产品安全,环保的重视,气动工具将发挥更加重要的作用。


文中Gif截取自Youtube《Pneumatic Tools 1_Air Impact Wrench_》《Ferramenta King Tony》文中图片截取自《Sioux Tools - Principles of Air Tools》



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