氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)課件

氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

氣壓傳動(dòng)是以壓縮空氣作為工作介質(zhì)進(jìn)行能量的傳遞和控制的一種傳動(dòng)形式。

除了具有與液壓傳動(dòng)一樣，操作控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、中遠(yuǎn)程控制、過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)外，還具有工作介質(zhì)處理方便，無介質(zhì)費(fèi)用、泄漏污染環(huán)境、介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充等優(yōu)勢。

但空氣的壓縮性極大的限制了氣壓傳動(dòng)傳遞的功率，一般工作壓力較低（0.3～1MPa），總輸出力不宜大于10～40kN，且工作速度穩(wěn)定性較差。

應(yīng)用非常廣泛，尤其是輕工、食品工業(yè)、化工氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)機(jī)械手氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)氣源裝置及氣動(dòng)元件

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)?？刂圃刂茪怏w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。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)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。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

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)?？諌簷C(jī)輸出流量qVn＝(qVn0+qVn1)/(0.7～0.8)qVn0——配管等處的泄漏量qVn1——工作元件的總流量氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

壓縮空氣的凈化裝置和設(shè)備氣動(dòng)系統(tǒng)對壓縮空氣質(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)元件對雜質(zhì)顆粒的大小有具體的要求?；烊雺嚎s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，對金屬設(shè)備有腐蝕生銹的作用，影響設(shè)備受命。混在壓縮空氣中的雜質(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。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

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。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)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。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

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)布置原則氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

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)誤氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)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。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)氣動(dòng)執(zhí)行元件1普通氣缸2

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)氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

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)。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

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。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)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)流閥氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)方向控制閥：換向閥氣壓控制換向閥（加壓控制、泄壓控制、差壓控制）電磁控制換向閥，電、氣控制換向閥機(jī)械控制換向閥人力控制換向閥

單向閥梭閥兩個(gè)單向閥的組合，相當(dāng)于“或門”?？焖倥艢忾y氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)產(chǎn)品圖片氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)氣動(dòng)系統(tǒng)一般由最簡單的基本回路組成。雖然基本回路相同，但由于組合方式不同，所得到的系統(tǒng)的性能卻各有差異。因此，要想設(shè)計(jì)出高性能的氣動(dòng)系統(tǒng)，必須熟悉各種基本回路和經(jīng)過長期生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)出的常用回路。氣動(dòng)基本回路壓力和力控制回路換向回路速度控制回路位置控制回路基本邏輯回路

氣動(dòng)常用回路安全保護(hù)回路同步動(dòng)作回路往復(fù)動(dòng)作回路記數(shù)回路振蕩回路氣動(dòng)基本回路與常用回路氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)壓力控制回路一次壓力控制回路電接觸式壓力表根據(jù)貯氣罐壓力控制空壓機(jī)的起、停，一旦貯氣罐壓力超過一定值時(shí)，溢流閥起安全保護(hù)作用。簡單壓力控制回路采用溢流式減壓閥對氣源實(shí)行定壓控制。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

高低壓控制回路

由多個(gè)減壓閥控制，實(shí)行多個(gè)壓力同時(shí)輸出。高低壓切換回路利用換向閥和減壓閥實(shí)現(xiàn)高低壓切換輸出。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)過載保護(hù)回路正常工作時(shí)，閥1得電，使閥2換向，氣缸活塞桿外伸。如果活塞桿受壓的方向發(fā)生過載，則順序閥動(dòng)作，閥3切換（至上位），閥2的控制氣體排出，在彈簧力作用下?lián)Q至圖示位置，使活塞桿縮回。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

力控制回路

串聯(lián)氣缸回路通過控制電磁閥的通電個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對分段式活塞缸的活塞桿輸出推力的控制。

氣動(dòng)系統(tǒng)一般壓力較低，所以往往是通過改變執(zhí)行元件的受力面積來增加輸出力。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

采用氣液增壓器的增力回路利用氣液增壓器1把較低的氣壓變?yōu)檩^高的液壓力，提高了氣液缸2的輸出力。

沖擊氣缸回路閥1得電，沖擊氣缸下腔由快速排氣閥2通大氣，閥3在氣壓作用下切換，氣罐4內(nèi)的壓縮空氣直接進(jìn)入沖擊氣缸，使活塞以極高的速度運(yùn)動(dòng)，該活塞所具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成很大的沖擊力輸出，減壓閥5調(diào)節(jié)沖擊力的大小。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)換向回路單作用氣缸換向回路（左））用三位五通換向閥可控制單作用氣缸伸、縮、任意位置停止。

雙作用氣缸換向回路用三位五通換向閥除控制雙作用缸伸、縮換向外，還可實(shí)現(xiàn)任意位置停止。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)速度控制回路氣動(dòng)系統(tǒng)功率不大，主要用節(jié)流調(diào)速的調(diào)速方法。

氣閥調(diào)速回路單作用氣缸調(diào)速回路用兩個(gè)單向節(jié)流閥分別控制活塞桿的升降速度。

排氣節(jié)流閥調(diào)速回路通過兩個(gè)排氣節(jié)流閥控制氣缸伸縮的速度。

緩沖回路活塞快速向右運(yùn)動(dòng)接近末端，壓下機(jī)動(dòng)換向閥，氣體經(jīng)節(jié)流閥排氣，活塞低速運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)。單作用氣缸快速返回回路活塞返回時(shí)，氣缸下腔通過快速排氣閥排氣。

(可擴(kuò)展成公汽門控）氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

氣液聯(lián)動(dòng)速度控制回路由于氣體的可壓縮性，運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定，定位精度不高。在氣動(dòng)調(diào)速、定位不能滿足要求的場合，可采用氣液聯(lián)動(dòng)。

氣液缸并聯(lián)且有中間位置停止的變速回路氣缸活塞桿端滑塊空套在液壓阻尼缸活塞桿上，當(dāng)氣缸運(yùn)動(dòng)到調(diào)節(jié)螺母6處（右斷）時(shí)，氣缸由快進(jìn)轉(zhuǎn)為慢進(jìn)。液壓阻尼缸流量由單向節(jié)流閥2控制，蓄能器能調(diào)節(jié)阻尼缸中油量的變化。

氣液缸串聯(lián)變速回路當(dāng)活塞桿右行到撞塊A碰到機(jī)動(dòng)換向閥后開始作慢速運(yùn)動(dòng)。改變撞塊的安裝位置，即可改變開始變速的位置。

氣液缸串聯(lián)調(diào)速回路

通過兩個(gè)單向節(jié)流閥，利用液壓油不可壓縮的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的無級(jí)調(diào)速，油杯為補(bǔ)充漏油而設(shè)。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)位置控制回路采用串聯(lián)氣缸定位氣缸由多個(gè)不同行程的氣缸串聯(lián)而成。換向閥1、2、3依次得電和同時(shí)失電，可得到四個(gè)定位位置。

任意位置停止回路當(dāng)氣缸負(fù)載較小時(shí)，可選擇圖a所示回路，當(dāng)氣缸負(fù)載較大時(shí)，應(yīng)選擇圖b所示回路（中位不同）。當(dāng)停止位置要求精確時(shí)，可選擇前面所講的氣液阻尼缸任意位置停止回路。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)安全保護(hù)回路雙手操作回路（與）只有同時(shí)按下兩個(gè)啟動(dòng)用手動(dòng)換向閥，氣缸才動(dòng)作，對操作人員的手起到安全保護(hù)作用。應(yīng)用在沖床、鍛壓機(jī)床上。

互鎖回路該回路利用梭閥1、2、3和換向閥4、5、6實(shí)現(xiàn)互鎖，防止各缸活塞同時(shí)動(dòng)作，保證只有一個(gè)活塞動(dòng)作。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)同步動(dòng)作回路簡單的同步回路采用剛性零件把兩尺寸相同的氣缸的活塞桿連接起來。

采用氣液組合缸的同步回路利用兩液壓缸油路串聯(lián)，來保證在負(fù)載F1、F2不相等時(shí)也能使工作臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)同步。蓄能器用于換向閥處于中位時(shí)為液壓缸補(bǔ)充泄漏。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)單往復(fù)動(dòng)作回路按下手動(dòng)閥，二位五通換向閥處于左位，氣缸外伸；當(dāng)活塞桿擋塊壓下機(jī)動(dòng)閥后，二位五通換至右位，氣缸縮回，完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

連續(xù)往復(fù)動(dòng)作回路手動(dòng)閥1換向，高壓氣體經(jīng)閥3使閥2換向，氣缸活塞桿外伸，閥3復(fù)位，活塞桿擋塊壓下行程閥4時(shí)，閥2換至左位，活塞桿縮回，閥4復(fù)位，當(dāng)活塞桿縮回壓下行程閥3時(shí)，閥2再次換向，如此循環(huán)往復(fù)。往復(fù)動(dòng)作回路氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

非時(shí)序邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例一公共汽車門用氣動(dòng)控制，司機(jī)和售票員各有一個(gè)氣動(dòng)開關(guān)控制汽車門，要求：為安全起見，司機(jī)和售票員都發(fā)出關(guān)門信號(hào)，門才關(guān)；車到站，一人發(fā)出開門信號(hào)，門就開。若汽車門用單作用缸驅(qū)動(dòng)，控制閥用手動(dòng)二位三通換向閥。試設(shè)計(jì)該氣控回路。設(shè)：司機(jī)和售票員的氣動(dòng)開關(guān)為a、b，開門信號(hào)記為“1”，關(guān)門信號(hào)為“0”，門開S記為“1”。列真值表abs000011101111氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)寫邏輯函數(shù)并化簡：積和式S=ab+ab+ab=a+b

繪制邏輯原理圖abs

繪控制回路圖氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例－－氣動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)概述對傳送帶上連續(xù)供給的粒狀物料進(jìn)行計(jì)量，并按一定質(zhì)量分裝。當(dāng)計(jì)量箱中的物料質(zhì)量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，要求暫停傳送帶上物料的供給，然后把計(jì)量好的物料卸到包裝容器中。當(dāng)計(jì)量箱返回到圖示位置后，物料再次落入計(jì)量箱中，開始下一次的計(jì)量。

氣動(dòng)計(jì)量裝置的動(dòng)作原理氣動(dòng)裝置在停止工作一段時(shí)間后，因泄漏氣缸活塞會(huì)在計(jì)量箱重力的作用下縮回。因此首先要有計(jì)量準(zhǔn)備動(dòng)作使計(jì)量箱到達(dá)圖示位置。隨著物料落入計(jì)量箱中，計(jì)量箱的質(zhì)量不斷增加，氣缸A慢慢被壓縮。計(jì)量的質(zhì)量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，氣缸B伸出，暫時(shí)停止物料的供給。計(jì)量缸換接高壓氣源后伸出把物料卸掉。經(jīng)過一段時(shí)間的延時(shí)后，計(jì)量缸縮回，為下次計(jì)量做好準(zhǔn)備。氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

氣動(dòng)控制系統(tǒng)原理

計(jì)量準(zhǔn)備：手動(dòng)換向