氣動技術基本知識

1、氣動技術基本知識1. 氣動技術中常用的單位1個大氣壓=760mmHg=1.013bar=101kpa壓力單位換算1N/ m2 = 10 Jbar =1.02 10 2 kgf/m m2 =1.02 10'kgf/c m21kgf/c m2 =0.1Mpa2. 氣動控制裝置的特點空氣廉價且不污染環(huán)境，用過的氣體可直接排入大氣速度調(diào)整容易元件結構緊湊，可靠性高受濕度等環(huán)境影響小使用安全便于實現(xiàn)過載保護氣動系統(tǒng)的穩(wěn)定性差工作壓力低，功率重量比小元件在行程中途停止精度低3. 氣動系統(tǒng)的組成氣動系統(tǒng)基本由下列裝置和元件組成(1) 氣源裝置一一氣動系統(tǒng)的動力源提供壓縮空氣(2) 空氣處理裝置調(diào)節(jié)壓

2、縮空氣的潔凈度及壓力(3 )控制元件 方向控制元件一一切換空氣的流向 流量控制元件一一調(diào)節(jié)空氣的流量(4) 邏輯元件一一與或非(5) 執(zhí)行元件一一將壓力能轉(zhuǎn)換為機械功(6) 輔助元件保證氣動裝置正常工作的一些元件a)氣源裝置b)空氣調(diào)節(jié)壓縮機儲氣罐后冷卻器過濾器油霧分離器減壓閥油霧器處理裝置空氣凈化單元 干燥器 其它電磁閥氣壓控制閥r方向控制閥 < 機械操作閥手動閥I其它r速度控制閥C）控制元件 速度控制閥d）執(zhí)行元件氣缸帶終端開關氣缸帶制動器氣缸 氣缸 < 帶鎖氣缸帶電磁閥氣缸其它I節(jié)流閥擺動缸回轉(zhuǎn)執(zhí)行件Y邏輯閥空氣馬達e）輔助元件y管子接頭消音器壓力計其它污染物質(zhì)的去除能力污染

3、物質(zhì)過濾器油霧分離器干燥器水蒸氣XXO微小水霧XOO微小油霧XOX水滴OOO固體雜質(zhì)OOX表1、空氣處理元件壓縮空氣中含有各種污染物質(zhì)。由于這些污染物質(zhì)降低了氣動元件的使用壽命。并且會 經(jīng)常造成元件的誤動作和故障。表 1列出了各種空氣處理元件對污染物的清除能力。1空氣濾清器空氣濾清器又稱為過濾器、分水濾清器或油水分離器。它的作用在于分離壓縮空氣中的水分、油分等雜質(zhì)，使壓縮空氣得到初步凈化I 油霧器AL系列油霧分離器AFM系列2. 油霧分離器油霧分離器又稱除油濾清器。它與空氣濾清器不同之處僅在于所用過濾元件不同。空氣 濾清器不能分離油泥之類的油霧，原因是當油粒直徑小于23um時呈干態(tài)，很難附著在

4、物體上，分離這些微粒油霧需用凝聚式過濾元件，過濾元件的材料有：1）活性炭2）用與油有良好親和能力的玻璃纖維、纖維素等制成的多孔濾芯3. 空氣干燥器為了獲得干燥的空氣只用空氣濾清器是不夠的，空氣中的濕度還是幾乎達100%。當濕度降時，空氣中的水蒸氣就會變成水滴。為了防止水滴的產(chǎn)生，在很多情況下還需要使用干燥 器。干燥器大致可分為冷凍式和吸附式兩類。4. 空氣處理裝置空氣濾清器、調(diào)壓閥和油霧器等組合在一起，即稱為空氣處理裝置。a）空氣處理三聯(lián)件（FRL裝置）SMC 空訕船&| AC1OOO'6CliL/m空氣處理三聯(lián)件俗稱氣動三大件。它是由濾清器、調(diào)壓閥和油霧器三件組成的，b）空氣

5、處理雙聯(lián)件這是由組合式過濾器減壓閥與油霧器組成的空氣處理裝置。c）空氣處理四聯(lián)件它是由濾清器、油霧分離器、調(diào)壓閥和油霧器四件組成，用于需要優(yōu)質(zhì)壓縮空氣的地方。5. 調(diào)壓閥（減壓閥）調(diào)壓閥是輸出壓力低于輸入壓力，并保持輸出壓力穩(wěn)定的壓力控制元件。由于大多是與 濾清器和油霧器連成一體使用，所以把它分在空氣處理元件一類中。6. 油霧器氣動系統(tǒng)中有很多裝置都有滑動部分如：氣缸體與活塞，閥體與閥芯等。為了保證滑動 部分的正常工作需要潤滑，油霧器是提供潤滑油的裝置三、控制元件一、方向控制閥方向控制閥是氣動控制回路中用來控制氣體流動方向和氣流通斷，從而使氣路中的執(zhí)行 元件能按要求方向進行動作的元件。在各類元

6、件中，方向控制閥的種類最多。主要有換向閥 和單向閥兩大類。前者包括電磁閥，氣控閥等，后者主要有單向閥，梭閥等，應用都很廣泛,1.換向閥換向閥主要有轉(zhuǎn)閥和滑閥兩大類本公司主要使用滑閥結構的換向閥?；y依靠其中的滑柱式閥芯處在不同位置上來接通或切斷氣路的。一般地講，閥芯的切 換位置主要有二個或三個，即有二位閥和三位閥之分。二位三位中位封閉丨中位加壓中位卸壓二通丄 -F 11AP1n 1A三通3AA四通ABPR1ABPRABABPRPR五通ABSEER1PR2TTTA BR1 PR2A BA BR1PR2R1PR2表中代表了閥的一個切換位置，故而有幾個長方形表示該閥是幾位的。長方形中的箭 頭 表示在

7、該位置上氣流流動的方向，丄則表示在這一位置上氣流被切斷。二位閥有自復位和自保持兩種。三位閥的閥芯除了可以停在閥體的兩端外，還可有一個 中間位置。氣動閥通過氣壓信號切換閥芯，分成直接作動式和間接作動式兩種，氣動閥猶如去掉了 電磁線圈后的電磁閥。由于采用氣壓信號控制，所以動作慢，不能指望像電磁閥那樣高速動 作，但壽命一般都較長。氣動控制閥與電磁閥的區(qū)別是不用電磁鐵，因而控制信號不是電信 號而是氣壓信號，常用于防爆場合或不用電的簡易生產(chǎn)線上。2.單向閥進氣口進氣口出氣口出氣口當有氣流從進氣口進入壓迫彈簧下移打開閥 門使氣流通過向從出氣口進氣則不能從另 一端口獲得輸出RJI12iP圖 1如圖1單向閥只

8、允許氣流沿一個方向流動而不能反向流動。單向閥用在氣路中需要防止 空氣逆流的場合，還可用在氣源停止供氣時需要保持壓力的地方。梭閥相當于兩個單向閥合 成，有兩個進氣口，一個出氣口，因而無論哪個進氣口進氣，出口總有輸出，且出口總和壓 力高的進氣口相聯(lián)。雙壓閥則是“與”的功能，只有兩口均有氣流時才會使出口有輸出。圖2為快速排氣閥的工作原理。當P腔進氣后，活塞上移，閥口 2開，閥口 1閉，P A 接通。當排氣時，活塞下移，閥口 2閉1開，AR接通，管路氣體從R 口排出。快速排氣閥主要用于氣缸排氣，以加速氣缸的動作。二、流量控制閥在氣動系統(tǒng)中，如要對氣缸運動速度加以控制或需要延時元件計時時，就要控制壓縮空

9、 氣的流量。在流量控制時，只要設法改變管道的截面就可。流量控制閥分為節(jié)流閥，速度控制閥和排氣節(jié)流閥數(shù)種等。1. 節(jié)流閥可調(diào)式節(jié)流閥依靠改變的流通面積來調(diào)節(jié)氣流。2. 速度控制閥速度控制閥由節(jié)流閥和單向閥組合而成。故而又叫單向節(jié)流閥，通過調(diào)節(jié)流量達到控制 執(zhí)行元件速度的目的。三、壓力控制閥壓力控制閥是利用閥芯上的氣壓作用力和彈簧力保持平衡來進行工作的，平衡狀態(tài)的任 何破壞都會使閥芯位置產(chǎn)生變化，其結果不是改變閥口開度的大小(例如溢流閥、減壓閥) 就是改變閥口的通斷(例如安全閥，順序閥)。1.溢流閥溢流閥由進口( P)處的氣壓壓力控制閥芯動作，當進口處壓力達到預設值時閥芯克服彈 簧力動作使得進、出

10、口導通，從而實現(xiàn)溢流作用。如圖3(a)所示。(a)(b)2減壓閥減壓閥則是由出口處壓力驅(qū)動閥芯，當出口處壓力達到預設值時閥芯克服彈簧力動作使得 進、出口截斷，從而實現(xiàn)減壓作用。如圖3(b)所示。各種閥的符號見附表1四、執(zhí)行元件氣動系統(tǒng)中將壓縮空氣的壓力轉(zhuǎn)換成機械能，從而實現(xiàn)所要求運動的驅(qū)動元件，稱為執(zhí) 行元件。它分為氣缸和氣動馬達兩大類。相對于液壓和機械傳動，它結構簡單，維修方便。 但由于壓縮空氣的壓力通常為 0.3-0.6Mpa故而輸出力小。氣缸是用壓縮空氣作動力源，產(chǎn)生直線運動或擺動，輸出力或力矩做功的元件。主要氣缸主要類型和特點見附表 2。五、氣動回路(一)回路設計基礎1）路的構成（圖4

11、）2）控制方式（二）驅(qū)動回路1驅(qū)動氣缸的基本回路在通常使用的氣缸中有單作用氣缸和雙作用氣缸。以下介紹驅(qū)動這些氣缸的基本回路。1）單作用氣缸只在一個方向上的運動靠壓縮空氣驅(qū)動，靠彈簧力的作用回程。氣源三聯(lián)件圖5為使用單作用氣缸作往復運動的氣路圖。換向閥（電磁閥）使用二位三通閥。 換向閥的P 口與氣源凈化裝置相連接，A 口與氣缸相連接。速度控制閥接在換向閥與氣 缸之間。速度控制閥有方向性，連接時不可接反?；芈返膭幼鲃釉砣缦拢涸诔跏嘉恢脮r，P 口封閉，氣缸的氣缸蓋一側(cè)通過速度控制閥的單向閥和換向閥直接與大氣相通。氣缸活塞靠彈簧力的作用停止于完全縮回的位置當電磁閥通電換向時,氣源通過速度控制閥給氣缸供氣，壓縮彈簧使活塞前進調(diào)整速度控制閥節(jié)流孔的大小，可 以控制活塞前進速度當電磁閥斷電恢復到初始位置時,P 口再次封閉，氣缸內(nèi)空氣排出.活 塞在彈簧力作用下后退并返回原點這時氣缸的速度不能控制.2）雙作用氣缸的驅(qū)動回路圖6為使雙作用氣缸作往復運動的氣路圖。換向閥使用二位五通閥（二位四通閥也 可以），換向閥的P 口與氣源靜化裝置相連接。A 口與氣缸桿一側(cè)的接口相連，B 口與 氣缸蓋一側(cè)的接口相連。速度控制閥接在換向閥與氣缸之間（注意方向與單作用氣缸 時相反）。在初始位置時，P 口與氣缸桿一側(cè)相通，另一方