《机电一体化技术》课件-第三章 气压传动技术

第三章气压传动技术3.1气动元件----执行元件目

录气动元件的分类，概念1气动执行元件的工作原理2气动元件的分类，概念气动是流体传动及控制学科的一个重要分支。气动与液压、机械、电气和电子技术一起，互相补充，已发展成为实现生产过程自动化的一个重要手段，在机械工业、冶金工业、航空航天、国防建设等领域已得到广泛的应用。

气动元件4）气动控制元件5）气动逻辑元件6）气动传感器及

信号处理装置2）辅助元件3）气动执行元件1）气源装置气缸实物图气动马达实物图气动元件的分类，概念气压传动系统的组成气压执行元件气缸和气动马达气动执行元件的工作原理气压执行元件①普通气缸

单作用式气缸特点:结构简单、耗气量小、有效行程小

弹簧复位的单作用式气缸结构图气压执行元件①普通气缸

双作用式气缸

特点：这种气缸工作时活塞杆上的输出力-推力或拉力和进气压力及活塞面积成正比。单杆双作用式气缸的结构图气动执行元件的工作原理气压执行元件②薄膜气缸

特点：气缸的结构紧凑、重量轻、维修方便、密封性能好、制造成本低。

适用场合：各种自锁机构及夹具。单作用式薄膜气缸的结构图气动执行元件的工作原理气压执行元件③冲击气缸

优点：结构简单、体积小、成本低、使用可靠、易维修、冲裁质量好等优点。缺点：噪声较大、能量消耗大，冲击效率较低。故在加工数量大时，不能代替冲床。普通型冲击气缸的结构图气动执行元件的工作原理气压执行元件④气-液阻尼缸

结构：由气缸和液压缸组成。原理：压缩空气为能源，利用油液的不可压缩性控制流量，来获得活塞的平稳运动。

气-液阻尼缸工作原理图特点：与气缸相比，它传动平稳、停位准确、噪声小；与液压缸相比，它不需要液压源、经济性好。气动执行元件的工作原理气压执行元件④气-液阻尼缸

串联式气-液阻尼缸串联式气-液阻尼缸结构：由气缸和液压缸两部分。特点：缸体较长，加工与装配的工艺要求高且两缸间可能产生窜气窜油现象。气动执行元件的工作原理气压执行元件④气-液阻尼缸

并联式气-液阻尼缸并联式气-液阻尼缸原理：液压缸与气缸并联使用，液压缸与气缸用一块刚性连接板相连，液压缸活塞杆可在连接板内浮动一段路程。特点：与串联式气-液阻尼缸相比，缸体长度短、占机床空间位置小、结构紧凑的优点。气动执行元件的工作原理气压执行元件气动马达

叶片式气动马达的工作原理图广泛使用的：叶片式气动马达和径向活塞式气动马达。特点：进、排口互换，则转子反转，输出相反方向的转矩和转速。气动执行元件的工作原理气压执行元件径向活塞式气动马达

径向活塞式气动马达的工作原理图结构及工作原理气动执行元件的工作原理第三章气压传动技术3.2

气动控制阀----压力阀目

录气动控制阀的概念，分类1压力控制阀的工作原理2气动控制阀的概念，分类气动控制阀是控制和调节压缩空气的压力、流量和方向的元件，利用它们能组成各种气动控制回路。气动控制阀的概念气动控制阀分类流量控制阀方向控制阀压力控制阀压力控制阀分:减压阀（又称调压阀）、安全阀（又称溢流阀）和顺序阀等。压力控制阀的工作原理减压阀作用：降压且稳压。按调压方式分：直动式和先导式两大类。

1）直动式减压阀直动式减压阀是由旋钮直接调节调压弹簧来改变减压阀输出压力的。压力控制阀的工作原理减压阀QTY型直动式减压阀的结构图及图形符号压力控制阀的工作原理减压阀2）先导式减压阀结构：先导式减压阀由先导阀和主阀两部分组成。原理：工作原理与直动式减压阀基本相同，先导式减压阀所用的调压空气是由小型的直动式减压阀供给的。分类：内部先导式减压阀、外部先导式减压阀。压力控制阀的工作原理减压阀外部先导式减压阀的主阀压力控制阀的工作原理安全阀作用：限制系统中最高工作压力，起安全保护作用。顺序阀一般顺序阀都与单向阀组合到一起，叫单向顺序阀。它依靠管路中压力的作用来控制执行元件的顺序动作。压力顺序阀工作原理图（a）工作原理1—主阀；2—导阀；3—调节弹簧；4—调节旋钮；5—导阀阀芯压力控制阀的工作原理压力控制回路1）一次压力控制回路适用场合：对小型空压机的控制。常用电接触点压力表1或外控溢流阀2来控制，后者结构简单、工作可靠，但耗气量大。压力控制阀的工作原理压力控制回路2）二次压力控制回路作用：用气源三联件（空气过滤器-减压阀-油雾器）调节系统压力为稳定值。a中：

两个减压阀实现两个不同的输出压力P1和P2b中：

两个减压阀和一个换向阀实现两个不同的输出压力P1和P2第三章气压传动技术知识延伸：气缸的结构与原理气缸的结构与原理基本结构组成缸筒与端盖密封系统活塞与活塞杆缸筒是气缸的主体部分，通常由高强度铝合金或不锈钢制成，内部经过精密加工以保证活塞运动的顺畅性；端盖则通过螺栓或卡环固定，起到密封和支撑作用，部分端盖还集成缓冲结构以减少冲击。活塞是气缸的核心运动部件，通常采用耐磨材料（如聚氨酯或金属复合材料）制成，与缸筒内壁紧密配合；活塞杆连接活塞与外部负载，需具备高刚性和抗腐蚀性，表面常镀硬铬以提升耐用性。包括活塞密封、杆密封和静密封，多采用丁腈橡胶（NBR）或氟橡胶（FKM）材质，确保高压气体不泄漏，同时减少摩擦阻力，延长使用寿命。气缸的结构与原理工作原理（气体能→直线运动）当压缩空气通过进气口进入气缸一侧腔体时，气压推动活塞产生轴向力，克服负载阻力及摩擦力，实现直线运动；排气口则排出另一侧腔体的残余气体。压缩空气输入能量转换过程缓冲机制气压能通过活塞有效面积转化为机械能，其出力大小遵循公式F=P×A（压力×有效面积），运动速度由流量阀调节气体流量控制。高速运动的活塞接近行程末端时，缓冲垫或节流阀逐渐封闭排气通道，形成气垫效应以吸收动能，避免刚性碰撞导致的部件损坏。气缸的结构与原理驱动方式决定功能边界：单作用气缸依赖弹簧复位导致回程力弱，双作用气缸通过双向气压实现精准控制，无杆气缸突破安装空间限制。复位机制影响可靠性：弹簧复位结构易疲劳失效，气压复位需额外气路成本，磁耦无杆气缸无接触磨损寿命更长。空间效率技术突破：无杆气缸通过外部滑块传递动力节省轴向空间，多位置气缸采用模块化设计实现紧凑型多段运动。负载能力技术权衡：双作用气缸活塞面积对称可承受双向负载，回转气缸需牺牲扭矩换取旋转功能，多位置气缸通过叠加活塞提高推力。控制复杂度分级：单作用气缸仅需开关阀控制，双作用气缸需三位五通阀换向，多位置气缸需多电磁阀协同工作。气缸类型驱动方式复位机制适用场景优缺点对比单作用气缸单向压缩空气驱动弹簧复位简单线性运动（如夹紧、弹出）结构简单成本低，但输出力不均衡双作用气缸双向压缩空气驱动气压双向控制需双向精准