《认识气压传动》PPT课件.ppt
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1、第第1章章 认识气压传动认识气压传动1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统1.2 手动控制送料装置的设计与调试手动控制送料装置的设计与调试返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统本任务要求能读懂本任务要求能读懂图图1-1所示气动剪切机的工作原理图,了解气动系所示气动剪切机的工作原理图,了解气动系统的组成,并能说出其工作原理,同时知道空气的压力表示方法。统的组成,并能说出其工作原理,同时知道空气的压力表示方法。气压传动系统的组成气压传动系统的组成一、气源装置一、气源装置产生、处理和贮存压缩空气的设备称为气源设备。它为气动系统提供产生、处理和贮存压缩空气的设备称为气源设备。它为气动系统提供符
2、合质量要求的压缩空气,是气动系统的一个重要组成部分。典型的符合质量要求的压缩空气,是气动系统的一个重要组成部分。典型的气源装置的组成如气源装置的组成如图图1-2所示。所示。上一页 下一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统二、执行元件二、执行元件执行元件是气动系统的末端机构,是将气体的压力能转换成机械能的执行元件是气动系统的末端机构,是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转换装置,它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续回转一种能量转换装置,它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续回转运动或摆动的气动马达或摆动马达等。运动或摆动的气动马达或摆动马达等。1.单作用活塞式气缸单作用活塞式气缸单
3、作用活塞式气缸是指压缩空气仅在气缸的一端进气推动活塞运动,单作用活塞式气缸是指压缩空气仅在气缸的一端进气推动活塞运动,而活塞的返回则借助其他外力,如重力、弹簧力。而活塞的返回则借助其他外力,如重力、弹簧力。单作用活塞式气缸有弹簧压回型和弹簧压出型,如单作用活塞式气缸有弹簧压回型和弹簧压出型,如图图1-3(b)所示。所示。上一页 下一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统单作用活塞式气缸的特点如下单作用活塞式气缸的特点如下:由于单边进气,故结构简单,耗气量小由于单边进气,故结构简单,耗气量小;缸内安装了弹簧,缩短了活塞的有效行程缸内安装了弹簧,缩短了活塞的有效行程;弹簧的弹力随其变形大小
4、而发生变化,故活塞杆推力和运动速度在弹簧的弹力随其变形大小而发生变化,故活塞杆推力和运动速度在行程中有变化行程中有变化;弹簧具有吸收动能的能力,因而可减小行程终端的撞击作用。弹簧具有吸收动能的能力,因而可减小行程终端的撞击作用。单作用活塞式气缸一般用于行程短且对输出力和运动速度要求不高的单作用活塞式气缸一般用于行程短且对输出力和运动速度要求不高的场合,如定位和夹紧装置等。场合,如定位和夹紧装置等。上一页 下一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统当气缸工作时,活塞杆上输出的推力必须克服弹簧的弹力及各种阻力,当气缸工作时,活塞杆上输出的推力必须克服弹簧的弹力及各种阻力,推力公式为推力公式
5、为式中式中F活塞杆的推力活塞杆的推力(工作负载工作负载)(N);D活塞直径活塞直径(m);p气缸工作压力气缸工作压力(Pa);F1弹簧弹力弹簧弹力(N);-考虑总阻力损失时的效率,一般考虑总阻力损失时的效率,一般为为0.70.8。当活塞运动速度。当活塞运动速度0.2 m/s时,时,取大值取大值;当当 0.2 m/s时,时,取小值。取小值。上一页 下一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统图图1-3所示的单作用活塞式气缸的结构直观性强,易理解,但难于绘所示的单作用活塞式气缸的结构直观性强,易理解,但难于绘制。在工程实际中,除某些特殊情况外,常用一系列标准的图形符号制。在工程实际中,除某些
6、特殊情况外,常用一系列标准的图形符号绘制,以表示元件的功能。目前我国的液压与气压系统图采用绘制,以表示元件的功能。目前我国的液压与气压系统图采用GB/T 786.1-2009所规定的图形符号绘制。所规定的图形符号绘制。图图1-3(b)中分别表示中分别表示了单作用气缸的图形符号。了单作用气缸的图形符号。2.双作用活塞式气缸双作用活塞式气缸双作用活塞式气缸是使用最广泛的一种最普通的气缸,它有进、排气双作用活塞式气缸是使用最广泛的一种最普通的气缸,它有进、排气两个接口,利用压缩空气的压力能使活塞杆实现两个方向的运动,如两个接口,利用压缩空气的压力能使活塞杆实现两个方向的运动,如图图1-4所示。所示。
7、上一页 下一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统双作用活塞式气缸工作时,活塞杆上的输出力用下式计算。双作用活塞式气缸工作时,活塞杆上的输出力用下式计算。式中式中F1当无杆腔进气时,活塞杆的输出力当无杆腔进气时,活塞杆的输出力(N);F2当有杆腔进气时,活塞杆的输出力当有杆腔进气时,活塞杆的输出力(N);D,d活塞和活塞杆直径活塞和活塞杆直径(m;P气缸工作压力气缸工作压力(Pa);-考虑总阻力损失时的效率,一般考虑总阻力损失时的效率,一般为为0.70.8。当活塞运动速度。当活塞运动速度0.2 m/s时,时,取大值取大值;当当 0.2 m/s时,时,取小值。取小值。上一页 下一页返回1
8、.1 认识气压传动系统认识气压传动系统三、控制元件三、控制元件控制元件用于控制压缩空气的压力、流量和流动方向,以便使执行元控制元件用于控制压缩空气的压力、流量和流动方向,以便使执行元件完成预定的工作循环。它包括各种方向控制阀、压力控制阀和流量件完成预定的工作循环。它包括各种方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。控制阀。(一一)方向控制阀方向控制阀能改变气体流动方向或通断的控制阀称为方向控制阀。方向控制阀分能改变气体流动方向或通断的控制阀称为方向控制阀。方向控制阀分为单向阀和换向阀。为单向阀和换向阀。1.单向阀单向阀有两个通口,气流只能向一个方向流动而不能反方向流动的阀称为单有两个通口,气流只能向
9、一个方向流动而不能反方向流动的阀称为单向阀。向阀。上一页 下一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统为了防止因气源压力下降或因耗气量增大造成的压力下降而出现逆流,为了防止因气源压力下降或因耗气量增大造成的压力下降而出现逆流,在储气罐的输出端近处必须安装单向阀。单向阀只允许压缩空气单方在储气罐的输出端近处必须安装单向阀。单向阀只允许压缩空气单方向流动,而不允许其逆向流动。向流动,而不允许其逆向流动。单向阀主要是利用圆锥、圆球、盘片或膜片作为止回块。单向阀的工单向阀主要是利用圆锥、圆球、盘片或膜片作为止回块。单向阀的工作原理如作原理如图图1-5所示。当气体正向流动时,进口气压推动止回块的力
10、所示。当气体正向流动时,进口气压推动止回块的力大于作用在止回块上的弹簧力,阀芯被推开,形成流通状态。而当压大于作用在止回块上的弹簧力,阀芯被推开,形成流通状态。而当压缩空气由输出口进入时,气体压力与弹簧力使止回块顶在阀座上而封缩空气由输出口进入时,气体压力与弹簧力使止回块顶在阀座上而封闭了通道,气体不能流通。闭了通道,气体不能流通。单向阀的外形和图形符号如单向阀的外形和图形符号如图图1-6所示,带弹簧复位的单向阀在常态所示,带弹簧复位的单向阀在常态下处于常闭状态。下处于常闭状态。上一页 下一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统2.换向阀换向阀(1)换向阀的工作原理。换向阀的工作原理。
11、换向阀是利用阀芯和阀体相对位置的改变,控制各气口的接通或断开,换向阀是利用阀芯和阀体相对位置的改变,控制各气口的接通或断开,以改变气体的流动方向,实现改变执行元件的运动方向的作用。以改变气体的流动方向,实现改变执行元件的运动方向的作用。二位三通手动换向阀的工作原理如二位三通手动换向阀的工作原理如图图1-7(a)所示。换向阀有所示。换向阀有3个接口,个接口,分别是进气口分别是进气口P、出气口、出气口A和排气口和排气口R。在正常情况下,。在正常情况下,A、R两接口两接口相通,相通,P口堵塞口堵塞;当按下推杆时,阀芯向右移动,使当按下推杆时,阀芯向右移动,使 P、A两接口相通,两接口相通,R口堵塞。
12、这种换向阀的阀芯和阀体之间的运动是相对直线运动,所口堵塞。这种换向阀的阀芯和阀体之间的运动是相对直线运动,所以也称为滑阀。以也称为滑阀。上一页 下一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统利用各种方向控制阀可以对单作用气动执行元件和双作用气动执行元利用各种方向控制阀可以对单作用气动执行元件和双作用气动执行元件进行换向控制。如件进行换向控制。如图图1-7(c)所示,压下二位三通手动阀,压缩空气所示,压下二位三通手动阀,压缩空气通过换向阀的通过换向阀的A口输出,进入单作用活塞式气缸,推动气缸活塞杆向口输出,进入单作用活塞式气缸,推动气缸活塞杆向右运动右运动(杆伸出杆伸出);松开手动阀,压缩空
13、气无法进入气缸,而气缸在活塞松开手动阀,压缩空气无法进入气缸,而气缸在活塞杆向右运动时进入的压缩空气则通过排气口杆向右运动时进入的压缩空气则通过排气口R排出,此时,气缸活塞排出,此时,气缸活塞杆在弹簧力的作用下向左运动杆在弹簧力的作用下向左运动(杆缩回杆缩回)。(2)换向阀的换向阀的“位位”和和“通通”。“位位”和和“通通”是换向阀的重要概念,不同的是换向阀的重要概念,不同的“位位”和和“通通”构成了构成了不同类型的换向阀。阀芯的工作位置简称不同类型的换向阀。阀芯的工作位置简称“位位”,阀芯有几个不同的,阀芯有几个不同的工作位置就是几位阀。工作位置就是几位阀。“通通”表示阀体上外部通口,有几个
14、接口,即表示阀体上外部通口,有几个接口,即为几通。为几通。上一页 下一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统进气口一般用进气口一般用P或或IN表示,出气口一般用表示,出气口一般用A或或OUT表示,排气口与大表示,排气口与大气相通,通常用气相通,通常用O或或R表示。若无控制信号时,表示。若无控制信号时,P和和A相通则称为常通相通则称为常通式,式,P和和A断开则称为常闭式。断开则称为常闭式。在换向阀的图形符号中,方格表示工作位置,两个方格表示二位,三在换向阀的图形符号中,方格表示工作位置,两个方格表示二位,三个方格表示三位。个方格表示三位。方格内箭头表示阀内空气的流动方向方格内箭头表示阀内
15、空气的流动方向;方格内方格内“”表示空气流动通表示空气流动通道被阻塞道被阻塞;方格内方格内“”表示与大气相通自由排放。表示与大气相通自由排放。三位阀有三位阀有3个工作位置,若阀芯处于中间位置个工作位置,若阀芯处于中间位置(也称零位也称零位),各通口呈封,各通口呈封闭状态,则称为中位封闭式阀闭状态,则称为中位封闭式阀;若出口与排气口相通,则称为中位泄压若出口与排气口相通,则称为中位泄压式阀式阀;若出口与进口相通,则称为中位加压式阀若出口与进口相通,则称为中位加压式阀;若在中位泄压式阀的若在中位泄压式阀的两个出口内装上单向阀,则称为中位止回式阀。两个出口内装上单向阀,则称为中位止回式阀。上一页 下
16、一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统换向阀的阀芯处于不同的工作位置时,各通口之间的通断状态是不同换向阀的阀芯处于不同的工作位置时,各通口之间的通断状态是不同的。常见的二位和三位换向阀的图形符号如的。常见的二位和三位换向阀的图形符号如表表1-1所示。所示。(3)换向阀的分类。换向阀的分类。换向阀的分类主要是依据控制方式和工作位置数、通口数进行。换向换向阀的分类主要是依据控制方式和工作位置数、通口数进行。换向阀的控制方式如阀的控制方式如表表1-2所示。所示。常用换向阀的图形符号及其含义如常用换向阀的图形符号及其含义如表表1-3所示。所示。(二二)压力控制阀压力控制阀控制与调节压缩空气的
17、压力大小的阀称为压力控制阀。控制与调节压缩空气的压力大小的阀称为压力控制阀。图图1-1中的元件中的元件6为减压阀,减压阀的作用是用来降压,使其输出压力为减压阀,减压阀的作用是用来降压,使其输出压力与气动设备所需压力一致,并保持该压力的稳定。与气动设备所需压力一致,并保持该压力的稳定。上一页 下一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统四、辅助元件四、辅助元件使压缩空气净化、润滑、消声及用于元件间连接等所需的装置和元件使压缩空气净化、润滑、消声及用于元件间连接等所需的装置和元件称为辅助元件,如用于元件间的连接管道、显示压力大小的压力计等。称为辅助元件,如用于元件间的连接管道、显示压力大小的
18、压力计等。五、工作介质五、工作介质1.压缩空气的压力压缩空气的压力压力是由于气体分子因热运动相互碰撞,在容器的单位面积上产生的压力是由于气体分子因热运动相互碰撞,在容器的单位面积上产生的力,相当于物理学中的压强,用力,相当于物理学中的压强,用P表示。即表示。即上一页 下一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统式中式中P压强压强(N/m2或或Pa)工程中也常用工程中也常用kPa(千帕千帕)、MPa(兆帕兆帕),kgf/cm2,bar(巴巴)作为计量单作为计量单位。位。1 kgf/cm2称为一个工程大气压。称为一个工程大气压。1 Mpa=1 x 103 kPa=10 bar=10.2 kg
19、f/cm2。静止的气体和液体具有下列特性。静止的气体和液体具有下列特性。静止的气体和液体的压力,垂直作用于气体和液体接触的表面静止的气体和液体的压力,垂直作用于气体和液体接触的表面;静止的气体和液体中,任一点的各个方向的压力均相等。静止的气体和液体中,任一点的各个方向的压力均相等。上一页 下一页返回1.1 认识气压传动系统认识气压传动系统压力可用绝对压力、相对压力及真空度等方法来度量。绝对压力是指压力可用绝对压力、相对压力及真空度等方法来度量。绝对压力是指以绝对真空作为基准所表示的压力。相对压力是指以大气压力作为基以绝对真空作为基准所表示的压力。相对压力是指以大气压力作为基准所表示的压力。由压
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