液压与气压传动-课件 模块十、十一气压传动技术

模块十

气压传动技术目

录1345任务1：

气压传动概述2任务5：

真空元件任务2：气源装置及辅助元件任务3：气动执行元件任务4：气动控制元件6任务6：

气动基本回路任务1：

气压传动概述1.1.气压传动系统的工作原理图10-1气动剪切机的工作原理1-空气压缩机；2-后冷却器；3-油水分离器；4-贮气罐；5-空气过滤器；6-调压阀；7-油雾器；8-行程阀；9-气控换向阀；10-气缸任务1：气压传动概述1.2气压传动系统的组成（1）气源装置

（2）执行元件

（3）控制元件

（4）辅助元件

（5）工作介质

气压传动的优点气压传动的缺点1.3气压传动的特点任务1：

气压传动概述任务考核：请根据图10.1描述气动剪切机的工作过程，并说明各组成部分的作用。解释气动剪切机在剪切过程中，行程阀8和换向阀9如何协同工作，实现剪切动作。如果气动剪切机的剪口无法张开，可能的原因有哪些？如何排查和解决？任务2气源装置及辅助元件2.1气源装置图10-2压缩空气站的设备布置示意图1-空气压缩机2-后冷却器3-油水分离器4-阀门5-压力表10-空气过滤器6、11-气罐7、8-干燥器9-加热器任务2气源装置及辅助元件表10-1空气压缩机的分类任务2气源装置及辅助元件图10-3

活塞式空气压缩机工作原理1-排气阀2-吸气阀3-活塞4-气缸5-活塞杆6-滑块7-连杆8-曲柄任务2气源装置及辅助元件图10-4

风冷式后冷却器图10-5

蛇管式后冷却器结构

2.1.2气源净化装置后冷却器任务2气源装置及辅助元件图10-6撞击折回并环形回转式除油器结构

图10-7

贮气罐图10-8

不加热再生式干燥器工作原理图任务2气源装置及辅助元件2.2辅助元件主要辅助元件有过滤器、油雾器、消声器、转换器等。图10-9分水虑气器1-旋风叶子2-滤芯3-存水杯4-挡水板5-排水阀图10-10

普通型油雾器的结构原理图1-气流入口2、3小孔4-输入口5-输出口6-单向阀7-节流阀8-视油帽9-旋塞10-截止阀11-吸油管任务2气源装置及辅助元件图10-11气源处理装置图10-12吸收型消声器1-消声罩2-连接杆图10-13

气-液转换器图10-14

气-电转换器工作原理图1-弹簧2-线圈3-衔铁4-橡胶挡板5-喷嘴任务2气源装置及辅助元件任务考核：请列举气压传动系统的五个主要组成部分，并简要说明各部分的功能。气源装置中，后冷却器2和油水分离器3的作用是什么？如果这两个元件失效，会对系统产生什么影响？在气压传动系统中，为什么需要油雾器7？如果油雾器失效，会对系统产生什么影响？辅助元件中，过滤器和消声器的作用是什么？如果系统中没有安装消声器，可能会产生什么问题？任务3气动执行元件3.1气缸图10-15

弹簧复位式单作用气缸1-后缸盖；2-活塞；3-弹簧；4-活塞杆；密封圈图10-16单杆双作用气缸结构

1-弹簧挡圈2-防尘圈压板3-防尘圈4-导向套5，14端盖6-活塞杆7-缸筒8、13缓存垫9-活塞10-活塞密封圈11-密封圈12-耐磨环任务3气动执行元件图10-17气液阻尼缸1-气缸2-液压缸3-单向阀4-油箱5节流阀图10-18

薄膜式气缸1-缸体2-膜片3-膜盘4-活塞杆任务3气动执行元件图10-19

普通冲击气缸的结构原理图1-蓄能腔2-中盖3-排气小孔4-活塞腔5-活塞杆腔图10-20单叶片式摆动气缸的结构原理图1-挡块2-叶片任务3气动执行元件3.2气动马达3.2.1气动马达的分类及特点常用气动马达有叶片式、活塞式、薄膜式等类型。气动马达的特点。（1）适用于各种恶劣环境，在易燃、高温、振动、潮湿、粉尘等不利条件下均能正常工作。（2）有过载保护作用，不会因过载而发生烧毁。当过载时，气动马达会降低转速或停车，过载解除后，即能重新正常运转。（3）能够顺利实现正反转。能快速启动和停止。只要改变进排气的方向，即能实现马达输出轴的正反转，几乎可瞬时升到全速。（4）满载连续运转，其温升较小。（5）功率范围及转速范围较宽，功率可小到几百瓦，大到几万瓦；转速可从0~25000r/min或更高。（6）单位功率尺寸小，重量轻，且操纵方便，维修简单。（7）具有较高的启动转矩，可带负载启动，且启动、停止迅速。（8）气马达目前存在速度稳定性较差、耗气量大、效率低、噪声大和易产生振动等不足。任务3气动执行元件3.2气动马达图10-21叶片式气动马达1-定子2-转子3-叶片图10-22五缸径向活塞式气动马达结构原理图1-配气阀套2-配气阀3-星形缸体4-活塞5-气缸6-曲轴任务3气动执行元件任务考核：1.在设计一个气压传动系统时，如何选择合适的气缸和执行元件？请列举需要考虑的因素。2.对比单作用气缸和双作用气缸的结构差异，说明两者的适用场景及优缺点。3.简述摆动气缸的工作原理，并举例说明其在自动化设备中的应用场景。任务4气动控制元件4.1方向控制阀图10-23单向阀

图10-24

梭阀结构图任务4气动控制元件4.1方向控制阀

图10-25

快速排气阀图10-26

气压控制换向阀工作原理图图10-27

电磁控制换向阀工作原理图任务4气动控制元件4.2压力控制阀图10-28直动型减压阀1-手柄2、3调压弹簧4-溢流孔5-膜片6-阀杆7-阻尼孔8-阀座9-阀芯10-复位弹簧11-阀口12-膜片室13-排气口任务4气动控制元件4.2压力控制阀图10-29先导型减压阀1-固定节流阀2-喷嘴3-挡板4-上气室5-中气室6-下气室7-阀杆8-排气孔9-进气阀口任务4气动控制元件图10-30直动式溢流阀的结构原理1-调节螺杆2-弹簧3-膜片4-阀体图10-31

单向顺序阀的工作原理图任务4气动控制元件4.3流量控制阀图10-32单向节流阀图10-33

排气节流阀的工作原理图任务4气动控制元件任务考核：1.简述三位五通换向阀的中位机能（如中位封闭型、中位泄压型）对气缸运动特性的影响。2.对比减压阀和顺序阀的功能差异，说明两者在气动系统中的典型应用场景。3.某气缸在运动中出现爬行现象，如何通过流量控制阀的调整解决？4.某气动夹紧装置夹紧力不足，如何通过调整减压阀和流量阀参数提升夹紧性能？任务5真空元件5.1真空吸盘

图10-34真空吸盘a圆形平吸盘实物

b波纹形吸盘实物图c图形符号

任务5真空元件5.2真空发生装置a

b图10-35真空发生器工作原理图及图形符号1-喷嘴

2-接收室

3-混合室

4-扩散室5.3其他真空元件真空系统中，除了真空发生器和真空吸盘这两个主要元件外，还有真空电磁阀、真空压力开关、空气过滤器、油雾分离器、真空安全开关等元件。任务5真空元件

项目任务：结合仿生学原理，探讨新型自适应真空吸盘的设计思路（如壁虎脚掌仿生结构）。任务6气动基本回路6.1换向回路图10-36

单作用气缸换向回路图10-37双作用气缸换向回路。任务6气动基本回路图10-38双手操作回路二位三通手动阀2-主控阀图10-39

往复动作回路1-手动换向阀2-行程阀3-二位四通气控阀4-顺序阀任务6气动基本回路6.2速度控制回路图10-40

单作用气缸的速度控制回路任务6气动基本回路图10-41

双作用气缸的调速回路图10-42

缓冲回路

图10-43

气液调速回路任务6气动基本回路6.3安全保护回路图10-44

互锁回路图10-45过载保护回路任务6气动基本回路任务考核：1.对比单作用气缸和双作用气缸的控制回路差异，分别绘制其基本气动回路图，并说明动作原理。2.设计“气缸A伸出→气缸B伸出→气缸A缩回→气缸B缩回”的顺序控制回路，使用压力顺序阀和行程阀实现，绘制逻辑图并标注元件功能。3.分析气缸运动速度不稳定的原因（如爬行现象），提出通过流量控制阀或缓冲装置的改进措施。

模块十一

气压传动实例二〇二六年大连理工出版社目

录13任务1：

工件夹紧气动系统2任务2：气动机械手任务3：气液动力滑台

任务1工件夹紧气动系统1.1、概述工件夹紧气动系统是一种以压缩空气为动力源，通过气动执行元件和控制元件实现工件快速、可靠夹紧与松开的自动化系统。该系统具有以下显著特点：动力特性：工作压力一般为0.4-0.6MPa，具有响应速度快、动作灵敏的特点控制特性：可通过电磁阀实现远程控制和自动化操作安全特性：具有过载保护功能，夹紧力可精确调节环境适应性：可在高温、潮湿等恶劣环境下稳定工作该系统广泛应用于：机械加工领域：车床、铣床、磨床等机床的工件夹紧自动化生产线：装配、检测、包装等工序特殊工艺：焊接、喷涂、热处理等作业任务1工件夹紧气动系统1.2、工作原理图11-1工件夹紧气压传动系统1一脚踏换向阀2-机动行程阀3、5-单向节流阀4-主控阀6-中继阀任务1工件夹紧气动系统任务考核：1.根据图11-1描述工件夹紧气动系统的完整工作流程，说明气缸A、B、C的动作顺序及功能分工。2.列举气动夹紧系统的核心组成元件（如控制阀、执行元件等），并说明各元件在系统中的具体作用。任务2气动机械手2.1、概述机械手是一种能够模拟人类手臂部分功能的自动化装置，可根据各种自动化设备的工作需要，按照预定的控制程序完成特定动作。在工业生产中，机械手广泛应用于物料搬运、装配、焊接、喷涂等作业环节，具有提高生产效率、保证产品质量、降低劳动强度等优点。本任务主要介绍气动机械手，其以压缩空气为动力源，具有结构简单、维护方便、动作迅速等特点，可实现自动取料、上料、换刀等功能。图11－2

气动机械手结构示意图任务2气动机械手图10－3

气动机械手气压传动系统2.2、气动机械手工作原理任务2气动机械手任务考核：列举气动机械手的四个气缸（A、B、C、D缸）的功能及动作方向。分析夹紧缸（A缸）的“双作用气缸结构”如何实现夹紧与松开动作，说明夹紧力调节的两种方法（气压调节与增力机构）。任务3气液动力滑台3.1概述气液动力滑台是一种采用气液阻尼缸作为执行元件的精密运动装置。由于具有运动平稳、定位准确、速度可调等特点，在机床上常作为实现进给运动的部件。滑台上可安装单轴头、动力箱或工件，广泛应用于机械加工中的钻孔、铣削、攻丝等工序。任务