气动技术基础课件

气动技术基础气压传动的组成及工作原理气压传动的组成及工作原理气压传动的组成及工作原理气压传动的组成及工作原理气压传动气压传动，是以压缩空气为工作介质进行能量传递和，是以压缩空气为工作介质进行能量传递和信号传递的一门技术。信号传递的一门技术。气压传动的工作原理是利用空压机把电动机或其它原气压传动的工作原理是利用空压机把电动机或其它原动机输出的机械能转换为空气的压力能，然后在控制元件动机输出的机械能转换为空气的压力能，然后在控制元件的作用下，通过执行元件把压力能转换为直线运动或回转的作用下，通过执行元件把压力能转换为直线运动或回转运动形式的机械能，从而完成各种动作，并对外做功。运动形式的机械能，从而完成各种动作，并对外做功。湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术 气动技术广泛应用于机械、电子、轻工、纺织、食品、医药、包装、冶金、石化、航空、交通运输等各个工业部门。气动机械手、组合机床、加工中心、生产自动线、自动检测和实验装置等已大量涌现。在提高生产效率、自动化程度、产品质量、工作可靠性和实现特殊工艺等方面显示出极大的优越性。这主要是因为气压传动与机械、电气、液压传动相比有以下特点：气压传动的优缺点气压传动的优缺点气压传动的优缺点气压传动的优缺点湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术气压传动的优点气压传动的优点气压传动的优点气压传动的优点 (1)工作介质是空气，取之不尽、用之不竭。气体不易堵塞流动通道，用过后可将其随时排入大气中，不污染环境。(2)空气的特性受温度影响小。在高温下能可靠地工作，不会发生燃烧或爆炸。且温度变化时，对空气的粘度影响极小，故不会影响传动性能。(3)空气的粘度很小（约为液压油的万分之一），所以流动阻力小，在管道中流动的压力损失较小，所以便于集中供应和远距离输送。(4)相对液压传动而言，气动动作迅速、反应快，一般只需0.020.3秒就可达到工作压力和速度。液压油在管路中流动速度一般为15m/s，而气体的流速最小也大于10m/s，有时甚至达到音速，排气时还达到超音速。湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术(5)气气体体压压力力具具有有较较强强的的自自保保持持能能力力，即即使使压压缩缩机机停停机机，关关闭闭气气阀阀，但但装装置置中中仍仍然然可可以以维维持持一一个个稳稳定定的的压压力力。液液压压系系统统要要保保持持压压力力，一一般般需需要要能能源源泵泵继继续续工工作作或或另另加加蓄蓄能能器器，而气体通过自身的膨胀性来维持承载缸的压力不变。而气体通过自身的膨胀性来维持承载缸的压力不变。(6)气气动动元元件件可可靠靠性性高高、寿寿命命长长。电电气气元元件件可可运运行行百百万万次次，而气动元件可运行而气动元件可运行20004000万次。万次。(7)工工作作环环境境适适应应性性好好，特特别别在在易易燃燃、易易爆爆、多多尘尘埃埃、强强磁磁、辐辐射射、振振动动等等恶恶劣劣环环境境中中，比比液液压压、电电子子、电电气气传传动动和控制优越。和控制优越。(8)气气动动装装置置结结构构简简单单、成成本本低低、维维护护方方便便、过过载载能能自自动动保护。保护。湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术气压传动的缺点气压传动的缺点气压传动的缺点气压传动的缺点(1)因空气的可压缩性较大，气动装置的动作稳定性较差。因空气的可压缩性较大，气动装置的动作稳定性较差。(2)气气动动装装置置工工作作压压力力低低，输输出出力力或或力力矩矩受受到到限限制制。在在结结构构尺尺寸寸相相同同的的情情况况下下，气气压压传传动动装装置置比比液液压压传传动动装装置置输输出出的的力力要小得多。要小得多。(3)气气动动装装置置中中的的信信号号传传动动速速度度比比光光、电电控控制制速速度度慢慢，所所以以不不宜宜于于信信号号传传递递速速度度要要求求十十分分高高的的复复杂杂线线路路中中。同同时时实实现现生生产产过过程程的的遥遥控控也也比比较较困困难难，但但对对一一般般的的机机械械设设备备，气气动动信号的传递速度是能满足工作要求的。信号的传递速度是能满足工作要求的。(4)噪声较大，尤其是在超音速排气时要加消声器。噪声较大，尤其是在超音速排气时要加消声器。湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术章 节 目 录 1气源装置气源装置2气动辅件气动辅件3气动执行元件气动执行元件4气动控制阀气动控制阀湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术1气源装置气源装置气动系统由以下元件及装置组成：气动系统由以下元件及装置组成：n(1)气源装置气源装置获得压缩空气的装置。其主体部分是空气压获得压缩空气的装置。其主体部分是空气压缩机，它将原动机供给的机械能转变为气体的压力能；缩机，它将原动机供给的机械能转变为气体的压力能；n(2)控制元件控制元件用来控制压缩空气的压力、流量和流动方用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向的，以便使执行机构完成预定的工作循环。它包括各种向的，以便使执行机构完成预定的工作循环。它包括各种压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等；压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等；n(3)执行元件执行元件是将气体的压力能转换成机械能的一种能是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转换装置。包括气缸、气马达、摆动马达；量转换装置。包括气缸、气马达、摆动马达；n(4)辅助元件辅助元件是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元件间的连接及消声等所必须的，它包括过滤器、油雾气、件间的连接及消声等所必须的，它包括过滤器、油雾气、管接头及消声器等。管接头及消声器等。湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术1气源装置气源装置向气压传动系统提供压缩空气向气压传动系统提供压缩空气(具有具有定压力和流量，并具定压力和流量，并具有一定的净化程度有一定的净化程度)的装置称为气源装置。的装置称为气源装置。气源装置一般由四个部分组成：气源装置一般由四个部分组成：1)1)气压发生装置。气压发生装置。2)2)净化、贮存压缩空气的装置和设备。净化、贮存压缩空气的装置和设备。3)3)传输压缩空气的管道系统。传输压缩空气的管道系统。4)4)气动三大件。气动三大件。往往将往往将1 1）、）、2 2）部分设备布置在压缩空气站内，作为工厂或）部分设备布置在压缩空气站内，作为工厂或车间统一的气源，如图车间统一的气源，如图10-110-1所示。所示。湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术图图10-1气源系统组成示意图气源系统组成示意图 1用以产生压缩空气。2用以降温冷却压缩空气。3用以分离并排出降温冷却凝结的水滴、油滴、杂质等。4和7用以贮存压缩空气，稳定压缩空气的压力，并除去部分油分和水分。5用以进一步吸收或排除压缩空气中的水分及油分。6用以进一步过滤压缩空气中的灰尘、杂质颗粒。1-空气压缩机空气压缩机2-后冷却器后冷却器3-油水分离器油水分离器4、7-贮气罐贮气罐5-干燥剂干燥剂6-过滤器过滤器湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术1.1气压发生装置气压发生装置1.1.空压机的类型空压机的类型按工作原理：按工作原理：分为容积型空压机和速度型空压机。按结构形式分类按结构形式分类，见图102所示。按输出压力大小可分为：按输出压力大小可分为：低压空压机（0.21.0MPa）；中压空压机（1.010MPa）；高压空压机（10100MPa）；超高压空压机（100MPa）。按输出流量（排量）可分为：按输出流量（排量）可分为：微型（100m3/min）。湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术图图10-2空气压缩机基本类型空气压缩机基本类型 湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术2.2.空压机的工作原理空压机的工作原理以活塞式压缩机为例介绍空压机的工作原理。图图10-3活塞式空压机的工作原理图活塞式空压机的工作原理图1-排气阀 2-气缸 3-活塞 4-活塞杆 5-滑块 6-连杆 7-曲柄 8-吸气阀 9-弹簧湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术当当活活塞塞3向向右右运运动动时时，左左腔腔压压力力低低于于大大气气压压力力，吸吸气气阀阀8被被打打开开，空空气气在在大大气气压压力力作作用用下下进进入入气气缸缸2内内，这这个个过程称为过程称为“吸气过程吸气过程吸气过程吸气过程”。当当活活塞塞向向左左移移动动时时，吸吸气气阀阀8在在缸缸内内压压缩缩气气体体的的作作用用下关闭，缸内气体被压缩，这个过程称为下关闭，缸内气体被压缩，这个过程称为“压缩过程压缩过程压缩过程压缩过程”。当当气气缸缸内内空空气气压压力力增增高高到到略略高高于于输输气气管管内内压压力力后后，排排气气阀阀1被被打打开开，压压缩缩空空气气进进入入输输气气管管道道，这这个个过过程程称称为为“排气过程排气过程排气过程排气过程”。湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术10.1.2压缩空气的净化装置和设备压缩空气的净化装置和设备1.1.气动系统对压缩空气质量的要求气动系统对压缩空气质量的要求（1）要求压缩空气具有一定的压力和足够的流量。要求压缩空气具有一定的压力和足够的流量。（2）要要求求压压缩缩空空气气有有一一定定的的清清洁洁度度和和干干燥燥度度。清清洁洁度度是是指指气气源源中中含含油油量量，含含灰灰尘尘杂杂质质的的质质量量及及颗颗粒粒大大小小都都要要控控制制在在很很低低范范围围内内。干干燥燥度度是是指指压压缩缩空空气气中中含含水水量量的的多多少少，气动装置要求压缩空气的含水量越低越好。气动装置要求压缩空气的含水量越低越好。混混在在压压缩缩空空气气中中的的油油蒸蒸气气可可能能聚聚集集在在贮贮气气罐罐、管管道道、气气动动系统的容器中，有引起爆炸的危险或影响设备的寿命。系统的容器中，有引起爆炸的危险或影响设备的寿命。湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术因因此此气气源源装装置置必必须须设设置置一一些些除除油油、除除水水、除除尘尘，并并使使压压缩缩空空气气干干燥燥，提提高高压压缩缩空空气气质质量量，进进行行气气源源净净化化处处理理的辅助设备。的辅助设备。(3)压压缩缩空空气气中中含含有有的的饱饱和和水水分分，在在一一定定的的条条件件下下会会凝凝结结成成水水，并并聚聚集集在在个个别别管管道道中中。在在寒寒冷冷的的冬冬季季，凝凝结结的的水水会会使管道及附件结冰而损坏，影响气动装置的正常工作。使管道及附件结冰而损坏，影响气动装置的正常工作。(4)压压缩缩空空气气中中的的灰灰尘尘等等杂杂质质，对对气气动动系系统统中中作作往往复复运运动动或或转转动动的的气气动动元元件件的的运运动动副副会会产产生生研研磨磨作作用用，使使这这些些元元件件因漏气而降低效率，影响它的使用寿命。因漏气而降低效率，影响它的使用寿命。湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术10.1.2压缩空气的净化装置和设备压缩空气的净化装置和设备2.2.压缩空气净化贮存设备压缩空气净化贮存设备（1 1）冷却器）冷却器 冷却器的结构形式有：蛇形管式（见图冷却器的结构形式有：蛇形管式（见图10-4a10-4a）、列管式（见）、列管式（见图图10-4b10-4b）、散热片式、套管式等。）、散热片式、套管式等。冷却方式有水冷和风冷式两种；冷却方式有水冷和风冷式两种；湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术a)蛇管式b)列管式图图10-4冷却器冷却器湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术图图10-5撞击折回式油水分离器撞击折回式油水分离器（2 2）油水分离器）油水分离器 湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术图图10-6贮气罐贮气罐（3 3）贮气罐）贮气罐 湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术图图10-7不加热再生式干燥器不加热再生式干燥器（4）空气干燥器）空气干燥器湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术10.1.3气动三大件气动三大件 空气过滤器、减压阀、油雾器一起称为气动三大件空气过滤器、减压阀、油雾器一起称为气动三大件，其安装次序根据进气方向为空气过滤器（二次过滤器）、减压阀和油雾器，如图10-8所示。图图10-8气动三联件气动三联件1-空气滤气器空气滤气器2-减压阀减压阀3-压力表压力表4-油雾器油雾器湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术2气动辅件气动辅件2.1消声器消声器 气动元件上使用的消声器的类型一般有三种：吸收型消声器，膨胀干涉型消声器，膨胀干涉吸收型消声器。图10-14 吸收型消声器1-连接螺纹 2-消声套湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术10.2气动辅件气动辅件2.2管道连接件管道连接件 管道连接件包括管子和各种管接头。管子可分为硬管及软管两种。气动系统中使用的管接头分为卡套式、扩口螺纹式、卡箍式、插入快换式等。湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术3气动执行元件气动执行元件3.1气缸气缸1.气缸工作原理及功用气缸工作原理及功用（1 1）薄膜式气缸）薄膜式气缸 薄膜式气缸是以膜片取代活塞带动活塞杆运动。其结构常为盘状。有单作用与双作用式之分。如图10-15a）、图10-15b）所示。（2 2）气）气液阻尼缸液阻尼缸 气液阻尼缸是由气缸和液压缸组合而成，它以压缩空气为动力源，利用油液的可压缩性小和流量容易控制的特点，可获得运动平稳和速度可调的目的。如图10-16示。示。湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术a)单作用单作用b)双作用双作用 图图10-15薄膜式气缸薄膜式气缸1-膜盘膜盘2-膜片膜片3-活塞杆活塞杆4-缸体缸体a,b-进进出气口出气口湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术 图图10-16气气-液阻尼缸液阻尼缸1-气缸气缸2-液压缸液压缸3-单向节流阀单向节流阀4-节流阀节流阀5-补油箱补油箱 湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术表表4-1气动调节阀气动调节阀气动控制阀气动控制阀湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术表表10-1气动调节阀（续）气动调节阀（续）湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术湖南工业职业技术学院液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术液压与气动技术谢谢观赏！2020/11/531