(高职)液压与气动技术(第二版)第十一章 气动执行元件ppt课件.ppt
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1、液压与气动技术(第二版)第十一章 气动执行元件第十二章第十二章 气动执行元件气动执行元件主要内容:主要内容:u气缸气缸u气动马达气动马达气缸用于实现直线运动或摆动气缸用于实现直线运动或摆动气动马达用子实现连续的回转运动气动马达用子实现连续的回转运动 气动执行元件是气动系统中将压缩空气的压力能转化为气动执行元件是气动系统中将压缩空气的压力能转化为机械能的转换装置,包括气缸和气动马达两大类。机械能的转换装置,包括气缸和气动马达两大类。 气缸是气动系统中最常用的一种执行元件,与液压缸相气缸是气动系统中最常用的一种执行元件,与液压缸相比,它具有比,它具有结构简单、污染少、动作灵敏、反应快、易制造、结构
2、简单、污染少、动作灵敏、反应快、易制造、易维修、成本低易维修、成本低等优点,但由于等优点,但由于推力小推力小,广泛,广泛用于轻负载系用于轻负载系统统。第一节第一节 气缸气缸一、气缸的分类一、气缸的分类序号序号分类方法分类方法类类 型型1 按压缩空气作用在气按压缩空气作用在气缸活塞端面的方向缸活塞端面的方向 单作用气缸、双作用气缸单作用气缸、双作用气缸2 按气缸结构特征按气缸结构特征 活塞式气缸、柱塞式气缸、薄膜活塞式气缸、柱塞式气缸、薄膜式气缸、叶片式摆动气缸、齿轮条式气缸、叶片式摆动气缸、齿轮条式摆动气缸等式摆动气缸等3 按气缸功能按气缸功能 普通气缸、特殊气缸普通气缸、特殊气缸4 按安装方
3、式按安装方式 耳座式、法兰式、销轴式、凸缘耳座式、法兰式、销轴式、凸缘式等式等二、常用气缸的结构及工作原理二、常用气缸的结构及工作原理 1单作用气缸 单作用气缸只有一腔可输入压缩空气,实现一个方单作用气缸只有一腔可输入压缩空气,实现一个方向的运动。其活塞杆只能借助弹簧力、膜片张力、重力向的运动。其活塞杆只能借助弹簧力、膜片张力、重力等外力将其推回。等外力将其推回。 (a)实物图 (b)结构原理图 (c)图形符号单作用气缸的特点单作用气缸的特点 (1)仅一端进(排)气,结构简单,耗气量小。)仅一端进(排)气,结构简单,耗气量小。 (2)用弹簧力或膜片力等复位,压缩空气能量的一部分)用弹簧力或膜片
4、力等复位,压缩空气能量的一部分用于克服弹簧力或膜片张力,因而减小了活塞杆的输出力。用于克服弹簧力或膜片张力,因而减小了活塞杆的输出力。 (3)缸内安装弹簧、膜片等,一般行程较短;与相同体)缸内安装弹簧、膜片等,一般行程较短;与相同体积的双作用气缸相比,有效行程小一些。积的双作用气缸相比,有效行程小一些。 (4)气缸复位弹簧、膜片的张力均随变形大小变化,因)气缸复位弹簧、膜片的张力均随变形大小变化,因而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的。而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的。单作用气缸的应用场合单作用气缸的应用场合 单作用活塞气缸多用于短行程。其推力及运动速度均要求单作用活塞气缸多用于短行程。其
5、推力及运动速度均要求不高的场合,如气吊、定位和夹紧等装置上。单作用柱塞缸不高的场合,如气吊、定位和夹紧等装置上。单作用柱塞缸则不然,可用在长行程、高载荷的场合。则不然,可用在长行程、高载荷的场合。2. 双作用气缸 实物图 图形符号 双作用气缸指双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气,实现双向两腔可以分别输入压缩空气,实现双向运动运动的气缸。其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、的气缸。其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。此类气缸使用最为广双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。此类气缸使用最为广泛。下图是普通双作用单出杆气缸的实物图和图形符号。泛。下图是普通双作用单出杆气缸的实
6、物图和图形符号。双作用单活塞杆气缸的结构双作用单活塞杆气缸的结构 1-后缸盖;2-活塞;3-缸筒;4-活塞杆;5-缓冲密封;6-前缸盖;7-缓冲腔;8-活塞杆密封photo 其结构形式与液压缸基本相同,主要由其结构形式与液压缸基本相同,主要由活塞杆、活塞、前活塞杆、活塞、前缸盖、后缸盖、密封圈缸盖、后缸盖、密封圈及及缸筒缸筒等组成。气缸的结构和参数都等组成。气缸的结构和参数都已系列化、标准化和通用化。已系列化、标准化和通用化。普通双作用单出杆气缸的工作原理普通双作用单出杆气缸的工作原理普通双作用气缸的工作原理如图所示。若缸筒固定,当压缩普通双作用气缸的工作原理如图所示。若缸筒固定,当压缩空气进
7、入气缸的左腔时,如图空气进入气缸的左腔时,如图(a)(a)所示,压缩空气的压力作用于所示,压缩空气的压力作用于活塞上,当能克服活塞杆上的所有负载时,活塞推动活塞杆伸活塞上,当能克服活塞杆上的所有负载时,活塞推动活塞杆伸出,活塞杆对外做功;同理,如图出,活塞杆对外做功;同理,如图 (b) (b)所示,当压缩空气进入所示,当压缩空气进入气缸的右腔时,活塞杆收回。这样,就完成了一个往复运动。气缸的右腔时,活塞杆收回。这样,就完成了一个往复运动。photo图片3. 薄膜式气缸 实物图 薄膜式气缸薄膜式气缸是一种是一种利用压缩利用压缩空气通过膜片推空气通过膜片推动活塞杆作往复动活塞杆作往复直线运动直线运
8、动的气缸。的气缸。薄膜式气缸的结构及图形符号薄膜式气缸的结构及图形符号 单作用式结构及图形符号单作用式结构及图形符号1-1-缸体;缸体;2-2-膜片;膜片;3-3-膜盘;膜盘;4-4-活塞杆活塞杆 双作用式及图形符号双作用式及图形符号1-1-缸体;缸体;2-2-膜片;膜片;3-3-膜盘;膜盘;4-4-活塞杆活塞杆photophoto图片 它由它由缸体、膜片、膜盘缸体、膜片、膜盘和和活塞杆活塞杆等主要零件组成,其功能等主要零件组成,其功能类似于活塞式气缸。它分为单作用式和双作用式两种类似于活塞式气缸。它分为单作用式和双作用式两种。 薄膜式气缸的膜片可以做成薄膜式气缸的膜片可以做成盘形膜片盘形膜片
9、和和平平膜片膜片两种形式。膜片材料为夹织物橡胶、钢片两种形式。膜片材料为夹织物橡胶、钢片或磷青铜片。常用的是夹织物橡胶,橡胶的厚或磷青铜片。常用的是夹织物橡胶,橡胶的厚度为度为56 mm,有时也可以为,有时也可以为13 mm。金属。金属式膜片只用于行程较小的薄膜式气缸中。式膜片只用于行程较小的薄膜式气缸中。 薄膜式气缸的膜片变形量有限,其行程一薄膜式气缸的膜片变形量有限,其行程一般不易超过般不易超过4050 mm,而且气缸活塞杆上的,而且气缸活塞杆上的输出力随着行程的加大而减小。输出力随着行程的加大而减小。4. 气一液阻尼缸 (a) 实物图实物图 1-油箱;油箱;2、3-单向阀;单向阀;4-节
10、流阀;节流阀;5-油缸;油缸;6-气缸气缸photophoto图片气气 液阻尼缸是由气缸和液压缸组合而成。液阻尼缸是由气缸和液压缸组合而成。(b)工作原理图工作原理图图图11-5 气气 液阻尼缸液阻尼缸气一液阻尼缸的工作原理气一液阻尼缸的工作原理 气气- -液阻尼缸实际是气缸与液压缸串联而成,两活塞固定在同液阻尼缸实际是气缸与液压缸串联而成,两活塞固定在同一活塞杆上。液压缸不用泵供油,只要充满油即可,其进出口一活塞杆上。液压缸不用泵供油,只要充满油即可,其进出口间装有液压单向阀、节流阀及补油杯。当气缸右端供气时,气间装有液压单向阀、节流阀及补油杯。当气缸右端供气时,气缸克服载荷带动液压缸活塞向
11、左运动(气缸左端排气),此时缸克服载荷带动液压缸活塞向左运动(气缸左端排气),此时液压缸左端排油,单向阀关闭,油只能通过节流阀流入液压缸液压缸左端排油,单向阀关闭,油只能通过节流阀流入液压缸右腔,这时若将节流阀阀口开大,则液压缸左腔排油通畅,两右腔,这时若将节流阀阀口开大,则液压缸左腔排油通畅,两活塞运动速度就快,反之,若将节流阀阀口关小,液压缸左腔活塞运动速度就快,反之,若将节流阀阀口关小,液压缸左腔排油受阻,两活塞运动速度会减慢。这样,调节节流阀开口大排油受阻,两活塞运动速度会减慢。这样,调节节流阀开口大小,就能控制活塞的运动速度。小,就能控制活塞的运动速度。气一液阻尼缸的特点 与气缸相比
12、,它传动平稳,停位精确,噪声小;与气缸相比,它传动平稳,停位精确,噪声小; 与液压缸相比,它不需要液压源,经济性好,同时具有气与液压缸相比,它不需要液压源,经济性好,同时具有气动和液压传动的优点。动和液压传动的优点。5 5冲击气缸冲击气缸 冲击气缸能在瞬间产生很大的冲击能量而作功,因冲击气缸能在瞬间产生很大的冲击能量而作功,因而能应用于打印、铆接、锻造、冲孔、下料、锤击等而能应用于打印、铆接、锻造、冲孔、下料、锤击等加工中。常用冲击气缸有:加工中。常用冲击气缸有: 普通型冲击气缸、普通型冲击气缸、 快排型冲击气缸、快排型冲击气缸、 压紧活塞式冲击气缸压紧活塞式冲击气缸。实物图普通型冲击气缸的结
13、构普通型冲击气缸的结构 普通型冲击气缸的结构普通型冲击气缸的结构1、6-进排气口;进排气口;2-活塞杆腔;活塞杆腔;3-活塞;活塞;4-泄气口;泄气口;5-蓄能腔;蓄能腔;7-后盖;后盖;8-中盖;中盖;9-密封垫片;密封垫片;10-活塞杆;活塞杆;11-前盖前盖 普通型冲击气缸由普通型冲击气缸由缸体、前盖缸体、前盖11、活塞、活塞3、活塞杆、活塞杆10及后盖及后盖7等组成。与普通气缸等组成。与普通气缸相比,它增加了蓄能相比,它增加了蓄能腔腔5以及中心带有喷以及中心带有喷嘴和具有泄气口嘴和具有泄气口4的的中盖中盖8等结构。等结构。普通型冲击气缸的工作原理普通型冲击气缸的工作原理准备阶段准备阶段
14、 准备阶段准备阶段 第一阶段是准备阶段,如图如图所示。气动回路(图中未画出)所示。气动回路(图中未画出)中的压缩空气由中的压缩空气由A A孔进入冲击孔进入冲击气缸有杆腔,蓄能腔与无杆腔气缸有杆腔,蓄能腔与无杆腔通大气。活塞处于上限位置,通大气。活塞处于上限位置,其上安有密封垫片,封住中盖其上安有密封垫片,封住中盖上的喷嘴口,中盖与活塞间的上的喷嘴口,中盖与活塞间的环形空间(即此时的无杆腔)环形空间(即此时的无杆腔)经泄气口与大气相通。经泄气口与大气相通。普通型冲击气缸的工作原理普通型冲击气缸的工作原理蓄能阶段蓄能阶段蓄能阶段蓄能阶段 第二阶段是蓄能阶段,如图所示。如图所示。控制阀接受信号被切换
15、后,蓄能腔控制阀接受信号被切换后,蓄能腔进气。作用在与中盖喷嘴口接触的进气。作用在与中盖喷嘴口接触的活塞的一小部分面积上(通常设计活塞的一小部分面积上(通常设计为约占整个活塞面积的为约占整个活塞面积的1/9)的压力)的压力p1逐渐增逐渐增大,进行充气。与此同时,大,进行充气。与此同时,有杆腔排气,压力有杆腔排气,压力P P2 2逐渐降低,使逐渐降低,使作用在有杆腔活塞面上的作用力逐作用在有杆腔活塞面上的作用力逐渐减小。渐减小。普通型冲击气缸的工作原理普通型冲击气缸的工作原理做功阶段做功阶段做功阶段 第三阶段是冲击做功阶段,如图如图所示。当活塞上下两边的作用力不所示。当活塞上下两边的作用力不能保
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