风动工具的介绍.doc

以 压缩 空气作为动 力 的机械 及装置 种类 很多 , 特别 是近年来 随着科学技术 的 现 代化 , 用于生 产 自动 化 、 机械 化的 气动 元件大量 涌 现 。 本讲 座结 合 我行 业 产品 的 特点 , 重点介 绍 以压缩 空气为动 力 的 机械 化工 具的 基 本原 理 。任何生产 过程机械 化的 主 要 目 的 , 是为 了提 高劳 动 生产率 , 改 善加 工质 量 , 降 低成本并减轻 劳 动强 度 。 为此 , 风动 工 具的 设 计及 制 造应 满足下 列 各项 要求 : 重量 要尽可 能地轻 , 使用 方便 , 工 作可靠 , 保证工 作安全 , 例 如 圆 片 风锯及 中型 以上的 风 砂轮应 装有保 护装置 , 便 于 检修 ; 要经济 , 也就 是单位功率 的 耗气 量要降 到最 低限 度风动 工 具按其 工作机构 运动 的 特 点 可分为 四 类 :( 1 ) 冲击类 , 如风 铲 、 铆 钉机 、 捣 固 机等 ,( 2 ) 冲击 回转 类 , 如 风动 凿岩 机 ;( 3 ) 回 转类 , 如风 钻 、 风 砂轮 、 风 扳机等 ,( 4 ) 压力 类 , 如 铆顶等冲击 回 转类的 回 转动 作是 由 活塞 (或 锤体 ) 的 往复 运动通 过一 套螺旋 副 及棘轮 机构而 产添 (一 般转速 很偏 在 2 50 转 /分 以下 ) , 而其 活塞往复 运动 的 基本原 理 则 与冲击 类一样 , 压力 类却 是一 个单作用 或 双作用 气 缸 。 因此 , 我们 在本讲座 中将 风 动工 具的 基本原 理分为冲 击类及 回 转 类二类加 以介 绍一、 冲击 类 风 动 工具 的 基 本 原 理任何一种 冲 击类风 动 工具都必 需 具备两 个最 基本的 零件 : 气缸及锤 体 ( 活塞 ) 。 在压缩空气作 用 下锤体 在气 缸内 作 往 复 运动 , 并 以一定 的 动 能 冲击装在风动 工具钢 套内 的 钎尾 。 压缩 空气在 气缸 中的运 动 方 向 由 配气机 构来控 制 。风 铲用 以 铲除和 修 整 各种 铸件或 铆焊件表 面之疙瘴 、 边棱和 毛札整等工 作 。压缩 空气从橡胶软管 进入柄 体 , 经由 推形起动 阀自动控制 ) 进入 气 缸 , 推动 锤 体作往 复运 动 。也可用 于小直径 铆钉的铆 接和岩 石的修( 由进 风厌柄挽制 、 配气降 伸 汽路( 一 ) 冲击 类风 动 工 具 的配 气系统冲击类风动 工具 的 配气 系统分 无阀 配气 系统及有 阀配气系统 。1 . 无妞配气 系 统.所 谓 无 阀 配 气系 统 , 这是一 种 习 惯 的 说法 , 实际上应 该叫 作无专门 配气 阀的 配气系称 ,也就 是进入 气缸的 压缩空 气的 方 向 由 气缸锤体自 己来分 配 , 气缸 及锤体兼有配气 机 构_的 作用 , 省 去 了 专 门 的 配气 阀 。 这 种 配气 系统 又分两种 , 一 是气 路位于 气缸上 , 一是 气路位于 锤体上 。( l ) 气路 位 于 气耘上 的 无阀 配 气 系统图 2 为气 路位于气缸 上的 无 阀 配气系 统 。 压缩 空气 由 气路 l 迸 入 , 充 满锤体空 刀 与气缸内 壁之间 的 环 形 空 间 , 并 进入气 路 2 。 再 由 气路 ” 充瑰 体左 侧 的气缸工坪 ,娜体 推 向右移 , 这时 位于 锤体右 侧 的 气体经气 路 “ 排布 当 锤恻 达右死点枷 击命尾乓卜坪体的 空刀就打开 了 气路 3 。 于是 压缩 空气又 充 入锤 体右 侧 的 气缸工作腔 , 将 锤体推 向左移奋 此时位于锤体左 侧 的 气体经气路 5 排出 。 当锤体 到 达左 死点 时 , 锤体 的空 力又打开 了气路念 , 压缩空气又进入左腔 迫 使锤体 右 移 。 如 此周 而复始 , 完 成锤体 的 往 复动 作 。这 种 配气系统在每个行 程 中除 了 有一 段充 气作 功外 , 还有相 当一 段行 程是 利用 压气 的 膨胀 作功 。 因 此 , 压 气的 能量利 用率较高 。 图 3 为这 种 配气系 统的 理 论示功图 。 当 锤体从左死点 开始运动时 ( 图 3 ) , 锤体左腔 从 a 点到 b 点是充 气过程 。 充 气 过程压力 尸: 的 大小取 决 于州匆叫火义创召.|.带城 蜜砷一、 、管路压力 、 气路 断面积 、 气缸直径 及锤体运 动速度 。 当 锤体关 闭 气路 2 后 , 锤体 就在压 气的膨胀作 用 下 运 动 到 C 点 , 就是到排气 路 5 打 开时 为 止 。 在 d 点 时 , 锤体 到 达右 死 点 , 锤体 冲击钎尾 此时 气路 “ 被 打开 , 压 缩空 气 由 气路 3 进入 气缸右腔 , 迫使锤体 向左 移 动 。 . 布. 点时 , 左腔 的 排气路 5 被 关 闭 。 由 于 排气 路狭 罕 及 摊体 运 ;) 速度 犬 , 锤 体左 腔 的 压力 将 提高 ,就 是在 e 点时 , 左 腔 的 压力 已超 过了 大气 压 力 P 二 。 当 锤体继 续运 动时 , 封闭 在左腔 内 的空 气被压缩石 在 点 时 , 气路 2 被 打 开 , 新的 压缩 空气 沿气路 2 进 入 锤体左腔 。 此时 , 锤体在其 f惯 性及右腔压 力 的作用 下继 续 向左移动 , 直 到 排气路 6 被 打开为止 。 当 排气路 6 打 开及锤体返览 a 点时, 锤 体重 新开始工作行 程 。 在 t点气体的压 缩程 度取决 于气缸锤体的 有 关尺寸 , 即结构 尺寸 。(2 ) 气路 位 于锤体 上 的 无 阀 配 气系统 。图 4 为 气路位于 锤 体 上的 无 阀 配气系 统 。 压缩空 气沿 气路 1 进 入 气缸内 的 环 形 空 腔 C中 , 并 对锤体 2 的环 形 凸 台产 生作用 力 , 锤体 在整个工 作过程 中一 直承 受 着这个作用 力 。 在图 4 所示 的 位置 , 气缸左腔 通过气 路 3 及 4 与 外界 大气相 通 , 因 此锤体 在压 缩空气的 作用 下向左移动 。 当睡体上的 气 路 5 与 气路 1 重 合时 , 压缩空 气便通过 气路 5 进入 气缸左 腔 B , 开始对锤体的左移 产生制 动作 用 , 继 而迫 使锤体向 右移 动 ( 因 B 腔 的作 用 面积 比环形作 用 面积 C大得 多 ) , 并冲击尾柄 6 。 当 锤体到 达右 死点并 冲击尾柄 屁 气路 3 与 气 缸 上 排 气 孔 4 相通 , B 腔 排气 。 锤体 在环 形空腔 C 压气 的 作用 下 又 向左移 动 , 实 现下一个 循环这 种冲击 器在工 作行程 时 , 右 腔 A内始终 没有反压力 , 这是 这种结 构的 一个优点 。 但 由于 锤体形状 复杂 , 内 部 并有气路 , 锤体 的 坚 固性不 如 实心 锤体 。总 的 来说 , 无阀 配 气 系统 由 于 其结构所限 , 往 往锤体 要做 得很 长 , 而行 程却 很短 。 因 此 , 限 制 了 它 的 功 率 的 发挥 。 但由 于 利用 了 压 气 的膨胀功 , 所 以压气的能量利 用 率 较高 。 这种 配 气系 统 由于行 程短 , 在往 用 于高频冲 击器的 设计上 。2. 有 阁 配气 系统所谓 有 阀 配气 系 统 , 就 是这种 冲 击 器具 有专 门 的配 气 阀 来负责分 配进入 气缸的 压缩空气的 方 向 , 从而使 锤体实现往 复运 动 。 有 阀 配气系 统 的 结构 形式 很多 , 但按其动 作原 理 大致可分为 三种 配气阀 , 即 活 阀配 气 系 统 、 控 制 阀 配气 系统及半控 制 阀配气 系统( 1 ) 活 阀 配 气 系统图 5 为 蝶状活 阀配气 系 统示 意图 。 蝶状 阀 在阀 座 上可 以 左右摆 动 。 在 阀 座上 有两个对称的 进气 孔 2 及 3 石蝶状阀 的 左右摆动可 以 轮流关 闭及开放 这两个 进 气孔 。当 在图 示位 置时 , 压 缩空气 自气 路 l进入 , 经 气孔 2 进入 气 缸后室入 厂推动 活塞 (或 锤体 ) 向 前移 动 , 前室 B中 的 空气 则 由排 气孔 5 排入 犬气 。 当活塞蒯 于至关 闭排 气孑g 弓后 , 活塞 在后 室的 压 力 及 惯性 作用 下继续 向 前移动 , 并压 缩前 室 B 中 的 空 气 直至 冲击钎 尾 。 当 活塞 前行 至 前死点 并冲 击钎尾 时 , 由 于前 室被 压缩的 空 气压力 已上升得 很大而 后 室 又打 开了 排气 孔 , 由于 作用 在 何片 上的压 力不平 衡傀阀摆 动 变 换 位 5 A置 。 这时气孔 2 被阔 片盖住 , 气孔 3 则被 打开 。 压 缩空气 经 由气 孔 3 及 4 进入气娜 前室 残 ,迫使活塞 向左移 动 。 同样在活塞左部 边缘 关闭排气孔 6 后 , 压缩空气被压缩恤 压九禹升 。 这种压力一 方面 对活塞 的左移起到 制 动 作用 , 同 时又通过 气孔 2 作用在 嚼片上 , 脊后 拿弃 的拯力 大 到一定程度 , 而 前室 B 又打开 了排 气孔 5 后 , 阀 片 又失去平 衡而摆动 , 重新恢复金圈示位置 , 即 关 闭气孔 3 , 打开气孔 2 , 压气重 新 进 入 后室 , 活塞重又 开始工作行程 、 -从活何配气系 统工 作原 理我们可 以知 澎 配气 阀 位置 的变换是靠气 缸内被压缩气体压力的 升高来推动的 , 也 就 是靠被压 缩气体的反作用 力来 工作的 , 所以也 叫 做反作用 阀 , 在 且本的文献 中 叫做反动 阀 。 这 种 阀的 结构形式很多 , 如环状 阀 、 画板 阀 、 孔 板阀 、 滚筒阔 、 带轴方 板阀 、 菱形 阀 、 片 阀 、 月 牙 阀 、 球 阀 等 (见图 1 1) 。 但是尽管结 构形式多样 , 其动 作原 理是一 样的 。 图 6 为活阀 配气 系统的 示功 图 。 从图 中可 以看 出 , 前 、 后室内 的 最高压 力超过 了进入 气缸的 压缩 空气 压力 , 特 别是后 室 , 有时超过约 2 公 斤/厚米“ , 有瞬时 的气体倒流现 象活阅配气 系统的代声: 迄)配气机构简单 , 对沾污 的 灵敏 度小 , 气缸 壁上气路减卜到 一或 两个 , 因 而制 作 容易扩璧厚 也可薄些 , 可 以减 轻机重 , 可 以提 高冲击频率 , 阀 的 磨损 小 。活 阁配 气系 统 的缺 点 : 由于 反压 较大 , 减 少 了 冲击 功及生产率 ,滋冷必冲(欲气) 比 无阀 配 气系 统的 压 气能量利 用率 低 , 特别 在设计不 当 , 活阀变换位置与排 气孔打开的 时 间 配合得不好 时 , 还 有部 分新鲜 压缩 空气未经 作功 而直接排至 大气 , 这就更浪费了 责重的 压缩空气 , 正如其 示功图 ( 图 6 ) 上所 示 , 推 阀 时气缸内的 压 力大大高于进气压 力 , 从而增 大了冲击工 具的 后座 力 , 不 利于使用 , 当 压气压 力下 降时 , 冲击工具 的性能下降较快 , 由 于工作原理所限 , 活 阀配 气也很难做成短活 塞长行 程的 , 因 此使用 范 围受 到一定 的限制 。 2 ) 控 制 阀 配 气 系统所 谓控 制 阀 配气 系 统 , 阀 的 移动 即 位置的 变换 ) 不 是雏气舆内林琢缩的穿气雌压力来推动 , 而是由管 路来的 压 缩空气 所推动 。 何移动的 时 间 则 由 活塞运 动 中推润孔的开 闭 时间 所决定 。 这 种 阀不 省进 气压 力是多 大 , 只 要打开推阀 孔 , 阀就 移动 。 所 以 这种 阀 的 运动 规律是由 推阀 孔 位置所控 制 的 , 因此称 为控制 阀 。 在 日 本称 为 自动 阀参考文献：参 考 资 料(不包 括本 讲座中 已提 及的参考 资料