流體傳動與控制基礎(chǔ)（第3版）課件：氣動元件與基本回路

流體傳動及控制基礎(chǔ)（

氣動元件與基本回路1）

氣動元件及基本回路10.1

氣源系統(tǒng)及氣動輔件10.2

氣動執(zhí)行元件10.3

氣動控制元件10.4

真空元件10.5

氣動基本回路10.6

氣動系統(tǒng)在自動化裝置中的應(yīng)用210.1

氣源系統(tǒng)及氣動輔件n

產(chǎn)生、處理和儲存壓縮空氣的設(shè)備稱為氣源設(shè)備，由氣源設(shè)備組成的系統(tǒng)稱為氣源系統(tǒng)。3對壓縮空氣的要求n

未經(jīng)處理壓縮空氣將產(chǎn)生不利影響n

高溫的影響n

油蒸氣影響n

水分的影響n

灰塵的影響氣源系統(tǒng)組成圖5空氣壓縮機的分類n

空氣壓縮機又簡稱空壓機，它把原動機輸出的機械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能。n

空壓機的種類很多，按工作原理可分為容積式和速度式兩大類。6活塞式空氣壓縮機的工作原理7空氣壓縮機的選型n

選型主要是依據(jù)工作壓力和流量兩個參數(shù)。n

輸出壓力應(yīng)大于工作壓力0.15～0.2MPa。n

輸出流量可根據(jù)氣動系統(tǒng)工作平均耗氣量選取。一般輸出流量按

1.6～3.3倍平均耗氣量選取。10.1.2

空氣處理元件n

水冷式后冷卻器9風(fēng)冷式后冷卻器10冷凍式干燥器11空氣過濾器過濾原理出氣進(jìn)氣圖形符號儲氣罐出氣進(jìn)氣13自動排水器出氣進(jìn)氣1410.1.3

其他輔助元件n

吸收型消聲器15氣動管接頭氣缸氣動元件的連接氣馬達(dá)壓力傳感器氣缸氣爪17Theend18流體傳動及控制基礎(chǔ)（

氣動元件與基本回路2）10.2

氣動執(zhí)行元件n

將空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置稱為氣動執(zhí)行元件。n

氣缸用于實現(xiàn)直線往復(fù)運動或擺動，應(yīng)用最廣。n

氣馬達(dá)用于連續(xù)回轉(zhuǎn)運動。10.2.1

氣缸的分類n

單作用氣缸和雙作用氣缸n

活塞式、膜片式、柱塞式和擺動式氣缸n

腳座式、法蘭式、耳環(huán)式和耳軸式氣缸n

普通氣缸和特殊氣缸n

特殊氣缸：無桿氣缸、鎖緊氣缸、薄型氣缸氣動滑臺、擺動氣缸和氣爪等。10.2.2

普通氣缸4幾種不同形式的普通氣缸5思考題：普通氣缸和液壓缸有什么區(qū)別？氣缸的速度特性n

由于空氣壓縮性影響，活塞運動過程中，其速度是變化的，速度最大值稱為最大速度。通常氣缸運動速度是指平均速度，即氣缸運動行程除以氣缸的動作時間（按到達(dá)時間計算）。6思考題：氣缸低速運動穩(wěn)定性差，為什么？氣缸的輸出力n

氣缸理論輸出力

F0

等于壓縮空氣作用在氣缸活塞有效面積上產(chǎn)生的推力或拉力。其大小等于壓縮空氣在氣缸前后活塞上的作用力之差。氣缸負(fù)載率n

由于氣缸實際輸出力小于理論輸出力。因此，必須考慮氣缸負(fù)載率

。n

氣缸的負(fù)載率

是氣缸活塞桿受到的軸向負(fù)載力

F

與氣缸的理論輸出力

F0

之比，即8氣缸的耗氣量n

氣缸的耗氣量分為最大耗氣量和平均耗氣量。n

最大耗氣量是指氣缸以最大速度運動時所需空氣流量。n

平均耗氣量是氣缸在氣動系統(tǒng)的一個工作循環(huán)周期內(nèi)所消耗的空氣流量。910.2.3

幾種特殊氣缸n

無桿氣缸磁性無桿氣缸機械式無桿氣缸10鎖緊氣缸n

杠桿+楔形鎖緊結(jié)構(gòu)原理11氣動手爪支點開閉形平行開閉形180度氣爪12氣動手爪結(jié)構(gòu)13滑動裝置和帶導(dǎo)桿氣缸滑動裝置14帶導(dǎo)桿氣缸擺動氣缸n

擺動氣缸是利用壓縮空氣驅(qū)動輸出軸在一定角度范圍內(nèi)作往復(fù)回轉(zhuǎn)運動的氣動執(zhí)行元件。齒輪齒條式擺動氣缸葉片式擺動氣缸

15氣動人工肌肉n

氣動人工肌肉是由外部提供的壓縮空氣驅(qū)動，作推拉動作，其過程就像人體的肌肉運動。1610.2.4氣缸的選用n

根據(jù)任務(wù)對機構(gòu)要求選氣缸種類。n

根據(jù)承載形式選定氣缸負(fù)載率。n

按工作力及負(fù)載率選氣缸缸徑。n

根據(jù)運動范圍選定氣缸的行程。n

根據(jù)機構(gòu)結(jié)構(gòu)選氣缸安裝方式、活塞桿結(jié)構(gòu)、緩沖方法等。n

根據(jù)工作環(huán)境選擇氣缸的合理工作溫度、10.2.5

氣動馬達(dá)n

把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運動的機械能，并輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。n

氣動馬達(dá)多用于工作條件惡劣的礦山機械和旋緊螺母用的氣動工具中。18Theend19流體傳動及控制基礎(chǔ)（

氣動元件與基本回路3）10.3

氣動控制元件n

氣動控制元件是控制壓縮空氣的壓力、流量和流動方向的各類元件的總稱。n

氣動控制元件n

壓力控制閥n

流量控制閥n

方向控制閥10.3.1壓力控制閥n

壓力控制閥分三類n

起降壓穩(wěn)壓作用的減壓閥、定值器。n

起安全保護(hù)作用的安全閥。n

根據(jù)壓力控制順序動作的順序閥等。3直動式減壓閥的工作原理4幾種直動式減壓閥5選擇減壓閥n

根據(jù)調(diào)壓精度和調(diào)壓范圍選擇減壓閥。n

按氣流方向和減壓閥上所示箭頭的方向，依照過濾器→減壓閥→油霧器的次序安裝減壓閥。n

常常把過濾器、減壓閥、油霧器集成一體，通常稱為氣動三聯(lián)件。氣動三聯(lián)件減壓閥過濾器→減壓閥→油霧器6氣動三聯(lián)件組合油霧器減壓閥過濾器7氣動二聯(lián)件、三聯(lián)件產(chǎn)品氣動三聯(lián)件氣動兩聯(lián)件8單向順序閥工作原理及圖形符號9安全閥工作原理及圖形符號1010.3.2流量控制閥n

控制空氣流量。n

主要有節(jié)流閥、單向節(jié)流閥和排氣節(jié)流閥。單向節(jié)流閥及結(jié)構(gòu)原理雙作用氣缸速度控制回路思考題：氣缸為什么主要采用排氣節(jié)流調(diào)速？單向節(jié)流閥安裝在氣缸上14流量比例閥n

流量比例閥就是閥的輸出流量與輸入閥的電信號成比例變化的流量控制閥。n

流量比例閥常用于氣缸的定速控制及定量供氣系統(tǒng)中。方向控制閥n

方向控制閥是用來控制氣體流動方向或通斷的控制元件。16方向控制閥分類n

單向控制閥n

單向閥、梭閥和快速排氣閥n

換向型控制閥n

二位三通閥、三位五通閥n

按控制方式不同分為n

電磁控制、氣壓控制n

人力控制、機械控制17單氣控截止式二位三通換向閥18雙氣控滑閥式二位五通換向閥19兩位三通單電控直動式電磁閥20不同形式直動式電磁換向閥21兩位三通單電控先導(dǎo)式電磁閥電磁鐵22幾種先導(dǎo)式電磁換向閥思考題：氣動換向閥和液壓換向閥有什么不同？23單電控和雙電控電磁閥24不同形式的機械控制換向閥25不同形式的人力控制換向閥26梭閥的工作原理及圖形符號n

氣動梭閥通過閥體上的A、B口控制氣源的進(jìn)出，活塞作往復(fù)運動，由此達(dá)到閥門開關(guān)的控制。1

2

3進(jìn)進(jìn)出27幾種快速排氣閥n

快排閥，氣動控制里重要的元件，單向型方向控制元件。常配置于氣缸和換向閥之間，使氣缸內(nèi)的氣體不通過換向閥而由此閥直接排出。適用于要求氣缸快速運動的場合。28快速排氣閥的應(yīng)用2910.4真空元件n

真空系統(tǒng)由真空壓力源（真空發(fā)生器、真空泵）、吸盤、真空閥及輔助元件組成。n

以真空吸附為動力源，實現(xiàn)自動化的一種手段。n

在電子、半導(dǎo)體元件組裝、汽車組裝、自動搬運機械、輕工機械、食品機械等得到官方應(yīng)用。30真空發(fā)生器n

由先收縮后擴張的拉瓦爾噴管1、負(fù)壓腔2和接收管3等組成，有供氣口、排氣口和真空口。31真空吸盤n

吸盤是直接吸吊物體的元件3210.5

氣動基本回路n

氣動基本回路按其功能可分為n

壓力控制回路n

速度控制回路n

位置控制回路33氣源壓力控制回路思考題：氣動系統(tǒng)壓力由什么控制？34單作用氣缸的速度控制回路35雙作用氣缸的速度控制回路36緩沖回路37采用三位閥的位置控制回路38采用鎖緊氣缸的位置控制回路同步動作控制回路40往復(fù)運動回路真空發(fā)生器構(gòu)成的真空吸盤控制回路42防止啟動飛出回路43防止落下回路44節(jié)能回路45Theend46流體傳動及控制基礎(chǔ)（

氣動元件與基本回路4）10.6氣動系統(tǒng)在自動化裝置中的應(yīng)用10.6.1

氣動技術(shù)在平帶糾偏中的應(yīng)用10.6.2

舉升轉(zhuǎn)向裝置10.6.3

氣動夾抱提升裝置10.6.4

拾放裝置210.6.1氣動技術(shù)在平帶糾偏中應(yīng)用平帶氣動糾偏原理4糾偏系統(tǒng)氣動原理5糾偏系統(tǒng)控制流程610.6.2

舉升轉(zhuǎn)向裝置7舉升轉(zhuǎn)向裝置氣動原理810.6.3氣動夾抱提升裝置9氣動夾抱提升裝置氣動系統(tǒng)原理10.6.4

拾放裝置結(jié)構(gòu)1110.6.4

拾放裝置氣動系統(tǒng)原理12【案例1】口罩機耳帶折疊機構(gòu)n

動作順序口罩載具輸送口罩，經(jīng)過耳帶導(dǎo)流板時，將耳帶折起90°，口罩下壓輪用于導(dǎo)流過程中穩(wěn)定口罩位置；到達(dá)位置后，下壓氣缸往下壓住口罩，耳帶翻折氣缸把耳帶向前推到口