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气动技术基础 气动技术是以压缩空气作为动力源驱动气动执行元件完成一定的运动规律的应用技术 1 气源是给气动系统提供符合一定要求的压缩空气的系统 气源系统包括 压缩空气发生装置压缩空气净化装置传输管道等 1 气源基本知识 2 1 1压缩空气 气动装置的工作介质是压缩空气 压缩空气的质量直接关系到气动装置能否正常工作 干压缩空气在空气压缩过程中 在中间冷却器中可以将空气中的大部分的水蒸气除去 在储气罐中压缩空气还可以被进一步冷却 因此从空气压缩站输出的压缩空气是很干燥的 这种干燥的压缩空气就称为干压缩空气 3 无油压缩空气不含油气的压缩空气称为无油压缩空气 由压缩机排出的油气是不能用于气动功率部件润滑的 4 1 2压力 计量单位国际单位制 帕斯卡 简称帕 Pa 过去常用的单位 大气压 atm 或千克力每平方厘米 kgf cm2 实际应用单位 兆帕 MPa 或巴 bar 5 1psi 6 895kPa 0 06895bar 1Pa 1N m2 1MPa 106Pa 1bar 105Pa 0 1MPa1atm 1 033kgf cm2 1 0133bar 101330Pa 2 各个压力单位之间的关系 6 以大气压力为参考0点 大于大气压力的压力为正压力 小于大气压力的压力则为负压力 负压力也称为真空 3 压力的正负 7 1 3气源设备 1 3 1空气压缩机空气压缩机的种类很多 有以下几种分类 按工作原理分类 分为容积型和速度型 按结构形式分类 8 按输出压力分类低压空压机0 2 1 0Mpa中压空压机1 0 10MPa高压空压机10 100MPa超高压空压机 100MPa 9 1 3 2净化装置 压缩空气净化装置是用于除去压缩空气中的水份 油份以及固体颗粒杂质的装置 压缩空气净化装置分为主管道净化装置和支管道净化装置 主管道净化装置包括 后冷却器 各种大流量的过滤器 包括除水过滤器 除油过滤器 除臭过滤器等 各种干燥器 排污器和储气罐等 支管道净化装置包括各种小流量的过滤器 排水器等 10 1 3 3空气压缩器站 由空气压缩机 后冷却器和储气罐即可组成空气压缩器站 用于为气动设备提供符合要求的压缩空气 11 1 3 4气动三联件 过滤器 减压阀 油雾器 12 过滤器用于对气源的清洁 可过滤压缩空气中的水份 避免水份随气体进入装置 1 过滤器 13 减压阀用来减小气源压力并对其进行稳压 使气源处于恒定状态 2 减压阀 14 油雾器用来对气动执行部件进行润滑 可以对不方便加润滑油的部件进行润滑 大大延长机体的使用寿命 3 油雾器 15 过滤器 减压阀 油雾器 它们通常组合在一起使用 称为气动三联件 可用下面的符号表示 4 三联件符号 16 2 气动元件 气动元件是指利用压缩空气工作的元件 按照功能的不同 可以分为 气动执行元件气动控制元件气动检测元件真空元件其它气动辅助元件 17 2 1气动执行元件 气动执行元件的作用是利用压缩空气的能量 实现各种机械运动的装置 气动执行元件的特点 运动速度快输出调节方便结构简单制造成本低维修方便环境适应性强等 主要的执行元件有气缸和气马达 18 1 气缸分类 1 按结构分 19 2 按照缸径尺寸分类 微型气缸缸径 2 5 6mm小型气缸缸径 8 25mm中型气缸缸径 32 320mm大型气缸缸径 320mm 3 按照安装形式分类 整体式可拆式多面安装式 20 2 气缸介绍 1 普通气缸普通气缸 在结构上只有一个活塞和一个气缸杆双作用气缸 两个方向上都受气压控制的气缸单作用气缸 只有一个方向上是受气压控制的气缸 基本结构 21 图形符号 22 3 短行程气缸短行程气缸结构紧凑 轴向尺寸比普通气缸短 即气缸杆运动的行程短 23 2 2气动控制元件 流量控制阀 或流量调节阀 起控制与调节流量作用 方向控制阀 起控制气流方向或控制气路通断作用 压力控制阀 或压力调节阀 起控制与调节压力作用 气动控制元件是指在气动系统中起控制气流的流量 方向 压力的气动元件 24 1 压力控制阀 按照压力控制阀在气动系统中的作用不同 压力控制阀可以分为三类 减压阀 溢流阀 顺序阀 1 减压阀减压阀在气动系统中的作用是将输入压力降到气动工作系统所需的工作压力 并保持压力恒定 直动式是利用弹簧力直接作用来达到调压目的的 先导式是利用一个预先调整好的气压来代替直动式中的调压弹簧来实现调压目的的 减压阀的调压方式有直动式和先导式两种 25 几种常用的减压阀 26 2 溢流阀 溢流阀在气动系统中的作用是当系统中的工作压力超过设定值时 排出多余的压缩空气 以保证进口的压力为设定值 在系统中起着安全保护 过载 作用的溢流阀称为安全阀 3 顺序阀顺序阀是利用回路中的压力变化来控制动作顺序的压力控制阀 27 4 压力控制阀的图形符号 28 2 流量控制阀 1 简介流量控制阀是控制压缩空气流量的控制阀 是通过改变压缩空气在管道中流动时受到的局部阻力而实现的 实现方法有两种 一种是采用固定式装置 如孔板 毛细管等 另一种是采用可调节式装置 如节流阀 29 几种形式的节流阀 30 快速接口 31 32 2 常用节流阀的图形符号 33 3 方向控制阀 用于控制压缩空气的流动方向的控制阀即为方向控制阀 1 分类 按控制方式分类按照阀的控制方式的不同 一般可以将方向控制阀分为 气控阀 电磁阀 机控阀和人控阀 按阀的气路端口数量分类按照P口 输入口 A口 输出口 和R口 排气口 的数目之和进行分类 可以将阀分为二通阀 三通阀 四通阀 五通阀等 34 按阀芯可变换的位置数量分类按阀芯的工作位置数量分类 阀可分为二位阀和三位阀 按控制信号的数量分类按控制信号的数量来分类 阀可以分为单控阀和双控阀 35 按阀芯的结构分类按照其结构的不同阀可以分为截止式 滑柱式和同轴截止式 按气流在阀内的流通方向是否可换进行分类按气流在阀内的流通方向是否可换进行分类 阀可以分为单向阀和双向阀 36 按阀的连接方式分类按照阀的连接方式进行分类 阀有管式连接 板式连接 集成式连接 法兰式连接等几种 按照是否符合某种国际标准分类按照是否符合某种国际标准进行分类 可以分为标准阀和普通阀 37 2 基本名称 用阀芯工作位置的数量和阀的气路端口数量来描述 称为几位几通阀 例如 二位三通阀 三位五通阀等 按阀的控制方式及控制信号的数量描述 例如 单 双电磁 先导 阀 也称为单 双电控阀 单 双气控阀等 38 3 方向控制阀的图形符号 控制元件 39 举例 二位三通电磁先导阀 常断型 二位三通电磁先导阀 常通型 40 4 常见方向控制阀 符合各种标准的方向控制阀 41 5 电磁阀 分类直动式电磁阀直动式电磁阀是利用电磁力直接推动阀芯改变位置达到气路换向目的的 分为单电控直动式电磁阀和双电控直动式电磁阀 先导式电磁阀先导式电磁阀是由小型的直动式电磁阀和大型的气控换向阀组成的 它是利用小型直动式电磁阀输出的先导气压来控制大型的气控换向阀的阀芯 从而达到换向目的的 因此 小型直动式电磁阀又被称为电磁先导阀 注意电磁先导阀与先导式电磁阀的区别 42 4 真空发生器 真空发生器是一种粗真空发生装置 它的工作原理是射流原理 43 真空发生器的图形符号 44 5 阀岛 1 简介 阀岛是将多个阀及相应的气控信号接口 电控信号接口甚至电子逻辑器件等集成在一起的一种集合体 通常是一个电子气动单元 2 CP阀岛 CP阀岛又称为紧凑型阀岛 它由紧凑型阀 CP阀 组成 CP阀的体积小 流量大 体积 流量比特别大 45 几种最优化应用阀岛 46 例一速度控制回路 1 单作用气缸的速度控制回路图 a 为气缸杆伸出调速方式 图 b c 均为气缸杆缩回调速方式