气动基础教程.ppt

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1、气动技术基础理论气动技术基础理论SMCSMC（中国）有限公司中国）有限公司 上海分公司上海分公司SMCSMC气动培训教程气动培训教程1概述流体动力系统是通过压力油或压缩气体来传送和控制能量的一种系统。在气动中，这种能源的介质通常就是空气。把大气中的空气的体积加以压缩，从而提高它的压力。压缩空气主要通过作用于活塞或叶片来作功。这种能量可用于工业上许多方面，这里我们考虑于工业气动的范畴。正确使用气动控制，要求充分熟悉气动元件和确保气动元件使用到有效工作系统中元件的功能。尽管由程序单决定的电气控制或其他逻辑控制方法普遍被指定使用，但仍有必要知道气动元件在这类系统中的功能。2气动有什么用途？用于空气、

2、水和化学制品的系统中阀门的操作用于空气、水和化学制品的系统中阀门的操作点焊机点焊机重的门或热的门的开启和关闭重的门或热的门的开启和关闭铆接铆接在建筑、钢铁、采矿和化学工业工厂中料门的卸料在建筑、钢铁、采矿和化学工业工厂中料门的卸料剪切机的操纵剪切机的操纵在扁钢锭模压机器中提升和移动在扁钢锭模压机器中提升和移动灌装机械灌装机械作物的播撤和其它拖拉机机构的操纵作物的播撤和其它拖拉机机构的操纵伐木机的驱动和进给伐木机的驱动和进给喷漆喷漆试验设备机床、工件或刀具的进给试验设备机床、工件或刀具的进给伐木和家具制造中固定和运动伐木和家具制造中固定和运动零件和材料的输送零件和材料的输送在装配机械和机床中夹紧

3、装置和夹具的固定在装配机械和机床中夹紧装置和夹具的固定气动机器人气动机器人对塑料的粘接、对密封和焊接的固定对塑料的粘接、对密封和焊接的固定自动测量自动测量钎焊的固定钎焊的固定弯曲拉伸和平整机的操纵弯曲拉伸和平整机的操纵3生产线生产线4自动组装流水线自动组装流水线5自动焊接机自动焊接机6应用于以下各制造领域应用于以下各制造领域应用于以下各制造领域应用于以下各制造领域第一产业第一产业第三产业第三产业第二产业第二产业牛奶充填鲍状计、自动筛选机、大米全自动颜色分类机工业用缝纫机、洗车机械自动洗车机 纺织机械IC自动检查装置电子部件装配机机床、仪表装配线汽车装配线7压缩空气的特性1、贮存、贮存按需要容易

4、地贮存大容量的压缩空气；按需要容易地贮存大容量的压缩空气；2、设计和控制简单、设计和控制简单作用气动元件属于简单设计，因而容易地适合较简单控制的自动系统；作用气动元件属于简单设计，因而容易地适合较简单控制的自动系统；3、运动的选择、运动的选择气动元件易于实现无级调速的直线和回转运动；气动元件易于实现无级调速的直线和回转运动；4、经济、经济由于气动元件价格合适，整套装置费用较低，而且气动元件寿命长，所由于气动元件价格合适，整套装置费用较低，而且气动元件寿命长，所以维护费用较低；以维护费用较低；5、可靠性、可靠性气动元件有很长的工作寿命，所以系统有很高的可靠性；气动元件有很长的工作寿命，所以系统有

5、很高的可靠性；6、恶劣环境适应性、恶劣环境适应性压缩空气很大程度上不受高温、灰尘、腐蚀的影响，这一点是别的系统压缩空气很大程度上不受高温、灰尘、腐蚀的影响，这一点是别的系统所不能及的；所不能及的；7、环境干净、环境干净气动元件是清洁的，以及有特殊的排出空气处理方法，对环境污染少；气动元件是清洁的，以及有特殊的排出空气处理方法，对环境污染少；8、安全性、安全性在危险场所不会引起火灾，若系统过载执行元件只会停车或打滑。在危险场所不会引起火灾，若系统过载执行元件只会停车或打滑。8空气的组成空气的组成干空气干空气实际空气实际空气还含有油粒、灰尘和水蒸汽油粒、灰尘和水蒸汽等杂质，会对气动系统设备和元件造

6、成损害空气的性质空气的性质密度密度空气是具有质量的，单位体积的空气中所含有的空气的质量称为空气的密度mV9FA压力压力压力表示法压力表示法表压力绝对压力真空度大气压P=Pa绝对真空P=0绝对压力表压力：以大气压为基准，高于大气压的压力值，即相对压力，也即由压力表读出的压力真空度：以大气压为基准，低于大气压力的压力值，正值真空压力：绝对压力与大气压力之差，与真空度大小相同，符号相反PPaP0.3 m颗粒在颗粒在3.5个个/l以下以下2年或年或压降压降达到达到0.1Mpa玻璃纤玻璃纤维维/NBR0.01m95捕捕捉颗粒捉颗粒AME超微油雾分超微油雾分离器离器功用功用滤芯寿命滤芯寿命滤芯材滤芯材质质

7、过滤精过滤精度度/除水除水率率型号型号系列系列分离掉压缩空气中悬浮态的油粒子，分离掉压缩空气中悬浮态的油粒子，以及以及0.01m以上的碳粉和灰尘，洁以上的碳粉和灰尘，洁净室用压缩空气的前置过滤器使用净室用压缩空气的前置过滤器使用二次侧清洁度二次侧清洁度最大最大0.1mg/m30.008ppm（ANR）2年或年或压降压降达到达到0.1Mpa玻璃纤玻璃纤维维/NBR0.01m95捕捕捉颗粒捉颗粒AMD微雾分离器。微雾分离器。主要除去油雾，以及主要除去油雾，以及主要除去油雾，以及主要除去油雾，以及0.3 m0.3 m以上的以上的以上的以上的锈末、碳粒等固态粒子。适合于驱锈末、碳粒等固态粒子。适合于驱

8、锈末、碳粒等固态粒子。适合于驱锈末、碳粒等固态粒子。适合于驱动先导式和间隙密封的电磁阀动先导式和间隙密封的电磁阀动先导式和间隙密封的电磁阀动先导式和间隙密封的电磁阀二次侧清洁度二次侧清洁度二次侧清洁度二次侧清洁度最大最大最大最大1mg/m1mg/m3 30.8ppm0.8ppm（ANRANR）2 2年或压降年或压降年或压降年或压降达到达到达到达到0.1Mpa0.1Mpa玻璃纤玻璃纤玻璃纤玻璃纤维维维维/NBR/NBR0.3m0.3m9595捕捕捕捕捉颗粒捉颗粒捉颗粒捉颗粒AMAM油雾分离器油雾分离器油雾分离器油雾分离器29厂房配管厂房配管带后冷却器的空压机带后冷却器的空压机带后冷却器的空压机带

9、后冷却器的空压机排水沟道排水沟道排水沟道排水沟道气罐气罐气罐气罐ATAT10barAFAF主管路向气流方向主管路向气流方向主管路向气流方向主管路向气流方向倾斜倾斜倾斜倾斜1/1001/100自动排水器自动排水器自动排水器自动排水器30环状管道配置供气可靠性高，压力损失小，且压力较稳定但投资高；每条支路及两支路间都设置截至阀，支管末端安装排水器31配管须知配管须知 管道须保持倾斜度，以便使凝聚的水分能被收集和有排水管道须保持倾斜度，以便使凝聚的水分能被收集和有排水管道须保持倾斜度，以便使凝聚的水分能被收集和有排水管道须保持倾斜度，以便使凝聚的水分能被收集和有排水器排出系统外。器排出系统外。器排出

10、系统外。器排出系统外。分支管路必须由主管路顶部分分出，以免水分进入分支管分支管路必须由主管路顶部分分出，以免水分进入分支管分支管路必须由主管路顶部分分出，以免水分进入分支管分支管路必须由主管路顶部分分出，以免水分进入分支管路。路。路。路。要适当的配置过滤器，以去除管内的铁锈和油雾。要适当的配置过滤器，以去除管内的铁锈和油雾。要适当的配置过滤器，以去除管内的铁锈和油雾。要适当的配置过滤器，以去除管内的铁锈和油雾。管道须清洁后方可安装。管道须清洁后方可安装。管道须清洁后方可安装。管道须清洁后方可安装。缠绕密封带至管螺纹时，要露出最后缠绕密封带至管螺纹时，要露出最后缠绕密封带至管螺纹时，要露出最后缠

11、绕密封带至管螺纹时，要露出最后2 2个螺纹，以免密封个螺纹，以免密封个螺纹，以免密封个螺纹，以免密封带碎片落入管道内。带碎片落入管道内。带碎片落入管道内。带碎片落入管道内。采用环状配管的方式。采用环状配管的方式。采用环状配管的方式。采用环状配管的方式。32气动控制元件气动控制元件SMCSMC（中国）有限公司中国）有限公司 上海分公司上海分公司SMCSMC气动培训教程气动培训教程33控制元件的分类控制元件的分类压力控制阀压力控制阀减压阀（调压阀）减压阀（调压阀）安全阀（溢流阀）安全阀（溢流阀）顺序阀顺序阀电气比例阀电气比例阀增压阀增压阀换向阀（电磁阀、机控阀、手控阀）换向阀（电磁阀、机控阀、手控

12、阀）单向阀单向阀梭阀梭阀双压阀双压阀快速排气阀快速排气阀速度控制阀速度控制阀方向控制阀方向控制阀流量控制阀流量控制阀34先导式减压阀先导式减压阀以压缩空气的作用力代替调压弹簧改变输出压力电气比例阀电气比例阀通过电压或电流的改变控制输出压力成比例的变化，达到很高的调节精度增压阀增压阀可使气动系统得到较高的工作压力安全阀安全阀/顺序阀顺序阀防止元件和管路的破坏，限制回路中的最高压力当IN口压力大与设定压力，压力便从OUT口输出，IN口压力小于设定压力，出口输出停止OutInOutIn35方向控制阀方向控制阀方向控制阀的分类方向控制阀的分类典型结构典型结构这是一个二位五通直动式弹这是一个二位五通直动

13、式弹簧复位滑阀的典型结构簧复位滑阀的典型结构（1）电磁铁电磁铁（2）控制活塞）控制活塞（3）滑柱式阀芯）滑柱式阀芯（4）阀体）阀体（5）复位弹簧）复位弹簧（6）出气口）出气口（7）手动按钮）手动按钮（8）电磁铁接线座）电磁铁接线座3456721836按通口数分类按通口数分类换向阀的切换通口包括入口、出口和排气口。通常根据使用目的选择换向阀的通口数。1）二通阀常通常断PAPA2）三通阀常通常断PAPAPARAPRPARAPR分配阀选择阀P1AP2A1A2PPA1A2AP1P23）五通阀BAP RRBAPRR37按位置数分类按位置数分类换向阀的切换状态称为“位置”，有几个切换位置就称为几位阀。1）

14、二位常通常断PAPA2）三位常通常断AR PAR P二通三通五通BAP RR三通五通中封式中排式中压式38按操作方式分类按操作方式分类人力操作人力操作按钮式按钮式手柄式手柄式脚踏板式脚踏板式机械操作机械操作柱塞式柱塞式滚轮杠杆式滚轮杠杆式电气操作电气操作直动式直动式先导式先导式气压控制气压控制直接控制直接控制间接控制间接控制按阀芯结构分类按阀芯结构分类阀芯结构阀芯结构截止式滑柱式滑板式密封形式密封形式弹性密封（橡胶密封）间隙密封（金属密封）39使用大于阀口直径的圆盘或其它形状的密封件作轴向移动来切换空气通路。阀芯阀座特点特点1.结构简单。2.适合于大流量的场合。3.阀芯一直承受背压的作用，有利

15、于密封，但是增大了操纵力。4.阀的通口多时，结构复杂，故只适合于二通、三通阀。截止式截止式带台肩的圆柱体阀芯，在管状阀套内轴向移动，实现气路通断。1423514235阀芯阀套阀体特点特点1.阀芯具有对称性，使阀具有记忆功能。2.换向力小，动作灵敏。3.通用性强，容易设计成多位多通阀。4.对气源净化处理要求较高。滑柱式滑柱式40弹性密封弹性密封间隙密封间隙密封密封方式密封方式滑板式滑板式12 3 4依靠阀座与阀板之间的相对位置来实现气路通断。回转式滑板阀回转式滑板阀平面式滑板阀平面式滑板阀特点特点1.结构简单，可设计成多位多通路换向阀。2.靠阀板与阀座之间的滑动面进行密封，可能有微漏。3.切换时

16、操纵力可能会很大。研磨和配好的滑柱和阀套可以有效地降低摩擦阻力，延长了阀的工作寿命，但滑柱和阀套之间存在0.003mm的微小间隙，因此有轻微漏气的现象。滑柱上装有椭圆形密封圈，降低了滑柱阀芯的制造精度，基本能保证无泄漏，密封件会受到温度的影响。41按流通能力分类按流通能力分类M5R1/8R1/4R3/8R1/2R3/4R11.通常，阀的接管口径代表了阀的流通能力的大小。2.同一系列的阀，流通能力随着接管口径的增大而提高。3.但是，不同系列的阀，不能仅仅根据接管口径来判断阀的流通能力，还要参考有效截面积或Cv值来判断。配管方式配管方式电磁铁接线方式电磁铁接线方式42电磁换向阀电磁换向阀电磁铁电磁

17、铁结构结构I型型T型型蜂鸣声蜂鸣声电流特性电流特性功率表示功率表示I型电磁铁吸力较小，适合于直流电磁铁和小型交流电磁铁，常用作小型直动式和先导式电磁铁。T型电磁铁吸力强，行程长，体积大，适合于交流电磁铁，主要用于行程较大的直动式电磁铁。线圈线圈静铁芯静铁芯动铁芯动铁芯直流电磁铁直流电磁铁交流电磁铁交流电磁铁不存在蜂鸣声因交流电正负变化，总有吸力为零的时刻，故存在蜂鸣声，即动铁芯与静铁芯的震动。线圈电流仅与线圈电阻有关，动铁芯卡住时不会烧毁线圈。线圈电流主要受行程的影响，启动电流会很大，若动铁芯卡住，启动电流时间过长会烧毁线圈消耗功率W视在功率UI 实际消耗功率UI cos行程（气隙）行程（气隙

18、）电电流流（DC）（AC）行程（气隙）行程（气隙）43电磁线圈的温升和绝缘等级电磁线圈的温升和绝缘等级时间时间温温度度环境温度环境温度40100温升温升绝缘种类绝缘种类最高允许温升（最高允许温升（）最高允许温度（最高允许温度（）AEBFH658090115140105120130155180直动式电磁换向阀直动式电磁换向阀123123123123利用电磁吸力直接推动阀芯换向结构简单，切换速度快，动作频率高。通径大时，所需电磁力也大，因此体积和功耗都大。交流电磁铁在阀芯卡死时，有可能烧毁线圈。44先导式电磁换向阀先导式电磁换向阀利用电磁先导阀输出先导压力，此先导压力控制主阀芯换向结构复杂，动作频

19、率比直动式的低。先导阀体积小，电磁吸力小，故耗电量少主阀芯行程不受电磁控制部分的影响，不会因主阀芯卡死而烧毁线圈。外部先导压力外部先导压力内部先导式外部先导式A BP RRA BP RR45单向阀单向阀只有两个通口，气流只能单方向流动，不能反向流动可防止气动回路中气流逆流的现象，防止气动回路误动作；保持气动夹紧装置的夹紧力不变梭阀（或阀）梭阀（或阀）实现气动回路中“或门”的功能11246双压阀（与阀）双压阀（与阀）实现气动回路中“与门”的功能 112112112112112快速排气阀快速排气阀当入口压力下降到一定值时，出口的压力气体便从排气口迅速排气121 2 1 2 1247速度控制阀速度控制阀48