气压传动精选PPT.ppt

关于气压传动第1页，讲稿共46张，创作于星期二第10章 气压传动10.1 气压传动概述10.2 气源装置和辅助元件10.3 气动执行元件10.4 气动控制元件10.5 气动基本回路第2页，讲稿共46张，创作于星期二10.1 气压传动概述1.气压传动系统的组成：气压发生装置气压发生装置 它原动机输出的机械能转变为空气的压力能。其主要设备是空气压缩机。控制元件控制元件 是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行元件具有一定的输出力和速度，并按设计的程序正常工作。如压力阀、流量阀、方向阀和逻辑阀等。执行元件执行元件 是将空气的压力能转变为机械能的能量转换装置。如气缸和气马达。辅助元件辅助元件 是用于辅助保证气动系统正常工作的一些装置。如过滤器、干燥器、空气过滤器、消声器和油雾器等。工作介质工作介质 压缩空气第3页，讲稿共46张，创作于星期二10.1 气压传动概述2.气压传动系统的工作原理：利用空气压缩机将电动机或其它原动机输出的机械能转变为空气的压力能，然后在控制元件的控制和辅助元件的配合下，通过执行元件把空气的压力能转变为机械能，从而完成直线或回转运动并对外作功。第4页，讲稿共46张，创作于星期二10.1 气压传动概述3.气压传动系统的特点：优点：优点：1.空气随处可取，取之不尽，节省了购买、贮存、运输介质的费用和麻烦；用后的空气直接排入大气，对环境无污染，处理方便，不必设置回收管路，因而也不存在介质变质、补充和更换等问题。2.因空气粘度小（约为液压油的万分之一），在管内流动阻力小，压力损失小，便于集中供气和远距离输送。即使有泄漏，也不会像液压油一样污染环境。3.与液压相比，气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易堵塞。4.气动元件结构简单，制造容易，适于标准化、系列化、通用化。5.气动系统对工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中工作时，安全可靠性优于液压、电子和电气系统。6.空气具有可压缩性，使气动系统能够实现过载自动保护，也便于贮气罐贮存能量，以备急需。7.排气时气体因膨胀而温度降低，因而气动设备可以自动降温，长期运行也不会发生过热现象。第5页，讲稿共46张，创作于星期二10.1 气压传动概述缺点：缺点：1.空气具有可压缩性，当载荷变化时，气动系统的动作稳定性差，但可以采用气液联动装置解决此问题。2.工作压力较低（一般为0.40.8MPa），又因结构尺寸不宜过大，因而输出功率较小。3.气信号传递的速度比光、电子速度慢，故不宜用于要求高传递速度的复杂回路中，但对一般机械设备，气动信号的传递速度是能够满足要求的。4.排气噪声大，需加消声器。第6页，讲稿共46张，创作于星期二10.2 气源装置和辅助元件1.气源装置：气源装置包括压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、净化等辅助装置。它为气动系统提供合乎质量要求的压缩空气，是气动系统的一个重要组成部分。气源装置的组成和布置示意图1空气压缩机 2后冷却器 3油水分离器4、7贮气罐 5干燥器 6过滤器 8加热器 9四通阀气源装置一般由气压发生装置、净化及贮存压缩空气的装置和设备、气源装置一般由气压发生装置、净化及贮存压缩空气的装置和设备、传输压缩空气的管道系统和气动三大件四部分组成。传输压缩空气的管道系统和气动三大件四部分组成。第7页，讲稿共46张，创作于星期二10.2 气源装置和辅助元件空气压缩机：空气压缩机：空气压缩机简称空压机，是气源装置的核心，用以将原动机输出的机械能转化为气体的压力能。空气压缩机的选用原则：选择空压机的依据是：气动系统所需的工作压力和流量两个主要参数。空气压缩机的额定压力应等于或略高于气动系统所需的工作压力，一般气动系统的工作压力为0.50.8MPa，故常选用低压空压机，特殊需要亦可选用中、高压或超高压空压机。输出流量的选择，要根据整个气动系统对压缩空气的需要再加一定的备用余量，作为选择空气压缩机（或机组）流量的依据。空气压缩机铭牌上的流量是自由空气流量。n压缩空气必须经过干燥干燥和净化净化处理后才能使用 第8页，讲稿共46张，创作于星期二10.2 气源装置和辅助元件压缩空气净化装置：压缩空气净化装置：直接由空气压缩机排出的压缩空气，如果不进行净化处理，不除去混在压缩空气中的水分、油分等杂质是不能为气动装置使用的。因此必须设置一些除油、除水、除尘并使压缩空气干燥的提高压缩空气质量、进行气源净化处理的辅助设备。压缩空气净化设备一般包括：后冷却器、油水分离器、贮气罐和干燥器。第9页，讲稿共46张，创作于星期二10.2 气源装置和辅助元件后冷却器：后冷却器安装在空气压缩机出口管道上，空气压缩机排出具有140170的压缩空气经过后冷却器，温度降至4050。这样，就可使压缩空气中油雾和水汽达到饱和使其大部分凝结成滴而析出。第10页，讲稿共46张，创作于星期二10.2 气源装置和辅助元件油水分离器：油水分离器主要利用回转离心、撞击、水浴等方法使水滴、油滴及其它杂质颗粒从压缩空气中分离出来。第11页，讲稿共46张，创作于星期二10.2 气源装置和辅助元件贮气罐：贮气罐的主要作用是贮存一定数量的压缩空气，减少气源输出气流脉动，增加气流连续性，减弱空气压缩机排出气流脉动引起的管道振动；进一步分离压缩空气中的水分和油分。高度H为其内径 D的23倍应使进气管在下，出气管在上第12页，讲稿共46张，创作于星期二10.2 气源装置和辅助元件干燥器：干燥器的作用是进一步除去压缩空气中含有的水分、油分和颗粒杂质等，使压缩空气干燥，提供的压缩空气，用于对气源质量要求较高的气动装置、气动仪表等。压缩空气干燥方法主要采用吸附、离心、机械降水及冷冻等方法。干燥器1湿空气进气管 2顶盖 3、5、10法兰4、6再生空气排气管 7-再生空气进气管8干燥空气输出管 10排水管 11、22密封垫12、15、20钢丝过滤网 13毛毡 14下栅板16、21吸附剂层 17支撑板 18筒体 110上栅板第13页，讲稿共46张，创作于星期二10.2 气源装置和辅助元件2.管道系统管道系统管道系统包括管道和管接头。1.管道气动系统中常用的管道有硬管和软管。硬管以钢管和紫铜管为主，常用于高温高压和固定不动的部件之间连接。软管有各种塑料管、尼龙管和橡胶管等，其特点是经济、拆装方便、密封性好，但应避免在高温、高压和有辐射场合使用。2.管接头管接头是连接、固定管道所必需的辅件，分为硬管接头和软管接头两类。管道系统的选择3.气源管道的管径大小是根据压缩空气的最大流量和允许的最大压力损失决定的。第14页，讲稿共46张，创作于星期二10.2 气源装置和辅助元件3.辅助装置：辅助装置：油雾器油雾器是一种特殊的注油装置，它以压缩空气为动力，将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空气中，使压缩空气具有润滑气动元件的能力。普通型油雾器及图形符号1输入口 2小孔 3喷嘴小孔 4输出口 5储油杯 6单向阀7可调节流阀 8视油器 10油塞 10单向阀 11吸油管 第15页，讲稿共46张，创作于星期二10.2 气源装置和辅助元件消声器通过对气流的阻尼或增加排气面积等方法，来降低排气速度和排气功率，从而达到降低噪声的目的 收型消声器 膨胀干涉型消声器 膨胀干涉吸收型消声器 在气动系统的排气口，尤其是在换向阀的排气口，装设消在气动系统的排气口，尤其是在换向阀的排气口，装设消声器声器第16页，讲稿共46张，创作于星期二10.3 气动执行元件气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能的装置，包括气缸和气马达；第17页，讲稿共46张，创作于星期二10.3 气动执行元件气缸气缸是气动系统的执行元件之一。它是将压缩空气的压力能转换为机械能并驱动工作机构作往复直线运动或摆动的装置。与液压缸比较，它具有结构简单，制造容易，工作压力低和动作迅速等优点。故应用十分广泛。1.气缸的分类气缸种类很多，结构各异、分类方法也多，常用的有以下几种。(1)按压缩空气在活塞端面作用力的方向不同分为单作用气缸和双作用气缸；(2)按结构特点不同分为活塞式、薄膜式、柱塞式和摆动式气缸等；(3)按安装方式可分为耳座式、法兰式、轴销式、凸缘式、嵌入式和回转式气缸等；(4)按功能分为普通式、缓冲式、气-液阻尼式、冲击和步进气缸等。第18页，讲稿共46张，创作于星期二10.3 气动执行元件气气-液阻尼缸液阻尼缸 在气压传动中，需要准确的位置控制和速度控制时，可采用综合了气压传动和液压传动优点的气-液阻尼缸。第19页，讲稿共46张，创作于星期二10.3 气动执行元件冲击气缸冲击气缸 冲击气缸是把压缩空气的压力能转换为活塞和活塞杆的高速运动，输出动能，产生较大的冲击力，打击工件做功的一种气缸。冲击气缸1缸体 2中盖 3缸体 4端盖5排气塞 6活塞 7端盖冲击气缸结构简单、成本低，耗气功率小，且能产生相当大的冲击力，应用十分广泛。它可完成下料、冲孔、弯曲、打印、铆接、模锻和破碎等多种作业。第20页，讲稿共46张，创作于星期二10.3 气动执行元件气马达气动马达是将压缩空气的压力能转换成旋转的机械能的装置。气动马达有叶片式、活塞式、齿轮式等多种类型，在气压传动中使用最广泛的是叶片式和活塞式马达。气动马达的突出特点是具有防爆、高速等优点，也有其输出功率小、耗气量大、噪声大和易产生振动等缺点。第21页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件在气压传动系统中，气动控制元件是用来控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号的重要元件，利用它们可以组成各种气动控制回路，以保证气动执行元件或机构按设计的程序正常工作。控制元件按功能和用途可分为方向控制阀、流量控制阀和压力控制阀三大类。此外，还有通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的气动逻辑元件。第22页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件方向控制阀 1.单向阀单向型控制阀包括单向阀、或门型梭阀、与门型梭阀和快速排气阀；(1)或门型梭阀 在气压传动系统中，当两个通路P1和P2均与另一通路A相通，而不允许P1与P2相通时，就要用或门型梭阀；第23页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件(2)与门型梭阀（双压阀）与门型梭阀又称双压阀，该阀只有当两个输入口P1、P2同时进气时，A口才能输出。第24页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件(3)快速排气阀 快速排气阀又称快排阀。它是为加快气缸运动作快速排气用的。第25页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件2.换向型控制阀第26页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件压力控制阀功能功能：控制系统中压缩空气的压力,以满足系统对不同压力的需要工作原理工作原理：均是利用空气压力和弹簧力相平衡的原理来工作的分类分类:减压阀：降压稳压作用 溢流阀：限压安全保护作用 顺序阀：根据气路压力不同进行某种控制第27页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件减压阀是气动系统中必不可少的一种调压元件；第28页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件溢流阀当储气罐或气动回路中的压力超过一定值时，安全阀能立即打开放气，以阻止压力继续升高产生危险，系统中起过压保护过压保护作用；第29页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件 顺序阀顺序阀是靠回路中的压力变化来控制气缸顺序动作的一种压力控制阀，常用来控制气缸的顺序动作。在气动系统中，顺序阀通常安装在需要某一特定压力的场合，以便完成某一操作。只有达到需要的操作压力后，顺序阀才有气信号输出。第30页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件流量控制阀在气动系统中，经常要求控制气动执行元件的运动速度，这要靠调节压缩空气的流量来实现。用来控制气体流量的阀，称为流量控制阀。流量控阀是通过改变阀的通流截面积来实现流量控制的元件，它包括节流阀、单向节流阀、排气节流阀等。第31页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件单向节流阀单向节流阀是由单向阀和节流阀组合而成，常用于控制气缸的运动速度，也称为速度控制阀。第32页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件利用单向节流阀控制气缸的速度方式有进气节流和排气节流两种方式。（a）为进气节流控制，它是控制进入气缸的流量以调节活塞的运动速度。采用这种控制方式，如活塞杆上的负荷有轻微变化，将导致气缸速度的明显变化。因此速度稳定性差，仅用于单作用气缸、小型气缸或短行程气缸的速度控制。（b）为排气节流控制，它是控制气缸排气量的大小，而进气是满流的。这种控制方式能为气缸提供背压来限制速度，故速度稳定性好，常用于双作用气缸的速度控制。单向节流阀用于气动执行元件的速度调节时应尽可能直接安装在气缸上。一般情况下，单向节流阀的流量调节范围为管道流量的20%30%。对于要求能在较宽范围里进行速度控制的场合，可采用单向阀开度可调的速度控制阀。第33页，讲稿共46张，创作于星期二10.4 气动控制元件排气节流阀不仅具有节流调速的作用，而且还能起到降低排放气流噪声的作用排气节流阀只能安装在排气口处，调节排入大气的流量，以此来调节执行机构的运动速度排气节流阀通常安装在换向阀的排气口处，与换向阀联用，起单向节流阀的作用。它实际上只不过是节流阀的一种特殊形式。由于其结构简单，安装方便，能简化回路，故应用日益广泛。第34页，讲稿共46张，创作于星期二10.5 气动基本回路气动基本回路按其功能分为：方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路等。第35页，讲稿共46张，创作于星期二10.5 气动基本回路1.方向控制回路图a所示为由二位三通电磁阀控制的换向回路，通电时，活塞杆伸出；断电时，在弹簧力作用下活塞杆缩回。图b所示为由三位五通电磁阀控制的换向回路。单作用气缸换向回路：第36页，讲稿共46张，创作于星期二10.5 气动基本回路双作用气缸换向回路：图a为小通径的手动换向阀控制二位五通主阀操纵气缸换向；图b为二位五通双电控阀控制气缸换向；图c为两个小通径的手动阀控制二位五通主阀操纵气缸换向；图d为三位五通阀控制气缸换向。该回路有中停功能，但定位精度不高。第37页，讲稿共46张，创作于星期二10.5 气动基本回路2.压力控制回路压力控制回路的功用是使系统保持在某一规定的压力范围内。常用的有一次压力控制回路，二次压力控制回路和高低压转换回路。一次压力控制回路：如图所示为一次压力控制回路。此回路用于控制贮气罐的压力，使之不超过规定的压力值。常用外控溢流阀1或用电接点压力表2来控制空气压缩机的转、停，使贮气罐内压力保持在规定范围内。使储气罐送出的气体压力不超过规定压力第38页，讲稿共46张，创作于星期二10.5 气动基本回路二次压力控制回路：图a是由气动三大件组成的，主要由溢流减压阀来实现压力控制；图b是由减压阀和换向阀构成的对同一系统实现输出高低压力p1、p2的控制；图c是由减压阀来实现对不同系统输出不同压力p1、p2的控制。用于气动控制系统气源压力控制，以保证系统使用的气体压力为一稳定值第39页，讲稿共46张，创作于星期二10.5 气动基本回路高低压转换回路：用于低压气源或高压气源的转换输出第40页，讲稿共46张，创作于星期二10.5 气动基本回路3.速度控制回路单作用气缸速度控制回路：第41页，讲稿共46张，创作于星期二10.5 气动基本回路双向调速回路：图a所示为采用单向节流阀式的双向节流调速回路。图b所示为采用排气节流阀的双向节流调速回路。它们都是采用排气节流调速方式，当外负载变化不大时，进气阻力小，负载变化对速度影响小，比进气节流调速效果要好。第42页，讲稿共46张，创作于星期二10.5 气动基本回路4.其他控制回路过载保护回路：按下手动换向阀1，在活塞杆伸出的过程中，若遇到障碍6，无杆腔压力升高，打开顺序阀3，使阀2换向，阀4随即复位，活塞立即退回，实现过载保护。若无障碍6，气缸向前运动时压下阀5，活塞即刻返回。第43页，讲稿共46张，创作于星期二10.5 气动基本回路互锁回路：在该回路中，四通阀的换向受三个串联的机动三通阀控制，只有三个阀都接通，主阀才能换向。第44页，讲稿共46张，创作于星期二10.5 气动基本回路双手同时操作回路：所谓双手同时操作回路就是使用两个启动阀的手动阀，只有同时按动两个阀才动作的回路。第45页，讲稿共46张，创作于星期二感谢大家观看第46页，讲稿共46张，创作于星期二