氣動(dòng)液壓培訓(xùn)教案

1、 氣動(dòng)與液壓技術(shù)基礎(chǔ)氣動(dòng)與液壓技術(shù)基礎(chǔ)1.1 基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)液壓系統(tǒng)以液體為工作介質(zhì)，氣動(dòng)技術(shù)是以壓縮空氣作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行元件完成一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用技術(shù)。氣動(dòng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，它可以應(yīng)用于包裝、進(jìn)給、計(jì)量、材料的輸送、工件的轉(zhuǎn)動(dòng)與翻轉(zhuǎn)、工件的分類等場合，還可車、銑、鉆、鋸等機(jī)械加工的過程。 兩種工作介質(zhì)的不同在于：液體幾乎不可壓縮，氣體卻具有較大的可壓縮性。 氣壓與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)除工作介質(zhì)(壓縮空氣與液壓油)外,一般由以下四個(gè)部分組成:(1)動(dòng)力元件 氣源裝置或液壓泵,它們是氣動(dòng)、液壓系統(tǒng)提供一定流量的壓力流體的裝置。（2）執(zhí)行元件 氣缸或液壓缸、氣動(dòng)馬達(dá)或液壓馬達(dá)，它們將

2、流體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的是氣缸或液壓缸，輸出力和速度。實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的是氣動(dòng)馬達(dá)或液壓馬達(dá)，它輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。（3）控制元件 壓力、流量、方向控制閥，對系統(tǒng)各種狀態(tài)進(jìn)行控制，以保證執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的各項(xiàng)要求。（4）輔助元件 包括各種管件、油箱、過濾器、蓄能器、儀表、密封件等，用于連接、儲(chǔ)油、過濾等作用。氣壓（液壓）傳動(dòng)系統(tǒng)組成氣壓（液壓）傳動(dòng)系統(tǒng)組成 液壓回路圖 氣動(dòng)回路圖F=0PT1S11S21S3ABPT1Y21Y3ABPT1Y1FESTO DIDACTIC213122131 A1 V1 S 1. 氣源系統(tǒng)123456普通氣源凈化氣源 氣源系統(tǒng)是為氣動(dòng)設(shè)備提供滿足要求的壓縮空

3、氣動(dòng)力源。氣源系統(tǒng)一般由氣壓發(fā)生裝置、壓縮空氣的凈化處理裝置和傳輸管路系統(tǒng)組成。典型的氣源及空氣凈化處理系統(tǒng)如圖所示。1-空壓機(jī) 2-儲(chǔ)氣罐 3-閥門 4-主管過濾器 5-干燥機(jī) 6-主管過濾器2.壓力壓力 計(jì)量單位 國際單位制：帕斯卡（簡稱帕，Pa） 過去常用的單位：大氣壓（atm）或千克力每平方厘米（kgf/cm2） 實(shí)際應(yīng)用單位：兆帕（MPa）或巴（bar）各個(gè)壓力單位之間的關(guān)系 ： 1 Pa = 1N/m2， 1M Pa = 106Pa ，1 atm = 1.033 kgf/cm2 = 1.0133 bar = 101330 Pa 1bar= 105Pa= 0.1MPa 實(shí)際工業(yè)系統(tǒng)壓

4、力為：68bar 油霧器在使用中一定要垂直安裝，它可以單獨(dú)使用，也可以和空氣過濾器、減壓閥、油霧器三件聯(lián)合使用，組成氣源調(diào)節(jié)裝置（通常稱之為氣動(dòng)三聯(lián)件），使之具有過濾、減壓和油霧潤滑的功能。聯(lián)合使用時(shí)，其連接順序應(yīng)為空氣過濾器一減壓閥一油霧器，不能顛倒，安裝時(shí)氣源調(diào)節(jié)裝置應(yīng)盡量靠近氣動(dòng)設(shè)備附近，距離不應(yīng)大于5m。氣動(dòng)三聯(lián)件的工作原理圖如圖、外形圖及圖形符號(hào)如圖所示。 壓縮空氣的潤滑裝置壓縮空氣的潤滑裝置 氣動(dòng)三聯(lián)件氣動(dòng)三聯(lián)件包括包括:空氣過濾器、減壓閥、油霧器空氣過濾器、減壓閥、油霧器空氣過濾空氣過濾裝置實(shí)物裝置實(shí)物 空氣中的污染物按物質(zhì)種類，可分為水份，油份和固體雜質(zhì)。w (1)水份的影響

5、w 氣流中混入水份后，會(huì)使氣動(dòng)元件等因生銹而動(dòng)作遲緩，噴漆時(shí)因氣動(dòng)噴霧器中含有的水份而影響噴涂質(zhì)量。在寒冷地區(qū)，水凝結(jié)后結(jié)冰會(huì)使管道及附件損壞，或使氣流不能流通。此外，聚集在管道內(nèi)的凝結(jié)水當(dāng)達(dá)到一定量時(shí)，在氣流壓力的作用下，會(huì)對管壁形成水擊現(xiàn)象，損壞管路。 w w (2)油份的影響 w 油蒸氣聚集在貯氣罐中，形成易燃物甚至是爆炸混合物。另外，油份經(jīng)高溫氧化后形成的一種有機(jī)酸，會(huì)腐蝕金屬設(shè)備。此外，食品、藥品和微電子等行業(yè)對環(huán)境有特殊要求，應(yīng)用于這些行業(yè)的氣動(dòng)設(shè)備若沒有實(shí)施無油化以及空氣凈化處理后沒有達(dá)到含油率的要求，油份將嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品品質(zhì)。w (3)固體塵埃的影響 w 固體塵埃進(jìn)

6、入氣動(dòng)元件的可動(dòng)部分后，會(huì)加速該部件的磨損，導(dǎo)致動(dòng)作不良，功能下降，進(jìn)而失效。顆粒大的固體塵埃沉積在管道內(nèi)，減小了管道的可流通截面積。 w 總之，空氣中的污染物流經(jīng)管道和元件會(huì)引起堵塞和銹蝕。雜質(zhì)會(huì)加速元件磨損，縮短壽命，同時(shí)可能導(dǎo)致元件誤動(dòng)作。油氣會(huì)使密封件老化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起燃燒和爆炸，最終將影響氣動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和可靠性。 2 2 氣動(dòng)元件氣動(dòng)元件 氣動(dòng)元件是指利用壓縮空氣工作的元件。2.1 氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)執(zhí)行元件 氣動(dòng)執(zhí)行元件的作用是利用壓縮空氣的能量，實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)（直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)）的裝置。 主要的執(zhí)行元件有氣缸和氣馬達(dá)。2 2氣缸介紹氣缸介紹 普通氣缸普通氣缸在結(jié)構(gòu)

7、上只有一個(gè)活塞和一個(gè)氣缸桿雙作用氣缸兩個(gè)方向上都受氣壓控制的氣缸單作用氣缸只有一個(gè)方向上是受氣壓控制的氣缸基本結(jié)構(gòu) 圖形符號(hào) 推管手指短行程氣缸 短行程氣缸結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸比普通氣缸短，即氣缸桿運(yùn)動(dòng)的行程短。 頂肩氣缸頂肩氣缸阻擋氣缸 阻擋氣缸是一種專門為阻擋工件傳輸而設(shè)計(jì)的氣缸，一般為單作用氣缸。阻擋氣缸具有動(dòng)作迅速、安裝簡便的特點(diǎn)。 阻擋氣缸應(yīng)用落肩頂針氣缸雙活塞桿氣缸 缸體的兩端都有活塞桿伸出的氣缸。 無桿氣缸 無桿氣缸，顧名思義，就是沒有活塞桿的氣缸。它是通過活塞直接或間接地帶動(dòng)外滑塊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種氣缸的最大特點(diǎn)是行程長，可以大量地節(jié)省安裝空間。 機(jī)械接觸式無桿氣缸擺動(dòng)氣缸 擺動(dòng)氣

8、缸是指能在一定的角度范圍內(nèi)作往復(fù)擺動(dòng)的氣缸。在結(jié)構(gòu)上有葉片式擺動(dòng)氣缸、齒輪齒條式等結(jié)構(gòu)形式。 齒條式擺動(dòng)氣缸葉片式擺動(dòng)氣缸的結(jié)構(gòu)及限位的安裝方法擺動(dòng)氣缸限位方法擺動(dòng)氣缸應(yīng)用擺動(dòng)氣缸應(yīng)用擺動(dòng)氣缸應(yīng)用 導(dǎo)向氣缸 導(dǎo)向氣缸是指具有導(dǎo)向功能的氣缸。一般為（標(biāo)準(zhǔn)）氣缸和導(dǎo)向裝置的集合體。 導(dǎo)向氣缸的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用手指氣缸 手指氣缸也稱作氣爪，是一種具有抓取功能的氣缸。它具有雙向抓取、自動(dòng)對中、重復(fù)精度高、抓取力矩恒定等特點(diǎn)。 三點(diǎn)氣爪的結(jié)構(gòu)及輔件安裝方法平行氣爪的結(jié)構(gòu)及輔件安裝方法其它種類的氣缸 w 氣囊式氣缸既可作為驅(qū)動(dòng)器使用，又可作為氣彈簧使用。通過給氣缸加壓和排氣，該氣缸就可作為驅(qū)動(dòng)器動(dòng)作。隨著行程的

9、增加，氣缸產(chǎn)生的推力會(huì)相應(yīng)地減小，因?yàn)樗耐屏θQ于它的收縮程度。如果保持氣囊氣缸的充氣狀態(tài)，則該氣缸就成了一個(gè)氣彈簧。該氣缸的結(jié)構(gòu)簡單，由兩塊金屬板扣住橡膠氣囊而成。氣缸內(nèi)部無密封件或移動(dòng)部件（如：活塞桿）。氣囊式氣缸為單作用運(yùn)作方式，無需復(fù)位彈簧。復(fù)位動(dòng)作借助于外力來完成。 葉片式氣動(dòng)馬達(dá)的工作原理葉片式氣動(dòng)馬達(dá)的工作原理 圖9-18所示是雙向葉片式氣動(dòng)馬達(dá)的工作原理圖。壓縮空氣由A孔輸入，小部分經(jīng)定子兩端的密封蓋的槽進(jìn)入葉片底部(圖中未表示)，將葉片推出，使葉片貼緊在定于內(nèi)壁上，大部分壓縮空氣進(jìn)入相應(yīng)的密封空間而作用在兩個(gè)葉片上，由于兩葉片伸出長度不等，就產(chǎn)生了轉(zhuǎn)矩差，使葉片與轉(zhuǎn)子按逆時(shí)

10、針方向旋轉(zhuǎn)，作功后的氣體由定子上的孔c和B排出。若改變壓縮空氣的輸入方向（即壓縮空氣由B孔進(jìn)入，A孔和C孔排出），則可改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向。 氣動(dòng)馬達(dá)氣動(dòng)馬達(dá)葉片式氣動(dòng)馬達(dá)葉片式氣動(dòng)馬達(dá)氣動(dòng)肌鍵氣動(dòng)肌鍵是一種拉伸驅(qū)動(dòng)器，它模仿自然肌鍵的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)內(nèi)部有壓力時(shí)，管道就在球面方向上擴(kuò)張，因此產(chǎn)生了拉伸力和肌鍵縱向的收縮運(yùn)動(dòng)。3. 3. 氣動(dòng)控制元件氣動(dòng)控制元件 流量控制閥（或流量調(diào)節(jié)閥）起控制與調(diào)節(jié)流量作用。 方向控制閥起控制氣流方向或控制氣路通斷作用。 壓力控制閥（或壓力調(diào)節(jié)閥）起控制與調(diào)節(jié)壓力作用。 氣動(dòng)控制閥的種類很多。 氣動(dòng)控制元件是指在氣動(dòng)系統(tǒng)中起控制氣流的流量、方向、壓力的氣動(dòng)元件。1 1壓力

11、控制閥壓力控制閥按照壓力控制閥在氣動(dòng)系統(tǒng)中的作用不同，壓力控制閥可以分為三類：減壓閥、溢流閥、順序閥。 減壓閥 減壓閥在氣動(dòng)系統(tǒng)中的作用是將輸入壓力降到氣動(dòng)工作系統(tǒng)所需的工作壓力，并保持壓力恒定。 直動(dòng)式是利用彈簧力直接作用來達(dá)到調(diào)壓目的的。 先導(dǎo)式是利用一個(gè)預(yù)先調(diào)整好的氣壓來代替直動(dòng)式中的調(diào)壓彈簧來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓目的的。 減壓閥的調(diào)壓方式有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。幾種常用的減壓閥L型定差減壓閥 減壓閥帶壓力表的減壓閥溢流閥 溢流閥在氣動(dòng)系統(tǒng)中的作用是當(dāng)系統(tǒng)中的工作壓力超過設(shè)定值時(shí)，排出多余的壓縮空氣，以保證進(jìn)口的壓力為設(shè)定值。 在系統(tǒng)中起著安全保護(hù)（過載）作用的溢流閥稱為安全閥。 順序閥 順序閥是利用

12、回路中的壓力變化來控制動(dòng)作順序的壓力控制閥。 壓力控制閥的圖形符號(hào) 2.2.流量控制閥流量控制閥 簡介 流量控制閥是控制壓縮空氣流量的控制閥，是通過改變壓縮空氣在管道中流動(dòng)時(shí)受到的局部阻力而實(shí)現(xiàn)的。 實(shí)現(xiàn)方法有兩種，一種是采用固定式裝置，如孔板、毛細(xì)管等；另一種是采用可調(diào)節(jié)式裝置，如節(jié)流閥。 節(jié)流閥的種類有多種，主要有：延時(shí)閥節(jié)流閥單向節(jié)流閥排氣節(jié)流閥精密節(jié)流閥等。 節(jié)流閥w 單向節(jié)流閥是由單向閥和節(jié)流閥組合而成，常用于控制氣缸的運(yùn)動(dòng)速度，也稱為速度控制閥。單向閥w 流量在一個(gè)方向上是完全阻塞的， 而在另一方向上暢通無阻。常用節(jié)流閥的圖形符號(hào)3 3方向控制閥方向控制閥 用于控制壓縮空氣的流動(dòng)方

13、向的控制閥即為方向控制閥。方向控制閥的種類最多，分類也較為復(fù)雜。 分類 按控制方式分類 按照閥的控制方式的不同，一般可以將方向控制閥分為：氣控閥、電磁閥、機(jī)控閥和人控閥。 按控制方式分類按閥的氣路端口數(shù)量分類w 按照P口（輸入口）、A口（輸出口）和R口(排氣口)的數(shù)目之和進(jìn)行分類，可以將閥分為二通閥、三通閥、四通閥、五通閥等。按閥芯可變換的位置數(shù)量分類 按閥芯的工作位置數(shù)量分類，閥分為二位閥和三位閥。 閥中的通口用數(shù)字表示，符合ISO5599-3標(biāo)準(zhǔn)。通口即可用數(shù)字，也可用字母表示。 基本名稱 用閥芯工作位置的數(shù)量和閥的氣路端口數(shù)量來描述，稱為幾位幾通閥，例如：二位三通閥，三位五通閥等。按閥的

14、控制方式及控制信號(hào)的數(shù)量描述。例如：單/雙電磁（先導(dǎo)）閥（也稱為單/雙電控閥），單/雙氣控閥等。 方向控制閥的圖形符號(hào) 控制元件 舉例：二位三通電磁閥（常斷型）二位三通電磁閥（常通型） 控制方式 常見方向控制閥 符合各種標(biāo)準(zhǔn)的方向控制閥手動(dòng)式方向控制閥機(jī)械驅(qū)動(dòng)式方向控制閥電磁閥 分類 直動(dòng)式電磁閥 直動(dòng)式電磁閥是利用電磁力直接推動(dòng)閥芯改變位置達(dá)到氣路換向目的的。 分為單電控直動(dòng)式電磁閥和雙電控直動(dòng)式電磁閥。先導(dǎo)式電磁閥 先導(dǎo)式電磁閥是由小型的直動(dòng)式電磁閥和大型的氣控?fù)Q向閥組成的。它是利用小型直動(dòng)式電磁閥輸出的先導(dǎo)氣壓來控制大型的氣控?fù)Q向閥的閥芯，從而達(dá)到換向目的的。因此，小型直動(dòng)式電磁閥又被稱

15、為電磁先導(dǎo)閥。注意電磁先導(dǎo)閥與先導(dǎo)式電磁閥的區(qū)別。 例：CPE14-M1-5/3B-1/4w 緊湊型閥 CPE ，特點(diǎn)：流量大功耗小w 尺寸 - Micro: 10 mm w - Mini: 14 mmw - Midi: 18 mmw - Maxi: 24 mmw - 流量: 180 3200 l/min.w 電壓 M1BH: 24 V DC ，所匹配插座 KMYZ-9 M1H: 24 V DC ，所匹配插座KMYZ-6 M2H: 110 V AC M3H: 230 V ACw - 不帶插頭插座w - 帶或不帶先導(dǎo) (-S)w - 手動(dòng)裝置w - 標(biāo)牌槽w 派生型w - 管式閥或板式閥w 3/2-閥w - GL: 常閉, 氣彈簧復(fù)位w - OL: 常開, 氣彈簧復(fù)位w 5/2-閥w - L: 單電控, 氣彈簧復(fù)位w - J: 雙電控w 5/3-閥w - B: 中壓式w - E: 中泄式w - G: 中封式w 接口類型w M5 螺紋w M7 螺紋w G1/8 螺紋w G1/4 螺紋w G3/8 螺紋電磁閥的型號(hào) 緊