教学PPT气源装置及气动元件.ppt

气源装置及气动元件,气动系统由下面几种元件及装置组成 气源装置 由气压发生装置、压缩空气的存贮装置、净化与处理装置、传送管道系统组成。它为系统提供合乎质量要求的压缩空气。 执行元件 将气体压力能转换成机械能并完成做功动作的元件，如气缸、气马达。 控制元件 控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀类；能完成一定逻辑功能的元件，即气动逻辑元件；感测、转换、处理气动信号的元器件，如气动传感器及信号处理装置。 气动辅件 气动系统中的辅助元件，如消声器、管道、接头等。,气源装置,气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气，是气动系统的重要组成部分。 气动系统对压缩空气的主要要求：具有一定压力和流量，并具有一定的净化程度。 气源装置由以下四部分组成 气压发生装置空气压缩机； 净化、贮存压缩空气的装置和设备； 管道系统； 气动三大件。,气压发生装置,空气压缩机将机械能转化为气体的压力能，供气动机械使用。 空气压缩机的分类 分容积型和速度型。 常用往复式容积型压缩机，一般空压机为中压，额定排气压力1mpa； 低压空压机排气压力0.2mpa； 高压空压机排气压力10mpa。 空气压缩机的选用原则 依据是气动系统所需要的工作压力和流量两个参数。 空压机输出流量 qvn(qvn0+qvn1)/(0.70.8) qvn0 配管等处的泄漏量 qvn1 工作元件的总流量,活塞式空压机的工作原理,两级活塞式空压机的工作原理,设置中间冷却器是为了降低第一级压缩空气出口的温度，以提高空压机工作效率。,滑片式空压机的工作原理 螺杆式空压机的工作原理,压缩空气的净化装置和设备,气动系统对压缩空气质量的要求：压缩空气要具有一定压力和足够的流量，具有一定的净化程度。不同的气动元件对杂质颗粒的大小有具体的要求。 混入压缩空气中的油分、水分、灰尘等杂质会产生不良影响： 混入压缩空气的油蒸汽可能聚集在贮气罐、管道等处形成易燃物，有引起爆炸的危险，另一方面润滑油被汽化后会形成一种有机酸，对金属设备有腐蚀生锈的作用，影响设备寿命。 混在压缩空气中的杂质沉积在元件的通道内，减小了通道面积，增加了管道阻力。严重时会产生阻塞，使气体压力信号不能正常传递，使系统工作不稳定甚至失灵。 压缩空气中含有的饱和水分，在一定条件下会凝结成水并聚集在个别管段内。在北方的冬天，凝结的水分会使管道及附件结冰而损坏，影响气动装置正常工作。 压缩空气中的灰尘等杂质对运动部件会产生研磨作用，使这些元件因漏气增加而效率降低，影响它们的使用寿命。 因此必须要设置除油、除水、除尘，并使压缩空气干燥的提高压缩空气质量、进行气源净化处理的辅助设备。,压缩空气净化设备 一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器。,后冷却器 将空气压缩机排出具有140170的压缩空气降至4050，压缩空气中的油雾和水气亦凝析出来。冷却方式有水冷和气冷式两种。,油水分离器 主要利用回转离心、撞击、水浴等方法使水滴、油滴及其他杂质颗粒从压缩空气中分离出来。,贮气罐的主要作用是贮存一定数量的压缩空气，减少气流脉动，减弱气流脉动引起的管道振动，进一步分离压缩空气的水分和油分。,干燥器的作用是进一步除去压缩空气中含有的水分、油分、颗粒杂质等，使压缩空气干燥，用于对气源质量要求较高的气动装置、气动仪表等。主要采用吸附、离心、机械降水及冷冻等方法。,气动三大件：分水过滤器，减压阀，油雾器,分水过滤器：是最常见的一种空气净化装置，安装气源入口处。其作用是滤除压缩空气中的水分、油滴及杂质颗粒，达到净化目的。过滤的原理是根据固体物质和空气分子的大小和质量不同，利用惯性、阻隔和吸附的方法将水分油滴及杂质与空气分离。 工作原理：压缩空气从输入口进入后，被引入旋风叶子1，旋风叶子上有许多形成一定角度的缺口，迫使空气沿切线方向产生强烈旋转。这样，夹杂在空气中的较大水滴油滴和灰尘等便依靠自身的 惯性与存水杯3的内壁碰撞，并从空气中分离出来沉淀到杯底，而微粒灰尘和雾状水汽则由滤芯2滤除。,减压阀：降压，使输出压力与每台气动装置实际需要的压力相一致，并保持该压力值的稳定。,工作原理：当顺时针方向调整手柄1时，调压弹簧2推动下弹簧座3、膜片4和阀芯5向下移动，使阀口开启，气流通过阀口后压力降低；与此同时，有一部分气流由阻尼孔7进入膜片室，在膜片下面产生一个向上的推力与弹簧力平衡，调压阀便有稳定的压力输出。 当输入压力增高时，输出压力也随之增高，使膜片下面的压力也增高，将膜片向上推，阀芯5在复位弹簧9的作用下上移，从而使阀口8的开度减小，节流作用增强，使输出压力降低到调定值为止；反之，若输入压力降低时，输出压力也随之降低，膜片下移，阀口8的开度增大，节流作用降低，使输出压力回升到稳定值。,油雾器：是特殊的注油装置，它以压缩空气为动力，将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空气中，并随空气进入需要润滑的部件，达到润滑的目的，使压缩空气具有润滑气动元件的能力。,油雾器的结构图,工作原理：压缩空气由输入口1进入，一小部分由小孔2进入截止阀10的阀座内腔，此时特殊单向阀的钢球在压缩空气和弹簧作用下处于中间位置，因此，气体经截止阀10进入储油杯5的上腔a，油面受压，油液经吸油官11上升，顶开单向阀6。因截止阀上部的管口有一边长小于钢球的直径的四方孔，所以钢球不可能封死上部管口，故油液能不断经可调节流阀7流入视油器8内，再滴入喷嘴小孔3中，被主管边中的气流从小孔3中引射出来，雾化后随气流从输出口4输出，送入气动系统。,气动三大件,气动三大件是压缩空气质量的最后保证。 分水过滤器 作用是除去空气中的灰尘、杂质，并将空气中的水分分离出来。 原理：回转离心、撞击， 性能指标：过滤度、水分离率、滤灰效率、流量特性 油雾器 特殊的注油装置。 原理 当压缩空气流过时，它将润滑油喷射成雾状，随压缩空气流入需要的润滑部件，达到润滑的目的。 性能指标：流量特性、起雾油量 减压阀 起减压和稳压作用。 气动三大件的安装连接次序：分水过滤器、减压阀、油雾器。多数情况下，三件组合使用，也可以少于三件，只用一件或两件。,注意改正图中错误,气动辅件,消声器 气缸、气阀等工作时排气速度较高，气体体积急剧膨胀，会产生刺耳的噪声。噪声的强弱随排气的速度、排气量和空气通道的形状而变化。排气的速度和功率越大，噪声也越大，一般可达100120db，为了降低噪声在排气口要装设消声器。 消声器是通过阻尼或增加排气面积来降低排气的速度和功率，从而降低噪声的。 消声器的类型：吸收型；膨胀干涉型；膨胀干涉吸收性。,管道连接件 包括管子和各种管接头。 管子可分为硬管和软管。 一些固定不动的、不需要经常装拆的地方使用硬管；连接运动部件、希望装拆方便的管路用软管。常用的是紫铜管和尼龙管。 管接头分为卡套式、扩口螺纹式、卡箍式、插入快换式等。,气动执行元件,普通气缸,气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能的装置。包括气缸和气马达。实现直线运动和做功的是气缸；实现旋转运动和做功的是气马达。 气缸的分类及典型结构,膜片气缸是一种用压缩空气推动非金属膜片作往复运动的气缸，可以是单作用式，也可以是双作用式。适用于气动夹具、自动调节阀及短行程工作场合。,冲击气缸 由缸筒、活塞和固定在缸筒上的中盖组成，中盖上有一喷嘴。它能产生相当大的冲力，可以充当冲床使用。整个工作过程分为三个阶段： 复位段 气源由孔a 供气，孔b 排气，活塞上升至密封垫封住喷嘴，气缸上腔成为密封的储气腔。 储能段 气源改由孔b 进气，孔a 排气。由于上腔气压作用在喷嘴上面积较小，而下腔气压作用面积大，故使上腔贮存很高的能量。,冲击段 上腔压力继续升高，下腔压力继续降低，当上下腔压力比大于活塞与喷嘴面积比时，活塞离开喷嘴，上腔气体迅速充入活塞与中盖间的空间。活塞将以极大的加速度向下运动。气体的压力能转换为活塞的动能，产生很大的冲击力。,气缸的工作特性,气缸的速度 在运动过程中气缸活塞的速度是变化的，通常说气缸速度是指活塞平均速度。 气缸的理论输出力 其计算公式与液压缸相同。 气缸的效率和负载率 气缸实际所能输出的力受摩擦力的影响，其影响程度用气缸效率表示，与缸径d和工作压力p有关，d增大、p提高，增大，一般在0.70.95之间。 在研究气缸性能和确定缸径时，常用到负载率的概念，定义（气缸实际负载f/气缸理论输出力f0） 。的选取与气缸的负载性质及运动速度有关 气缸的耗气量 指气缸在往复运动时所消耗的压缩空气量，其大小与气缸性能无关，是选择空压机排量的重要依据。,气马达,气动马达的特点和应用 可无级调速； 可双向旋转； 有过载保护作用，过载时转速降低或停转； 具有较高的启动转矩，可直接带负载启动； 输出功率相对较小，转速范围较宽； 耗气量大，效率低，噪声大； 工作可靠，操作方便。 气动马达在使用中必须得到良好的润滑,叶片式气马达的工作原理及特性 叶片式气马达的工作原理与叶片式液压马达相似。特性曲线最大特点是具有软特性：当气压不变时，它的转矩、转速、功率均随着外负载的变化而变化。,气动控制阀,压力控制阀 减压阀气动三大件之一，