液壓與氣壓傳動第13周教案

教師課堂教學備課紙授課班級授課時間課題名稱授課方式氣壓傳動的工作原理及組成1掌握氣壓傳動系統(tǒng)的原理與組成，各部分的功用。2掌握氣源裝置的組成和作用。3掌握氣缸、氣馬達的類型的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)和原理。第七章氣源裝置及輔助元件第一節(jié)氣壓傳動的工作原理及組成1.氣壓傳動系統(tǒng)的組成從上面實例可知氣壓傳動系統(tǒng)由以下五個部分組成：(1)氣源裝置氣源裝置是壓縮空氣的發(fā)生裝置，其主體部分是空氣壓縮機，并經(jīng)凈化裝置凈化，為各類氣壓傳動設備提供潔凈的壓縮空氣。(2)執(zhí)行元件執(zhí)行元件是氣壓傳動系統(tǒng)的能量輸出裝置，主要為氣缸和氣馬達，它們將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能。(3)控制元件用以控制壓縮空氣的壓力、流量、流動方向以保證系統(tǒng)各執(zhí)行機構(gòu)具有一定的輸出動力和速度的元件。即各類壓力閥、流量閥、方向閥和邏輯閥等。(4)輔助元件過濾器、油霧器、消聲器、干燥器和轉(zhuǎn)換器等。它們對保持系統(tǒng)正常、可靠、穩(wěn)定和持久地工作起著十分重要的作用。(5)工作介質(zhì)氣壓傳動系統(tǒng)中所用的工作介質(zhì)是空氣。2．氣壓傳動的特點(1)氣壓傳動的優(yōu)點1)工作介質(zhì)為空氣，來源經(jīng)濟方便，用過之后可直接排入大氣，處理簡單，不污染環(huán)2)由于空氣流動損失小，壓縮空氣可集中供氣，作遠距離輸送。3)氣壓傳動具有動作迅速、反應快、維護簡單、管路不易堵塞的特點，且不存在介質(zhì)4)對工作環(huán)境的適應性好，可安全應用于易燃易爆場所。5)氣壓傳動裝置結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、安裝維護簡單。6)氣壓傳動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)過載自動保護。(2)氣壓傳動的缺點1)由于空氣具有可壓縮性，所以氣缸的動作速度受負載的影響比較大。2)氣壓傳動系統(tǒng)工作壓力較低，因而氣壓傳動系統(tǒng)輸出動力較小。3)工作介質(zhì)空氣沒有自潤滑性，需要另設裝置進行給油潤滑。工作介質(zhì)為空氣，理論上把完全不含有蒸汽的空氣稱為干空氣。而實際上自然界中的度對系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和使用壽命都有著一定的影響。第二節(jié)氣源裝置站的設備布置示意圖。圖7－2壓縮空氣站的設備布置示意圖1．活塞式空氣壓縮機的工作原理－3活塞式空氣壓縮機工作原理選擇空氣壓縮機主要以氣壓傳動系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量為依據(jù)。(1)排氣壓力一般氣動系統(tǒng)的工作壓力為0.5~0.8Mpa，選用額定排氣壓力為0.7~1Mpa的空氣壓縮機。(2)排氣流量把所有氣動元件和裝置在一定時間內(nèi)的平均耗氣量之和作為確定空氣縮機站供氣量的依據(jù)。后冷卻器安裝在空氣壓縮機的出口，它的作用是將空氣壓縮機產(chǎn)生的高溫壓縮空氣由140~170℃降低到40~50℃，使壓縮空氣中的油霧和水汽達到飽和，使其大部分析出并凝結(jié)(1)風冷式后冷卻器器(2)水冷式后冷卻器7－5蛇管式后冷卻器結(jié)構(gòu)油器撞擊折回并環(huán)形回轉(zhuǎn)式除油器結(jié)構(gòu)貯氣罐的作用是：(1)消除排氣壓力波動，保證輸出氣流的穩(wěn)定性；(2)當空壓機發(fā)生雜質(zhì)。4．空氣干燥器空氣干燥器的作用是吸收和排除壓縮空氣中的水分、油分和雜質(zhì)。從空壓機輸出的壓縮空氣經(jīng)過后冷卻器、除油器和貯氣罐的初步凈化處理后以能滿足一般氣壓傳動系統(tǒng)的使用業(yè)上常用的是冷凍法和吸附法。(1)冷凍式干燥器它是使壓縮空氣冷卻到一定的露點溫度，析出空氣中的水分。圖7－9不加熱再生式干燥器工作原理圖(2)吸附式干燥器它主要是利用具有吸附性能的吸附劑，表面能夠吸附水分的特性來清除水分的，從而達到干燥、過濾的目的。圖7-8所示為一種常見不加熱再生式干燥器。第三節(jié)輔助元件主要輔助元件有過濾器、油霧器、消聲器、轉(zhuǎn)換器等。過濾器的作用是濾除壓縮空氣中的油污、水分和灰塵等雜質(zhì)。常用的過濾器分一次過濾器，二次過濾器和高效過濾器。一次過濾器也稱簡易過濾器，它由殼體和濾芯所組成，空氣進入空壓機之前，必須經(jīng)過22．二次過濾器二次過濾器也稱空氣過濾器或分水濾氣器，壓縮空氣從輸入口進入后，被引入旋風葉子1，旋風葉子上有許多成一定角度的缺口，迫使空氣沿切線方向產(chǎn)生強烈獲得較大的離心力與存水杯的內(nèi)壁碰撞，從空氣中分離出來沉到水杯底部。油霧器是一種特殊的注油裝置，它以壓縮空氣為動力，將潤滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中，隨著壓縮空氣進入需要潤滑的部位，達到潤滑氣動元件的目的。圖7-10所示為普通型油霧器(一次油霧器)的結(jié)構(gòu)圖。1普通型油霧器的結(jié)構(gòu)原理圖三、氣源處理裝置空氣過濾器、減壓閥和油霧器組合在一起構(gòu)成氣源處理裝置，通常稱為氣動三聯(lián)件。在氣動系統(tǒng)工作過程中，由于排出氣體速度很高，氣體體積急劇膨脹，產(chǎn)生渦流，引起常用的消聲器有三種型式：吸收型、膨脹干涉型和膨脹干涉吸收型。(1)吸收型消聲器主要利用吸聲材料來降低噪聲，如圖7-11所示。其工作原理是：當(2)膨脹干涉型消聲器膨脹干涉型消聲器結(jié)構(gòu)很簡單，相當于一段比排氣孔口徑大的管件。當氣流通過時，讓氣流在管道里膨脹、擴散、反射、相互干涉而消聲。其結(jié)構(gòu)如圖7-12器示意圖轉(zhuǎn)換器是一種可以將電、液、氣信號發(fā)生相互轉(zhuǎn)換的輔件。常用的有氣電、電氣、氣液氣液轉(zhuǎn)換器是一種把空氣壓力轉(zhuǎn)換成相同液體壓力的氣動元件。根據(jù)氣與油之間接觸的狀況分為隔離式與非隔離式兩種結(jié)構(gòu)。圖7-13所示為非隔離式氣液轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)原理。2．電-氣轉(zhuǎn)換器圖7-14所示為電-氣轉(zhuǎn)換器的工作原理，是將電信號轉(zhuǎn)換為氣信號的元件。第八章氣動執(zhí)行元件第一節(jié)氣缸氣缸的種類很多，分類的方法也不同，一般按壓縮空氣作用在活塞端面上的方向、結(jié)構(gòu)、功能和安裝形式來分類。1．按壓縮空氣在活塞端面作用力方向(1)單作用氣缸(2)雙作用氣缸2．按氣缸的結(jié)構(gòu)特點有活塞式、薄膜式、柱塞式、擺動式氣缸等。3．按氣缸的功能(1)普通氣缸(2)特殊氣缸4．按氣缸的安裝方式分為耳座式、法蘭式、軸銷式和凸緣式。原理1．普通氣缸(1)單作用氣缸如圖8-1所示為彈簧復位式單作用氣缸。式單作用氣缸(2)雙作用氣缸圖8-2所示為單桿雙作用氣缸結(jié)構(gòu)圖。2．特殊氣缸(1)氣液阻尼缸氣液阻尼氣缸是由氣缸和液壓缸組合而成，它以壓縮空氣為能源，利用油液的不可壓縮性和控制流量來獲得活塞的平穩(wěn)運動，調(diào)節(jié)活塞的運動速度。(2)薄膜式氣缸如圖8-4所示為薄膜式氣缸，它是一種利用膜片在壓縮空氣作用下產(chǎn)所示兩種。薄膜式氣缸中的膜片有平膜片和盤形膜片兩種，因受膜片變形量限制，活塞位移(3)沖擊氣缸沖擊氣缸把壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為活塞高速運動能量的一種氣缸?；钊畲笏俣瓤梢赃_到10m/s以上，利用此動能做功，與同尺寸的普通氣缸相比，其沖擊能要大沖擊氣缸有普通型和快速型兩種，它們的工作原理相同，圖8-5所示為普通沖擊氣缸8－5普通沖擊氣缸的結(jié)構(gòu)原理圖沖擊氣缸在結(jié)構(gòu)上分為活塞桿腔5、活塞腔4和蓄能腔1三個工作腔，以及帶有排氣1)壓縮空氣進入沖擊氣缸活塞桿腔，蓄能腔與活塞腔通大氣，活塞上移至上限位置，封住中蓋上的噴嘴，中蓋與活塞間的環(huán)型空間經(jīng)排氣小孔與大氣相通。2)蓄能腔進氣，其壓力逐漸上升，在與中蓋噴嘴口相密封接觸的活塞面上，其承受的向下推力逐漸增大，與此同時，活塞桿腔排氣，其壓力逐漸變小，活塞桿腔活塞下端面上的3)當活塞上端推力大于下端的推力時，活塞立即離開噴嘴口向下運動，在噴嘴打開瞬間，活塞腔與蓄能腔立刻連通，活塞上端的承壓面突然增大為整個活塞面，于是活塞在巨大的壓力差作用下，加速向下運動，使活塞、活塞桿等運動部件在瞬間加速達到很高的速度，獲得最大沖擊速度和能量。(4)擺動氣缸擺動氣缸也稱擺動氣馬達，是一種在小于360°角度范圍內(nèi)做往復擺動的°，雙理圖(5)磁性開關氣缸的兩根簧片被磁化而相互吸引，觸點閉合；當磁環(huán)移開開關后，簧片失磁，觸點斷開。觸點(6)帶閥組合氣缸有多種不同有組合。帶有電磁閥和單向節(jié)流閥的帶閥缸，在前后缸蓋上的進排氣口上均有一個由單向節(jié)流閥和螺栓組成的組合件，通過它來調(diào)節(jié)進排氣的流量，以調(diào)節(jié)氣缸的運動速度。(7)雙軸氣缸件時，這種結(jié)構(gòu)可以抗扭轉(zhuǎn)。(8)氣動手指氣缸氣動手指氣缸能實現(xiàn)各種抓取功能，是現(xiàn)代氣動機械手的關鍵部件。第二節(jié)氣動馬達氣動馬達是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能的轉(zhuǎn)換裝置，工作時輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，用于驅(qū)動機構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運動，相當于液壓馬達或電動機。馬達的分類及特點常用氣動馬達有葉片式、活塞式、薄膜式等類型。氣動馬達和電動機相比，有如下特點。(1)工作安全。適用于惡劣的工作環(huán)境。(2)有過載保護作用，不會因過載而發(fā)生燒毀。(3)能夠順利實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。能快速啟動和停止。(4)滿載連續(xù)運轉(zhuǎn)，其溫升較小。(5)功率范圍及轉(zhuǎn)速范圍較寬。(6)單位功率尺寸小