液压与气液传动任务十:气动控制系统元件的选用详解说课材料.ppt
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1、液液压与气液与气液传动任任务十:气十:气动控控制系制系统元件的元件的选用用详解解将电机或内燃机机械能转化为气体的压力能,供气动机械使用。将电机或内燃机机械能转化为气体的压力能,供气动机械使用。最常用的空气压缩机:最常用的空气压缩机:往复式活塞空压机往复式活塞空压机按输出压力大小分按输出压力大小分低压空压机低压空压机 0 02 2 1 10MPa0MPa中压空压机中压空压机 1 10 0 10MPa10MPa高压空压机高压空压机 10 10 100MPa100MPa超高压空压机超高压空压机 100MPa 100MPa 1.空气压缩机空气压缩机按空压机输出流量按空压机输出流量(排量排量)分分微型微
2、型 1m31m3MinMin小型小型 1 1 10 m310 m3MinMin中型中型 10 10 100 m3100 m3MinMin大型大型 100m3100m3MinMin空气压缩机的选用空气压缩机的选用主要根据气压传动系统所需的工作压力与流量。主要根据气压传动系统所需的工作压力与流量。1.空气压缩机空气压缩机空气压缩机工作原理空气压缩机工作原理空气压缩机工作原理空气压缩机工作原理吸气过程:吸气过程:吸气过程:吸气过程:曲柄曲柄曲柄曲柄6 6回转带动气缸活塞回转带动气缸活塞回转带动气缸活塞回转带动气缸活塞2 2作直线往复运动,当活作直线往复运动,当活作直线往复运动,当活作直线往复运动,当
3、活塞塞塞塞2 2向右运动时,气缸腔向右运动时,气缸腔向右运动时,气缸腔向右运动时,气缸腔1 1容积增大形成局部真空,在大气压容积增大形成局部真空,在大气压容积增大形成局部真空,在大气压容积增大形成局部真空,在大气压作用下,吸气阀作用下,吸气阀作用下,吸气阀作用下,吸气阀7 7打开,大气进入气缸打开,大气进入气缸打开,大气进入气缸打开,大气进入气缸1 1。排气过程:排气过程:排气过程:排气过程:当活塞向左运动时,气缸当活塞向左运动时,气缸当活塞向左运动时,气缸当活塞向左运动时,气缸1 1内容积缩小,气体被内容积缩小,气体被内容积缩小,气体被内容积缩小,气体被压缩,压力升高,排气阀压缩,压力升高,
4、排气阀压缩,压力升高,排气阀压缩,压力升高,排气阀8 8打开,压缩空气排出。打开,压缩空气排出。打开,压缩空气排出。打开,压缩空气排出。2.气源的净化装置气源的净化装置 气动系统对压缩空气质量的要求:压缩空气要具有一定压力和足气动系统对压缩空气质量的要求:压缩空气要具有一定压力和足够的流量具有一定的净化程度。不同的气动元件对杂质颗粒的够的流量具有一定的净化程度。不同的气动元件对杂质颗粒的大小有具体的要求。大小有具体的要求。混入压缩空气中的油分、水分、灰尘等杂质会产生不良影响,必混入压缩空气中的油分、水分、灰尘等杂质会产生不良影响,必须要设置除油、除水、除尘,并使压缩空气干燥的提高压缩空须要设置
5、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。气质量、进行气源净化处理的辅助设备。一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器。一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器。(1)后冷却器后冷却器作用作用 将空气压缩机排出的压缩空气温度由将空气压缩机排出的压缩空气温度由140140170170降至降至40405050。这样就可使压缩。这样就可使压缩空气中的油雾和水汽迅速达到饱和,使其大部分析出并凝结成油滴和水滴,以便经油空气中的油雾和水汽迅速达到饱和,使其大部分析出并凝结成油滴和水滴,以便经油水分离器排出。水分离器排出。结构形式结构形式 蛇形管式蛇形管式 列
6、管式列管式 散热片式散热片式 管套式管套式(a)(a)蛇管式蛇管式 (b)(b)列管式列管式冷却方式冷却方式 :水冷和风冷水冷和风冷p作用作用:分离并排出压缩空气中凝聚分离并排出压缩空气中凝聚的油分、水分和灰尘杂质等,使的油分、水分和灰尘杂质等,使压缩空气得到初步净化。压缩空气得到初步净化。p结构形式结构形式:环形回转式、撞击折回环形回转式、撞击折回式、离心旋转式、水浴式以及以式、离心旋转式、水浴式以及以上形式的组合使用蛇形管式上形式的组合使用蛇形管式 撞击折回并回转式油水分离器撞击折回并回转式油水分离器(2)(2)油水分离器油水分离器油水分离器油水分离器作用作用:储存一定数量的压缩空气,以备
7、发生故障或临储存一定数量的压缩空气,以备发生故障或临时需要应急使用;时需要应急使用;消除由于空气压缩机断续排气而对系统引起的消除由于空气压缩机断续排气而对系统引起的压力脉动,保证输出气流的连续性和平稳性;压力脉动,保证输出气流的连续性和平稳性;进一步分离压缩空气中的油、水等杂质。进一步分离压缩空气中的油、水等杂质。贮气罐一般采用焊接结构,以立式居多贮气罐一般采用焊接结构,以立式居多 储气罐储气罐(3)(3)储气罐储气罐储气罐储气罐(4)(4)干燥器干燥器吸附式干燥器吸附式干燥器冷却式干燥器冷却式干燥器进一步除去压缩空气中的水分、油、颗粒杂质。进一步除去压缩空气中的水分、油、颗粒杂质。作用作用:
8、分离水分、分离水分、过滤杂质。过滤杂质。类型类型:一次过滤一次过滤器分水滤气器器分水滤气器 一次过滤器结构图一次过滤器结构图 普通分水滤气器结构图普通分水滤气器结构图(5)(5)过滤器过滤器二、气压执行元件二、气压执行元件 气缸是气动系统中普遍使用的执行元件,与液压缸相比,它具有结构简单、成本低、污染少、便于维修、动作迅速等优点,但由于推力小,所以广泛用于轻载系统。1.1.气缸的分类气缸的分类根据使用条件不同,其结构、形状也有多种形式。常用的分类方法有以下几种:(1)按压缩空气对活塞端面作用力的方向分1)单作用气缸气缸只有一个方向的运动靠气压驱动,另一方向靠弹簧力或自重和其它外力。2)双作用气
9、缸气缸的往返运动全靠压缩空气来完成。1.1.气缸的分类气缸的分类(2)按气缸的结构特征分按气缸的结构特征,可将气缸分为活塞式气缸、薄膜式气缸和伸缩式气缸。(3)按气缸的安装形式分1)固定式气缸气缸安装在机体上固定不动,有耳座式、凸缘式和法兰盘式等形式。2)轴销式气缸缸体可围绕一个固定轴作一定角度的摆动。3)回转式气缸缸体固定在机床主轴上,可随机床主轴作高速旋转运动。这种气缸常用于机床上气动卡盘中,以实现工件的自动装夹。4)嵌入式气缸气缸做在夹具本体内。1.1.气缸的分类气缸的分类固定式气缸固定式气缸固定式气缸固定式气缸 气缸安装在机体上气缸安装在机体上气缸安装在机体上气缸安装在机体上固定不动,
10、如图固定不动,如图固定不动,如图固定不动,如图(a a)()()()(b b)()()()(c c)(d d)所示。)所示。)所示。)所示。摆动式气缸摆动式气缸摆动式气缸摆动式气缸 缸体围绕一个固定缸体围绕一个固定缸体围绕一个固定缸体围绕一个固定轴可作一定角度的轴可作一定角度的轴可作一定角度的轴可作一定角度的摆动。如图摆动。如图摆动。如图摆动。如图(e e)()()()(f f)()()()(g g)所示。所示。所示。所示。1.1.气缸的分类气缸的分类(1 1)双作用气缸)双作用气缸2.2.常见气缸原理及应用常见气缸原理及应用(2 2)单作用气缸)单作用气缸单作用气缸只在动作方向需要单作用气缸
11、只在动作方向需要压缩空气,故可节约一半压缩压缩空气,故可节约一半压缩空气。主要用在夹紧、退料、空气。主要用在夹紧、退料、阻挡、压入、举起和进给等操阻挡、压入、举起和进给等操作上。作上。2.2.常见气缸原理及应用常见气缸原理及应用组成:气缸和液压缸组合而成。组成:气缸和液压缸组合而成。原理:以压缩空气为动力,以液原理:以压缩空气为动力,以液压油作为阻力,来控制调节气缸压油作为阻力,来控制调节气缸的运动速度,即利用液体不可压的运动速度,即利用液体不可压缩的特性来获得的稳定的运动速缩的特性来获得的稳定的运动速度。度。(3)气液阻尼缸)气液阻尼缸2.2.常见气缸原理及应用常见气缸原理及应用(4)膜式气
12、缸)膜式气缸原理原理:压缩空气推动非金属膜压缩空气推动非金属膜片推动活塞杆作往复运动,一片推动活塞杆作往复运动,一般是单作用式气缸。般是单作用式气缸。特点:特点:结构简单、紧凑、制造结构简单、紧凑、制造容易、维修方便、寿命长容易、维修方便、寿命长 类型:按照膜片的结构分平膜类型:按照膜片的结构分平膜片、蝶形膜片和滚动膜片片、蝶形膜片和滚动膜片适用适用于:于:用于气动夹具车辆制动等用于气动夹具车辆制动等短行程的工作场合。短行程的工作场合。2.2.常见气缸原理及应用常见气缸原理及应用(5 5)回转气缸)回转气缸 原理:原理:气缸的缸体连同缸盖及导气头阀芯可被携带回转,活塞及活塞气缸的缸体连同缸盖及
13、导气头阀芯可被携带回转,活塞及活塞杆只能作往复直线运动,导气头体外接管路而固定不动。杆只能作往复直线运动,导气头体外接管路而固定不动。是由回转式动力分配器与短是由回转式动力分配器与短行程双作用气缸制成一体的行程双作用气缸制成一体的专用气缸,用于机床主轴夹专用气缸,用于机床主轴夹具的夹紧机构。具的夹紧机构。2.2.常见气缸原理及应用常见气缸原理及应用(6 6)摆动气缸)摆动气缸 摆动气缸是出力轴被限制在某个角度内做往复摆摆动气缸是出力轴被限制在某个角度内做往复摆摆动气缸是出力轴被限制在某个角度内做往复摆摆动气缸是出力轴被限制在某个角度内做往复摆动的一种气缸,又称为旋转气缸。摆动气缸目前在动的一种
14、气缸,又称为旋转气缸。摆动气缸目前在动的一种气缸,又称为旋转气缸。摆动气缸目前在动的一种气缸,又称为旋转气缸。摆动气缸目前在工业上应用广泛,多用于安装位置受到限制,或转工业上应用广泛,多用于安装位置受到限制,或转工业上应用广泛,多用于安装位置受到限制,或转工业上应用广泛,多用于安装位置受到限制,或转动角度小于动角度小于动角度小于动角度小于36003600的回转工作部件,其动作原理也的回转工作部件,其动作原理也的回转工作部件,其动作原理也的回转工作部件,其动作原理也是将压缩空气的压力能转变为机械能。常用的摆动是将压缩空气的压力能转变为机械能。常用的摆动是将压缩空气的压力能转变为机械能。常用的摆动
15、是将压缩空气的压力能转变为机械能。常用的摆动气缸的最大摆动角度分为气缸的最大摆动角度分为气缸的最大摆动角度分为气缸的最大摆动角度分为900900、18001800、27002700三种规三种规三种规三种规格。格。格。格。按照摆动气缸的结构特点可分为齿轮齿条式和叶按照摆动气缸的结构特点可分为齿轮齿条式和叶按照摆动气缸的结构特点可分为齿轮齿条式和叶按照摆动气缸的结构特点可分为齿轮齿条式和叶片式两类片式两类片式两类片式两类。2.2.常见气缸原理及应用常见气缸原理及应用叶片式摆动气缸叶片式摆动气缸2.2.常见气缸原理及应用常见气缸原理及应用(7 7)气爪(手指气缸)气爪(手指气缸)气爪能实现各种抓取功
16、能,是现代气动机械手的关键气爪能实现各种抓取功能,是现代气动机械手的关键部件。部件。2.2.常见气缸原理及应用常见气缸原理及应用 气动马达气动马达是一种作连续是一种作连续旋转运动旋转运动的气动执行元件,是一种的气动执行元件,是一种把压缩空气的压力能转换成回转机械能的能量转换装置,其作把压缩空气的压力能转换成回转机械能的能量转换装置,其作用相当于用相当于电动机或液压马达电动机或液压马达,它输出转矩、驱动执行机构作旋,它输出转矩、驱动执行机构作旋转运动。在气压传动中使用广泛的是转运动。在气压传动中使用广泛的是叶片式、活塞式和齿轮式叶片式、活塞式和齿轮式气马达。气马达。3.3.气动马达气动马达(1)
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