气压传动控制系统

5.2.1 动力元件 5.2.2 辅助元件 5.2.3 执行元件 5.2.4 控制元件 作业 5.2 气压元件 5.2.1 动力元件 动力元件的主体部分是空气压缩机，它把电动机输出的机械 能转换为压力能输送给气动系统。 活塞式空气压缩机工作原理图 1-排气阀 2-气缸 3-活塞 4-活塞杆 5-滑块 6-滑道 7-连杆 8-曲柄 9-吸气阀 10-弹簧 5.2.2 辅助元件 主要作用是将 140170 高温压缩空气降至 4050 ， 使水和 油变成凝结的油滴和水滴 ， 容易排出 。 1、冷却器 油水分离器的作用是将经冷却器降温析出的水和油等杂质从压缩 空气中分离出来 ， 使空气得到初步净化 。 2、油水分离器 空气干燥器主要作用是将初步净化的湿压缩空气进一步脱水去杂质 ，成为干压缩空气，以提高压缩空气质量。 3、空气干燥器 空气过滤器主要作用是根据固体物质和空气分子的大小和质量不 同 ， 利用惯性 、 阻隔和吸附的方法滤除压缩空气中的水分 、 油滴及杂 质微粒 ， 以实现空气净化要求 。 4、空气过滤器 1旋风叶片 2滤心 3存水杯 4挡水板 5排水阀 空气过滤器结构示意图及图形符号 气罐的作用是消除压力波动 ， 保证输出气流的连续性；储存一定数 量的压缩空气 ， 调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用；进一 步分离压缩空气中的水分和油分 。 5、气罐 油雾器的主要作用是以压缩空气为动力 ， 将润滑油喷射成雾状 并混合于压缩空气中 ， 使该压缩空气具有润滑气动元件的能力 ， 以 减轻其对运动零件的表面磨损 ， 改善其工作性能 。 6、油雾器 a)主视图 b)左视图 c) 图形符号 普通型油雾器的结构示意图及图形符号 消声器是指能阻止声音传播而允许气流通过的一种气动元件 ， 主要方法是通过阻尼或加大排气面积 ， 以降低排气的速度和功 率 （ 能量 ） 。 7、消声器 a)结构原理 b)图形符号 阻性消声器的结构原理及图形符号 5.2.3 执行元件 气动执行元件就是把压缩空气的压力能转变为机械能的能量 转换装置 ， 可分为气缸和气马达 。 1、气缸 （ 1） 气缸的分类 1） 按压缩空气对活塞端面作用力的方向 ， 分为单作用气缸和双 作用气缸 。 2） 按气缸的结构特征 ， 分为活塞式气缸 、 薄膜式气缸和伸缩式 气缸 。 3） 按气缸的安装形式 ， 分为固定式气缸 、 轴销式气缸 、 回转式 气缸和嵌入式气缸 。 4） 按气缸的功能 ， 分为普通气缸 、 缓冲气缸 、 气 液阻尼气缸 、 摆动气马达 、 冲击气缸和步进气缸 。 单作用气缸是指气缸仅有一个方向的运动是气压传动，推动活塞 运动，而返回时要靠外力如弹簧力、膜片张力和自重力等。 1）单作用气缸 a)工作原理简图 b)图形符号 （ 2）常用气缸 进气口只有一个 ， 结构简单 、 耗气量少 。 输出外力小 。 因为用弹簧和膜片等复位 ， 在此起背压作用 ， 压 缩空气的能量不能全部用于作有用功 ， 有一部分能量需要用来克服 弹簧或膜片的弹力 ， 所以活塞杆推力减少 。 行程短 。 缸内因为安有弹簧或膜片 ， 占有一定的空间 ， 故活塞 的有效行程缩短 。 输出力与运动速度稳定性较差 。 弹簧等弹性元件的弹力是随其 大小的变化而变化 ， 从而使推力与运动速度在行程中有变化 。 单作用气缸特点 它的两个方向均需要压缩空气的能量来推动，以输 出力和速度，但两个方向因活塞有效作用面积不一样， 所以输出的力与速度也不 同。 单活塞杆双作用气缸 D活塞直径 活塞杆直径 双作用气缸就是双向作用气缸，活塞的往复运动均由气压传动来 推动。 2）双作用气缸 双活塞杆气缸因为两端活塞杆直径相同，所以两端 的有效面积也就相等，气缸往复运动时的速度和输出力 均相等。 双活塞杆双作用气缸 缸体固定式 1-缸体 2-工作台 3-活塞 4-活塞杆 5-机架 活塞固定式 1-缸体 2-工作台 3-活塞 4-活塞杆 5-机架 气液阻尼缸是由气缸和液压缸组合而成的 ， 它以压缩空气为 能源 ， 利用油液的不可压缩性和控制流量来获得活塞的平稳运动和 调节活塞的运动速度 。 3）气 液阻尼缸 串联式气 -液阻尼缸 薄膜式气缸是利用膜片在压缩空气作用下产生的变形来推动活 塞杆作直线运动的气缸。 4）薄膜式气缸 1-缸体 2-膜盘 3-膜片 4-活塞杆 冲击气缸能把压缩空气的能量转化为活塞高速运动的动能 ， 利 用此动能作功 ， 可完成型材下料 、 打印 、 破碎 、 冲压和锻造等多种 作业 。 5）冲击气缸 1-活塞杆腔 2-活塞腔 3-蓄能腔 4-喷嘴口 5-中盖 6-活塞 7-缸体 气缸的缸体连同缸盖及导气头心可被携带着回转 ， 活塞杆及活 塞只能直线往复运动 ， 导气头体的外接管路固定不动 。 6） 回转气缸 1-活塞杆 2、 5-密封装置 3-缸体 4-活塞 6-缸盖及导气头心 7、 8-轴承 9-导气头体 选用标准化气缸 ， 不但互换性好 ， 而且还便于使用 与维修 。 7）标准化气缸 标准化气缸 的标记 QGA 无缓冲气缸 QGB 细杆（标准件）缓 冲气缸； QGC 粗杆缓冲气缸； QGD 气 液阻尼缸； QGH 回转气缸。 气动马达是实现连续旋转运动或摆动的执行元件 ， 它把 压缩空气的压力能转换为机械能 。 2、气动马达 双向旋转叶片式气动马达 1-叶片 2-定子 3-转子 气动控制元件的作用是控制和调节压缩空气的压力 、 流量 、 流 动方向和发送信号等 ， 保证气动执行元件具有一定的力 （ 力矩 ） 和 速度 ， 按预定的方向与程序正常地工作 。 5.2.4 控制元件 1、压力控制阀 压力控制阀主要用来控制系统中气体的压力 ， 满足 各种压力要求或用于节能 。 减压阀的主要作用就是调压和减压 ， 它把来自气源 的较高输入压力减至设备或分支系统所需的较低的输出 压力 ， 可调节并保持输出压力值的稳定 ， 使输出压力不 受系统流量 、 负载和压力值波动的影响 。 减压阀 减压阀结构原理及图形符号 1-调整手柄 2-调压弹簧 3-下弹簧座 4-膜片 5-阀心 6-阀套 7-阻尼孔 8-阀口 9-复位弹簧 10-进气阀口 11-排气孔 12-溢流孔 方向控制阀是用来控制气动系统中压缩空气的流向和通、断 ，从而控制执行元件的起、停及运动方向的气动元件。 2、方向控制阀 （ 1）单向型控制阀 1）单向阀 单向阀是指气流只能向一个方向流动而不能反向 流动的阀。与液压单向阀相比，气动单向阀阀心和阀 座之间有一层密封垫，其他与液压单向阀基本相同。 A出油口 P 进油口 或门型梭阀的结构相当于两个单向阀的组合 ， 在气动逻辑回路 中 ， 起到 “ 或 ” 门的作用 。 2）或门型梭阀 或门型梭阀工作原理图 当按压三通手动阀按钮或使三通阀电磁阀通电时 ，控制信号气都经或门型梭阀进入四通气控阀右腔， 实现手动 自动回路的转换。 或门型梭阀的应用实例 与门型梭阀又称与门型棱阀，其结构也相当于两个单向阀的 组合，在气动逻辑回路中，起到 “ 与 ” 门的作用。 3）与门型梭阀 与门型梭阀工作原理 只有当 P1和 P2两口同时有压缩空气输入时， A口才有 压缩空气输出，如图 c所示；当 P1和 P2两口压力不等时， 则气压低的压缩空气通过 A口输出。 3）与门型梭阀工作原理 与门型梭阀图形符号 行程阀 1为工件定位信号，行程阀 2是夹紧工件 信号。当两个信号同时存在时，与门型梭阀 5才有 输出，使换向阀 3切换，钻孔缸 4进给，钻孔开始。 与门型梭阀的应用 1、 2行程阀 3换向阀 4钻孔缸 5与门型梭阀 换向型控制阀简称换向阀，其作用是改变气体通道，使气体流 动方向发生变化，从而改变气动执行元件的运动方向。 （ 2）换向型控制阀 气压换向阀是指利用气体压力作为控制信号并驱动阀心移动 ， 控 制主气流的通 、 断或换向的方向控制阀 。 1）气压换向阀 单气控加压式换向阀的工作原理 电磁换向阀与液压换向阀一样 ， 也是利用电磁力的作用实现主阀 换向的 。 2）电磁换向阀 双电磁铁直动式电磁换向阀的工作原理和图形符号 双电磁铁先导式电磁换向阀的工作原理和图形符号 流量控制阀是通过改变阀口的通流截面积来控制压缩空气流量 的元件。在气动系统中，对气缸的运动速度的调节、控制信号延迟 时间的调节、油雾器油滴量的控制和气缸的缓冲能力的调节等，均 需要通过调节压缩空气的流量来实现。 3、流量控制阀 压缩空气从 P口输入，经过节流后从 A口输出。 通过调节螺杆使阀心上下移动，从而改变节流阀口的 通流截面积，调节空气流量。 （ 1）节流阀 当压缩空气沿正向由 P口到 A口流动时，单向阀 1在气 压作用下处于关闭状态，气流经可调节流阀 2节流后从 A 口排出。当气体反向由 A口到 P口流动时，单向阀 1被推开 ，大部分气体从阻力小和通流截面积大的单向阀流向 P口 ，只有少量的气体从节流阀口流至 P口一同排出。 （ 2）单向节流阀 气流从 A口进入阀内，由节流口 1节流后经消声器 2 排出。因而它不仅能调速，还能降低排气噪声。排气节 流阀通常安装在换向阀的排气口处与换向阀联用，起单 向节流作用。 （ 3）排气节流阀 气罐在气压传动中有何作用？ 简述活塞式压缩机的工作原理。 空气过滤器有何作用？ 油雾器有何作用？ 简述气缸有哪些种类？各有什么特点？ 气动马达有何特点？ 作业