第12章 气压传动系统1

1、1 第12章 气压传动系统 一、气压传动概述气压传动概述 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 三、气压执行元件气压执行元件 2 第12章 气压传动系统 一、气压传动概述气压传动概述 气压传动就是用气体作为工作介质，在密封的回路里，以气体的压气压传动就是用气体作为工作介质，在密封的回路里，以气体的压 力能进行能量传递的一种传动方式。自力能进行能量传递的一种传动方式。自20世纪世纪60年代以来，气压传年代以来，气压传 动发展得十分迅速，目前气压传动已成为一个独立的专门技术领域。动发展得十分迅速，目前气压传动已成为一个独立的专门技术领域。 12.1 气压传动系统的组成气压传动系统的组成 典型的

2、气压传动系统一般由气源装置、气压控制元件、气压执行元件和气典型的气压传动系统一般由气源装置、气压控制元件、气压执行元件和气 压辅助元件四个部分组成，如图压辅助元件四个部分组成，如图12.1所示。所示。 3 第12章 气压传动系统 一、气压传动概述气压传动概述 12.1 气压传动系统的组成气压传动系统的组成 4 第12章 气压传动系统 一、气压传动概述气压传动概述 12.1 气压传动系统的组成气压传动系统的组成 1气源装置气源装置(或称动力元件或称动力元件) 气源装置是把机械能转化成压力能的装置，为各类气动设备提供动力。用气气源装置是把机械能转化成压力能的装置，为各类气动设备提供动力。用气 量较

3、大的单位一般设有专门的压缩空气站，通过输送管道统一向各用气点分量较大的单位一般设有专门的压缩空气站，通过输送管道统一向各用气点分 配压缩空气。气源装置的主体部分是空气压缩机，另外还有气源净化设备。配压缩空气。气源装置的主体部分是空气压缩机，另外还有气源净化设备。 2、气压执行元件、气压执行元件(或称执行装置或称执行装置) 气压执行元件是把压力能转化成机械能的装置，输出力和速度气压执行元件是把压力能转化成机械能的装置，输出力和速度(或转矩和转或转矩和转 速速)，以驱动工作部件。一般常见的气压执行元件是气缸和气动马达。，以驱动工作部件。一般常见的气压执行元件是气缸和气动马达。 5 第12章 气压传

4、动系统 一、气压传动概述气压传动概述 12.1 气压传动系统的组成气压传动系统的组成 3、气压控制元件、气压控制元件(或称控制调节装置或称控制调节装置) 气压控制元件是对气体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置，保气压控制元件是对气体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置，保 证执行元件具有一定的输出力、速度和方向。这类元件主要包括压力控制阀证执行元件具有一定的输出力、速度和方向。这类元件主要包括压力控制阀 、流量控制阀、方向控制阀和逻辑元件等。、流量控制阀、方向控制阀和逻辑元件等。 4、气压辅助元件、气压辅助元件(或称辅助装置或称辅助装置) 气压辅助元件是指除以上三种组成部分以外的

5、其他装置，如各种管接件、过气压辅助元件是指除以上三种组成部分以外的其他装置，如各种管接件、过 滤器、干燥器、消声器、油雾器、压力表等。它们对保证系统可靠、稳定地滤器、干燥器、消声器、油雾器、压力表等。它们对保证系统可靠、稳定地 工作起着重要作用。工作起着重要作用。 6 第12章 气压传动系统 一、气压传动概述气压传动概述 12.2 气压传动的优、缺点气压传动的优、缺点 1、气压传动的优点、气压传动的优点 (1) 气压传动系统的介质是空气，成本低且不会污染环境。气压传动系统的介质是空气，成本低且不会污染环境。 (2) 气压传动的工作介质粘度很小，便于集中供气和远距离输送，使用方便。气压传动的工作

6、介质粘度很小，便于集中供气和远距离输送，使用方便。 (3) 气压传动可以在易燃、易爆、多尘埃、强辐射、振动等恶劣环境中工作。气压传动可以在易燃、易爆、多尘埃、强辐射、振动等恶劣环境中工作。 (4) 气压传动的动作速度和反应快。气体流速可以大于气压传动的动作速度和反应快。气体流速可以大于10 ms，甚至接近声，甚至接近声 速，因此在速，因此在0.020.03 s内即可以达到所要求的工作压力和速度。内即可以达到所要求的工作压力和速度。 (5) 气压传动可以在一定的超负载工况下运行，并不易发生过热现象。气压传动可以在一定的超负载工况下运行，并不易发生过热现象。 7 第12章 气压传动系统 一、气压传

7、动概述气压传动概述 12.2 气压传动的优缺点气压传动的优缺点 2、气压传动的缺点、气压传动的缺点 (1) 气压传动系统的工作压力低，仅适用于小功率场合。气压传动系统的工作压力低，仅适用于小功率场合。 (2) 由于空气的可压缩性大，会给位置和速度的控制精度带来很大影响。由于空气的可压缩性大，会给位置和速度的控制精度带来很大影响。 (3) 气压传动系统的噪声大气压传动系统的噪声大(尤其是排气时尤其是排气时)，所以需要加消声器。，所以需要加消声器。 (4) 气压传动中气压信号的传递速度限制在声速以内，比电子信号和液压信号气压传动中气压信号的传递速度限制在声速以内，比电子信号和液压信号 的传递速度慢

8、得多，因此不适用于高速传递信号及控制非常复杂的回路。的传递速度慢得多，因此不适用于高速传递信号及控制非常复杂的回路。 8 第12章 气压传动系统 一、气压传动概述气压传动概述 12.3 气压传动的应用气压传动的应用 气压传动的应用历史悠久，早在公元前，埃及人就开始用风箱产生压缩空气气压传动的应用历史悠久，早在公元前，埃及人就开始用风箱产生压缩空气 助燃，这是最初气压传动的应用。从助燃，这是最初气压传动的应用。从18世纪产业革命开始，气压传动逐渐被世纪产业革命开始，气压传动逐渐被 应用到各类行业中，如矿山用的风钻、火车的刹车装置等。目前，世界各国应用到各类行业中，如矿山用的风钻、火车的刹车装置等

9、。目前，世界各国 都把气压传动作为一种低成本的工业自动化手段。都把气压传动作为一种低成本的工业自动化手段。 气压传动技术在工业领域中应用广泛，许多机器设备中都装有气压传动气压传动技术在工业领域中应用广泛，许多机器设备中都装有气压传动 系统，如机械、电子、钢铁、橡胶、纺织、化工、食品、包装、印刷和烟草系统，如机械、电子、钢铁、橡胶、纺织、化工、食品、包装、印刷和烟草 等。等。 视频：视频：气压系统应用（一）气压系统应用（一） 视频：视频：气压系统应用（二）气压系统应用（二） 视频：视频：气压系统应用（三）气压系统应用（三） 9 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 气

10、源装置气源装置和和辅助元件辅助元件是气动系统中两个不可缺少的重要组成部分，气源装置提是气动系统中两个不可缺少的重要组成部分，气源装置提 供足够清洁、干燥且具有一定压力和流量的压缩空气，并且满足气压传动和控供足够清洁、干燥且具有一定压力和流量的压缩空气，并且满足气压传动和控 制的要求。气动辅助元件是气压系统中元件连接、提高系统可靠性及改善工作制的要求。气动辅助元件是气压系统中元件连接、提高系统可靠性及改善工作 环境等所必需的。环境等所必需的。 （一）（一）气源装置气源装置 1、气源装置的组成和布局、气源装置的组成和布局 10 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一

11、）气源装置（一）气源装置 1、气源装置的组成和布局、气源装置的组成和布局 空气压缩机从大气中吸入含有水分和灰尘的空气，经压缩后空气的温度提高空气压缩机从大气中吸入含有水分和灰尘的空气，经压缩后空气的温度提高 到约到约140170，此时空气压缩机排出的压缩空气是含有油分、水分及灰尘，此时空气压缩机排出的压缩空气是含有油分、水分及灰尘 的高温气体。的高温气体。 若将这种压缩空气送给气动系统，油蒸气可能形成易燃物，有爆炸危险；水若将这种压缩空气送给气动系统，油蒸气可能形成易燃物，有爆炸危险；水 分冷凝成水滴在管道内形成水膜，增加阻力；灰尘等污染物与凝聚的油分、分冷凝成水滴在管道内形成水膜，增加阻力；

12、灰尘等污染物与凝聚的油分、 水分混合形成胶状物质，堵塞节流孔和气流通道；温度过高会加速气动元水分混合形成胶状物质，堵塞节流孔和气流通道；温度过高会加速气动元 件中各种密封件、膜片和软管材料的老化，降低系统的使用寿命，所以由空件中各种密封件、膜片和软管材料的老化，降低系统的使用寿命，所以由空 气压缩机排出的压缩空气必须经过降温、除油、除水、除尘和干燥，使其品气压缩机排出的压缩空气必须经过降温、除油、除水、除尘和干燥，使其品 质达到一定要求后才能使用。质达到一定要求后才能使用。 实际中，需根据对压缩空气品质的要求来设置气源装置。实际中，需根据对压缩空气品质的要求来设置气源装置。 11 第12章 气

13、压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）气源装置 1、气源装置的组成和布局、气源装置的组成和布局 空气压缩机产生一定压力和流量的压缩空气，其吸气口装有空气过滤器，以空气压缩机产生一定压力和流量的压缩空气，其吸气口装有空气过滤器，以 减少进入压缩空气内的污染杂质；压缩空气进入冷却器减少进入压缩空气内的污染杂质；压缩空气进入冷却器(又称后冷却器又称后冷却器)后温后温 度从度从140170降至降至4050，使高温气化的油分、水分凝结出来；然后，使高温气化的油分、水分凝结出来；然后 进入油水分离器，使大部分的油滴、水滴和杂质等从压缩空气中分离出来，进入油水分离器，使大

14、部分的油滴、水滴和杂质等从压缩空气中分离出来， 并从排污口排出；并从排污口排出； 将初步净化的空气送入储气罐中将初步净化的空气送入储气罐中(一般称为一次净化系统一般称为一次净化系统)，储气罐可平衡空储气罐可平衡空 气压缩机的流量和设备用气量，并稳定压缩空气的压力，同时还可以除去压气压缩机的流量和设备用气量，并稳定压缩空气的压力，同时还可以除去压 缩空气中的部分水分和油分缩空气中的部分水分和油分； 将压缩空气再送入干燥器进一步吸收、排除压缩空气中的水分、油分等，使将压缩空气再送入干燥器进一步吸收、排除压缩空气中的水分、油分等，使 之变成干燥空气；过滤器之变成干燥空气；过滤器(又称一次过滤器又称一

15、次过滤器)的作用是进一步清除压缩空气中的作用是进一步清除压缩空气中 的灰尘、杂质和颗粒。经过净化后的压缩空气送入储气罐的灰尘、杂质和颗粒。经过净化后的压缩空气送入储气罐(一般称为二次净一般称为二次净 化系统化系统)。对要求不高的气压系统可以从前面储气罐直接供气，后面储气罐。对要求不高的气压系统可以从前面储气罐直接供气，后面储气罐 中输出的压缩空气可用于要求较高的气压系统。中输出的压缩空气可用于要求较高的气压系统。 12 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）气源装置 2、空气、空气压缩机压缩机 空气压缩机简称空压机，是气源装置的核心。空气压缩机简

16、称空压机，是气源装置的核心。 空压机将电动机或内燃机的机械能转化为压空压机将电动机或内燃机的机械能转化为压 缩空气的压力能缩空气的压力能。 空气压缩机按工作原理分为空气压缩机按工作原理分为容积型压缩机容积型压缩机和和 速度型压缩机速度型压缩机。 容积型压缩机的工作原理是压缩气体的体积容积型压缩机的工作原理是压缩气体的体积 ，使单位体积内气体分子的密度增加以提高，使单位体积内气体分子的密度增加以提高 压缩空气的压力。压缩空气的压力。 速度型压缩机的工作原理是提高气体分子的速度型压缩机的工作原理是提高气体分子的 运动速度，使气体分子具有的动能转化为气运动速度，使气体分子具有的动能转化为气 体的压力

17、能，从而提高压缩空气的压力。在体的压力能，从而提高压缩空气的压力。在 气压传动中，通常采用卧式容积型活塞式空气压传动中，通常采用卧式容积型活塞式空 气压缩机。其工作原理如右图所示。气压缩机。其工作原理如右图所示。 13 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）气源装置 2、空气压缩机、空气压缩机 吸气过程：当活塞吸气过程：当活塞4向右移动时，气缸向右移动时，气缸3左腔左腔 的压力低于大气压力，进气阀的压力低于大气压力，进气阀2打开，空气打开，空气 在大气压力作用下进入气缸在大气压力作用下进入气缸3左腔。左腔。 压缩过程：当活塞压缩过程：当活塞4向左

18、移动时，进气阀向左移动时，进气阀2在在 气缸气缸3左腔内压缩气体的作用下关闭，气缸左腔内压缩气体的作用下关闭，气缸 左腔内的气体被压缩。左腔内的气体被压缩。 排气过程：当气缸左腔内的气体压力增高到排气过程：当气缸左腔内的气体压力增高到 略大于输出管路内的气体压力后，排气阀略大于输出管路内的气体压力后，排气阀1打打 开，压缩空气排入输气管道。开，压缩空气排入输气管道。 往复运动：活塞往复运动：活塞4的往复运动是由电动机的往复运动是由电动机(或内或内 燃机燃机)带动曲柄带动曲柄9转动，通过连杆转动，通过连杆8、滑块、滑块6、 活塞杆活塞杆5转化成直线往复运动而产生的。转化成直线往复运动而产生的。

19、14 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）气源装置 3、压缩空气净化和储存装置、压缩空气净化和储存装置 压缩空气的净化、储存装置一般包括冷却器、油水分离器、储气罐和干燥器等。压缩空气的净化、储存装置一般包括冷却器、油水分离器、储气罐和干燥器等。 (1) 冷却器冷却器 冷却器安装在空气压缩机的出口管道上，能将空气压缩机排出的高温气体的温冷却器安装在空气压缩机的出口管道上，能将空气压缩机排出的高温气体的温 度降低到度降低到4050，压缩空气中的油雾和水气大部分可以凝结成滴而析出。，压缩空气中的油雾和水气大部分可以凝结成滴而析出。 冷却器的冷却方式有

20、水冷和风冷两种。风冷依靠风扇作用产生的冷空气通过散冷却器的冷却方式有水冷和风冷两种。风冷依靠风扇作用产生的冷空气通过散 热片以降低通过的热空气。最常用的冷却方式为水冷，是通过强迫冷却水沿压热片以降低通过的热空气。最常用的冷却方式为水冷，是通过强迫冷却水沿压 缩空气流动方向的。缩空气流动方向的。 如图所示，为蛇管式冷却器，如图所示，为蛇管式冷却器， 钢管盘成螺旋状，形成蛇形，钢管盘成螺旋状，形成蛇形， 浸在冷却水中；气体在管内浸在冷却水中；气体在管内 流动，水在管外水套中流动。流动，水在管外水套中流动。 15 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）

21、气源装置 3、压缩空气净化和储存装置、压缩空气净化和储存装置 压缩空气的净化、储存装置一般包括冷却器、油水分离器、储气罐和干燥器等。压缩空气的净化、储存装置一般包括冷却器、油水分离器、储气罐和干燥器等。 (2) 油水分离器（除油器）油水分离器（除油器） 油水分离器安装在冷却器后面，主要是用离心、撞击、水洗等方法使压缩空气中油水分离器安装在冷却器后面，主要是用离心、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凝聚的水分、油分等杂质从压缩空气中分离出来。 分离的方式主要包括环形回转式、撞击并折回式、分离的方式主要包括环形回转式、撞击并折回式、 离心旋转式、水浴式及以上形

22、式的组合使用等。离心旋转式、水浴式及以上形式的组合使用等。 如图所示的油水分离器，采用惯性分离原理，压如图所示的油水分离器，采用惯性分离原理，压 缩空气自入口进入后，因撞击隔板而折回向下，缩空气自入口进入后，因撞击隔板而折回向下， 继而回升向上，形成回转环形流，使水滴、油继而回升向上，形成回转环形流，使水滴、油 滴和杂质在离心力和惯性力的作用下，从空气中滴和杂质在离心力和惯性力的作用下，从空气中 分离析出，并沉降在底部，通过定期打开底部阀分离析出，并沉降在底部，通过定期打开底部阀 门排出，初步净化的空气从出口送往储气罐。门排出，初步净化的空气从出口送往储气罐。 16 第12章 气压传动系统 二

23、、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）气源装置 3、压缩空气净化和储存装置、压缩空气净化和储存装置 (3) 储气罐储气罐 储气罐有下述作用：储气罐有下述作用： 使压缩空气供气平稳，减少压力脉动；使压缩空气供气平稳，减少压力脉动； 作为压缩空气瞬间消耗需要的储存补充之用，使输出气流具有流量连续性和气作为压缩空气瞬间消耗需要的储存补充之用，使输出气流具有流量连续性和气 压稳定性；压稳定性； 储存一定量的压缩空气，调节用气量或以备发生故障和临时需要时应急使用；储存一定量的压缩空气，调节用气量或以备发生故障和临时需要时应急使用； 利用储气罐的大表面积散热分离压缩空气中的部分水分和

24、油分。利用储气罐的大表面积散热分离压缩空气中的部分水分和油分。 储气罐一般采用圆筒状焊接结构，有立式和卧式两种。使用时进气口在下，出气储气罐一般采用圆筒状焊接结构，有立式和卧式两种。使用时进气口在下，出气 口在上，两者间的距离应尽可能大。储气罐的结构如图所示，安全阀的作用是当口在上，两者间的距离应尽可能大。储气罐的结构如图所示，安全阀的作用是当 储气罐内的压力超过允许限度时，可将压缩空气排出；压力表显示储气罐内的压储气罐内的压力超过允许限度时，可将压缩空气排出；压力表显示储气罐内的压 力；最低处应设有排水阀，以排掉凝结在储气罐内所有的水。储气罐属于压力容力；最低处应设有排水阀，以排掉凝结在储气

25、罐内所有的水。储气罐属于压力容 器，应遵守压力容器的有关规定，必须有产品耐压合格证书。器，应遵守压力容器的有关规定，必须有产品耐压合格证书。 17 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）气源装置 3、压缩空气净化和储存装置、压缩空气净化和储存装置 (4) 干燥器干燥器 干燥器进一步吸收和排除压缩空气中的水分、油分，使之变为干燥空气，以供对干燥器进一步吸收和排除压缩空气中的水分、油分，使之变为干燥空气，以供对 气源品质要求较高的气动仪表等系统使用。气源品质要求较高的气动仪表等系统使用。 目前使用的干燥方法主要是吸附法和冷冻法。目前使用的干燥方法主要

26、是吸附法和冷冻法。 冷冻式干燥器的工作原理是利用制冷设备使湿空气冷却到其露点温度以下，使空冷冻式干燥器的工作原理是利用制冷设备使湿空气冷却到其露点温度以下，使空 气中的水蒸气凝结成水滴并清除出去，以降低其含湿量，增加干燥程度。然后再气中的水蒸气凝结成水滴并清除出去，以降低其含湿量，增加干燥程度。然后再 将压缩空气加热至环境温度输送出去。吸附式干燥器是利用硅胶、铝胶、分子筛、将压缩空气加热至环境温度输送出去。吸附式干燥器是利用硅胶、铝胶、分子筛、 焦炭等吸附剂吸收压缩空气中的水分，使压缩空气得到干燥的方法，吸附法除水焦炭等吸附剂吸收压缩空气中的水分，使压缩空气得到干燥的方法，吸附法除水 效果很好

27、。效果很好。 如图所示，是吸附式干燥器的工作原理图，压缩空气从进气口进入干燥器，通过如图所示，是吸附式干燥器的工作原理图，压缩空气从进气口进入干燥器，通过 上吸附剂层、栅板和下吸附剂层以后，其中的水分被吸收而得到干燥；然后经过上吸附剂层、栅板和下吸附剂层以后，其中的水分被吸收而得到干燥；然后经过 过滤器和密封垫过滤掉灰尘和其它固态杂质后从出气口中输出。过滤器和密封垫过滤掉灰尘和其它固态杂质后从出气口中输出。 18 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）气源装置 3、压缩空气净化和储存装置、压缩空气净化和储存装置 (4) 干燥器干燥器 干燥器中的吸

28、附剂吸水达到饱和状态后将失去吸附干燥器中的吸附剂吸水达到饱和状态后将失去吸附 水分的能力，需用干燥的热空气或其它方法除去吸水分的能力，需用干燥的热空气或其它方法除去吸 附剂中的水分，使其再生后才能使用。故气源装置附剂中的水分，使其再生后才能使用。故气源装置 中一般设置两套干燥器，一套工作时，另一套再生。中一般设置两套干燥器，一套工作时，另一套再生。 关闭进气管和排气管，将干燥再生热空气从再生空关闭进气管和排气管，将干燥再生热空气从再生空 气入口处通入，使吸附剂吸附的水分蒸发为水蒸气，气入口处通入，使吸附剂吸附的水分蒸发为水蒸气， 从两个再生空气出口处排入大气。经过从两个再生空气出口处排入大气。

29、经过34h干燥、干燥、 45h冷却后，干燥器就可以再使用了。冷却后，干燥器就可以再使用了。 吸附式干燥器体积小、质量轻、易维护，但处理流吸附式干燥器体积小、质量轻、易维护，但处理流 量小。因此，适合于处理空气量小、干燥程度要求量小。因此，适合于处理空气量小、干燥程度要求 高的场合。高的场合。 气源装置中的冷却器、油水分离器、干燥器、过滤器及储气罐等均属压力容器，气源装置中的冷却器、油水分离器、干燥器、过滤器及储气罐等均属压力容器， 需按有关标准设计制造并做水压试验，一般试验压力需按有关标准设计制造并做水压试验，一般试验压力ps1.5p (工作压力工作压力)。 19 第12章 气压传动系统 二、

30、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）气源装置 4、辅助元件、辅助元件 辅助元件主要包括过滤器、油雾器、消声器、管道及其它辅助元件，是气动系辅助元件主要包括过滤器、油雾器、消声器、管道及其它辅助元件，是气动系 统不可缺少的重要组成部分统不可缺少的重要组成部分 （1）分水过滤器）分水过滤器 分水过滤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。如分水过滤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。如 图所示，从输入口进入的压缩空气图所示，从输入口进入的压缩空气被旋风叶片被旋风叶片1导向导向，旋风叶片上有很多小缺，旋风叶片上有很多小缺 口，迫使空气

31、沿其切线方向产生强烈的旋转，进而使气流沿存水杯口，迫使空气沿其切线方向产生强烈的旋转，进而使气流沿存水杯4的圆周产生的圆周产生 强烈的旋转，空气中夹杂的水滴、油污物等在离心力的作用下与存水杯内壁碰强烈的旋转，空气中夹杂的水滴、油污物等在离心力的作用下与存水杯内壁碰 撞，从空气中分离出来并沉淀于水杯底部。当气流通过滤芯撞，从空气中分离出来并沉淀于水杯底部。当气流通过滤芯2时，由于滤芯的过时，由于滤芯的过 滤作用，气流中的灰尘及雾状水分被滤除，洁净的气体从输出口输出。滤作用，气流中的灰尘及雾状水分被滤除，洁净的气体从输出口输出。 20 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元

32、件 （一）气源装置（一）气源装置 4、辅助元件、辅助元件 （1）分水过滤器）分水过滤器 挡水板挡水板3是为防止气流的旋涡卷起存水杯中的积水破坏滤芯的过滤作用而设置的。是为防止气流的旋涡卷起存水杯中的积水破坏滤芯的过滤作用而设置的。 为保证分水过滤器正常工作，须及时打开手动放水阀为保证分水过滤器正常工作，须及时打开手动放水阀5放掉存水杯中的污水。存水放掉存水杯中的污水。存水 杯由透明材料制成，便于观察其工作情况、污水高度和滤芯杯由透明材料制成，便于观察其工作情况、污水高度和滤芯2的污染程度。的污染程度。 21 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）

33、气源装置 4、辅助元件、辅助元件 （2）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，它将润滑油喷射成雾状，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， 随压缩空气一起流入需要润滑的部件，达到润滑的目的。目前，气动控制系统随压缩空气一起流入需要润滑的部件，达到润滑的目的。目前，气动控制系统 中的控制阀、气缸和气动马达主要是靠带有油雾的压缩空气来实现润滑的，其中的控制阀、气缸和气动马达主要是靠带有油雾的压缩空气来实现润滑的，其 优点是方便、干净、润滑质量高。优点是方便、干净、润滑质量高。 22 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元

34、件 （一）气源装置（一）气源装置 4、辅助元件、辅助元件 （2）油雾器）油雾器 23 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）气源装置 4、辅助元件、辅助元件 （2）油雾器）油雾器 如前图所示，是油雾器的结构原理图，压缩空气从输入口进入，绝大部分从输出如前图所示，是油雾器的结构原理图，压缩空气从输入口进入，绝大部分从输出 口流出，小部分由立杆口流出，小部分由立杆1中的小孔中的小孔a进入特殊单向截止阀进入特殊单向截止阀2。当压缩空气刚进入时，。当压缩空气刚进入时， 钢球被压在阀座上，但钢球与阀座密封不严，有点漏气，可使储油杯钢球被压在阀座上，但钢球与

35、阀座密封不严，有点漏气，可使储油杯5上腔的压力上腔的压力 逐渐升高，使杯内油面受压，迫使储油杯内的油液经吸油管逐渐升高，使杯内油面受压，迫使储油杯内的油液经吸油管6、单向阀、单向阀7和节流阀和节流阀8 滴入透明的视油器滴入透明的视油器9内，然后再滴入立杆内，然后再滴入立杆1中的小孔中的小孔b，被主气道中的气流引射出来，被主气道中的气流引射出来， 在气流的气动力和油粘性力的作用下，雾化后随气流从输出口流出。视油器在气流的气动力和油粘性力的作用下，雾化后随气流从输出口流出。视油器9上部上部 的可调针阀用来调节滴油量，滴油量为的可调针阀用来调节滴油量，滴油量为0200滴分。关闭针阀即停止滴油喷雾。滴

36、分。关闭针阀即停止滴油喷雾。 当需要不停气加油时，拧开油塞当需要不停气加油时，拧开油塞10，油杯内的气压降为大气压，输入的气体把钢珠，油杯内的气压降为大气压，输入的气体把钢珠 压到下限位置，使特殊单向阀处于反关闭状态，封住了油杯的进气道，同时由于单压到下限位置，使特殊单向阀处于反关闭状态，封住了油杯的进气道，同时由于单 向阀向阀7的作用，压缩空气不能从吸油管倒流入油杯内，保证在不停气的情况下可以的作用，压缩空气不能从吸油管倒流入油杯内，保证在不停气的情况下可以 从油孔加油，而不至于油液因高压气体流入而从加油孔喷出。从油孔加油，而不至于油液因高压气体流入而从加油孔喷出。 油雾器在使用中一定要垂直

37、安装，它可以单独使用，也可以和分水过滤器、减压阀油雾器在使用中一定要垂直安装，它可以单独使用，也可以和分水过滤器、减压阀 三件联合使用。三件联合使用。 24 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）气源装置 4、辅助元件、辅助元件 （3）气动三联件）气动三联件 分水过滤器分水过滤器、减压阀减压阀和和油雾器油雾器三个元件无管连接而成的组件被称为气动三联件，三个元件无管连接而成的组件被称为气动三联件， 其结构紧凑，装拆及更换元件方便，故应用普遍。其结构紧凑，装拆及更换元件方便，故应用普遍。 当从气泵供给的空气进入到气动三联件时，压缩空气首先经过分水过滤

38、器将其中当从气泵供给的空气进入到气动三联件时，压缩空气首先经过分水过滤器将其中 的水分过滤掉，滤掉水的空气在经过减压阀的减压作用后输出期望得到的气压值，的水分过滤掉，滤掉水的空气在经过减压阀的减压作用后输出期望得到的气压值， 气压值可以通过安装在气动三联件上面的压力表来观测。调压后的气体经过油雾器气压值可以通过安装在气动三联件上面的压力表来观测。调压后的气体经过油雾器 后进入气动系统中。当储水杯内的水过多时，打开旋钮放掉里面的积水。后进入气动系统中。当储水杯内的水过多时，打开旋钮放掉里面的积水。三联件安三联件安 装在用气设备近处，是压缩空气质量的最后保证。装在用气设备近处，是压缩空气质量的最后

39、保证。三联件的安装顺序按进气方向分三联件的安装顺序按进气方向分 别为别为分水过滤器分水过滤器、减压阀减压阀和和油雾器油雾器。在使用中也根据实际要求采用其中的一件、两。在使用中也根据实际要求采用其中的一件、两 件或三件。件或三件。 25 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）气源装置 4、辅助元件、辅助元件 （3）气动三联件）气动三联件 分水过滤器、减压阀和油雾器三个元件无管连接而成的组件被称为气动三联件。分水过滤器、减压阀和油雾器三个元件无管连接而成的组件被称为气动三联件。 26 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件

40、（一）气源装置（一）气源装置 4、辅助元件、辅助元件 （4）消声器）消声器 消声器的作用是消除压缩气体高速通过气动元件排到大气时产生的刺耳噪声的消声器的作用是消除压缩气体高速通过气动元件排到大气时产生的刺耳噪声的 污染。消声器的工作原理就是通过阻尼或增加排气面积等方法降低排气速度和功率，污染。消声器的工作原理就是通过阻尼或增加排气面积等方法降低排气速度和功率， 达到降低噪声的目的。达到降低噪声的目的。 常用的消声器分为吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸收型三种。如下图所示，常用的消声器分为吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸收型三种。如下图所示， 为常用的吸收型消声器，其消声套由聚苯乙烯颗粒或钢珠烧结而

41、成，气体通过消声为常用的吸收型消声器，其消声套由聚苯乙烯颗粒或钢珠烧结而成，气体通过消声 套排出，气流受到阻力，声波被吸收一部分转化为热能，从而降低了噪声。此类消套排出，气流受到阻力，声波被吸收一部分转化为热能，从而降低了噪声。此类消 声器用于消除中、高频噪声，可降噪约声器用于消除中、高频噪声，可降噪约20 dB，在气动系统中应用最广。，在气动系统中应用最广。 27 第12章 气压传动系统 二、气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件 （一）气源装置（一）气源装置 4、辅助元件、辅助元件 （5）管道系统）管道系统 管路系统如同人体的血管，从空压机输出的压缩空气要通过管路系统被输送到各管路系统如同人

42、体的血管，从空压机输出的压缩空气要通过管路系统被输送到各 气动设备上。气动设备上。 气动系统中常用的有硬管和软管，硬管以钢管、紫铜管为主，常用于高温高压和气动系统中常用的有硬管和软管，硬管以钢管、紫铜管为主，常用于高温高压和 固定不动的部件之间的连接；软管有各种塑料管、尼龙管和橡胶管等，其特点是固定不动的部件之间的连接；软管有各种塑料管、尼龙管和橡胶管等，其特点是 经济、拆装方便、密封性好，但应避免在高温、高压、有辐射的场合使用。经济、拆装方便、密封性好，但应避免在高温、高压、有辐射的场合使用。 管接头是连接、固定管道所必需的辅件。管接头是连接、固定管道所必需的辅件。 28 第12章 气压传动

43、系统 三、气压执行元件气压执行元件 按一定要求将压缩空气的能量转化为机械能，实现直线、转动和摆动运动的传按一定要求将压缩空气的能量转化为机械能，实现直线、转动和摆动运动的传 动装置称为气压执行元件。动装置称为气压执行元件。 气压执行元件主要包括气缸和气动马达。气压执行元件主要包括气缸和气动马达。 气缸用压缩空气作为动力源，实现直线往复运动，输出力和直线位移。气缸用压缩空气作为动力源，实现直线往复运动，输出力和直线位移。 气动马达用压缩空气作为动力源，实现连续回转运动，输出力矩和角位移。气动马达用压缩空气作为动力源，实现连续回转运动，输出力矩和角位移。 29 第12章 气压传动系统 三、气压执行

44、元件气压执行元件 （一）气缸（一）气缸 1、气缸的分类、气缸的分类 在气动自动化系统中，由于其相对较低的成本、容易安装、结构简单、耐用、各在气动自动化系统中，由于其相对较低的成本、容易安装、结构简单、耐用、各 种缸径尺寸及行程可选，因而气缸是应用最广泛的一种执行元件。种缸径尺寸及行程可选，因而气缸是应用最广泛的一种执行元件。 根据使用条件不同，气缸的结构、形状和功能也不一样。要完全确切地对气缸进根据使用条件不同，气缸的结构、形状和功能也不一样。要完全确切地对气缸进 行分类较困难，一般可行分类较困难，一般可按压缩空气作用在活塞端面上的方向、结构特征来分类按压缩空气作用在活塞端面上的方向、结构特征

45、来分类。 (a) 按活塞两侧端面的受压状态，气缸可分为单作用式气缸和双作用式气缸。按活塞两侧端面的受压状态，气缸可分为单作用式气缸和双作用式气缸。 (b) 按结构特征分类，气缸可分为活塞式气缸、柱塞式气缸、膜片式气缸、叶片按结构特征分类，气缸可分为活塞式气缸、柱塞式气缸、膜片式气缸、叶片 式摆动气缸、齿轮齿条摆动气缸等。式摆动气缸、齿轮齿条摆动气缸等。 (c) 按功能，气缸可分为普通气缸和特殊气缸。普通气缸是指一般的活塞式气按功能，气缸可分为普通气缸和特殊气缸。普通气缸是指一般的活塞式气 缸，用于无特殊要求的场合；特殊气缸用于有特殊要求的场合，如气液阻尼缸，用于无特殊要求的场合；特殊气缸用于有

46、特殊要求的场合，如气液阻尼 缸、膜片式气缸、冲击气缸、伸缩气缸等。缸、膜片式气缸、冲击气缸、伸缩气缸等。 (d) 按安装方式分类，气缸可分为固定式气缸、轴销式气缸按安装方式分类，气缸可分为固定式气缸、轴销式气缸(缸体围绕一个固定轴缸体围绕一个固定轴 可作一定角度的摆动可作一定角度的摆动)、回转式气缸、回转式气缸(缸体固定在机床主轴上，可随机床主轴缸体固定在机床主轴上，可随机床主轴 做高速旋转运动做高速旋转运动)。回转式气缸常用于机床上的气动卡盘中，以实现工件的自。回转式气缸常用于机床上的气动卡盘中，以实现工件的自 动装卡。动装卡。 30 第12章 气压传动系统 三、气压执行元件气压执行元件 （

47、一）气缸（一）气缸 2、气缸的结构和工作原理、气缸的结构和工作原理 由于使用目的不同，气缸的构造也是多种多样的，但使用最多的是单杆由于使用目的不同，气缸的构造也是多种多样的，但使用最多的是单杆双作用气双作用气 缸缸。所谓双作用是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。如下图所示，是单杆。所谓双作用是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。如下图所示，是单杆 双作用气缸的外观图和结构简图。由图可知，单杆双作用气缸主要由缸筒、活塞双作用气缸的外观图和结构简图。由图可知，单杆双作用气缸主要由缸筒、活塞 杆、活塞、导向套、前后缸盖、密封圈、缓冲装置等元件组成。当无杆腔进气杆、活塞、导向套、前后缸盖、密封圈、缓

48、冲装置等元件组成。当无杆腔进气 时，气缸伸出，有杆腔出气，活塞右边面积比较大，当空气压力作用在右边时，时，气缸伸出，有杆腔出气，活塞右边面积比较大，当空气压力作用在右边时， 提供慢速并且作用力大的工作进程。提供慢速并且作用力大的工作进程。 31 第12章 气压传动系统 三、气压执行元件气压执行元件 （一）气缸（一）气缸 2、气缸的结构和工作原理、气缸的结构和工作原理 单作用气缸单作用气缸在缸盖一端的气口输入压缩空气使活塞杆伸出在缸盖一端的气口输入压缩空气使活塞杆伸出(或缩回或缩回)，而另一端，而另一端 靠弹簧、自重或其他外力等使活塞杆恢复到初始位置。单作用气缸只在动作方向靠弹簧、自重或其他外力

49、等使活塞杆恢复到初始位置。单作用气缸只在动作方向 需要压缩空气，故可节约一半压缩空气，主要用在夹紧、退料、阻挡、压入、举需要压缩空气，故可节约一半压缩空气，主要用在夹紧、退料、阻挡、压入、举 起和进给等操作上。起和进给等操作上。 32 第12章 气压传动系统 三、气压执行元件气压执行元件 （一）气缸（一）气缸 3、特殊气缸、特殊气缸 （1）膜片式气缸）膜片式气缸 膜片式气缸是一种利用压缩空气、通过膜片推动活塞杆做往复直线运动的气缸，膜片式气缸是一种利用压缩空气、通过膜片推动活塞杆做往复直线运动的气缸， 如下图所示。如下图所示。 膜片的形状有盘形和平形两种，材料可以是橡胶、钢片或磷青铜片膜片的形

50、状有盘形和平形两种，材料可以是橡胶、钢片或磷青铜片(金属膜片金属膜片 只用于行程较小的气缸只用于行程较小的气缸)。膜片式气缸具有结构紧凑、简单、制造容易、成本低、。膜片式气缸具有结构紧凑、简单、制造容易、成本低、 泄漏少、寿命长、效率高等优点。但是膜片的变形量有限，故其行程较短，一般不泄漏少、寿命长、效率高等优点。但是膜片的变形量有限，故其行程较短，一般不 超过超过4050 mm(若为平膜片，有时可短到只有几毫米若为平膜片，有时可短到只有几毫米)。此外，膜片式气缸的活塞。此外，膜片式气缸的活塞 杆输出力随行程的加大而减小。杆输出力随行程的加大而减小。 33 第12章 气压传动系统 三、气压执行

51、元件气压执行元件 （一）气缸（一）气缸 3、特殊气缸、特殊气缸 （2）摆动气缸）摆动气缸 摆动气缸是轴被限制在某个角度内做往复摆动的一种气缸，又称为回转气缸。摆动摆动气缸是轴被限制在某个角度内做往复摆动的一种气缸，又称为回转气缸。摆动 气缸目前在工业上应用广泛，多用于安装位置受到限制或转动角度小于气缸目前在工业上应用广泛，多用于安装位置受到限制或转动角度小于360的回的回 转工作部件。常用的摆动气缸的最大摆动角度分为转工作部件。常用的摆动气缸的最大摆动角度分为90、180、270三种规格。三种规格。 按照其结构特点，摆动气缸可分为齿轮齿条式和叶片式两类。按照其结构特点，摆动气缸可分为齿轮齿条式

52、和叶片式两类。 34 第12章 气压传动系统 三、气压执行元件气压执行元件 （一）气缸（一）气缸 3、特殊气缸、特殊气缸 （2）摆动气缸）摆动气缸 35 第12章 气压传动系统 三、气压执行元件气压执行元件 （一）气缸（一）气缸 3、特殊气缸、特殊气缸 （3）气动手爪）气动手爪(手指气缸手指气缸) 气动手爪能实现各种抓取功能，是现代气动机械手的关键部件。如下图所示，气动手爪能实现各种抓取功能，是现代气动机械手的关键部件。如下图所示， 图图(a)所示为所示为FESTO平行气爪，平行气爪通过两个活塞工作，两个气爪对心移动。平行气爪，平行气爪通过两个活塞工作，两个气爪对心移动。 这种气爪可以输出很大

53、的抓取力，既可用于内抓取，也可用于外抓取；这种气爪可以输出很大的抓取力，既可用于内抓取，也可用于外抓取； 图图(b)所示为所示为FESTO摆动气爪，内外抓取摆动气爪，内外抓取40摆角，抓取力大，并确保抓取力矩摆角，抓取力大，并确保抓取力矩 始终恒定；始终恒定； 图图(c)所示为所示为FESTO旋转气爪，其动作和齿轮齿条的啮合原理相似，两个气爪可同旋转气爪，其动作和齿轮齿条的啮合原理相似，两个气爪可同 时移动并自动对中，其齿轮齿条原理确保了抓取力矩始终桓定；时移动并自动对中，其齿轮齿条原理确保了抓取力矩始终桓定； 图图(d)所示为所示为FESTO三点气爪，三个气爪同时开闭，适合夹持圆柱体工件及工

54、件三点气爪，三个气爪同时开闭，适合夹持圆柱体工件及工件 的压入工作。的压入工作。 36 第12章 气压传动系统 三、气压执行元件气压执行元件 （一）气缸（一）气缸 3、特殊气缸、特殊气缸 （4）无杆气缸）无杆气缸 37 第12章 气压传动系统 三、气压执行元件气压执行元件 （二）气动马达（二）气动马达 气动马达是一种把压缩空气的压力能转换成回转机械能的能量转换装置，是一种做气动马达是一种把压缩空气的压力能转换成回转机械能的能量转换装置，是一种做 连续旋转运动的气动执行元件，输出转矩，驱动执行机构做旋转运动。其作用相当连续旋转运动的气动执行元件，输出转矩，驱动执行机构做旋转运动。其作用相当 于电

55、动机或液压马达。气动马达的转动惯量很小，因此可以频繁地做正、反方向的于电动机或液压马达。气动马达的转动惯量很小，因此可以频繁地做正、反方向的 转动。转动。 由于工作介质是压缩空气，气动马达可以在水中或易爆的地方安全、无故障地运转。由于工作介质是压缩空气，气动马达可以在水中或易爆的地方安全、无故障地运转。 气动马达分为叶片式马达、齿轮式马达。气动马达分为叶片式马达、齿轮式马达。 38 第12章 气压传动系统 三、气压控制元件气压控制元件 气压控制元件简称控制阀，是用来控制和调节压缩空气的气压控制元件简称控制阀，是用来控制和调节压缩空气的压力压力、流量流量、流动方向流动方向 和和发送信号发送信号的

56、重要元件。的重要元件。 控制阀可以组成各种气动控制回路，以保证气动执行元件或机构按设计的程序正控制阀可以组成各种气动控制回路，以保证气动执行元件或机构按设计的程序正 常工作。液压与气压传动所用的控制阀的种类繁多，按不同的特征可分为：常工作。液压与气压传动所用的控制阀的种类繁多，按不同的特征可分为： 压力控制阀；压力控制阀； 流量控制阀；流量控制阀； 方向控制阀。方向控制阀。 39 第12章 气压传动系统 三、气压控制元件气压控制元件 （一）压力控制阀（一）压力控制阀 压力控制阀是用来控制气动系统中压缩空气的压力、满足各种负载所需压力压力控制阀是用来控制气动系统中压缩空气的压力、满足各种负载所需

57、压力(推推 力力)的装置。压力控制阀可分为起降压稳压作用的减压阀的装置。压力控制阀可分为起降压稳压作用的减压阀(调压阀调压阀)、精密调整压、精密调整压 力的定值器、起限压安全保护作用的安全阀力的定值器、起限压安全保护作用的安全阀(溢流阀溢流阀)，以及根据气路压力不同进，以及根据气路压力不同进 行某种控制的顺序阀。行某种控制的顺序阀。 1减压阀减压阀 空气压缩站输出的空气压力高于执行机构所需要的压力，且压力波动较大。空气压缩站输出的空气压力高于执行机构所需要的压力，且压力波动较大。 减压阀的作用就是将较高的输入压力调到执行机构所需的压力，并能保持输出减压阀的作用就是将较高的输入压力调到执行机构所

58、需的压力，并能保持输出 压力稳定。压力稳定。对于低压控制系统对于低压控制系统(如气动测量如气动测量)，除用减压阀降低压力外，还需要用，除用减压阀降低压力外，还需要用 精密减压阀精密减压阀(定值器定值器)，以获得更稳定的供气压力。，以获得更稳定的供气压力。 减压阀按照压力调节方式可分为减压阀按照压力调节方式可分为直动式减压阀直动式减压阀和和先导式减压阀先导式减压阀。 直动式减压阀靠阀口的节流作用减压，靠膜片上力的平衡作用来稳定输入压直动式减压阀靠阀口的节流作用减压，靠膜片上力的平衡作用来稳定输入压 力，调节旋钮可调节输出压力，能使出口压力降低并保持恒定，如下图所示。力，调节旋钮可调节输出压力，能使出口压力降低并保持恒定，如下图所示。 40 第12章 气压传动系统 三、气压控制元件气压控制元件 （一）压力控制阀（一）压力控制阀