气动执行器空气消耗量的测量
在气动实验系统中，采用先储气后供气的方式：先启动压缩机向储气罐中充气，待压缩空气达到一定压力后停止压缩机，由储气罐对外供气。
气动执行器的空气消耗量测量流程：打开截止阀，向储气罐中充满0.75MPa的压缩空气;关闭截止阀，读取储气罐的压力，检查是否压力下降，以防空气泄露;设定减压阀的压力为0.5MPa，气动执行器往复动作20次;读取储气罐的最终压力，结束测量。
系统中压缩空气消耗是一个固定容腔充放气的过程，可利用差压法来计算压缩空气的消耗量。
将理想气体状态方程两边取微分得
理想气体状态方程
式中p为压力(Pa);V为气罐和管路的所有容积(m3);m为压缩空气的质量(kg);T为室温(K);R为气体常数，对空气R=287N.m/(kg.K)。
式中Qm为质量流量(kg/s);Q为体积流量(m3/s);Q0为标准状况下空气的密度。
联立式(1)～式(3)得流量计算公式：
式中V'为气动执行器的空气消耗量(m3);p1为气罐的初始压力(Pa);p2为气罐的最终压力(Pa)。
气动执行器单次往复的空气消耗量平均值可通过V'除以作动次数n计算出来。
气动执行器的运行能耗计算模型
设空压机组(含冷干机)的实际运行功率为Pc(W)，空压机组的输出流量为Qc(m3/s)，则空压机组的比能量为气动执行器的运行能耗计算模型则气动执行器每次往复作动耗气折算成压缩机的能耗W和平均消耗功率P为
气动执行器的运行能耗计算模式中：B为空气泄漏率; f为执行器往复作动频率。
运行能耗评价标准
1)以两种执行器在相同工况下工作时的耗电量作为评价基准;
2)承载能力要求相同或相近;
3)水平方向搬运工件时，在相同频率下测量搬运相同的工件移动相同位移、末端位置保持相同时间往复一次的能耗
4)垂直方向搬运工件时，由于工件借助自身重力的影响会向下运动，在相同频率下测量向上提升相同工件、移动相同位移、末端位置保持一定时间、向下放回工件的能耗。
气动执行器
气动执行器运行能耗实验系统
1)实验条件。压缩机采用型号为Kobelion-AG370AH的神钢压缩机。轴功率22.5kW，额定排气量3.2m3/min;储气罐为SMC的两个10L气罐;电磁阀选用SMC的SY5120;压力传感器采用日本长野计器的KH15-824;可编程控制器选用OMRON的CPM2A;室温为30 ℃ 。
2)负荷以及作动条件。气动执行器的实验内容有水平搬运和垂直搬运。其负载和作动条件如表1～表3所示。
表1 气动执行器的试样与负荷
气动执行器的试样与负荷
注：水平搬运负荷率为100%，垂直搬运负荷率50%(p=0.5 MPa)
气动执行器垂直作动条件
3)实验数据。V'-f曲线如图4。从图中可以看出，V'几乎不依赖于f，近似成直线状。但有时有大的倾斜，这是因为f过高，未到达执行器末端就返回，造成Vc减少的缘故。
气动执行器V'-f曲线气动执行器V'-f曲线
4)实验结果分析。以气动执行器B为例，在水平方向f为15次/min时B往复作动一次V'为2.1957dm3。由理性气体状态方程得理性气体状态方程
通过计算，气动执行器B在P1=0.6013MPa时的空气消耗量为0.3776dm3，其中往复容积0.2944dm3，管路容积为0.05024dm3，电磁阀容积0.004609dm3，死区容积为0.02840dm3。
5)气动执行器的能量消耗。利用(6)式得气动执行器的能量消耗
当B取5%，f为15次/min，利用式(7)、式(8)得气动执行器每一次往复平均能耗和平均消耗功率为往复平均能耗和平均消耗功率 电动执行器 电动执行器运行能耗实验系统如图5所示。
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