液压气动系统维修及故障诊断技术08第八讲_气动系统及其.pdf
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1、第八讲 气动系统及其使用维护简介第八讲 气动系统及其使用维护简介?本讲介绍本讲介绍四个四个内容:内容:?气动技术概述气动技术概述?气动元件气动元件?气动回路与系统气动回路与系统?气动系统的安装调试与使用维护气动系统的安装调试与使用维护8.1 气压传动概述8.1 气压传动概述一、定义:一、定义:以压缩空气作为工作介质来传递动力和实现控制的技术称为以压缩空气作为工作介质来传递动力和实现控制的技术称为气压传动气压传动。二、气动系统的组成(五个部分)二、气动系统的组成(五个部分)?能源元件能源元件:机械能:机械能气压能:气压能:空压机空压机(产生压缩空气)。(产生压缩空气)。?执行元件执行元件:气压能
2、:气压能机械能:机械能:气缸气缸和和气马达气马达。?控制元件控制元件:控制气体压力、流量及流向:控制气体压力、流量及流向:压力阀、流量阀及方向阀压力阀、流量阀及方向阀(阀大多数和液压阀类似阀大多数和液压阀类似)与)与气动逻辑控制元件气动逻辑控制元件。?辅助元件辅助元件:存储:存储净化压缩空气,为系统提供符合质量要求的工作介质:净化压缩空气,为系统提供符合质量要求的工作介质:分水滤气器、干燥器、消声器、管道、接头分水滤气器、干燥器、消声器、管道、接头等。等。?工作介质工作介质:系统的工作媒介(:系统的工作媒介(干空气干空气;可压缩性较液体大的多)。;可压缩性较液体大的多)。三、气压传动特点及应用
3、三、气压传动特点及应用?优点(5个):优点(5个):?工作介质经济易取,方便使用,不回收;工作介质经济易取,方便使用,不回收;?传输压损小,速度快,效率高,适用集中远距离供气,动作速度快;传输压损小,速度快,效率高,适用集中远距离供气,动作速度快;?反应迅速,调节方便、维护简单,故障率低;反应迅速,调节方便、维护简单,故障率低;?环境适应性好,污染少,防火防爆,安全性好;环境适应性好,污染少,防火防爆,安全性好;?缺点(3个):缺点(3个):压力低(目前,气动系统常用的工作压力为压力低(目前,气动系统常用的工作压力为0.1MPa0.8MPa),),故传力较小故传力较小;噪声较大;速度负载特性差
4、,运动精度较低。;噪声较大;速度负载特性差,运动精度较低。?应用广泛应用广泛(几乎(几乎涵盖了液压技术涉足的各领域涵盖了液压技术涉足的各领域)8.2 气动元件8.2 气动元件一、空气压缩机一、空气压缩机作用:作用:将机械能转变成气压力能将机械能转变成气压力能分类(分类(3种分类方式)种分类方式):?按结构分按结构分:活塞式活塞式、罗滋式;蜗杆式;离心式、罗滋式;蜗杆式;离心式?按输出压力按输出压力:低压低压0.21MPa;中压;中压110MPa;高压;高压10100MPa;超高压;超高压100MPa?按流量分按流量分:微型:微型1m3/min;小型;小型110m3/min;中型;中型10 10
5、0m3/min;大型;大型100m3/min工作原理(容积型)与图形符号工作原理(容积型)与图形符号?吸气过程吸气过程:曲柄6回转带动气缸活塞2作直线往复运动,当活塞2向右运动时,气缸腔1容积增大形成局部真空,在大气压作用下,吸气阀7打开,大气进入气缸1。曲柄6回转带动气缸活塞2作直线往复运动,当活塞2向右运动时,气缸腔1容积增大形成局部真空,在大气压作用下,吸气阀7打开,大气进入气缸1。?排气过程:排气过程:当活塞向左运动时,气缸1内容积缩小,气体被压缩,压力升高,排气阀8打开,压缩空气排出。当活塞向左运动时,气缸1内容积缩小,气体被压缩,压力升高,排气阀8打开,压缩空气排出。空压机实物图片
6、空压机实物图片二、气动辅助元件二、气动辅助元件1、1、作用:作用:?空气在被压缩机压缩的过程中形成空气在被压缩机压缩的过程中形成高温高压高温高压,同时空气中的,同时空气中的水蒸气凝结水蒸气凝结,压缩机中的,压缩机中的润滑油汽化润滑油汽化,于是就吸入或生成了,于是就吸入或生成了水汽水汽、油汽油汽、灰尘灰尘等混合杂质,这些杂质会对气动设备形成管道堵塞、元件磨损、零件腐蚀、运动不稳、故障频发等影响。等混合杂质,这些杂质会对气动设备形成管道堵塞、元件磨损、零件腐蚀、运动不稳、故障频发等影响。?因此需要将空压机产生的压缩空气,通过空气净化元件进行因此需要将空压机产生的压缩空气,通过空气净化元件进行冷却降
7、温、过滤、干燥冷却降温、过滤、干燥等处理。2、等处理。2、种类:种类:冷却器;油水分离器;贮气罐;干燥器;分水滤气器;油雾器;消声器以及它们的组合:气动三联件冷却器;油水分离器;贮气罐;干燥器;分水滤气器;油雾器;消声器以及它们的组合:气动三联件实物图片实物图片蛇管式冷却器蛇管式冷却器实物图片干燥器干燥器a)b)立式储气罐立式储气罐a)储气罐结构原理图b)图形符号实物图片储气罐储气罐a)b)分水过滤器分水过滤器a)空气过滤器结构原理图b)图形符号 1旋风叶子2滤芯3存水杯4挡水板5手动排水阀实物图片分水过滤器分水过滤器a)b)a)油雾器结构原理图b)图形符号1气流入口2、3小孔4出口5贮油杯6
8、单向阀7节流阀8视油器9油塞10截止阀11吸油管实物图片油雾器油雾器气动三联件气动三联件(分水滤气器、减压阀、油雾器)分水滤气器、减压阀、油雾器)?一般三件组合使用一般三件组合使用?有时也只用一件或两件。有时也只用一件或两件。1、气缸1、气缸作用:分类:作用:分类:按活塞受力状态分:按活塞受力状态分:单作用缸和双作用缸单作用缸和双作用缸按结构特征分:按结构特征分:活塞式缸、薄膜式缸、摆动缸等活塞式缸、薄膜式缸、摆动缸等按功能分:按功能分:普通气缸和特殊气缸普通气缸和特殊气缸图形符号:与液压缸相同图形符号:与液压缸相同三、气动执行元件(气缸和气马达)三、气动执行元件(气缸和气马达)普通气缸普通气
9、缸薄膜式气缸薄膜式气缸a)b)a)单作用式b)双作用式1缸体2膜片3膜盘4活塞杆薄膜式气缸薄膜式气缸结构简图结构简图回转气缸回转气缸原理:原理:气缸的缸体连同缸盖及气缸的缸体连同缸盖及导气头阀芯导气头阀芯可可被携带回转,活塞及活塞杆只能作往复直线运动被携带回转,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。,导气头体外接管路而固定不动。气马达气马达作用:作用:气压能转换成回转机械能。气压能转换成回转机械能。常见结构:常见结构:叶片式叶片式工作原理:工作原理:压缩空气由孔压缩空气由孔A A输入后分为两部分:输入后分为两部分:小部分经定子两端小部分经定子两端的密封盖的槽进入叶片底部的
10、密封盖的槽进入叶片底部,将叶片推出使叶片贴紧在定子内壁,将叶片推出使叶片贴紧在定子内壁上上;大部分压缩空气进入相应的密封空间而作用在两个叶片上,由;大部分压缩空气进入相应的密封空间而作用在两个叶片上,由于两叶片伸出长度不等于两叶片伸出长度不等,就产生了转矩差,就产生了转矩差。四、气动控制元件四、气动控制元件作用:作用:控制和调节压缩空气的压力、流量和流动方向等,使气动执行元件按设定的程序工作控制和调节压缩空气的压力、流量和流动方向等,使气动执行元件按设定的程序工作分类:分类:压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和气动逻辑元件。压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和气动逻辑元件。1、压力控制阀作用:
11、分类:1、压力控制阀作用:分类:按功能可分为按功能可分为减压阀、溢流阀减压阀、溢流阀和和顺序阀顺序阀等。等。工作原理:工作原理:都是利用阀芯上压缩空气的作用力和弹簧力相平衡的原理来工作的。都是利用阀芯上压缩空气的作用力和弹簧力相平衡的原理来工作的。第第12章气压传动元件章气压传动元件a)结构原理图b)图形符号1手轮2、3、9弹簧4阀座5膜片6气室7阻尼孔8阀芯10阀口11排气孔12溢流孔(1)(直动式)减压阀)(直动式)减压阀a)b)第第12章气压传动元件章气压传动元件(2)(直动式)溢流阀作用:(2)(直动式)溢流阀作用:当气动系统中的压力超过设定值时,溢流阀自动打开并排气,以降低系统压力,
12、保证系统安全。因此,当气动系统中的压力超过设定值时,溢流阀自动打开并排气,以降低系统压力,保证系统安全。因此,溢流阀也称安全阀溢流阀也称安全阀。分类:分类:溢流阀按控制形式分为溢流阀按控制形式分为直动式直动式和和先导式先导式两种。两种。直动式溢流阀工作原理图直动式溢流阀工作原理图第第12章气压传动元件章气压传动元件(3)单向顺序阀)单向顺序阀第第12章气压传动元件章气压传动元件作用:工作原理:作用:工作原理:与液压流量阀相似。与液压流量阀相似。分类:分类:节流阀、单向节流阀、排气节流阀等节流阀、单向节流阀、排气节流阀等特点:特点:由于气体的可压缩性,气动流量控制阀的控制精度较低,为提高精度或运
13、动平稳性,可采用气液联动的方式。由于气体的可压缩性,气动流量控制阀的控制精度较低,为提高精度或运动平稳性,可采用气液联动的方式。2、流量控制阀2、流量控制阀圆柱斜切型圆柱斜切型节流阀节流阀(1)节流阀(1)节流阀第第12章气压传动元件章气压传动元件(2)单向节流阀(2)单向节流阀第第12章气压传动元件章气压传动元件3、方向控制阀3、方向控制阀作用:作用:改变压缩空气的流动方向和气流的通断,从而控制执行元件的起动、停止及其运动方向。改变压缩空气的流动方向和气流的通断,从而控制执行元件的起动、停止及其运动方向。分类:分类:按阀内气体的流动方向可分为按阀内气体的流动方向可分为单向型单向型和和换向型换
14、向型两种。两种。(1)单向型控制阀作用:(1)单向型控制阀作用:只允许气流向一个方向流动只允许气流向一个方向流动分类:分类:单向阀、或门型梭阀、与门型梭阀和快速排气阀等。其中单向阀、或门型梭阀、与门型梭阀和快速排气阀等。其中单向阀的工作原理、结构和图形符号与液压阀类似(单向阀的工作原理、结构和图形符号与液压阀类似(不再赘述)。不再赘述)。第第12章气压传动元件章气压传动元件?或门型梭阀:或门型梭阀:相当于两个单向阀的组合。相当于两个单向阀的组合。第第12章气压传动元件章气压传动元件?与门型梭阀与门型梭阀:它也称双压阀,相当于两个单向阀的组合。:它也称双压阀,相当于两个单向阀的组合。与门型梭阀与
15、门型梭阀膜片式快速排气阀膜片式快速排气阀?快速排气阀快速排气阀:可实现气动元件的快速排气。:可实现气动元件的快速排气。(2)换向型控制阀(2)换向型控制阀?种类很多,基本原理是通过转换气流的通路,改变压缩空气的流动方向,从而改变气动执行元件的运动方向。分类如下:种类很多,基本原理是通过转换气流的通路,改变压缩空气的流动方向,从而改变气动执行元件的运动方向。分类如下:?与液压换向阀类似,按切换位置和管路接口的数目也可分为几位几通阀。与液压换向阀类似,按切换位置和管路接口的数目也可分为几位几通阀。?按控制方式不同分为:气压控制、电磁控制、机械控制、手动控制和时间控制阀等。按控制方式不同分为:气压控
16、制、电磁控制、机械控制、手动控制和时间控制阀等。?气动换向型控制阀的结构、工作原理和图形符号都与液压换向阀类似(此处从略)。气动换向型控制阀的结构、工作原理和图形符号都与液压换向阀类似(此处从略)。4、气动逻辑元件4、气动逻辑元件作用:作用:通过元件内部的可动部件的动作改变气流方向来实现一定逻辑功能。通过元件内部的可动部件的动作改变气流方向来实现一定逻辑功能。特点:特点:抗污染能力强,无功耗气量低,带负载能力强。抗污染能力强,无功耗气量低,带负载能力强。分类:分类:高压元件(工作压力高压元件(工作压力0.20.8MPa)低压元件(工作压力0.020.2)低压元件(工作压力0.020.2MPa)
17、微压元件(工作压力0.02)微压元件(工作压力0.02MPa以下)截止式元件滑阀式元件膜片式元件以下)截止式元件滑阀式元件膜片式元件按逻辑功能分按结构形式分按工作压力分或门元件与门元件非门元件禁门元件双稳元件按逻辑功能分按结构形式分按工作压力分或门元件与门元件非门元件禁门元件双稳元件或门元件或门元件原理:原理:当当a、b有一个有气信号,有一个有气信号,s就有信号输出;若就有信号输出;若a、b两个均有输入,则信号强者将关闭信号弱的阀口,两个均有输入,则信号强者将关闭信号弱的阀口,s仍然有气信号输出。仍然有气信号输出。逻辑表达式逻辑表达式:s=a+b逻辑符号:逻辑符号:见图见图b应用:应用:常用于
18、两个或多个信号相加。例如要求加入手动信号时 也可加入自动信号。常用于两个或多个信号相加。例如要求加入手动信号时 也可加入自动信号。定义与分类:定义与分类:气动基本回路是组成气动控制系统的基本单元,也是设计气动控制回路的基础.分为气动基本回路是组成气动控制系统的基本单元,也是设计气动控制回路的基础.分为压力控制压力控制、速度控制速度控制和和方向控制等方向控制等基本回路。基本回路。1、压力控制回路1、压力控制回路作用:调压、稳压作用:调压、稳压一次压力控制回路:一次压力控制回路:用安全阀将空气压缩机的输出压力控制在 0.8MPa左右。用安全阀将空气压缩机的输出压力控制在 0.8MPa左右。二次压力
19、控制回路二次压力控制回路把经一次调压后的压力把经一次调压后的压力p p1 1再经减压阀减压稳压后所得到的输出压力再经减压阀减压稳压后所得到的输出压力p p2 2(称为二次压力),作为气动控制系统的工作气压使用。(称为二次压力),作为气动控制系统的工作气压使用。五、气动基本回路五、气动基本回路高低压选择回路:高低压选择回路:由多个减压阀控制,实现多个压力同时输出。用于系统同时需要高低压力的场合。由多个减压阀控制,实现多个压力同时输出。用于系统同时需要高低压力的场合。高低压切换回路:高低压切换回路:利用换向阀和减压阀实高低压切换输出。用于系统分别需要高低压力的场合利用换向阀和减压阀实高低压切换输出
20、。用于系统分别需要高低压力的场合2、方向控制回路2、方向控制回路(1)单作用气缸换向回路:(1)单作用气缸换向回路:利用电磁换向阀通断电,将压缩空气间歇送入气 缸的无杆腔,与弹簧一起推动活塞往复运动。利用电磁换向阀通断电,将压缩空气间歇送入气 缸的无杆腔,与弹簧一起推动活塞往复运动。(2)双作用气缸换向回路:(2)双作用气缸换向回路:分别将控制信号到气控换向阀的分别将控制信号到气控换向阀的K K1 1、K K2 2的控制腔,使换向阀的换向,从而控制压缩空气实现使气缸的活塞往复运动。的控制腔,使换向阀的换向,从而控制压缩空气实现使气缸的活塞往复运动。(3)差动控制回路:(3)差动控制回路:用二位
21、三通手拉阀控制差动联接气缸。实现气缸的差动控制。用二位三通手拉阀控制差动联接气缸。实现气缸的差动控制。3、速度控制回路3、速度控制回路双作用缸速度控制回路双作用缸速度控制回路双向调速回路:双向调速回路:在换向阀的排气口上安装排气节流阀,两种调速回路的调速效果基本相同。在换向阀的排气口上安装排气节流阀,两种调速回路的调速效果基本相同。慢进快退回路:慢进快退回路:控制活塞杆伸出时采用排气节流控制,活塞杆慢速伸出;活 塞杆缩回时,无杆腔余气经控制活塞杆伸出时采用排气节流控制,活塞杆慢速伸出;活 塞杆缩回时,无杆腔余气经快排阀快排阀排空,活塞杆快速退回。排空,活塞杆快速退回。4、安全保护回路4、安全保
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- 液压 气动 系统 维修 故障诊断 技术 08 第八 及其
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