第九章氣壓傳動(dòng)講解

1、教師姓名李光布授課班級(jí)08機(jī)械授課形式講授授課日期年 月曰 第周授課時(shí)數(shù)8授課章節(jié)名稱(chēng)第九章氣壓傳動(dòng)教學(xué)目標(biāo)1、了解和掌握氣源裝置與氣動(dòng)元件的組成，氣源裝置，氣動(dòng)馬達(dá)， 沖擊汽缸，氣閥。2、了解氣動(dòng)基本回路和傳動(dòng)系統(tǒng)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)氣動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)、原理，氣動(dòng)基本回路特點(diǎn)和功能教學(xué)媒體選擇多媒體課件作業(yè)布置復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)學(xué)時(shí)分配教學(xué)學(xué)時(shí)分配：1、氣動(dòng)執(zhí)行元件：2學(xué)時(shí)2、氣動(dòng)控制元件：2學(xué)時(shí)3、氣動(dòng)基本回路：4學(xué)時(shí)第九章氣壓傳動(dòng)第一節(jié)氣源裝置一、空氣過(guò)濾器1 組成由殼體和濾芯所組成2. 濾芯材料分為紙質(zhì)、織物 （ 麻布、絨布、毛氈 ） 、陶瓷、泡沫塑料和金屬 （ 金屬網(wǎng)、金 屬屑 ） 等。空氣壓縮機(jī)中普遍

2、采用紙質(zhì)過(guò)濾器和金屬過(guò)濾器。 這種過(guò)濾器通常又稱(chēng)為一 次過(guò)濾器，其濾灰效率為 50一 70；在空氣壓縮機(jī)的輸出端 （即氣源裝置 ）使 用的為二次過(guò)濾器 （濾灰效率為 70一 90） 和高效過(guò)濾器 （濾灰效率大于 99）。二、除油器除油器用于分離壓縮空氣中所含的油分和水分。 其工作原理是： 當(dāng)壓縮空氣 進(jìn)入除油器后產(chǎn)生流向和速度的急劇變化， 再依靠慣性作用， 將密度比壓縮空氣 大的油滴和水滴分離出來(lái)。三、空氣干燥器空氣干燥器是吸收和排除壓縮空氣中的水分和部分油分與雜質(zhì)， 使?jié)窨諝庾?成干空氣的裝置。 從壓縮機(jī)輸出的壓縮空氣經(jīng)過(guò)冷卻器、 除油器和儲(chǔ)氣罐的初步 凈化處理后已能滿(mǎn)足一般氣動(dòng)系統(tǒng)的使用要

3、求。 但對(duì)一些精密機(jī)械、 儀表等裝置 還不能滿(mǎn)足要求。 為此需要進(jìn)一步凈化處理， 為防止初步凈化后的氣體中的含濕 量對(duì)精密機(jī)械、儀表產(chǎn)生銹蝕，為此要 +進(jìn)行干燥和再精過(guò)濾。四、后冷卻器后冷卻器用于將空氣壓縮機(jī)排出的氣體冷卻并除去水分。五、儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣罐的作用是消除壓力波動(dòng)， 保證輸出氣流的連續(xù)性； 儲(chǔ)存一定數(shù)量的壓 縮空氣，調(diào)節(jié)用氣量或以備發(fā)生故障和臨時(shí)需要應(yīng)急使用， 進(jìn)一步分離壓縮空氣 中的水分和油分。儲(chǔ)氣罐一般采用圓筒狀焊接結(jié)構(gòu)： 有立式和臥式兩種， 一般以立式居多。 立式儲(chǔ) 氣罐的高度H為其直徑D的2-3倍，同時(shí)應(yīng)使進(jìn)氣管在下，出氣管在上，并盡可 能加大兩管之間的距離，以利于進(jìn)一步分離空氣

4、中的油水。后冷卻器、 除油器、儲(chǔ)器罐都屬于壓力容器， 制造完畢后， 應(yīng)進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)。第二節(jié)氣動(dòng)輔助元件、油霧器油霧器是以壓縮空氣為動(dòng)力，將潤(rùn)滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中， 使 該壓縮空氣具有潤(rùn)滑氣動(dòng)元件的能力。目前，氣動(dòng)控制閥，氣缸和氣馬達(dá)主要是靠這種帶有油霧的壓縮空氣來(lái)實(shí)現(xiàn) 潤(rùn)滑的，其優(yōu)點(diǎn)是方便、干凈、潤(rùn)滑質(zhì)量高。、消聲器氣壓傳動(dòng)裝置的噪聲一般都比較大，尤其當(dāng)壓縮氣體直接從氣缸或閥中排向 大氣，較高的壓差使氣體體積急劇膨脹，產(chǎn)生渦流，弓I起氣體的振動(dòng)，發(fā)出強(qiáng)烈 的噪聲，為消除這種噪聲應(yīng)安裝消聲器。消聲器是指能阻止聲音傳播而允許氣流 通過(guò)的一種氣動(dòng)元件，氣動(dòng)裝置中的消聲器主要有阻性消聲器、

5、 抗性消聲器及阻 抗復(fù)合消聲器三大類(lèi)。轉(zhuǎn)換器在氣動(dòng)控制系統(tǒng)中，也與其它自動(dòng)控制裝置一樣，有發(fā)信、控制和執(zhí)行部分， 其控制部分工作介質(zhì)為氣體，而信號(hào)傳感部分和執(zhí)行部分不一定全用氣體， 可能 用電或液體傳輸，這就要通過(guò)轉(zhuǎn)換器來(lái)轉(zhuǎn)換。常用的轉(zhuǎn)換器有：氣一電、電一氣、 氣一液等。1 氣電轉(zhuǎn)換器和電氣轉(zhuǎn)換器氣電轉(zhuǎn)換器是將壓縮空氣的氣信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的裝置，又稱(chēng)壓力繼電器。電氣轉(zhuǎn)換器是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成氣信號(hào)的裝置， 各種電磁換向閥可作為電氣轉(zhuǎn) 換器。2 氣液轉(zhuǎn)換器氣動(dòng)系統(tǒng)中常用到氣-液阻尼缸或使用液壓缸作執(zhí)行元件，以求獲得較平穩(wěn)的速度，因而就需要一種把氣信號(hào)轉(zhuǎn)換為液壓信號(hào)的裝置，這就是氣液轉(zhuǎn)換器。 有直接接

6、觸式和換向閥式兩種。、氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的元件。 它的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作 直線(xiàn)往復(fù)、 擺動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 其輸出為力或轉(zhuǎn)矩。 氣動(dòng)執(zhí)行元件可以分為氣缸和 氣馬達(dá)。(一) 氣缸的分類(lèi)1按壓縮空氣對(duì)活塞端面作用力的方向分(1) 單作用氣缸 氣缸只有一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是氣壓傳動(dòng)， 活塞的復(fù)位靠彈簧力或自 重和其它外力。(2) 雙作用氣缸 雙作用氣缸的往返運(yùn)動(dòng)全靠壓縮空氣來(lái)完成。 2按氣缸的結(jié)構(gòu)特征分1) 活塞式氣缸2) 薄膜式氣缸3) 伸縮式氣缸3按氣缸的安裝形式分(1) 固定式氣缸 氣缸安裝在機(jī)體上固定不動(dòng)，有耳座式、凸緣式和法蘭式。(2) 軸銷(xiāo)式氣缸 缸體圍繞一固定軸可作

7、一定角度的擺動(dòng)。(3) 回轉(zhuǎn)式氣缸 缸體固定在機(jī)床主軸上， 可隨機(jī)床主軸作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 這種氣 缸常用于機(jī)床上氣動(dòng)卡盤(pán)中，以實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)裝卡。(4) 嵌入式氣缸 氣缸做在夾具本體內(nèi)。4按氣缸的功能分(1) 普通氣缸 包括單作用式和雙作用式氣缸。常用于無(wú)特殊要求的場(chǎng)合。(2) 緩沖氣缸 氣缸的一端或兩端帶有緩沖裝置， 以防止和減輕活塞運(yùn)動(dòng)到端點(diǎn)時(shí) 對(duì)氣缸缸蓋的撞擊。(3) 氣一液阻尼缸 氣缸與液壓缸串聯(lián)， 可控制氣缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度， 并使其速度 相對(duì)穩(wěn)定。(4) 擺動(dòng)氣缸 用于要求氣缸葉片軸在一定角度內(nèi)繞軸線(xiàn)回轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，如夾具轉(zhuǎn) 位、閥門(mén)的啟閉等。（5）沖擊氣缸 是一種以活塞桿高速運(yùn)動(dòng)形成沖

8、擊力的高能缸， 可用于沖壓、 切斷（6）步進(jìn)氣缸 是一種根據(jù)不同的控制信號(hào)，使活塞桿伸出不同的相應(yīng)位置的氣 缸。（二）氣缸的工作特性氣缸的工作特性是指氣缸的輸出力、 氣缸內(nèi)壓力的變化以及氣缸的運(yùn)動(dòng)速度 等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。二、氣動(dòng)控制元件在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的控制元件是控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、 流量、流動(dòng)方 向和發(fā)送信號(hào)的重要元件， 利用它們可以組成各種氣動(dòng)控制回路， 使氣動(dòng)執(zhí)行元 件按設(shè)計(jì)的程序正常地進(jìn)行工作。 控制元件按功能和用途可分為方向控制閥、 壓 力控制閥和流量控制閥三大類(lèi)。（一）方向控制閥1. 方向控制閥的分類(lèi)按閥芯結(jié)構(gòu)不同可分為： 滑柱式（又稱(chēng)柱塞式、也稱(chēng)滑閥 ） 、截止式（又稱(chēng)提動(dòng)

9、式 ）、 平面式（又稱(chēng)滑塊式 ） 、旋塞式和膜片式。 其中以截止式換向閥和滑柱式換向閥應(yīng) 用較多；按其控制方式不同可以分為： 電磁換向閥、 氣動(dòng)換向閥、 機(jī)動(dòng)換向閥和手動(dòng)換向 閥按其作用特點(diǎn)可以分為：?jiǎn)蜗蛐涂刂崎y和換向型控制閥。2. 單向型控制閥（1）單向閥單向閥是指氣流只能向一個(gè)方向流動(dòng)而不能反向流動(dòng)的閥。 單向閥的工作原 理、結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)與液壓閥中的單向閥基本相同， 只不過(guò)在氣動(dòng)單向閥中， 閥 芯和閥座之間有一層膠墊 （密封墊 ）。（2）快速排氣閥快速排氣閥簡(jiǎn)稱(chēng)快排閥。它是為加快氣缸運(yùn)動(dòng)速度作快速排氣用的二）換向型控制閥換向型方向控制閥 （ 簡(jiǎn)稱(chēng)換向閥 ）的功用是改變氣體通道使氣體流動(dòng)方

10、向發(fā) 生變化從而改變氣動(dòng)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。 換向型控制閥包括氣壓控制閥、 電磁 控制閥、機(jī)械控制閥、人力控制閥和時(shí)間控制閥。1. 氣壓控制換向閥氣壓控制換向閥是利用氣體壓力來(lái)使主閥芯運(yùn)動(dòng)而使氣體改變流向的。 按控 制方式不同可分為加壓控制、卸壓控制和差壓控制三種。加壓控制是指所加的控制信號(hào)壓力是逐漸上升的， 當(dāng)氣壓增加到閥芯的動(dòng)作 壓力時(shí)， 主閥便換向； 卸壓控制指所加的氣控信號(hào)壓力是減小的， 當(dāng)減小到某一 壓力值時(shí)，主閥換向；差壓控制是使主閥芯在兩端壓力差的作用下?lián)Q向。氣控?fù)Q向閥按主閥結(jié)構(gòu)不同，又可分為截止式和滑閥式兩種。1）截止式氣控閥 2）滑閥式氣控閥工作原理和液動(dòng)換向閥基本相同。2.

11、 電磁控制換向閥按控制方式不同分為電磁鐵直接控制 （ 直動(dòng)） 式電磁閥和先導(dǎo)式電磁閥兩種。 它們的工作原理分別與液壓閥中的電磁閥和電液動(dòng)閥相類(lèi)似， 只是二者的工作介 質(zhì)不同而已。、壓力控制閥壓力控制閥主要用來(lái)控制系統(tǒng)中氣體的壓力， 以滿(mǎn)足各種壓力要求或用以節(jié) 能。壓力控制分為三類(lèi)：一類(lèi)是起降壓穩(wěn)壓作用，如減壓閥，定值器；一類(lèi)是起 限壓安全保護(hù)作用的安全閥等；一類(lèi)是根據(jù)氣路壓力不同進(jìn)行某種控制的順序 閥、平衡閥等。三、流量控制閥在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中， 經(jīng)常要求控制氣動(dòng)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度， 這要靠調(diào)節(jié)壓 縮空氣的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。 凡用來(lái)控制氣體流量的閥， 稱(chēng)為流量控制閥。 流量控制閥 就是通過(guò)改變閥的通流

12、截面積來(lái)實(shí)現(xiàn)流量控制的元件， 它包括節(jié)流閥、 單向節(jié)流閥、排氣節(jié)流閥和柔性節(jié)流閥等。其中節(jié)流閥和單向節(jié)流閥的工作原理與液壓閥 中同類(lèi)型閥相似。1. 排氣節(jié)流閥與節(jié)流閥原理一樣，但節(jié)流閥裝在系統(tǒng)中調(diào)節(jié)氣流的流量， 而排氣節(jié)流閥 只能裝在排氣口處，調(diào)節(jié)排入大氣的流量。圖 13-18為排氣節(jié)流閥的工作原理 圖。2 .柔性節(jié)流閥柔性節(jié)流閥依靠閥桿夾緊柔韌的橡膠管而產(chǎn)生節(jié)流作用第四節(jié)氣動(dòng)基本回路1. 換向回路1）單作用氣缸換向回路2）雙作用氣缸換向回路2. 速度控制回路1）單作用氣缸速度控制回路圖示為雙作用缸單向調(diào)速回路。圖a為供氣節(jié)流調(diào)速回路。節(jié)流供氣多用于 垂直安裝的氣缸的供氣回路中，在水平安裝的氣

13、缸供氣回路中一般采用圖 b的節(jié) 流排氣回路。由圖示位置可知，當(dāng)氣控?fù)Q向閥不換向時(shí)，從氣源來(lái)的壓縮空氣經(jīng) 氣控?fù)Q向閥直接進(jìn)入氣缸的 A腔，而B(niǎo)腔排出的氣體必須經(jīng)節(jié)流閥到氣控?fù)Q向閥 而排入大氣，因而B(niǎo)腔中的氣體就具有一定的壓力。此時(shí)活塞在A腔與B腔的壓 力差作用下前進(jìn)，而減少了“爬行”發(fā)生的可能性，調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開(kāi)度，就可控 制不同的排氣速度，從而也就控制了活塞的運(yùn)動(dòng)速度，排氣節(jié)流調(diào)速回路具有下 述特點(diǎn)：1. 氣缸速度隨負(fù)載變化較小，運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)；2. 能承受與活塞運(yùn)動(dòng)方向相同的負(fù)載（反向負(fù)載）。2）雙作用氣缸速度控制回路圖為雙向調(diào)速回路。圖a所示為采用單向節(jié)流閥式的雙向節(jié)流調(diào)速回路。圖 b所示為采用

14、排氣節(jié)流閥的雙向節(jié)流調(diào)速回路。它們都是采用排氣節(jié)流調(diào)速方 式，當(dāng)外負(fù)載變化不大時(shí)，進(jìn)氣阻力小，負(fù)載變化對(duì)速度影響小，比進(jìn)氣節(jié)流調(diào) 速效果要好。3）快速往返運(yùn)動(dòng)回路4）速度換接回路5）緩沖回路3. 壓力控制回路1）一次壓力控制回路2）二次壓力控制回路3）高低壓轉(zhuǎn)換回路spa nstyle=mso-ig no re:vglayout;z-i ndex:7;left:0px;marg in-left:-24px;marg in-top:142px;width:583px;height:163pxOPiW（b）倒圖示為二次壓力控制回路，圖 a是由氣動(dòng)三大件組成的，主要由溢流減壓閥來(lái)實(shí) 現(xiàn)壓力控制；圖b

15、是由減壓閥和換向閥構(gòu)成的對(duì)同一系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸出高低壓力p1、p2的控制；圖c是由減壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同系統(tǒng)輸出不同壓力 p1、p2的控制。為保 證氣動(dòng)系統(tǒng)使用的氣體壓力為一穩(wěn)定值，多用空氣過(guò)濾器、減壓閥、油霧器（氣 動(dòng)三大件）組成的二次壓力控制回路，但要注意，供給邏輯元件的壓縮空氣不要 加入潤(rùn)滑油。4. 氣液聯(lián)動(dòng)回路1）氣-液轉(zhuǎn)換速度控制回路2）氣液阻尼缸的速度控制回路3）氣液增壓缸增力回路4）氣液缸同步動(dòng)作回路spa nstyle=mso-ig nore:vglayout;z-i ndex:6;left:0p x;margi n-left:132p x;margi n-top:121px;width

16、:335px;height:206px圖所示為氣-液調(diào)速回路。當(dāng)電磁閥處于下位接通時(shí)，氣壓作用在氣缸無(wú)桿腔活塞上， 有桿腔內(nèi)的液 壓油經(jīng)機(jī)控?fù)Q向閥進(jìn)入氣-液轉(zhuǎn)換器，活塞桿快速伸出。當(dāng)活塞桿壓下機(jī)控?fù)Q向 閥時(shí)，有桿腔油液只能通過(guò)節(jié)流閥到氣-液轉(zhuǎn)換器，從而使活塞桿伸出速度減慢， 而當(dāng)電磁閥處于上位時(shí)，活塞桿快速返回。此回路可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)、快退工況。 因此，在要求氣缸具有準(zhǔn)確而平穩(wěn)的速度時(shí)（尤其是在負(fù)載變化較大場(chǎng)合），就 要采用氣-液相結(jié)合的調(diào)速方式。5. 延時(shí)回路圖所示為延時(shí)回路。圖a為延時(shí)輸出回路，當(dāng)控制信號(hào)切換閥4后，壓縮空 氣經(jīng)單向節(jié)流閥3向貯氣罐2充氣。當(dāng)充氣壓力經(jīng)過(guò)延時(shí)升高致使閥 1換位時(shí)， 閥1就有輸出。圖b為延時(shí)接通回路，按下閥8,貝U氣缸向外伸出，當(dāng)氣缸在伸 出行程中壓下閥5后，壓縮空氣經(jīng)節(jié)流閥到貯氣罐 6,延時(shí)后才將閥7切換，氣spa nstyle=mso-ig nore:vglayout;z-i ndex:3;left:0p.x;m argi n-left:36p.x;m argi n-top:111p x; width:480p x; height:152px缸退回6順序動(dòng)作回路1）單缸往返動(dòng)作回路2）多缸順序動(dòng)作回路圖示為三種單往復(fù)動(dòng)作回路。圖a是行程閥控制的單往復(fù)回路，當(dāng)按下閥 1 的手動(dòng)按鈕后壓縮空氣使閥3換向，活塞桿