氣源裝置及氣動(dòng)元件A

1、華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)氣源裝置及氣動(dòng)元件氣源裝置及氣動(dòng)元件華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)n氣動(dòng)系統(tǒng)由下面幾種元件及裝置組成氣動(dòng)系統(tǒng)由下面幾種元件及裝置組成n氣源裝置氣源裝置 壓縮空氣的發(fā)生裝置以及壓縮空壓縮空氣的發(fā)生裝置以及壓縮空氣的存貯、凈化的輔助裝置。它為系統(tǒng)提供氣的存貯、凈化的輔助裝置。它為系統(tǒng)提供合乎質(zhì)量要求的壓縮空氣。合乎質(zhì)量要求的壓縮空氣。n執(zhí)行元件執(zhí)行元件 將氣體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能并完將氣體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能并完成做功動(dòng)作的元件，如氣缸、氣馬達(dá)。成做功動(dòng)作的元件，如氣缸、氣馬達(dá)。n控制元件控制元件 控制氣體壓力、流量及運(yùn)動(dòng)方向控制氣體壓力、流量及運(yùn)動(dòng)方向的元件

2、，如各種閥類；能完成一定邏輯功能的元件，如各種閥類；能完成一定邏輯功能的元件，即氣動(dòng)邏輯元件；感測、轉(zhuǎn)換、處的元件，即氣動(dòng)邏輯元件；感測、轉(zhuǎn)換、處理氣動(dòng)信號(hào)的元器件，如氣動(dòng)傳感器及信號(hào)理氣動(dòng)信號(hào)的元器件，如氣動(dòng)傳感器及信號(hào)處理裝置。處理裝置。n氣動(dòng)輔件氣動(dòng)輔件 氣動(dòng)系統(tǒng)中的輔助元件，如消聲氣動(dòng)系統(tǒng)中的輔助元件，如消聲器、管道、接頭等。器、管道、接頭等。華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)氣源裝置氣源裝置n氣源裝置為氣動(dòng)系統(tǒng)提供滿足一定質(zhì)量要求的壓縮空氣，是氣動(dòng)氣源裝置為氣動(dòng)系統(tǒng)提供滿足一定質(zhì)量要求的壓縮空氣，是氣動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分。系統(tǒng)的重要組成部分。n氣動(dòng)系統(tǒng)對(duì)壓縮空氣的主要要求：具有一定

3、壓力和流量，并具有氣動(dòng)系統(tǒng)對(duì)壓縮空氣的主要要求：具有一定壓力和流量，并具有一定的凈化程度。一定的凈化程度。n氣源裝置由以下四部分組成氣源裝置由以下四部分組成n氣壓發(fā)生裝置氣壓發(fā)生裝置空氣壓縮機(jī)；空氣壓縮機(jī)；n凈化、貯存壓縮空氣的裝置和設(shè)備；凈化、貯存壓縮空氣的裝置和設(shè)備；n管道系統(tǒng)；管道系統(tǒng)；n氣動(dòng)三大件。氣動(dòng)三大件。華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué) 氣壓發(fā)生裝置氣壓發(fā)生裝置空氣壓縮機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，供空氣壓縮機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，供氣動(dòng)機(jī)械使用。氣動(dòng)機(jī)械使用?？諝鈮嚎s機(jī)的分類空氣壓縮機(jī)的分類 分容積型和速度型。分容積型和速度型。常用往復(fù)式容積型壓縮機(jī)，一般空壓機(jī)為中壓

4、，額常用往復(fù)式容積型壓縮機(jī)，一般空壓機(jī)為中壓，額定排氣壓力定排氣壓力1MPa；低壓空壓機(jī)排氣壓力低壓空壓機(jī)排氣壓力0.2MPa；高壓空壓機(jī)排氣壓力高壓空壓機(jī)排氣壓力10MPa?？諝鈮嚎s機(jī)的選用原則空氣壓縮機(jī)的選用原則 依據(jù)是氣動(dòng)系統(tǒng)所需依據(jù)是氣動(dòng)系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量兩個(gè)參數(shù)。要的工作壓力和流量兩個(gè)參數(shù)。n空壓機(jī)輸出流量空壓機(jī)輸出流量 qVn(qVn0+qVn1)/(0.70.8)nqVn0 配管等處的泄漏量配管等處的泄漏量nqVn1 工作元件的總流量工作元件的總流量華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué) 壓縮空氣的凈化裝置和設(shè)備壓縮空氣的凈化裝置和設(shè)備氣動(dòng)系統(tǒng)對(duì)壓縮空氣質(zhì)量的要求：壓縮空氣

5、要具有一定壓力和足氣動(dòng)系統(tǒng)對(duì)壓縮空氣質(zhì)量的要求：壓縮空氣要具有一定壓力和足夠的流量，具有一定的凈化程度。不同的氣動(dòng)元件對(duì)雜質(zhì)顆粒的夠的流量，具有一定的凈化程度。不同的氣動(dòng)元件對(duì)雜質(zhì)顆粒的大小有具體的要求。大小有具體的要求。 混入壓縮空氣中的油分、水分、灰塵等雜質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不良影響：混入壓縮空氣中的油分、水分、灰塵等雜質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不良影響： 混入壓縮空氣的油蒸汽可能聚集在貯氣罐、管道等處形成易混入壓縮空氣的油蒸汽可能聚集在貯氣罐、管道等處形成易燃物，有引起爆炸的危險(xiǎn)，另一方面潤滑油被汽化后會(huì)形成燃物，有引起爆炸的危險(xiǎn)，另一方面潤滑油被汽化后會(huì)形成一種有機(jī)酸，對(duì)金屬設(shè)備有腐蝕生銹的作用，影響設(shè)備受命。一種

6、有機(jī)酸，對(duì)金屬設(shè)備有腐蝕生銹的作用，影響設(shè)備受命。 混在壓縮空氣中的雜質(zhì)沉積在元件的通道內(nèi)，減小了通道面混在壓縮空氣中的雜質(zhì)沉積在元件的通道內(nèi)，減小了通道面積，增加了管道阻力。嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻塞，使氣體壓力信號(hào)積，增加了管道阻力。嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻塞，使氣體壓力信號(hào)不能正常傳遞，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定甚至失靈。不能正常傳遞，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定甚至失靈。 壓縮空氣中含有的飽和水分，在一定條件下會(huì)凝結(jié)成水并聚壓縮空氣中含有的飽和水分，在一定條件下會(huì)凝結(jié)成水并聚集在個(gè)別管段內(nèi)。在北方的冬天，凝結(jié)的水分會(huì)使管道及附集在個(gè)別管段內(nèi)。在北方的冬天，凝結(jié)的水分會(huì)使管道及附件結(jié)冰而損壞，影響氣動(dòng)裝置正常工作。件結(jié)冰而損壞，

7、影響氣動(dòng)裝置正常工作。 壓縮空氣中的灰塵等雜質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)部件會(huì)產(chǎn)生研磨作用，使這壓縮空氣中的灰塵等雜質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)部件會(huì)產(chǎn)生研磨作用，使這些元件因漏氣增加而效率降低，影響它們的使用壽命。些元件因漏氣增加而效率降低，影響它們的使用壽命。因此必須要設(shè)置除油、除水、除塵，并使壓縮空氣干燥的提高壓因此必須要設(shè)置除油、除水、除塵，并使壓縮空氣干燥的提高壓縮空氣質(zhì)量、進(jìn)行氣源凈化處理的輔助設(shè)備?？s空氣質(zhì)量、進(jìn)行氣源凈化處理的輔助設(shè)備。華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué) 壓縮空氣凈化設(shè)備壓縮空氣凈化設(shè)備 一般包括后冷卻器、油水分離器、貯氣罐、干燥器。一般包括后冷卻器、油水分離器、貯氣罐、干燥器。 后冷卻器后冷卻器

8、將空氣壓縮機(jī)排出具將空氣壓縮機(jī)排出具有有140170的壓縮空氣降至的壓縮空氣降至4050，壓縮空氣中的油霧，壓縮空氣中的油霧和水氣亦凝析出來。冷卻方式有水和水氣亦凝析出來。冷卻方式有水冷和氣冷式兩種。冷和氣冷式兩種。 油水分離器油水分離器 主要利主要利用回轉(zhuǎn)離心、撞擊、水用回轉(zhuǎn)離心、撞擊、水浴等方法使水滴、油滴浴等方法使水滴、油滴及其他雜質(zhì)顆粒從壓縮及其他雜質(zhì)顆粒從壓縮空氣中分離出來?？諝庵蟹蛛x出來。華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)貯氣罐的主要作用是貯存貯氣罐的主要作用是貯存一定數(shù)量的壓縮空氣，減一定數(shù)量的壓縮空氣，減少氣流脈動(dòng)，減弱氣流脈少氣流脈動(dòng)，減弱氣流脈動(dòng)引起的管道振動(dòng)，進(jìn)一動(dòng)引起

9、的管道振動(dòng)，進(jìn)一步分離壓縮空氣的水分和步分離壓縮空氣的水分和油分。油分。 干燥器的作用是進(jìn)一步除去壓縮干燥器的作用是進(jìn)一步除去壓縮空氣中含有的水分、油分、顆粒雜空氣中含有的水分、油分、顆粒雜質(zhì)等，使壓縮空氣干燥，用于對(duì)氣質(zhì)等，使壓縮空氣干燥，用于對(duì)氣源質(zhì)量要求較高的氣動(dòng)裝置、氣動(dòng)源質(zhì)量要求較高的氣動(dòng)裝置、氣動(dòng)儀表等。主要采用吸附、離心、機(jī)儀表等。主要采用吸附、離心、機(jī)械降水及冷凍等方法。械降水及冷凍等方法。華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué) 管道系統(tǒng)和氣動(dòng)三大件管道系統(tǒng)和氣動(dòng)三大件氣動(dòng)三大件：分水過濾器，氣動(dòng)三大件：分水過濾器，減壓閥，油霧器減壓閥，油霧器 管道系統(tǒng)布置原則管道系統(tǒng)布置原則華

10、中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué) 氣動(dòng)三大件氣動(dòng)三大件氣動(dòng)三大件是壓縮空氣質(zhì)量的最后保證。氣動(dòng)三大件是壓縮空氣質(zhì)量的最后保證。分水過濾器分水過濾器 作用是除去空氣中的灰塵、作用是除去空氣中的灰塵、雜質(zhì)，并將空氣中的水分分離出來。雜質(zhì)，并將空氣中的水分分離出來。 原理：回轉(zhuǎn)離心、撞擊，原理：回轉(zhuǎn)離心、撞擊， 性能指標(biāo)：過濾度、水分離率、濾灰性能指標(biāo)：過濾度、水分離率、濾灰效率、流量特性效率、流量特性油霧器油霧器 特殊的注油裝置。特殊的注油裝置。 原理原理 當(dāng)壓縮空氣流過時(shí)，當(dāng)壓縮空氣流過時(shí)，它將潤滑它將潤滑油噴射成霧狀，隨壓縮空氣流入需要的油噴射成霧狀，隨壓縮空氣流入需要的潤滑部件，達(dá)到潤滑的

11、目的。潤滑部件，達(dá)到潤滑的目的。 性能指標(biāo)：流量特性、起霧油量性能指標(biāo)：流量特性、起霧油量減壓閥減壓閥 起減壓和穩(wěn)壓作用起減壓和穩(wěn)壓作用。氣動(dòng)三大件的安裝連接次序：分水過濾氣動(dòng)三大件的安裝連接次序：分水過濾器、減壓閥、油霧器。多數(shù)情況下，三器、減壓閥、油霧器。多數(shù)情況下，三件組合使用，也可以少于三件，只用一件組合使用，也可以少于三件，只用一件或兩件。件或兩件。注意改正圖中錯(cuò)誤注意改正圖中錯(cuò)誤華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)氣動(dòng)輔件氣動(dòng)輔件n消聲器消聲器n氣缸、氣閥等工作時(shí)排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹，氣缸、氣閥等工作時(shí)排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹，會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪聲。噪聲的強(qiáng)弱隨排氣的速

12、度、排氣量會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪聲。噪聲的強(qiáng)弱隨排氣的速度、排氣量和空氣通道的形狀而變化。排氣的速度和功率越大，噪和空氣通道的形狀而變化。排氣的速度和功率越大，噪聲也越大，一般可達(dá)聲也越大，一般可達(dá)100120dB，為了降低噪聲在排，為了降低噪聲在排氣口要裝設(shè)消聲器。氣口要裝設(shè)消聲器。n消聲器是通過阻尼或增加排氣面積來降低排氣的速度和消聲器是通過阻尼或增加排氣面積來降低排氣的速度和功率，從而降低噪聲的。功率，從而降低噪聲的。n消聲器的類型：吸收型；膨脹干涉型；膨脹干涉吸收性。消聲器的類型：吸收型；膨脹干涉型；膨脹干涉吸收性。n管道連接件管道連接件 包括管子和各種管接頭。包括管子和各種管接頭。n管子可分

13、為硬管和軟管。管子可分為硬管和軟管。 一些固定不動(dòng)的、不需要經(jīng)一些固定不動(dòng)的、不需要經(jīng)常裝拆的地方使用硬管；連接運(yùn)動(dòng)部件、希望裝拆方便常裝拆的地方使用硬管；連接運(yùn)動(dòng)部件、希望裝拆方便的管路用軟管。常用的是紫銅管和尼龍管。的管路用軟管。常用的是紫銅管和尼龍管。n管接頭分為卡套式、擴(kuò)口螺紋式、卡箍式、插入快換式管接頭分為卡套式、擴(kuò)口螺紋式、卡箍式、插入快換式等。等。華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)執(zhí)行元件 普普通通氣氣缸缸 膜片氣缸是一種用壓縮空氣推動(dòng)膜片氣缸是一種用壓縮空氣推動(dòng)非金屬膜片作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸，可非金屬膜片作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸，可以是單作用式，也可以是雙作用式。以是單作

14、用式，也可以是雙作用式。適用于氣動(dòng)夾具、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥及短適用于氣動(dòng)夾具、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥及短行程工作場合。行程工作場合。 氣動(dòng)執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。氣動(dòng)執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。包括氣缸和氣馬達(dá)。實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和做功的是氣缸；實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)包括氣缸和氣馬達(dá)。實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和做功的是氣缸；實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和做功的是氣馬達(dá)。動(dòng)和做功的是氣馬達(dá)。 氣缸的分類及典型結(jié)構(gòu)氣缸的分類及典型結(jié)構(gòu)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)無桿氣缸無桿氣缸原理原理 鋁制缸筒鋁制缸筒2 沿軸向方向開沿軸向方向開槽，為防止內(nèi)部壓縮空氣泄漏和槽，為防止內(nèi)部壓縮空氣泄漏和外部雜物侵入，槽被內(nèi)部抗壓

15、密外部雜物侵入，槽被內(nèi)部抗壓密封件封件4 和外部防塵密封件和外部防塵密封件7 密封，密封，塑料的內(nèi)外密封件互相夾持固定塑料的內(nèi)外密封件互相夾持固定著。無桿活塞著。無桿活塞3 兩端帶有唇型密兩端帶有唇型密封圈，活塞兩端分別進(jìn)、排氣，封圈，活塞兩端分別進(jìn)、排氣，活塞將在缸筒內(nèi)往復(fù)移動(dòng)。通過活塞將在缸筒內(nèi)往復(fù)移動(dòng)。通過缸筒槽的傳動(dòng)舌片缸筒槽的傳動(dòng)舌片5，該運(yùn)動(dòng)被傳，該運(yùn)動(dòng)被傳遞到承受負(fù)載的導(dǎo)架遞到承受負(fù)載的導(dǎo)架6 上。此時(shí)，上。此時(shí)，傳動(dòng)舌片將密封件傳動(dòng)舌片將密封件4、7擠開，但擠開，但它們在缸筒的兩端仍然是互相夾它們在缸筒的兩端仍然是互相夾持的。因此傳動(dòng)舌片與導(dǎo)架組件持的。因此傳動(dòng)舌片與導(dǎo)架組件在

16、氣缸上移動(dòng)時(shí)無壓縮空氣泄漏。在氣缸上移動(dòng)時(shí)無壓縮空氣泄漏。 特點(diǎn)特點(diǎn) 由于獨(dú)特的設(shè)計(jì)，該氣缸只需要較小的安裝空間。由于獨(dú)特的設(shè)計(jì)，該氣缸只需要較小的安裝空間。 組成組成 由缸筒由缸筒2，防塵和抗壓密封件，防塵和抗壓密封件7、4，無桿活塞，無桿活塞3，左右端蓋，左右端蓋1， 傳動(dòng)舌片傳動(dòng)舌片5，導(dǎo)架，導(dǎo)架6等組成。等組成。華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué) 沖擊氣缸沖擊氣缸 由缸筒、活塞和固定在缸筒上的中蓋組成，中蓋上有一噴嘴。它能由缸筒、活塞和固定在缸筒上的中蓋組成，中蓋上有一噴嘴。它能產(chǎn)生相當(dāng)大的沖力，可以充當(dāng)沖床使用。整個(gè)工作過程分為三個(gè)階段：產(chǎn)生相當(dāng)大的沖力，可以充當(dāng)沖床使用。整個(gè)工作

17、過程分為三個(gè)階段： 復(fù)位段復(fù)位段 氣源由孔氣源由孔A 供氣，孔供氣，孔B 排氣，活塞上升至密封墊封住噴排氣，活塞上升至密封墊封住噴嘴，氣缸上腔成為密封的儲(chǔ)氣腔。嘴，氣缸上腔成為密封的儲(chǔ)氣腔。 儲(chǔ)能段儲(chǔ)能段 氣源改由孔氣源改由孔B 進(jìn)氣，孔進(jìn)氣，孔A 排氣。由于上腔氣壓作用在噴排氣。由于上腔氣壓作用在噴嘴上面積較小，而下腔氣壓作用面積大，故使上腔貯存很高的能嘴上面積較小，而下腔氣壓作用面積大，故使上腔貯存很高的能量。量。 沖擊段沖擊段 上腔壓力繼續(xù)升高，下腔壓力繼續(xù)降低，當(dāng)上下腔壓上腔壓力繼續(xù)升高，下腔壓力繼續(xù)降低，當(dāng)上下腔壓力比大于活塞與噴嘴面積比時(shí)，活塞離開噴嘴，上腔氣體迅速充力比大于活塞與

18、噴嘴面積比時(shí)，活塞離開噴嘴，上腔氣體迅速充入活塞與中蓋間的空間?；钊麑⒁詷O大的加速度向下運(yùn)動(dòng)。氣體入活塞與中蓋間的空間?；钊麑⒁詷O大的加速度向下運(yùn)動(dòng)。氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞的動(dòng)能，產(chǎn)生很大的沖擊力。的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞的動(dòng)能，產(chǎn)生很大的沖擊力。華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)華中科技大學(xué) 氣缸的工作特性氣缸的工作特性氣缸的速度氣缸的速度 在運(yùn)動(dòng)過程中氣缸活塞的速度是變化的，通常說氣缸速在運(yùn)動(dòng)過程中氣缸活塞的速度是變化的，通常說氣缸速度是指活塞平均速度。度是指活塞平均速度。氣缸的理論輸出力氣缸的理論輸出力 其計(jì)算公式與液壓缸相同。其計(jì)算公式與液壓缸相同。氣缸的效率和負(fù)載率氣缸的效率和負(fù)載率 氣缸實(shí)際所能輸出的力受摩擦力的影響，其影響程度用氣缸實(shí)際所能輸出的力受摩擦力的影響，其影響程度用氣缸效率氣缸效率表示，表示，與缸徑與缸徑D和工作壓力和工作壓力p有關(guān)，有關(guān)，D增大、增大、p提提高，高，增大，一般在增大，一般在0.70.95之間。之間。 在研究氣缸性能和確定缸徑時(shí)，常用到負(fù)載率在研究氣缸性能和確定缸徑時(shí)，常用到負(fù)載率的概念，的概念，定義定義（氣缸實(shí)際負(fù)載（氣缸實(shí)際負(fù)載F/氣缸理論輸出力氣缸理論輸出力F0） 。的選的選取與氣缸的負(fù)載性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)取與氣缸的負(fù)載性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)氣缸的耗氣量氣缸的耗氣量 指氣缸在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)所