机自09气压传动 学习资料

气压传动1

气压传动的特点优点：1、工作介质是空气，不会污染环境2、便于集中供气和远距离输送3、对环境的适应性好4、动作速度及反应快5、有较好的自保持能力6、在一定的超负载工况下运行也能保证系统安全工作2

气压传动的特点缺点：1、工作压力低，尺寸大2、速度稳定性差3、噪声大4、工作介质本身无润滑性，单设润滑系统3第一章气源装置4§1.1气源装置的组成和布置

一、气源装置的作用为气压系统提供满足一定质量要求的压缩空气。

二、组成与布置1-空气压缩机；2-冷却器；3-油水分离器；4、7-储气罐；5-干燥器；6-过滤器；8-加热器；9-四通阀5§1.1气源装置的组成和布置1、空气压缩机产生压缩空气的气压发生装置。

2、冷却器

降温冷却从空气压缩机中排出的高温压缩空气，将汽化的水、油凝结出来。

3、油水分离器

使降温后凝结出来的油滴、水滴和杂质等从压缩空气中分离出来。6§1.1气源装置的组成和布置4、储气罐

储存压缩空气以便稳定压缩空气的压力，同时使压缩空气中的部分油分和水分在储气罐沉积并除掉。

5、干燥器

进一步吸收和排除压缩空气中的油分和水分，使其变成干燥空气。

6、过滤器

进一步过滤压缩空气中的灰尘、杂质和颗粒。7§1.2空气压缩机

气源装置的主体，将原动机的机械能转换为气体压力能的装置，属于压缩空气的气压发生装置。一、空气压缩机的分类

1、按工作原理分类

容积型：靠压缩空气的方法，使单位体积内空气分子密度增加，来提高空气压力。

速度型：利用提高气体分子运动速度的方法，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能。8§1.2空气压缩机9§1.2空气压缩机2、按排气压力p分类鼓风机p≤0.2MPa

低压空压机0.2MPa<p≤1MPa

中压空压机1MPa<p≤10MPa

高压空压机10MPa<p≤100MPa3、按输出流量分类微型空压机qz≤0.017m3/s

小型空压机0.017m3/s<qz≤0.17m3/s

中型空压机0.17m3/s<qz≤1.7m3/s

大型空压机qz>1.7m3/s10§1.2空气压缩机

二、活塞式空压机的工作原理

1、立式

——气缸中心线垂直于地面。利用曲柄连杆机构，将原动机（电动机或内燃机等）的机械回转运动转变为活塞往复直线运动。11§1.2空气压缩机

活塞1下行时，气缸2的容积逐渐增大，压力逐渐降低而产生真空，进气阀7打开，外界空气在大气压力作用下，通过空气滤清器5和进气管6被吸入气缸内。活塞上行时，气缸的容积逐渐减小，空气受到压缩，压力逐渐升高而使进气阀关闭，排气阀3打开，压缩空气经排气管4输入储气罐中。12§1.2空气压缩机2、卧式

——气缸中心线平行于地面。原理同立式。三、空压机的选择

1、输出压力的选择若整个气压系统中各执行机构对空压机的工作压力有不同要求，可按其中最大压力考虑。气源压力应考虑供气系统管道的沿程压力损失和局部压力损失。一般应高于设备中最高工作压力的20%左右，并以此压力为依据选择空压机。13§1.2空气压缩机

目前，一般气压系统的工作压力为0.5～0.8MPa，这样可以选用额定排气压力为0.7～1MPa的低压空压机。特殊需要选用中压、高压甚至超高压空压机

2、空压机或空压站供气量的选择可按下面的经验公式计算式中，qa——空压机供气量；

——气压设备利用系数

K1——漏损系数；K2——备用系数

qt——单台设备的平均自由空气耗量。14§1.3其它气源装置

一、冷却器

1、功能将空气压缩机排出的气体冷却并除去水分。

2、分类一般使用水冷。结构形式有：列管式、散热片式、套管式和蛇形管式。热的压缩空气由管内流动，冷却水从管外水套中流动以进行冷却。15§1.3其它气源装置

二、油水分离器

1、功能分离压缩空气中凝聚的水分和油分等杂质，使压缩空气得到初步净化。

2、结构形式环形回转式、撞击并折回式、离心旋转式、水浴式以及上述形式的组合式等。16§1.3其它气源装置3、工作原理当压缩空气进入分离器后产生流向和速度的急剧变化，再依靠回转离心、撞击、水洗等方法，将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来17§1.3其它气源装置

三、储气罐

1、功能

1）消除压力波动，保证输出气流的连续性；

2）储存一定数量的压缩空气，调节用气量以备发生故障和临时需要应急使用；

3）进一步分离压缩空气中的水分和油分。

2、结构形式一般采用焊接结构，以立式居多。进气口在下，出气口在上，两气口距离尽可能加大。18§1.3其它气源装置3、附件安全阀：调整其极限压力比正常工作压力高10%；压力表：指示罐内空气压力清洗用孔或工具操作孔排放油水的管阀

4、容积的选择以空压机每分钟的排气量为依据

q<6m3/min,Vc=1.2m3q=6~30m3/min,Vc=1.2～4.5m3q>30m3/min,Vc=4.5m319§1.3其它气源装置

四、空气干燥器

1、功能吸收和排除压缩空气中的水分和部分油分与杂质，使湿空气变成干空气。

20§1.3其它气源装置2、干燥方法

1）吸附法利用硅胶、铝胶、分子筛、焦炭等吸附剂吸收压缩空气中的水分。

2）冷冻法利用制冷设备使空气冷却到一定的露点温度，析出空气中超过饱和水蒸气压部分的水分，降低其含湿量，增加空气的干燥程度。

21§1.4气压辅件

一、过滤器

1、作用滤除压缩空气中的杂质微粒，达到气压传动系统所要求的净化程度2、分类一次过滤器(滤灰效率为50～70%)；二次过滤器(滤灰效率为70%～99%)高效过滤器(滤灰效率大于99%)

22§1.4气压辅件3、选择与使用由过滤度和额定流量而定

4、使用注意

1）分水滤气器必须垂直安装，并将放水阀朝下

2）分水滤气器可单独使用，也可组合使用。组合使用安装次序：分水滤气器

减压阀

油雾器（气动三联件）

23§1.4气压辅件

二、油雾器

作用：以压缩空气为动力把润滑油雾化以后注人气流中，并随气流进入需要润滑的部件，达到润滑的目的。选择与使用：选择主要根据气压传动系统所需额定流量及油雾粒径大小来进行

24§1.4气压辅件三、消声器和转换器

1、消声器通过对气流的阻尼或增加排气面积等方法，来降低排气速度和排气功率，从而达到降低噪声的目的。吸收型消声器膨胀干涉型消声膨胀干涉吸收型消声器在气动系统的排气口，尤其是在换向阀的排气口，装设消声器。25§1.4气压辅件2、转换器气-电、电-气、气-液

1）气电转换器将压缩空气的气信号转变成电信号的装置，即用气信号(气体压力)接通或断开电路的装置（压力继电器）低压型(0～0.1MPa)、

中压型(0～0.6MPa)、

高压型(＞1.0MPa)

2）电气转换器将电信号转换成气信号的装置（电磁换向阀）26第二章气缸27§2.1气缸的种类和特点

一、气缸的分类

1、按气缸活塞是单向还是双向气压驱动进行分类单作用气缸双作用气缸

2、按气缸的安装形式进行分类：固定式气缸轴销式气缸回转式气缸28§2.1气缸的种类和特点3、从气缸的功能及用途进行分类：普通气缸缓冲气缸气——液阻尼缸摆动气缸冲击气缸29§2.1气缸的种类和特点

二、常用气缸的特点

1、普通气缸

30§2.1气缸的种类和特点2、缓冲气缸

当气缸的活塞运动速度较高时（一般为1m/s左右），在行程的末端将会猛烈撞击气缸的前、后端盖，容易引起气缸的振动和损坏。在行程末端装上缓冲装置，可减轻或消除端部撞击。

31§2.1气缸的种类和特点3、气——液阻尼缸气体具有可压缩性，因此气缸会在外载荷发生变化时导致运动产生“爬行”或“自走”现象。在要求气缸运动速度平稳的场合，通常使用气——液阻尼缸。由气缸和液压缸组合而成，动力源为压缩空气，液压缸是利用液体压缩性小的特点，通过适当的调节和控制得到整个缸的运动速度，从而达到调速和稳速的目的。P10432§2.2冲击气缸

一、结构组成包含头腔（有杆腔），尾腔（活塞腔）和储能腔三个工作腔，具有一个带喷嘴和排气小孔的中盖。二、工作原理当压缩空气进入储能腔时，其压力只能通过喷嘴口的小面积作用在活塞上。33§2.2冲击气缸

还不能克服有杆腔排气背压力和各密封处的摩擦力，此时喷嘴处于关闭状态。随着储能腔中充气压力逐渐升高，当作用在喷嘴口的面积上的总推力能克服有杆腔的排气压力的作用力和摩擦力的总和时，活塞向下移动，喷嘴口开启。34§2.2冲击气缸

积蓄在储能腔中的压缩空气通过喷嘴突然作用在活塞的全部面积上，喷嘴口处的气流速度达到声速。喷入活塞腔的高速气流进一步碰撞，产生冲击波，波的振面压力高达气源压力的几倍到几十倍，给予活塞很大的向下的推力。35§2.2冲击气缸

而此时有杆腔处于排气状态，气压很低，活塞便在很大压差作用下立即加速下行，加速度可达1000m/s2以上，在约0.25～1.25s的很短时间内，以平均8m/s的速度高速向下冲击，从而获得很大的动能。36§2.2冲击气缸

使压缩空气在缸内形成短时的高速气流，推动活塞等快速下行并产生很大的动能，以完成破碎、模锻等需要顺势大能量的工作，如型材下料、打印、铆接、弯曲、冲孔、锻粗等。37§2.2冲击气缸

三、排气小孔的作用

1、要求在活塞开始冲击之前，使活塞腔的压力接近于大气压力。当活塞开始冲击时又最好能关闭，以免造成泄漏。

2、选择通常采用低压排气阀作为排气小孔，也可使用小型针阀。38第三章

气动控制元件及基本回路39气动控制元件控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号的重要元件方向控制阀，压力控制阀和流量控制阀气动基本回路方向控制回路，压力控制回路和速度（流量）控制回路§3.1

方向控制阀与方向控制回路方向控制阀单向型控制阀换向型控制阀

——通过改变气体通路使气流方向发生改变换向型控制阀按驱动方式可分为气压控制阀、电磁控制阀、机械控制阀、手动控制阀和时间控制阀

方向控制回路：单作用气缸换向回路、双作用气缸换向回路一、单向型控制阀1、单向阀气流只能向一个方向流动而不能反向流动通过的阀单向阀多与节流阀组合起来控制执行元件的运动速度图17-1单向阀工作原理图图17-2单向阀2、梭阀（或门）相当于两个单向阀的组合

梭阀在手动—自动换向回路中的应用3、双压阀（与门）两个单向阀的组合双压阀在钻床控制回路中的应用

4、快速排气阀

1）作用：加快气缸排气腔排气，以提高气缸运动速度快速排气阀通常装在换向阀与气缸之间，使气缸的排气不需要通过换向阀而快速完成，从而加快了气缸往复运动的速度

2）原理快速往复运动回路二、换向型控制阀1、气压控制换向阀利用气体压力推动阀芯运动实现换向

2、电磁控制换向阀电磁铁的衔铁直接推动阀芯进行换向

3、时间控制换向阀使气流通过气阻（如小孔、缝隙等）节流后到气容（储气空间）中，经过一定时间气容内建立起一定的压力后，再使阀芯动作的换向阀。三、方向控制回路1、单作用气缸换向回路

2、双作用气缸换向回路

压力控制阀的功能：控制系统中压缩空气的压力,以满足系统对不同压力的需要压力控制阀的工作原理：均是利用空气压力和弹簧力相平衡的原理来工作的压力控制阀的分类:

减压阀、定值器：降压稳压作用安全阀、限压切断阀：限压安全保护作用顺序阀、平衡阀：根据气路压力不同进行某种控制§3.2压力控制阀与压力控制回路一、减压阀减压和稳压减压阀是气动系统中必不可少的一种调压元件。二、顺序阀

依靠回路中压力的高低变化实现执行元件的顺序动作。顺序阀的应用三、安全阀（溢流阀）当储气罐或气动回路中的压力超过一定值时，安全阀能立即打开放气，以阻止压力继续升高产生危险，系统中起过压保护作用。四、压力控制回路

1、一次压力控制回路使储气罐送出的气体压力不超过规定压力

2、二次压力控制回路

用于气动控制系统气源压力控制，以保证系统使用的气体压力为一稳定值。回路由空