液压与气压传动技术-教学课件-第9章-气动元件的结构及应用

在线教务辅导网：教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187或者直接输入下面地址：8/2/20231数控技术在线教务辅导网：http://www.shangfuwang第9章气压传动元件结构及应用9.1.1气源装置气源装置:压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、净化的辅助装置。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。8/2/20232数控技术第9章气压传动元件结构及应用9.1.1气源装置7/30/2气动系统的基本组成示例气源分水滤气器压力控制阀油雾器方向控制阀消声器流量控制阀气缸气压的传递、分配和控制即输送系统气压的消耗8/2/20233数控技术气动系统的基本组成示例气源分水滤气器压力控制阀油雾器方向控制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。8/2/20234数控技术气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气，是气动系统将电机或内燃机机械能转化为气体的压力能，供气动机械使用。分类:按工作原理分可分为容积式空压机和速度式空压机。按工作方式分往复式与回转式两大类。往复式可细分为活塞式与膜片式，回转式可细分为叶片式与螺杆式。按输出压力大小分低压空压机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＞100MPa1.空气压缩机8/2/20235数控技术将电机或内燃机机械能转化为气体的压力能，供气动机械使用。1.按空压机输出流量(排量)分微型＜1m3／Min小型1～10m3／Min中型10～100m3／Min大型＞100m3／Min空气压缩机的选用主要根据气压传动系统所需的工作压力与流量。8/2/20236数控技术按空压机输出流量(排量)分7/30/20236数控技术空气压缩机工作原理吸气过程：曲柄6回转带动气缸活塞2作直线往复运动，当活塞2向右运动时，气缸腔1容积增大形成局部真空，在大气压作用下，吸气阀7打开，大气进入气缸1。排气过程：当活塞向左运动时，气缸1内容积缩小，气体被压缩，压力升高，排气阀8打开，压缩空气排出。8/2/20237数控技术空气压缩机工作原理吸气过程：曲柄6回转带动气缸活塞2作直线往2.气源的净化装置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，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。一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器。8/2/20238数控技术2.气源的净化装置气动系统对压缩空气质量的要求：压缩空气要具(1)后冷却器作用将空气压缩机排出的压缩空气温度由140～170℃降至40～50℃。这样就可使压缩空气中的油雾和水汽迅速达到饱和，使其大部分析出并凝结成油滴和水滴，以便经油水分离器排出。结构形式蛇形管式列管式散热片式管套式(a)蛇管式(b)列管式8/2/20239数控技术(1)后冷却器作用将空气压缩机排出的压缩空气温度由140～冷却方式:水冷和风冷8/2/202310数控技术冷却方式:水冷和风冷7/30/202310数控技术作用:分离并排出压缩空气中凝聚的油分、水分和灰尘杂质等，使压缩空气得到初步净化。结构形式:环形回转式、撞击折回式、离心旋转式、水浴式以及以上形式的组合使用蛇形管式

撞击折回并回转式油水分离器

(2)油水分离器8/2/202311数控技术撞击折回并回转式油水分离器(2)油水分离器7/30/202作用:①储存一定数量的压缩空气，以备发生故障或临时需要应急使用；②消除由于空气压缩机断续排气而对系统引起的压力脉动，保证输出气流的连续性和平稳性；③进一步分离压缩空气中的油、水等杂质。贮气罐一般采用焊接结构，以立式居多储气罐(3)储气罐8/2/202312数控技术储气罐(3)储气罐7/30/202312数控技术(4)干燥器进一步除去压缩空气中的水分、油、颗粒杂质。吸附式干燥器冷却式干燥器8/2/202313数控技术(4)干燥器进一步除去压缩空气中的水分、油、颗粒杂质。吸附(5)过滤器作用:分离水分、过滤杂质。类型:一次过滤器分水滤气器一次过滤器结构图

普通分水滤气器结构图

8/2/202314数控技术(5)过滤器一次过滤器结构图普通分水滤气器结构图7/309.1.2气动辅助元件气动辅助元件是指除了动力元件、执行元件、控制元件以外的其它元件。它的功用是转换、传递信号、保护元件、连接元件以及改善系统的工况等。主要有油雾器、消声器、转换器等。8/2/202315数控技术9.1.2气动辅助元件气动辅助元件是指1.气动三联件分水过滤器: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。油雾器:特殊的注油装置。减压阀:起减压和稳压作用。气动三联件是气动元件及气动系统使用压缩空气的质量最后保证。8/2/202316数控技术1.气动三联件7/30/202316数控技术8/2/202317数控技术7/30/202317数控技术2.油雾器油雾器是一种特殊的注油装置。它以空气为动力，使润滑油雾化后，注入空气流中，并随空气进入需要润滑的部件，达到润滑的目的。油雾器的结构8/2/202318数控技术2.油雾器油雾器是一种特殊的注油装置。它以空气为动力，3.消声器消声器就是通过阻尼或增加排气面积来降低排气速度和功率，从而降低噪声的。三种类型：吸收型消声器、膨胀干涉型消声器和膨胀干涉吸收型消声器。

吸收型消声器结构简图1-连接螺丝；2-消声罩8/2/202319数控技术3.消声器吸收型消声器结构简图7/30/202319数控技术4.转换器气-电转换器及电-气转换器.如:压力继电器、电磁换向阀气-液转换器:气液阻尼缸、气-液转换器5.管件与管路系统管子可分为硬管和软管两种。一些固定不动的、不需要经常装拆的地方，使用硬管。连接运动部件和临时使用、希望装拆方便的管路应使用软管。硬管有铁管、铜管、黄铜管、紫铜管和硬塑料管等；软管有塑料管、尼龙管、橡胶管、金属编织塑料管以及挠性金属导管等等。常用的是紫铜管和尼龙管。8/2/202320数控技术4.转换器7/30/202320数控技术9.2气动执行元件9.2.1气缸1.分类按结构分类：8/2/202321数控技术9.2气动执行元件9.2.1气缸7/30/202321数控技按安装方式分类：固定式气缸气缸安装在机体上固定不动，如图（a）（b）（c）（d）所示。摆动式气缸缸体围绕一个固定轴可作一定角度的摆动。如图（e）（f）（g）所示。8/2/202322数控技术按安装方式分类：7/30/202322数控技术（1）双作用气缸2.常见气缸原理及应用8/2/202323数控技术（1）双作用气缸2.常见气缸原理及应用7/30/202323（2）单作用气缸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、举起和进给等操作上。8/2/202324数控技术（2）单作用气缸7/30/202324数控技术组成：气缸和液压缸组合而成。原理：以压缩空气为动力，以液压油作为阻力，来控制调节气缸的运动速度，即利用液体不可压缩的特性来获得的稳定的运动速度。（3）气液阻尼缸8/2/202325数控技术组成：气缸和液压缸组合而成。（3）气液阻尼缸7/30/202（4）膜式气缸原理：压缩空气推动非金属膜片推动活塞杆作往复运动，一般是单作用式气缸。特点：结构简单、紧凑、制造容易、维修方便、寿命长类型：按照膜片的结构分平膜片、蝶形膜片和滚动膜片适用于：用于气动夹具车辆制动等短行程的工作场合。8/2/202326数控技术（4）膜式气缸原理：压缩空气推动非金属膜片推动活塞杆作往复（5）回转气缸

原理：气缸的缸体连同缸盖及导气头阀芯可被携带回转，活塞及活塞杆只能作往复直线运动，导气头体外接管路而固定不动。是由回转式动力分配器与短行程双作用气缸制成一体的专用气缸，用于机床主轴夹具的夹紧机构。8/2/202327数控技术（5）回转气缸原理：气缸的缸体连同缸盖及导气头阀芯可被携（6）摆动气缸

摆动气缸是出力轴被限制在某个角度内做往复摆动的一种气缸，又称为旋转气缸。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3600的回转工作部件，其动作原理也是将压缩空气的压力能转变为机械能。常用的摆动气缸的最大摆动角度分为900、1800、2700三种规格。按照摆动气缸的结构特点可分为齿轮齿条式和叶片式两类。8/2/202328数控技术（6）摆动气缸摆动气缸是出力轴被限制在某个角度叶片式摆动气缸8/2/202329数控技术叶片式摆动气缸7/30/202329数控技术（7）气爪（手指气缸）气爪能实现各种抓取功能，是现代气动机械手的关键部件。8/2/202330数控技术（7）气爪（手指气缸）气爪能实现各种抓取功能，是现代气动马达是一种作连续旋转运动的气动执行元件，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，其作用相当于电动机或液压马达，它输出转矩、驱动执行机构作旋转运动。在气压传动中使用广泛的是叶片式、活塞式和齿轮式气马达。9.2.2气动马达8/2/202331数控技术气动马达是一种作连续旋转运动的气动执行元件，是气动马达的特点和应用（1）可无级调速（2）可双向旋转（3）有过载保护作用，过载时转速降低或停转；（4）具有较高的启动转矩，可直接带负载启动；（5）输出功率相对较小，转速范围较宽；（6）耗气量大，效率低，噪声大；（7）工作可靠，操作方便（8）气动马达在使用中必须得到良好的润滑8/2/202332数控技术气动马达的特点和应用7/30/202332数控技术1.单向型控制阀单向阀：气流只能单方向流动。9.3气动控制元件及其应用9.3.1方向控制阀8/2/202333数控技术1.单向型控制阀9.3气动控制元件及其应用9.3.1方向控2.梭阀（或门）

结构特点：有两个输入口，一个输出口。相当于两个单向阀组成的阀。8/2/202334数控技术2.梭阀（或门）7/30/202334数控技术P1，P2有一个有输入，A有输出。都有输入，A有输出。8/2/202335数控技术P1，P2有一个有输入，A有输出。都有输入，A有输出3.双压阀（与门）

结构特点：有两个输入口，一个输出口。相当于两个单向阀组成的阀。工作原理：P1，P2有一个有输入，A无输出。、都有输入，A有输出。8/2/202336数控技术3.双压阀（与门）结构特点：有两个输入口，一个输出口。相当4.快速排气阀常装在换向阀和气缸之间，它使气缸不通过换向阀而快速排出气体，可以加快气缸往复动作速度。快速排气阀可使气缸运动速度提高4~5倍。8/2/202337数控技术4.快速排气阀常装在换向阀和气缸之间，它使气缸不通过P进气A输出，到气缸。A进气O输出，快速排气

8/2/202338数控技术P进气A输出，到气缸。7/30/202338数控技术5.气动换向控制阀利用压缩空气的压力推动阀芯换向。分为：加压控制、泄压控制、差压控制和延时控制

双气控换向阀8/2/2023