氣源裝置及氣動(dòng)元件課件

氣源裝置及氣動(dòng)元件課件第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動(dòng)系統(tǒng)由下面幾種元件及裝置組成氣源裝置壓縮空氣的發(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)提供合乎質(zhì)量要求的壓縮空氣。執(zhí)行元件將氣體壓力能轉(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)。控制元件控制氣體壓力、流量及運(yùn)動(dòng)方向的元件，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。氣動(dòng)輔件氣動(dòng)系統(tǒng)中的輔助元件，如消聲器、管道、接頭等。第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣源裝置氣源裝置為氣動(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。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。氣源裝置由以下四部分組成氣壓發(fā)生裝置——空氣壓縮機(jī)；凈化、貯存壓縮空氣的裝置和設(shè)備；管道系統(tǒng)；氣動(dòng)三大件。第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，供氣動(dòng)機(jī)械使用?？諝鈮嚎s機(jī)的分類分容積型和速度型。常用往復(fù)式容積型壓縮機(jī)，一般空壓機(jī)為中壓，額定排氣壓力1MPa；低壓空壓機(jī)排氣壓力0.2MPa；高壓空壓機(jī)排氣壓力10MPa?？諝鈮嚎s機(jī)的選用原則依據(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)。空壓機(jī)輸出流量qVn＝(qVn0+qVn1)/(0.7～0.8)qVn0——配管等處的泄漏量qVn1——工作元件的總流量第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

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?；煸趬嚎s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)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。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。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。第5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月壓縮空氣凈化設(shè)備

一般包括后冷卻器、油水分離器、貯氣罐、干燥器。后冷卻器將空氣壓縮機(jī)排出具有140℃～170℃的壓縮空氣降至40℃～50℃，壓縮空氣中的油霧和水氣亦凝析出來。冷卻方式有水冷和氣冷式兩種。油水分離器主要利用回轉(zhuǎn)離心、撞擊、水浴等方法使水滴、油滴及其他雜質(zhì)顆粒從壓縮空氣中分離出來。第6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月貯氣罐的主要作用是貯存一定數(shù)量的壓縮空氣，減少氣流脈動(dòng)，減弱氣流脈動(dòng)引起的管道振動(dòng)，進(jìn)一步分離壓縮空氣的水分和油分。

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)儀表等。主要采用吸附、離心、機(jī)械降水及冷凍等方法。第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月管道系統(tǒng)和氣動(dòng)三大件氣動(dòng)三大件：分水過濾器，減壓閥，油霧器管道系統(tǒng)布置原則第8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動(dòng)三大件氣動(dòng)三大件是壓縮空氣質(zhì)量的最后保證。分水過濾器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。原理：回轉(zhuǎn)離心、撞擊，性能指標(biāo)：過濾度、水分離率、濾灰效率、流量特性油霧器特殊的注油裝置。原理當(dāng)壓縮空氣流過時(shí)，它將潤滑油噴射成霧狀，隨壓縮空氣流入需要的潤滑部件，達(dá)到潤滑的目的。性能指標(biāo)：流量特性、起霧油量減壓閥起減壓和穩(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，只用一件或兩件。注意改正圖中錯(cuò)誤第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動(dòng)輔件消聲器氣缸、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，噪聲也越大，一般可達(dá)100～120dB，為了降低噪聲在排氣口要裝設(shè)消聲器。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。消聲器的類型：吸收型；膨脹干涉型；膨脹干涉吸收性。管道連接件包括管子和各種管接頭。管子可分為硬管和軟管。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、希望裝拆方便的管路用軟管。常用的是紫銅管和尼龍管。管接頭分為卡套式、擴(kuò)口螺紋式、卡箍式、插入快換式等。第10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動(dòng)執(zhí)行元件普通氣缸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，可以是單作用式，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。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)。氣缸的分類及典型結(jié)構(gòu)第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月無桿氣缸原理鋁制缸筒2沿軸向方向開槽，為防止內(nèi)部壓縮空氣泄漏和外部雜物侵入，槽被內(nèi)部抗壓密封件4和外部防塵密封件7密封，塑料的內(nèi)外密封件互相夾持固定著。無桿活塞3兩端帶有唇型密封圈，活塞兩端分別進(jìn)、排氣，活塞將在缸筒內(nèi)往復(fù)移動(dòng)。通過缸筒槽的傳動(dòng)舌片5，該運(yùn)動(dòng)被傳遞到承受負(fù)載的導(dǎo)架6上。此時(shí)，傳動(dòng)舌片將密封件4、7擠開，但它們?cè)诟淄驳膬啥巳匀皇腔ハ鄪A持的。因此傳動(dòng)舌片與導(dǎo)架組件在氣缸上移動(dòng)時(shí)無壓縮空氣泄漏。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。組成由缸筒2，防塵和抗壓密封件7、4，無桿活塞3，左右端蓋1，傳動(dòng)舌片5，導(dǎo)架6等組成。第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

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：復(fù)位段氣源由孔A供氣，孔B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。儲(chǔ)能段氣源改由孔B進(jìn)氣，孔A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量。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，上腔氣體迅速充入活塞與中蓋間的空間。活塞將以極大的加速度向下運(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。第13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣缸的工作特性氣缸的速度在運(yùn)動(dòng)過程中氣缸活塞的速度是變化的，通常說氣缸速度是指活塞平均速度。氣缸的理論輸出力其計(jì)算公式與液壓缸相同。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，其影響程度用氣缸效率η表示，η與缸徑D和工作壓力p有關(guān)，D增大、p提高，η增大，一般在0.7～0.95之間。在研究氣缸性能和確定缸徑時(shí)，常用到負(fù)載率β的概念，定義β＝（氣缸實(shí)際負(fù)載F/氣缸理論輸出力F0）％。β的選取與氣缸的負(fù)載性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)氣缸的耗氣量指氣缸在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)所消耗的壓縮空氣量，其大小與氣缸性能無關(guān)，是選擇空壓機(jī)排量的重要依據(jù)。第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣馬達(dá)

氣動(dòng)馬達(dá)的特點(diǎn)和應(yīng)用可無級(jí)調(diào)速；可雙向旋轉(zhuǎn)；有過載保護(hù)作用，過載時(shí)轉(zhuǎn)速降低或停轉(zhuǎn)；具有較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可直接帶負(fù)載啟動(dòng)；輸出功率相對(duì)較小，轉(zhuǎn)速范圍較寬；耗氣量大，效率低，噪聲大；工作可靠，操作方便。氣動(dòng)馬達(dá)在使用中必須得到良好的潤滑葉片式氣馬達(dá)的工作原理及特性葉片式氣馬達(dá)的工作原理與葉片式液壓馬達(dá)相似。特性曲線最大特點(diǎn)是具有軟特性：當(dāng)氣壓不變時(shí)，它的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率均隨著外負(fù)載的變化而變化。第15頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動(dòng)控制閥壓力控制閥減壓閥—?dú)鈩?dòng)三大件之一，用于穩(wěn)定用氣壓力。溢流閥—只作安全閥用。順序閥—由于氣缸（馬達(dá)）的軟特性，很難用順序閥實(shí)現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行元件的順序動(dòng)作流量控制閥用于控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度。節(jié)流閥單向節(jié)流閥排氣節(jié)流閥