气压传动课件.ppt

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1、关于气压传动课件第1页，此课件共104页哦气压传动的特点1.气压传动的优点气压传动系统的介质是空气，它取之不尽用之不竭，成本较低，用后的空气可以排到大气中去，不会污染环境。气压传动的工作介质粘度很小，所以流动阻力很小，压力损失小，便于集中供气和远距离输送，便于使用。气压传动工作环境适应性好。气压传动有较好的自保持能力。即使气源停止工作，或气阀关闭，气压传动系统仍可维持一个稳定压力。气压传动在一定的超负载工况下运行也能保证系统安全工作，并不易发生过热现象。2.气压传动的缺点气压传动系统的工作压力低，因此气压传动装置的推力一般不宜大于1040kN，仅适用于小功率场合，在相同输出力的情况下，气压传动

2、装置比液压传动装置尺寸大。由于空气的可压缩性大，气压传动系统的速度稳定性差，位置和速度控制精度不高。气压传动系统的噪声大。气压传动工作介质本身没有润滑性。气压传动动作速度和反应快。第2页，此课件共104页哦10.2 气压传动系统的组成下图所示为一可完成某程序动作的气压系统的组成原理图，其中的控制装置是由若干气动元件组成的气动逻辑回路。它可以根据气缸活塞杆的始末位置，由行程开关等传递信号，在作出下一步的动作，从而实现规定的自动工作循环。第3页，此课件共104页哦由上面的例子可以看出，气压传动系统主要由以下几个部分组成：（1）能源装置把机械能转换成流体的压力能的装置，一般最常见的是空气压缩机。（2

3、）执行装置把流体的压力能转换成机械能的装置，一般指气压缸或气压马达。（3）控制调节装置对气压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。如压力阀、流量阀、方向阀等。（4）辅助装置指除以上三种以外的装置，分水滤气器、油雾器、消声器等，它们对保证气压系统可靠和稳定地工作有重大作用。（5）传动介质传递能量的流体，即压缩空气。第4页，此课件共104页哦10.3 气压传动及其控制技术的应用和发展气压传动的应用也相当普遍，许多机器设备中都装有气压传动系统，在工业各领域，如机械、电子、钢铁、运行车辆及制造、橡胶、纺织、化工、食品、包装、印刷和烟草机械等，气压传动技术不但在各工业领域应用广泛，而且，

4、在尖端技术领域如核工业和宇航中，气压传动技术也占据着重要的地位第5页，此课件共104页哦气压传动发展目前，气压传动在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、长寿命、高度集成化、小型化与轻量化、一体化、执行件柔性化等方面取得了很大的进展。同时，由于它与微电子技术密切配合，能在尽可能小的空间内传递出尽可能大的功率并加以准确地控制，从而更使得它在各行各业中发挥出了巨大作用。第6页，此课件共104页哦11.1 空气的特征(1)空气的组成空气由多种气体混合而成。其主要惩罚是氮和氧，其次是氩和少量的二氧化碳及其他气体，清洁的空气是无色、无臭、无味、透明的气体，空气可分为干空气和湿空气两种形态，以是否含有水

5、蒸气作为区分标致：不含水蒸气的空气为干空气，含有水蒸气的空气成为湿空气。（2）空气的特征参数空气的密度。空气的密度，式中，M、V分别为气体的质量与体积。空气的粘度。空气的年度是空气质点相对运动时产生阻力的性质。空气年度的变化只受温度变化的影响，且随着温度的升高而增大，而压力变化对其影响甚微，可忽略不计。气体的易变性 气体的体积受压力和温度变化的影响极大，与液体和固体相比较，气体的体积是易变的，称为气体的易变性。气体与液体体积变化相差悬殊，主要原因在于气体分子间的距离大而内聚力小，分子运动的平均自由路径大。气体体积随温度和压力的变化规律遵循气体状态方程。1.空气的物理特征第7页，此课件共104页

6、哦2.干空气及其特性我们把不含水蒸气的空气称“干空气”，而把含有水蒸气的空气称“湿空气。干空气的分子量是28.966，而水蒸气的分子量是18.016，故干空气分子要比水蒸气分子重。在相同状况下，干空气的密度也比水蒸气的密度大，水蒸气的密度仅为干空气密度的62%左右。对相同状况下的干空气与湿空气来说，由于干空气中的气体分子密度及分子的平均质量都比湿空气要大，且干空气分子的平均动量也比湿空气大，因而干空气压力也就比湿空气大。干空气的主要物理性质见表11.3。第8页，此课件共104页哦3.湿空气及其特性（1）湿度绝对湿度。单位体积的湿空气中所含水蒸汽的质量，称为湿空气的绝对湿度，用x表示或由气体状态

7、方程导出第9页，此课件共104页哦相对湿度。在一定温度和压力下，绝对湿度和饱和绝对湿度之比称为该温度下的相对湿度饱和绝对湿度。在一定温度下，单位体积湿空气中所含水蒸气的质量达到最大极限度时，称此时湿空气为饱和湿空气。此时，湿空气中水蒸气的分压力达到该温度下水蒸气哦的饱和压力，其绝对湿度称为饱和绝对湿度第10页，此课件共104页哦（2）含湿量质量含湿量。即单位质量的干空气中所混合的水蒸气的质量，用d（单位为g/kg）表示，容积含湿量。即单位体积的干空气中所混合的水蒸气的质量第11页，此课件共104页哦11.2 气体状态方程11.2.11.2.1 1 理想气体状态方程理想气体状态方程气体处于某一平

8、衡状态时，其压力、温度和比容间气体处于某一平衡状态时，其压力、温度和比容间的关系。的关系。2 2、状态变化方程、状态变化方程(1)(1)等容变化（查理定律）等容变化（查理定律）一定质量的气体，在状态变化过程中体积保持不变。一定质量的气体，在状态变化过程中体积保持不变。第12页，此课件共104页哦体积不变时，压力与温度成正比。体积不变时，压力与温度成正比。如：车胎、液化气罐等。如：车胎、液化气罐等。(2)(2)等压变化（盖吕萨克定律）等压变化（盖吕萨克定律）一定质量的气体，在状态变化过程中压力保持不变。一定质量的气体，在状态变化过程中压力保持不变。压力不变时，温度上升，气体比容增大（膨胀）；压力

9、不变时，温度上升，气体比容增大（膨胀）；压力不变时，温度下降，气体比容减小（被压缩）。压力不变时，温度下降，气体比容减小（被压缩）。第13页，此课件共104页哦(3)(3)等温变化（波意耳定律）等温变化（波意耳定律）一定质量的气体，在状态变化过程中温度保持不变。一定质量的气体，在状态变化过程中温度保持不变。如：气缸工作、管道输送空气等。如：气缸工作、管道输送空气等。(4)(4)绝热变化绝热变化一定质量的气体，在状态变化过程中系统与外界无热交一定质量的气体，在状态变化过程中系统与外界无热交换。换。式中：式中：k k为绝热指数。对干空气取为绝热指数。对干空气取1.41.4；对饱和蒸汽取；对饱和蒸汽

10、取1.31.3。第14页，此课件共104页哦如：空压机压缩空气如：空压机压缩空气(上升至上升至250250)；高速气流流经阀口；高速气流流经阀口(下降至下降至-100-100)。(5)(5)多变过程多变过程不加任何限制的过程称为多变过程。不加任何限制的过程称为多变过程。式中：式中：n n为多变指数。为多变指数。n=0n=0，等压变化过程，等压变化过程n=1n=1，等温变化过程，等温变化过程n=kn=k，绝热变化过程，绝热变化过程n=n=,等容变化。等容变化。第15页，此课件共104页哦1 1：n=0n=0，等压变化，等压变化2 2：n=n=,等容变化等容变化3 3：n=1,n=1,等温变化等温

11、变化4 4：n=1.4n=1.4，绝热变化，绝热变化5 5：n=nn=n，多变过程。，多变过程。第16页，此课件共104页哦11.3 气体流动基本规律气体流动基本规律 一、连续性方程一、连续性方程 根据质量守恒定律，通过管道任一截面的气体根据质量守恒定律，通过管道任一截面的气体质量流量质量流量相等相等。二、伯努利方程二、伯努利方程1.1.可压缩气体绝热流动的伯努里方程可压缩气体绝热流动的伯努里方程如果忽略气体流动时的能量损失和位能变化，可得如果忽略气体流动时的能量损失和位能变化，可得或或式中，式中，k为绝热指数。为绝热指数。第17页，此课件共104页哦2 2有机械功的压缩气体能量方程有机械功的

12、压缩气体能量方程在所研究的管道两过流断面之间有流体机械对气体供以能在所研究的管道两过流断面之间有流体机械对气体供以能量量E时，绝热过程能量方程为时，绝热过程能量方程为对绝热过程和多变过程，分别有对绝热过程和多变过程，分别有第18页，此课件共104页哦11.3.3 11.3.3 通流能力通流能力1 1有效截面积有效截面积节流孔口节流孔口如图，气体流经气流孔口，且设孔口面积为如图，气体流经气流孔口，且设孔口面积为。由于孔口具有尖锐边缘，而流线又。由于孔口具有尖锐边缘，而流线又不可能突然转折，经孔口后流束发生不可能突然转折，经孔口后流束发生收缩，其最小收缩截面积称为有效截收缩，其最小收缩截面积称为有

13、效截面积，以面积，以A表示，它代表了节流孔的通表示，它代表了节流孔的通流能力。节流孔的有效截面积流能力。节流孔的有效截面积A与孔口与孔口世界截面积世界截面积之比，称为收缩系数，以之比，称为收缩系数，以表示，即表示，即。第19页，此课件共104页哦（2）管道的有效截面管道的有效截面系统中多个元件串联时，等效有效截系统中多个元件串联时，等效有效截面积面积为为系统中多个元件并联时，起等效有系统中多个元件并联时，起等效有效截面积效截面积为为第20页，此课件共104页哦2 2通过节流小孔的流量通过节流小孔的流量气流通过气动元件，使元件进口压力气流通过气动元件，使元件进口压力保持不变，出口压力保持不变，出

14、口压力降低。降低。当气流压力之比当气流压力之比时，流速在声区内。自由状态流量时，流速在声区内。自由状态流量为为当当时，流速在压声速区自由状态的流量时，流速在压声速区自由状态的流量为为第21页，此课件共104页哦11.3.4 11.3.4 充气温度与时间的计算充气温度与时间的计算 1.1.充气时引起温度变化，充气后的温度充气时引起温度变化，充气后的温度为：为：式中：式中：气源温度气源温度(K)；k 绝热指数；绝热指数；、容器的开始、结束内压容器的开始、结束内压(Pa)。第22页，此课件共104页哦 2.2.充气时间充气时间 式中：式中：容器内的初始压力容器内的初始压力(Pa)；气源的压力气源的压

15、力(Pa)；充、放气时间常数充、放气时间常数(s)。第23页，此课件共104页哦 1.1.放气时引起温度变化，放气后的温放气时引起温度变化，放气后的温度为：度为：式中：式中：、容器的开始、结束内压容器的开始、结束内压(Pa)；容器内初始温度容器内初始温度(k)；k 绝热绝热系数。系数。2.2.放气时间：放气时间：式中：式中：容器内的初始压力容器内的初始压力(Pa)；k 绝热系数；绝热系数；充、放气时间常数充、放气时间常数(s)；放气临界压力，值为：放气临界压力，值为：(Pa)(Pa)11.3.511.3.5放气温度与时间计算放气温度与时间计算第24页，此课件共104页哦12.1 12.1 气源

16、装置气源装置12.1112.11气压传动对工作介质的要求气压传动对工作介质的要求1.1.要求压缩空气具有一定的压力和足够的流量。要求压缩空气具有一定的压力和足够的流量。2.2.要求压缩空气具有一定的净化程度，保证空气质量。要求压缩空气具有一定的净化程度，保证空气质量。3.3.有些气动装置和气动仪表还要求压缩空气的压力波动不有些气动装置和气动仪表还要求压缩空气的压力波动不能太大，一般气源压力波动应控制在能太大，一般气源压力波动应控制在4%以内。以内。因为一般气动设备所使用的空气压缩机都是属于工作压力因为一般气动设备所使用的空气压缩机都是属于工作压力较低较低(小于小于1MPa)，使用油润滑的活塞式

17、空气压缩机。它排，使用油润滑的活塞式空气压缩机。它排出的压缩空气温度一般在出的压缩空气温度一般在140170，使空气中的水分和，使空气中的水分和部分润滑油变成气态，再与吸人的灰尘混合，形成油汽、水部分润滑油变成气态，再与吸人的灰尘混合，形成油汽、水汽、灰尘相混合的杂质混在压缩空气中。汽、灰尘相混合的杂质混在压缩空气中。上述压缩空气上述压缩空气是不能为气动装置作用的，这样的压缩空气必须经过除油、是不能为气动装置作用的，这样的压缩空气必须经过除油、除水、除尘、干燥等净化处理后才能被气压传动系统所使用。除水、除尘、干燥等净化处理后才能被气压传动系统所使用。第25页，此课件共104页哦12.1.2 1

18、2.1.2 气源系统的组成气源系统的组成气源装置是气动系统的动力源，它应提供清洁、干燥气源装置是气动系统的动力源，它应提供清洁、干燥且具有一定压力和流量的压缩空气，以满足条件不同且具有一定压力和流量的压缩空气，以满足条件不同的使用场合对压缩空气的质量的要求。气源装置一般的使用场合对压缩空气的质量的要求。气源装置一般由四部分组成：由四部分组成：(1)(1)产生压缩空气的气压发生装置产生压缩空气的气压发生装置(如空气压缩机如空气压缩机)。(2)(2)压压缩空气的净化处理和贮存装置缩空气的净化处理和贮存装置(如后冷却器、贮气罐、空气干燥器、空如后冷却器、贮气罐、空气干燥器、空气过滤器、油水分离器等气

19、过滤器、油水分离器等)。(3)(3)传输压缩空气的管道系统。传输压缩空气的管道系统。(4)(4)气动三大件气动三大件(分水过滤器、减压阀、油雾器分水过滤器、减压阀、油雾器)。第26页，此课件共104页哦1 1、空气压缩机、空气压缩机 (1)(1)类型：类型：按工作原理分：按工作原理分：按输出压力按输出压力 p 分类分类：鼓风机：鼓风机：p 0.2MPa低压空压机：低压空压机：0.2 MPa p 1MPa中压空压机：中压空压机：1MPap 10MPa高压空压机：高压空压机：10MPap 100MPa超高压空压机：超高压空压机：p100MPa 第27页，此课件共104页哦按输出流量按输出流量(即铭

20、牌流量或自由流量即铭牌流量或自由流量)分类：分类：微型空压机：微型空压机：qz 0.017 m3/s (1m3/min)小型空压机：小型空压机：0.017 m3/s qz 0.17 m3/s 中型空压机：中型空压机：0.17 m3/s qz 1.7 m3/s 大型空压机：大型空压机：qz1.7 m3/s (2)(2)空气压缩机的工作原理空气压缩机的工作原理 吸气过程吸气过程压缩过程压缩过程排气过程排气过程膨胀过程膨胀过程第28页，此课件共104页哦(3)(3)空压机的选用空压机的选用 依据是：工作压力和流量。一般气动系统的工作压力依据是：工作压力和流量。一般气动系统的工作压力为为0.40.8M

21、Pa，故常选用，故常选用低压空压机低压空压机，特殊需要亦，特殊需要亦可选用中、高压或超高压空压机。空压机或空压站的可选用中、高压或超高压空压机。空压机或空压站的供气量供气量(自由流量自由流量)qz可按下式估算：可按下式估算：式中：式中：qimax为第为第 i 台台设备的最大自由空气耗量设备的最大自由空气耗量 ;n 为系统内所用气动设备总台数为系统内所用气动设备总台数;为利用系数（查图）；为利用系数（查图）；K1为漏损系数，取为漏损系数，取1.15-1.5 ；K2为备用系数，取为备用系数，取1.3-1.6m3/s第29页，此课件共104页哦(4)(4)空压机的职能符号空压机的职能符号 2 2、冷

22、却器、冷却器 第30页，此课件共104页哦3 3、油水分离器、油水分离器用离心、撞击、水洗等方法使压缩空气中凝聚的水分、油分等杂质从压缩空气中分离出来，让压缩空气用离心、撞击、水洗等方法使压缩空气中凝聚的水分、油分等杂质从压缩空气中分离出来，让压缩空气得到初步净化。其结构形式有得到初步净化。其结构形式有环形回转式、撞击并折回式、离心旋转式、水浴式环形回转式、撞击并折回式、离心旋转式、水浴式以及以上形式的组合以及以上形式的组合使用等。使用等。第31页，此课件共104页哦4、干燥器干燥器作作用用：进进一一步步吸吸收收和和排排除除压压缩缩空空气气中中的的水水分分、油油分分，使使之之变变为为干干燥燥空

23、空气气，以以供供对对气气源源品品质质要要求求较较高高的的气气动动仪仪表表、射射流流元件组成的系统使用。元件组成的系统使用。干燥方法：干燥方法：吸附法和冷冻法吸附法和冷冻法 冷冻法：冷冻法：利用制冷设备使空气冷却到利用制冷设备使空气冷却到-定的露点温定的露点温度，析出空气中超过饱和水蒸汽压部分的水分，以度，析出空气中超过饱和水蒸汽压部分的水分，以降低其含湿量，增加干燥程度的方法。降低其含湿量，增加干燥程度的方法。吸吸附附法法：利利用用硅硅胶胶、铝铝胶胶、分分子子筛筛、焦焦炭炭等等吸吸附附剂剂吸吸收收压压缩缩空空气气中中的的水水分分，使使压压缩缩空空气气得得到到干干燥燥的的方方法法。吸吸附附法法除

24、除水水效效果果很很好好。采采用用焦焦炭炭作作吸吸附附剂剂效效果果较较差差，但但成成本本低低，还还可以吸附油分。可以吸附油分。第32页，此课件共104页哦第33页，此课件共104页哦5 5、贮气罐、贮气罐 贮气罐的作用贮气罐的作用：（1 1）储存一定数量的压缩空气，保证输出气流的连续性；）储存一定数量的压缩空气，保证输出气流的连续性；（2 2）消除压力波动，稳定输出）消除压力波动，稳定输出 ；（3 3）当空压机停机或突然停电或设备发生故障时，储存空气或临时需要应急使用，保证系）当空压机停机或突然停电或设备发生故障时，储存空气或临时需要应急使用，保证系统安全；统安全；（4 4）降低空气温度，进）降

25、低空气温度，进-步分离压缩空气中的水分和油分。步分离压缩空气中的水分和油分。第34页，此课件共104页哦12.212.2气动辅件气动辅件元件元件 12.2.1 12.2.1 气动三大件气动三大件水滤气器、减压阀和油雾器一起被称为气动三大件。水滤气器、减压阀和油雾器一起被称为气动三大件。三大件无三大件无管连接而成的组件称为三联件。三大件是多数气动系统中不可缺管连接而成的组件称为三联件。三大件是多数气动系统中不可缺少的气源装置，安装在用气设备近处，是压缩空气质量的最后保少的气源装置，安装在用气设备近处，是压缩空气质量的最后保证。三大件的安装顺序依进气方向分别为分水滤气器、减压阀和证。三大件的安装顺

26、序依进气方向分别为分水滤气器、减压阀和油雾器。在使用中可以根据实际要求采用一件或两件，也可多于油雾器。在使用中可以根据实际要求采用一件或两件，也可多于三件。三件。第35页，此课件共104页哦图图分分水水滤滤气气器器结结构构 第36页，此课件共104页哦1.1.分水滤气器分水滤气器 分水滤气器的作用是滤去空气中的灰尘和杂质，并将分水滤气器的作用是滤去空气中的灰尘和杂质，并将空气中的水分分离出来。空气中的水分分离出来。（1 1）工作原理）工作原理 分水滤气器的结构原理如图所示。压缩空气分水滤气器的结构原理如图所示。压缩空气从输入口进入后被引进旋风叶子，旋风叶子上冲制有很多小从输入口进入后被引进旋风

27、叶子，旋风叶子上冲制有很多小缺口，迫使空气沿切线方向产生强烈的旋转，使混杂在空气缺口，迫使空气沿切线方向产生强烈的旋转，使混杂在空气中的杂质获得较大的离心力。从气体中分离出来的水滴、油中的杂质获得较大的离心力。从气体中分离出来的水滴、油滴和灰尘沿水杯滤芯的内壁流到水杯的底部，并定期从排水滴和灰尘沿水杯滤芯的内壁流到水杯的底部，并定期从排水阀放掉。进来的气体经过离心旋转后还要经滤芯的进一步过阀放掉。进来的气体经过离心旋转后还要经滤芯的进一步过滤，然后从输出口输出。挡水板是为防止杯中污水被卷起破滤，然后从输出口输出。挡水板是为防止杯中污水被卷起破坏滤芯的过滤作用而设置的。坏滤芯的过滤作用而设置的。

28、（2 2）主要性能指标）主要性能指标 过滤度过滤度 指允许通过的杂质颗粒的最大直径。可根据需要选择相应指允许通过的杂质颗粒的最大直径。可根据需要选择相应的过滤度。的过滤度。水分离率水分离率 指分离水分的能力，定义为指分离水分的能力，定义为 第37页，此课件共104页哦式中式中,1,1和和22分别是分水滤气器前、后空气的相对湿度。分别是分水滤气器前、后空气的相对湿度。规定分规定分水滤气器的水分离率不小于水滤气器的水分离率不小于65%65%。流量特性流量特性 表示一定压力的压缩空气入入分水滤气器后，表示一定压力的压缩空气入入分水滤气器后，其输出其输出压力与输入流量之间的关系。在额定流量下，输入压力

29、与输出压力压力与输入流量之间的关系。在额定流量下，输入压力与输出压力之差不超过输入压力的之差不超过输入压力的5%5%。虑灰效率虑灰效率 是指过滤器收集到的杂质重量与进入过滤器杂质的总重量之比是指过滤器收集到的杂质重量与进入过滤器杂质的总重量之比第38页，此课件共104页哦油雾器油雾器 油雾器是一种特殊的注油装置。当压缩空气流过时，它将润滑油雾器是一种特殊的注油装置。当压缩空气流过时，它将润滑油喷射成雾状。随压缩空气一起流渗透需要润滑的部件，达到油喷射成雾状。随压缩空气一起流渗透需要润滑的部件，达到润滑的目的润滑的目的。（1 1）工作原理和结构）工作原理和结构 第39页，此课件共104页哦图是油

30、雾器的结构图。当压缩空气从输入口进入后。图是油雾器的结构图。当压缩空气从输入口进入后。通过喷嘴下端通过喷嘴下端 的小孔进入的小孔进入阀座的腔室内，在截止阀的钢球上下表面形成差压。由于泄漏和弹簧的作用。阀座的腔室内，在截止阀的钢球上下表面形成差压。由于泄漏和弹簧的作用。钢球处钢球处 于中间位置，压缩空气进入存油杯的上腔，油面受压，压力油经吸油管将单向于中间位置，压缩空气进入存油杯的上腔，油面受压，压力油经吸油管将单向阀的钢球顶起，钢阀的钢球顶起，钢 球上部管道有一个方型小孔，钢球不能将上部管道封死，压力油不球上部管道有一个方型小孔，钢球不能将上部管道封死，压力油不断流入视油器内，再滴入喷嘴中。断

31、流入视油器内，再滴入喷嘴中。被主管气流从上面的小孔引射出来，雾化后被主管气流从上面的小孔引射出来，雾化后从输出口输出。节流阀从输出口输出。节流阀8 8可以调节油量，可以调节油量，使油滴量在每分钟使油滴量在每分钟01200120滴内变化。滴内变化。（2 2）主要性能指标）主要性能指标 流量特性流量特性 表征在给定进口压力下，随着表征在给定进口压力下，随着空气流量的变化，空气流量的变化，油雾器进、出口压力降的变化情况。油雾器进、出口压力降的变化情况。起起雾油量雾油量 存油杯中油位处于正常工作油位，油雾器进口压力为规存油杯中油位处于正常工作油位，油雾器进口压力为规定值，定值，油滴量约为每分钟油滴量约

32、为每分钟5 5滴（节流阀处于全开）时的最小空气流量。滴（节流阀处于全开）时的最小空气流量。第40页，此课件共104页哦3、消声器、消声器（1 1）类型）类型原理：原理：依靠吸声材料来消声依靠吸声材料来消声的。吸声材料有玻璃纤维、的。吸声材料有玻璃纤维、毛毡、泡沫塑料、烧结材料毛毡、泡沫塑料、烧结材料等，等，应用：应用：用于消除中、高频噪声用于消除中、高频噪声，可降噪约，可降噪约20dB20dB，在气动系，在气动系统中应用最广。统中应用最广。（2 2）吸收型消声器）吸收型消声器吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸收型。吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸收型。第41页，此课件共104页哦原理：原理：利用一段

33、比排气孔口径大的空腔，当气流通过时，让利用一段比排气孔口径大的空腔，当气流通过时，让气流在其内部扩散、膨胀、碰壁撞击、反射、相互干涉而消气流在其内部扩散、膨胀、碰壁撞击、反射、相互干涉而消声。声。应用：应用：主要用于消除中、低频噪声，尤其是低频噪声。主要用于消除中、低频噪声，尤其是低频噪声。（3 3）膨胀干涉型消声器）膨胀干涉型消声器原理：原理：气流先经膨胀干涉减速，再通过气流先经膨胀干涉减速，再通过敷设在消声器内壁的吸声材料排向大气。敷设在消声器内壁的吸声材料排向大气。应用：应用：低频可消声低频可消声20dB20dB，高频可消声，高频可消声约约45dB45dB。一般根据排气口通径选用吸。一般

34、根据排气口通径选用吸收型消声器，对消声效果要求较高的收型消声器，对消声效果要求较高的场合，可选用膨胀干涉型或膨胀干涉场合，可选用膨胀干涉型或膨胀干涉吸收型消声器。吸收型消声器。（4 4）膨胀干涉吸收型消声器）膨胀干涉吸收型消声器第42页，此课件共104页哦12.2.3 12.2.3 管道连接件管道连接件 管道连接件包括管子和各种管接头。有了管路连接，才管道连接件包括管子和各种管接头。有了管路连接，才能把气动控制元件、气动执行元件以及辅助元件等连接成能把气动控制元件、气动执行元件以及辅助元件等连接成一个完整的气动控制系统。一个完整的气动控制系统。1.1.管子管子 管子可分为管子可分为硬管和软管两

35、种。硬管和软管两种。一般总气管和支气管等一些固定一般总气管和支气管等一些固定不动的不需要经常装拆的管路使用硬管，硬管有铁管、不动的不需要经常装拆的管路使用硬管，硬管有铁管、钢管、黄铜管、紫铜管和硬塑料管等。钢管、黄铜管、紫铜管和硬塑料管等。连接运动部连接运动部件，临时使用希望装拆方便的管路应使用软管，软管有件，临时使用希望装拆方便的管路应使用软管，软管有塑料管，尼龙管，橡胶管、金属编织塑料管等。塑料管，尼龙管，橡胶管、金属编织塑料管等。常常用的是紫铜管和尼龙管。用的是紫铜管和尼龙管。2.2.管接头管接头 气动系统中气动系统中使用的管接头的结构及工作原理与液压管接头基本相似，使用的管接头的结构及

36、工作原理与液压管接头基本相似，分为卡套式、扩口螺纹式、卡箍式、插入快换式等。分为卡套式、扩口螺纹式、卡箍式、插入快换式等。第43页，此课件共104页哦第十三章 气动执行元件13.1 汽缸13.1.1 13.1.1 汽缸的类型汽缸的类型汽缸一般由缸体、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组成。汽汽缸一般由缸体、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组成。汽缸的种类很多，分类方法也不同。常见汽缸的分类、原理和特点见缸的种类很多，分类方法也不同。常见汽缸的分类、原理和特点见 课课本本 表表13.1。13.1.2 13.1.2 汽缸的设计计算汽缸的设计计算1汽缸作用力汽缸活塞杆的推力F1和拉力F2分

37、别为式中，式中，D、d分别是汽缸内径和活塞杆直径，分别是汽缸内径和活塞杆直径，p为汽缸工作压力，为汽缸工作压力，为负载率。为负载率。负载率与汽缸工作压力有关，综合反映活塞的快速作用和汽缸的效率。负载率与汽缸工作压力有关，综合反映活塞的快速作用和汽缸的效率。负载率与汽缸工作压力的负载率与汽缸工作压力的关系如表关系如表13.2。第44页，此课件共104页哦2 2汽缸内径的计算汽缸内径的计算（1）推力做功时推力做功时 （2）拉力做功时拉力做功时3 3 活塞杆直径活塞杆直径d的计算的计算 与计算汽缸内径与计算汽缸内径D相同。一般取相同。一般取d/D=0.20.3，必要时也可取，必要时也可取d/D=0.

38、160.4。的那个活塞杆受压，且其行程。的那个活塞杆受压，且其行程L10d时，还须校核其稳时，还须校核其稳定性。定性。第45页，此课件共104页哦4 缸筒壁厚的计算一般汽缸筒壁厚与缸径D之比小于1/10，可按薄壁圆筒公式计算5.5.耗气量的计算耗气量的计算气缸耗气量与其自身结构、动作时间以及连接管容积等有关、气缸耗气量与其自身结构、动作时间以及连接管容积等有关、一个往复行程的压缩空气耗量一个往复行程的压缩空气耗量q为为换算成自由空气耗量qz为第46页，此课件共104页哦6缓冲计算缓冲室内气体被急剧压缩，属绝热过程，其中气体所吸收的能量Ep为运动部件在行程末端的动能运动部件在行程末端的动能能量平

39、衡原则应有能量平衡原则应有 第47页，此课件共104页哦13.1.3 13.1.3 气缸的选用气缸的选用选择气缸类型。选择气缸类型。选择安装形式。选择安装形式。确定气缸作用力。确定气缸作用力。确定气缸行程。确定气缸行程。确定运动速度。确定运动速度。润滑。润滑。13.1.4 13.1.4 膜片式气缸膜片式气缸它主要由膜片和中间硬芯相连来代替普通气缸中的活塞，依靠它主要由膜片和中间硬芯相连来代替普通气缸中的活塞，依靠膜片在气压作用下的变形来使活塞杆前进，膜片的复位主要靠膜片在气压作用下的变形来使活塞杆前进，膜片的复位主要靠弹簧力来完成。活塞的行程较小，一般适用于气动夹具、自动弹簧力来完成。活塞的行

40、程较小，一般适用于气动夹具、自动调节阀及短行程工作场所。调节阀及短行程工作场所。第48页，此课件共104页哦13.2 13.2 气马达气马达13.2.1 13.2.1 叶片式马达的工作原理和特性叶片式马达的工作原理和特性如图所示是双向叶片式气动马达的工作原理。如图所示是双向叶片式气动马达的工作原理。压缩空气由压缩空气由A孔输入，小部分经定孔输入，小部分经定子两端的密封盖的槽进入叶片底部子两端的密封盖的槽进入叶片底部(图中未表示图中未表示)，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，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上，大部分压缩空

41、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，因此，就产生了转矩差，使叶片与转子按逆时针方向旋转，作功后的气体由定不等，因此，就产生了转矩差，使叶片与转子按逆时针方向旋转，作功后的气体由定子上的孔子上的孔B排出。排出。若改变压缩空气的输入方向（即压缩空气由若改变压缩空气的输入方向（即压缩空气由B孔进入，孔进入，从孔从孔A孔排孔排出）出）则可改变转子的转向。则可改变转子的转向。第49页，此课件共104页哦下图是在一定工作压力下作出的叶片式气动马达的特性曲线。由图可知，气动马达具有软特性的特点。当外加转矩T等于零时，即为空转，此时速度达到最大值nmax，气动马达输出的功率等于零；

42、当外加转矩等于气动马达的最大转矩Tmax时，马达停止转动，此时功率也等于零；当外加转矩等于最大转矩的一半时。马达的转速也为最大转速的1/2，此时马达的输出功率P最大，用Pmax表示。第50页，此课件共104页哦13.2.2 13.2.2 气动马达的特点及应用气动马达的特点及应用一、气马达分类气动马达是将压缩空气的压力能转换成旋转的机械能的装置。按结构形式可分为：一、气马达分类气动马达是将压缩空气的压力能转换成旋转的机械能的装置。按结构形式可分为：叶片式、活塞式、齿轮式等。最为常用的是叶片式和活塞式气动马达。叶片式、活塞式、齿轮式等。最为常用的是叶片式和活塞式气动马达。1.1.叶片式气动马达结构

43、紧凑，但低速启动转矩小，低速性能不好，适用于要求低或中等功率叶片式气动马达结构紧凑，但低速启动转矩小，低速性能不好，适用于要求低或中等功率的机械，目前在矿山机械及风动工具中应用普遍。的机械，目前在矿山机械及风动工具中应用普遍。2.2.活塞式气动马达在低速情况下有较大的输出功率，低速性能好。适用于载荷较大和低速性活塞式气动马达在低速情况下有较大的输出功率，低速性能好。适用于载荷较大和低速性能要求高的机械，如起重机、绞车绞盘、拉管机等。能要求高的机械，如起重机、绞车绞盘、拉管机等。二、气动马达的特点二、气动马达的特点1.1.有过载保护作用。过载时，转速降低或停车，过载消除后立即恢复正常工作，不会产

44、生故障，有过载保护作用。过载时，转速降低或停车，过载消除后立即恢复正常工作，不会产生故障，长时间满载工作温升小。长时间满载工作温升小。2.2.可以无级调速。控制进气流量，就能调节马达的功率和转速。可以无级调速。控制进气流量，就能调节马达的功率和转速。3.3.具有较高的启动转矩，可直接带负载启动。具有较高的启动转矩，可直接带负载启动。4.4.能够正转和反转。能够正转和反转。5.5.工作安全。在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等恶劣的工作环境下能正常工作。工作安全。在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等恶劣的工作环境下能正常工作。6.6.操纵方便，维修简单。操纵方便，维修简单。7.7.输出功率相

45、对较小。最大只有输出功率相对较小。最大只有20kW左右。左右。8.8.耗气量大，效率低，噪声大。耗气量大，效率低，噪声大。第51页，此课件共104页哦 控制调节压缩空气的压力、流量和方控制调节压缩空气的压力、流量和方向的控制阀称气动控制元件向的控制阀称气动控制元件第四节第四节 气动控制元件气动控制元件第52页，此课件共104页哦安全阀安全阀 作用：作用：压系统中压系统中 防止管路、气罐等破防止管路、气罐等破 坏，限制回路中最高坏，限制回路中最高 压力。压力。原理：原理：当系统中的当系统中的 压力低于调定值时，压力低于调定值时，阀处于关闭状态。当系统的压力升高到安全阀的开启压力时，压阀处于关闭状

46、态。当系统的压力升高到安全阀的开启压力时，压缩空气推动活塞上移，阀门开启排气，直到系统压力降至低于调缩空气推动活塞上移，阀门开启排气，直到系统压力降至低于调定值时，阀口又重新关闭。安全阀的开启压力通过调整弹簧的预定值时，阀口又重新关闭。安全阀的开启压力通过调整弹簧的预压缩量来调节。压缩量来调节。第53页，此课件共104页哦减压阀减压阀 作用：作用：减压、稳压减压、稳压 原理：原理：压缩空气从阀左端输入，压缩空气从阀左端输入，经节流减压后从右端输出，经阻尼管进入经节流减压后从右端输出，经阻尼管进入膜片气室的部分气流，作用在膜片下面产膜片气室的部分气流，作用在膜片下面产生向上推力，此力能把阀口关小

47、，使输出生向上推力，此力能把阀口关小，使输出压力下降；作用在膜片上的推力与弹簧力压力下降；作用在膜片上的推力与弹簧力互相平衡，使阀的输出压力保持稳定。互相平衡，使阀的输出压力保持稳定。第54页，此课件共104页哦顺序阀顺序阀 作用：作用：依靠气路中的依靠气路中的 压力来控制气动回路中压力来控制气动回路中 各执行元件动作的先后各执行元件动作的先后 顺序。顺序。原理：原理：当压缩空气当压缩空气 由由P口输入时，单向阀在压力差及弹簧力的作用下处于关闭状态，口输入时，单向阀在压力差及弹簧力的作用下处于关闭状态，作用在活塞上输入侧的空气压力如超过弹簧的预紧力时，活塞被作用在活塞上输入侧的空气压力如超过弹

48、簧的预紧力时，活塞被顶起，顺序阀打开，压缩空气由顶起，顺序阀打开，压缩空气由A输出；当压缩空气反向流动输出；当压缩空气反向流动时，输入侧变成排气口，输出侧变成进气口，其进气压力将时，输入侧变成排气口，输出侧变成进气口，其进气压力将顶开单向阀，由顶开单向阀，由O口排气。口排气。第55页，此课件共104页哦流量控制阀流量控制阀 通过改变阀的通流面积来调节压缩空气的流量，从而控制通过改变阀的通流面积来调节压缩空气的流量，从而控制气缸运动速度的气动控制元件。气缸运动速度的气动控制元件。节流阀节流阀 原理：原理：压缩空气由压缩空气由P口口进入，经过节流后，由进入，经过节流后，由A口口流出，旋转阀芯螺杆可

49、改变流出，旋转阀芯螺杆可改变节流口开度调节气体的流量。节流口开度调节气体的流量。特点：特点：结构简单，体积小结构简单，体积小 第56页，此课件共104页哦 单向节流阀 单向阀和节流阀并联而成。原理：当气流由P向A流 动时，单向阀关闭，节流阀 节流；反向流动时，单向阀 打开，不节流。排气节流阀 安装在控制执行元件的换向阀的排气口上，调节排入大气的流量以改变执行元件的运动速度的一种控制阀。常带有消声器以降低排气噪声。第57页，此课件共104页哦流量阀使用时须注意的问题：用流量阀控制气体的流量难以得到稳定的运动速度，在使用流量阀时要注意：彻底防止管道中的泄漏；提高气缸内表面加工精度和粗糙度；保持气缸

50、内的正常润滑状态；活塞杆上的载荷要稳定且避免偏载；流量控制阀尽量装在气缸附近。第58页，此课件共104页哦方向控制阀方向控制阀 能控制气体的流动方向和气路的通断的阀，分单向控制阀和换向控制阀两类。l 换向控制阀按控制方式分为手动控制、气动控制、电动控换向控制阀按控制方式分为手动控制、气动控制、电动控制、机动控制、电气动控制等；制、机动控制、电气动控制等；l 按切换的通路数目，换向阀分为二通阀、三通阀、四通阀和按切换的通路数目，换向阀分为二通阀、三通阀、四通阀和五通阀；五通阀；l 按阀芯工作位置的数目，方向阀分为二位阀和三位阀。按阀芯工作位置的数目，方向阀分为二位阀和三位阀。第59页，此课件共1