《液压与气动技术》第十章

第10章气压传动,第一部分学习指导 第二部分主教材习题及答案 第三部分拓展题及答案,第一部分学习指导,一、学习方法 气压传动是以压缩空气为工作介质传递动力和控制信号的传动技术。它与液压传动有许多共同之处，前面己经学过。与液压传动相比，气压传动也有其独特之处，本章内容将专门予以介绍。 二、学习要点 1.气压传动特点及发展趋势 (1)气压传动特点。气压传动，特点分明:防火防爆，节能高效;成本低廉，没有污染;动作速度，生龙活虎;安装简单，维修方便;动作控制，容易过头;温度潮气，需要注意。 (2)气压传动的发展趋势。电气一体，轻小并济;复合集成，输出准精;低耗高出，高质高速。,下-页 返回,第一部分学习指导12,2.气压传动系统组成 (1)气源装置。气源装置为气压传动系统提供符合要求的压缩空气，包括空气压缩机(图10-1),压缩空气净化装置(冷却器、油水分离器、储气罐、过滤器、十燥器)和辅助元件(油雾器、气液转换器、消声器)。 (2)执行元件。 执行元件将压缩空气的压力能转换成机械能输出，包括实现往复运动的气缸和实现回转、摆动的气压马达。 气缸的分类(见图10-2) 气缸标准化标记。,上-页 下-页 返回,第一部分学习指导3,(3)控制元件。 气动控制元件的作用是调节压缩空气的压力、流量、流动方向以及发出控制信号，证气动执行元件在预定压力、流量气体的作用下能够按照预定的程序进行动作。如图10-3所示。 (4)辅助元件。 自动排水器:自动排除管道、油水分离器、储气罐及过滤器处的积水，必须垂直安装。 消声器:允许气流通过而声能衰减的装置。根据消声原理划分为阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合型消声器、多孔扩散消声器。 管件:连接气动元件并输送流动的气体。,上-页 下-页 返回,第一部分学习指导,管接头:管道与管道、管道与元件之间的连接件。主要有焊接式、卡套式、扩口式、扣压式、快换式、快插式、固定铰接式等。 两种工作进给的换接回路。 3.气动基本回路 (1)换向控制回路:对系统执行元件运动方向进行调节和控制的回路。分为单作用气缸换向回路、双作用气缸换向回路。 (2)压力控制回路:对系统压力进行调节和控制的回路。分为一次压力控制回路、一次压力控制回路、高低压转换回路。,上-页 下-页 返回,第一部分学习指导,(3)速度控制回路:对系统执行元件运动速度进行调节和控制的回路。分为单作用气缸速度控制回路、双作用气缸速度控制回路。 (4)位置控制回路:控制执行元件在预定或任意位置停留的回路。 (5)同步控制回路:控制两个或两个以上气压执行机构同时动作的回路。分为利用机械连接的同步控制回路、利用节流阀的同步控制回路、采用气液联动缸的同步控制回路。,上-页 返回,第二部分主教材习题及答案,10-1 解:(1)气压传动系统由以下结构组成:动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质。 (2)气压传动系统各部分的功用如下。 动力元件:将原动机的机械能转换成气体压力能的装置。 执行元件:将气体的压力能转换成机械能输出的装置。 控制元件:控制气压的压力、流量、方向，使执行元件按给定规律运动。 辅助元件:将气动系统有机地连接起来，确保系统可靠、稳定、持续地工作。 工作介质:将机械能以压力能的方式传递的压缩空气。,下-页 返回,第二部分主教材习题及答案,10-2 解:利用曲柄滑块机构，将原动机的回转变为活塞的往复直线运动，利用气缸容积变大吸入空气，迫使气缸容积变小而将气体压缩形成高压，最终实现了将原动机机械能转化为气体压力能的目的。 10-3解:因空气中会有水分、尘埃以及空压机气缸内蒸发的油雾等成分，在压缩空气进入气压传动系统以前，必须对气压进行净化，确保气动装置可靠、正常、高效、持续地工作。 10-4气动二联件包括哪二个元件?它们的安装顺序如何? 解:气动二联件按照安装顺序包括以下二个元件:分水滤气器、减压阀、油雾器 10-5气缸有哪些种类?各自有哪些特点? 解:(1)气缸的分类方法很多，具体有如下几种。 按气缸压缩空气在活塞端面上的作用方向分为单作用气缸和双作用气缸。,上-页 下-页 返回,第二部分主教材习题及答案,按结构特点分为活塞式气缸、薄膜式气缸、气液阻尼式气缸等。 按安装方式分为耳座式、法兰式、轴销式和缘式。 按功能分为普通气缸和特殊气缸。 (2)各类气缸的特点。 气液阻尼缸:可克服活塞“爬行”、“行走”等现象，可获得活塞平稳运行。 薄膜式气缸:以薄膜取代活塞杆，结构紧读、简单。 冲击式气缸:可将压缩空气的压力能转化为活塞高速运动的动能。 回转气缸:缸体转动通过缸端的导气头改变气路，活塞做直线往复运动。,上-页 下-页 返回,第二部分主教材习题及答案,10-7 解:因为进入油雾器存油杯的空气只有一小部分，而且入口处有特殊的单向活门，保证气流不会倒流，所以可在不停气的状态下加油。 10-8 解(1)一次压力控制回路，也称气源压力控制回路，指用于控制储气罐内压力的回路。 (2) 次压力控制回路利用溢流式减压阀来实现定压控制，其主要作用是控制气动控制系统的气源压力。 l0-9 解:气液联动是把气压信号转成液压信号，使液压缸获得平稳的传动速度。其工作原理是将压缩空气输入气液转换器。,上-页 下-页 返回,第二部分主教材习题及答案,内，压缩空气作用在液压油面上，使液压油具有与压缩空气相同的压力，由气液转换器主体下放的排油孔输到液压缸，使液压缸动作,上-页 返回,第三部分拓展题及答案,T10-1 解：气缸推力为 T10-2 解：,下-页 返回,第三部分拓展题及答案,T10-3 解：自由空气量为 T10-4 解：,上-页 下-页 返回,第三部分拓展题及答案,T10-5 解： T 10-6 解:m气动方向控制阀与液压方向控制阀相同之处有以下几点。 都是控制或切换流体(压缩空气或液压液)的流动方向。 都有人力、机械(行程)、介质压力(气压或液压)、电磁、电一介质等操纵一控制方式;都有直动式和先导式。,上-页 下-页 返回,第三部分拓展题及答案,都是通过改变流体通道来改变其流动方向的。 阀芯结构都有滑柱式(滑阀式)。 (2)气动方向控制阀与液压方向控制阀相异之处有以下几点。 结构上有些不同，气动换向阀除滑柱式外，还有截止式等多种形式。 气动换向阀的回气直接排向大气，而液压换向阀的回油则通往油箱。 T10-7 解:(1)气动调压阀(减压阀)与液压调压阀(溢流阀)相同之处有以下几点。 它们的主要功能都是调整系统的工作压力。 调整后的系统工作压力都能基本保持稳定。,上-页 下-页 返回,第三部分拓展题及答案,不工作时(原始状态)都关闭着。 都有直动式和先导式两种形式。 (2)气动调压阀(减压阀)与液压调压阀(溢流阀)不同之处有以下几点。 气动减压阀是出口压力反馈，液压溢流阀是进口压力反馈。 气动减压阀采用双弹簧调压，液压溢流阀采用单弹簧调压。 T10-8 解:(1)气动减压阀与液压减压阀相同之处有以下几点。 都是将高压降低成低压。 都是输出压力反馈，故能保证一次压力稳定。 都有直动式和先导式两种形式。,上-页 下-页 返回,第三部分拓展题及答案,(2)气动减压阀与液压减压阀不同之处有以下几点。 气动减压阀原始状态，阀关闭;而液压减压阀，阀不工作时是常通的。 气动减压阀中采用的是双弹簧结构;而液压减压阀中采用的是单弹簧结构。 T10-9 解:m由于空气的可压缩性大，空气的体积随压力的变化有较大的变化，故用气动流量控制阀控制气动执行元件的运动速度，其精度远不如液压流量控制阀高。,上-页 下-页 返回,第三部分拓展题及答案,(2)为了提高气缸速度的控制精度，可以采取以下措施。 彻底防止气体泄漏。 减小气缸运动摩擦力。 稳定加在气缸活塞杆上的载荷。 采用气液联合传动的方式。 T10-10 解:顺序动作回路如图T10-10所示。 T10-11 解:能实现题目要求的联锁回路如图T10-11所示。 T10-12 解:回路如图T10-12所示。,上-页 下-页 返回,第三部分拓展题及答案,T10-13试分析图T10-13所示的尺寸自动分选机气动系统的工作原理与系统特点。 解:(1)工作原理:当工件通过通道时，尺寸大到某一范围内的工件通过空气喷嘴传感器S1时产生信号，经阀3使主阀2切换至左位，使气缸的活塞杆做缩回运动，一方面打开门使该工件流入下通道，另一方面使止动销上升，防止后面工件继续流过去而产生误动作。 (2)系统特点:结构简单，成本低;适用于不需要用空气测微计来测工件的一般精度的地方。 T10-14如图T10-14所示,上-页 下-页 返回,第三部分拓展题及答案,解:m工作原理:打开气源阀，压缩空气流入各气缸。各缸初始状态为:送料缸A1后退，夹持缸A2后退，夹紧缸A3前进;锯条进给气液缸A4前进，锯条往复缸A5后退。按下启动阀，压力信号P:使阀V1切换到右位，使气缸A1, A2, A3动作，夹紧缸A3退后，为夹紧下一段工件做准备，夹持缸A2前进，夹住工件，并随同送料缸A1一起前进，把工件向前送进，待工件碰到行程阀S1时换向，使信号P2消失，而信号P1发生。信号P2消失，也使信号p3随之消失，于是阀V1复位，使夹紧缸A2夹住工件，为切断做准备，而夹持缸A2松开，与送料缸A1同时退回到初始位置，信号的产生使阀V1。阀的换向使气,上-页 下-页 返回,第三部分拓展题及答案,液缸A1开始缓慢向下做锯切的进给运动。当工件锯切后掉下，行程阀S1复位，信号P1消失，使阀V2, V3和V4复位，从而使气缸A2停止在后退位置上，气缸向上，直至压下行程阀