《液压与气压传动技术（第2版）教学课件作者符林芳项目十一 气压传动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压与气压传动技术（第2版）教学课件作者符林芳项目十一 气压传动（101页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目十一 气压传动,课题一 气压传动概述 课题二 气源装置和辅助元件 课题三 气动执行元件 课题四 气动控制元件 课题五 气动基本回路,返回,课题一 气压传动概述,一、气压传动的特点 气压传动所具有的特点与其他传动方式的比较见表。 .气压传动的优点 （）空气来源方便，用后直接排出，无污染。 （）空气黏度小，气体在传输中摩擦力较小，故可以集中供气和远距离输送。 （）气动系统对工作环境适应性好。特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境工作时，安全可靠性优于液压、电子和电气系统。,下一页,返回,课题一 气压传动概述,（）气动动作迅速、反应快、调节方便，可利用气压信号实现自动控制。 （
2、）气动元件结构简单、成本低且寿命长，易于标准化、系列化和通用化。 .气压传动的缺点 （）运动平稳性较差。因空气可压缩性较大，其工作速度受外负载变化影响大。 （）工作压力较低（.），输出力或转矩较小。 （）空气净化处理较复杂。气源中的杂质及水蒸气必须净化处理。 （）因空气黏度小，润滑性差，需设置单独的润滑装置。 （）有较大的排气噪声。,上一页,下一页,返回,课题一 气压传动概述,二、气压传动系统的组成 如图所示为用于气动剪切机的气压传动实例。气压传动与液压传动都是利用流体作为工作介质，具有许多共同点，气压传动系统由以下个部分组成。 .动力元件 其主体部分是空气压缩机，将原动机供给的机械能转变为气
3、体的压力能，为各类气动设备提供动力。为了方便管理并向各用气点输送压缩空气，用气量较大的厂矿企业都专门建立压缩空气站。 .执行元件 执行元件包括各种气缸和气动马达，其功用是将气体的压力能转变为机械能，带动工作部件作功。,上一页,下一页,返回,课题一 气压传动概述,.控制元件 控制元件包括各种阀体，如各种压力阀、方向阀、流量阀、逻辑元件等，用以控制压缩空气的压力、流量和流动方向以及执行元件的工作程序，以便使执行元件完成预定的运动规律。实际工作中，可以使用控制各个阀，从而实现自动控制。 .辅助元件 辅助元件是使压缩空气净化、润滑、消声以及用于元件间连接等所需的装置。如各种冷却器、分水排水器、气罐、干
4、燥器、油雾器及消声器等，对保持气动系统可靠、稳定和持久工作起着十分重要的作用。 .工作介质 工作介质即为具有一定压力的气体，气压系统是通过压缩空气实现运动和动力的传递。,上一页,下一页,返回,课题一 气压传动概述,三、气压传动系统的工作原理 图（） 所示为气动剪切机的工作原理简图（图示位置为工料被剪前的情况），工料由上料装置（图中未画出） 送入剪切机并到达规定位置时，行程阀的顶杆受压而使阀内通路打开，气控换向阀的控制腔便与大气相通，阀芯受弹簧力作用而下移。由空气压缩机产生并经过初次净化处理后储藏在气罐中的压缩空气，经空气过滤器、减压阀和油雾器及气控换向阀，进入气缸的下腔；同时，压缩空气也进入行
5、程阀的右腔，阀芯左移，压紧工料。此时，气缸活塞向上运动，带动剪刃将工料切断。工料剪下后，即与机动阀脱开，行程阀在弹簧的作用下复位，所在的排气通道被封死，气控换向阀的控制腔气压升高，迫使阀芯上移，气路换向，气缸活塞带动剪刃复位，准备下一次工作循环。,上一页,下一页,返回,课题一 气压传动概述,由此可以看出，剪切机构克服阻力切断工料的机械能是由压缩空气的压力能转换后得到的。同时，由于换向阀的控制作用使压缩空气的通路不断改变，气缸活塞带动剪切机机构频繁地实现剪切与复位的交替动作。 图（）所示为该系统的图形符号。可以看出，某些气动图形符号和液压图形符号有一定的相似性，但也存在很多不同之处。例如，气动元
6、件向大气排气，就不同于液压元件回油接入油箱的表示方法。,上一页,返回,课题二 气源装置和辅助元件,一、气源装置 一般来说，气源装置是由空气压缩机、储存压缩空气的装置和传输压缩空气的管路系统个部分组成。 .空气压缩机 ）空气压缩机的分类 空压机的种类很多，按工作原理可分为容积式和速度式两类。 容积式空压机是通过机件的运动使密封容积大小发生周期性的变化，而完成对空气吸入和压缩过程。这种空压机又有几种不同的结构形式，如螺杆式和活塞式等。其中最常用的是活塞式低压空压机，由它产生的空气压力通常小于。 速度式空压机，其气体压力的提高是由于气体分子在高速流动时突然受阻而停滞下来，动能转化为压力能而达到的。,
7、下一页,返回,课题二 气源装置和辅助元件,）空气压缩机的工作原理 气压动力元件是气动系统的动力源，即空气压缩机（简称空压机）。 如图为活塞式空气压缩机的工作原理图。曲柄由原动机（电动机）带动旋转，通过曲柄连杆机构、活塞杆，带动气缸活塞在缸体内作直线往复运动。当活塞向右运动时，缸内密封容积增大，形成部分真空，在大气压力作用下打开吸气阀进入气缸中，此过程称为吸气过程。当活塞向左运动时，吸气阀先关闭，缸内密封容积减小，空气受到压缩而使压力升高，此过程为压缩过程。当压力增大到排气管路中的压力时，排气阀打开，气体被排出，并经排气管输送到储气罐中，此过程为排气过程。曲柄每旋转一周，活塞就往复运动一次，完成
8、一个工作循环。图所示为单缸空气压缩机，大多数空气压缩机是多缸组合。,上一页,下一页,返回,课题二 气源装置和辅助元件,）空气压缩机的选用 空气压缩机的选用应以气压传动系统所需要的工作压力和流量两个参数为依据。一般气动系统需要的工作压力为.，因此选用额定排气压力为.的低压空气压缩机。此外还有中压空气压缩机，额定排气压力。高压空气压缩机，额定排气压力为；超高压空气压缩机，额定排气压力为。输出流量要根据整个气动系统对压缩空气的需要，再加一定的备用余量，作为选择空气压缩机流量的依据。一般空气压缩机按流量可分为微型（流量小于）、小型（流量为）、中型（流量为）和大型（流量大于）。,上一页,下一页,返回,课
9、题二 气源装置和辅助元件,.压缩空气净化装置 由空气压缩机输出的压缩空气，虽然能够满足一定的压力和流量的要求，但不能直接被气动装置使用，因为一般气动设备所使用的空气压缩机都是属于工作压力较低（小于）、用油润滑的活塞式空气压缩机。它从大气中吸入含有水分和灰尘的空气，经压缩后空气温度升高到 ，这时压缩机气缸里的部分润滑油也为气态。油分、水分以及灰尘便形成混合的胶体微雾及杂质，混合在压缩空气中，会带来如下问题： （）油气聚集在储气罐内，形成易燃物，同时油分被高温汽化后，形成有机酸，对金属设备有腐蚀作用。 （）水、油、灰尘的混合物沉积在管道内，使管道面积减小，增大气流阻力，造成管道堵塞。,上一页,下一
10、页,返回,课题二 气源装置和辅助元件,（）在冰冻季节，水汽凝结使附件因冻结而损坏。 （）灰尘等杂质对运动部件产生研磨作用，泄漏增加，影响其使用寿命。 因此，必须设置一些除油、除水、除尘并使压缩空气干燥的气源净化处理辅助设备，提高压缩空气质量。净化设备一般包括后冷却器、油水分离器、干燥器、空气过滤器和储气罐。 ）后冷却器 后冷却器一般安装在空气压缩机的出口管路上，其作用是把空气压缩机排出的压缩空气的温度由 降至 ，使得其中大部分的水汽、油气转化成液态，以便排出。,上一页,下一页,返回,课题二 气源装置和辅助元件,后冷却器一般采用水冷却法，为了能增大管道的散热面积，采取的结构形式有：蛇管式、列管式
11、、散热片式、套管式等。如图所示为蛇管式后冷却器的结构示意图和图形符号。热的压缩空气由管内流过，冷却水从管外水套中流动以进行冷却，在安装时应注意压缩空气进、出口的方向和水的流动方向。 ）油水分离器 油水分离器的作用是将从后冷却器降温析出的水滴、油滴等杂质从压缩空气中分离出来。其结构形式有：环行回转式、撞击挡板式、离心旋转式、水浴式等。 如图所示为撞击挡板式油水分离器，压缩空气自入口进入分离器壳体，气流受隔板的阻挡被撞击折向下方，然后产生环形回转而上升，水滴、油滴受到碰撞而沉降于壳体的底部，由排污阀定期排出。为达到良好的效果，气流回转后上升速度缓慢。,上一页,下一页,返回,课题二 气源装置和辅助元
12、件,）储气罐 储气罐的作用是消除压力波动，保证供气的连续性、稳定性；储存一定数量的压缩空气以备应急时使用。同时，进一步分离空气中的油分、水分。储气罐的最下面为放油水和杂质的装置。如图所示为立式储气罐的结构示意图和图形符号，如图所示为实物照片。 经过以上净化处理的压缩空气已基本满足一般气动系统的需求，但对于精密的气动装置和气动仪表用气，还需要经过进一步的净化处理后才能使用。,上一页,下一页,返回,课题二 气源装置和辅助元件,）干燥器 干燥器的作用是进一步除去压缩空气中的水、油和灰尘。其方法主要有吸附法和冷冻法。吸附法是利用具有吸附性能的吸附剂（如硅胶、铝胶或分子筛等） 吸附压缩空气中的水分而使其
13、达到干燥的目的，如图所示。冷冻法是利用制冷设备使压缩空气冷却到一定的露点温度，析出所含的多余水分，从而达到所需要的干燥度。 当吸附剂在使用一段时间后，吸附剂中的水分会达到饱和状态时，使吸附剂失去继续吸湿的能力，因此需要设法将吸附剂中的水分排除，使吸附剂恢复到干燥状态，即重新恢复吸附剂吸附水分的能力，这就是吸附剂的再生。图中的管、即是供吸附剂再生时使用的。,上一页,下一页,返回,课题二 气源装置和辅助元件,工作时，先将压缩空气的进气管和出气管关闭，然后从再生空气进气管向干燥器内输入干燥热空气（温度一般高于），热空气通过吸附层，使吸附剂中的水分蒸发成水蒸气，随热空气一起经再生空气排气管、排入大气中
14、。经过一段时间的再生以后，吸附剂即可恢复吸湿的性能，在气压系统中，为保证供气的连续性，一般设置两套干燥器，一套使用，另一套对吸附剂再生，交替工作。 ）分水滤气器 分水滤气器又称二次过滤器，其主要作用是分离水分，过滤杂质。滤灰效率可达 。型分水滤气器在气动系统中应用很广，其滤灰效率大于，分水效率大于。在气动系统中，一般称分水滤气器、减压阀和油雾器为气动三大件，又称气动三联件，是气动系统中必不可少的辅助装置。,上一页,下一页,返回,课题二 气源装置和辅助元件,如图所示为分水滤气器的结构简图。从输入口进入的压缩空气被旋风叶子导向，沿存水杯的四周产生强烈的旋转，空气中夹杂的较大的水滴、油滴等在离心力的
15、作用下从空气中分离出来，沉到杯底。当气流通过滤芯时，气流中的灰尘及部分雾状水分被滤芯拦截滤去，较为洁净干燥的气体从输出口输出。为防止气流的漩涡卷起存水杯中的积水，在滤芯的下方设置了挡水板。为保证分水过滤器的正常工作，应及时打开其底部的排水阀，排放分离出来的污水。 二、气动辅助元件 .油雾器 油雾器是一种特殊的注油装置。其作用是使润滑油雾化后，随压缩空气一起进入需要润滑的部件，达到润滑的目的。 如图所示是普通油雾器的结构示意图。,上一页,下一页,返回,课题二 气源装置和辅助元件,压缩空气从入口进入，大部分气体从出口流出。小部分气体由小孔通过截止阀进入储油杯的出口，使杯中油面受压，迫使储油杯中的油液经吸油管、单向阀和节流阀滴入透明的视油器内，然后再滴入喷嘴小孔，被主管道通过的气流引射出来。雾化后油随气流出口输出，送入气动系统。此外，透明的视油器可供观察滴油情况，上部的节流阀可用来调节滴油量。 图所示的普通油雾器也称为一次油雾器。二次油雾器能使油滴在油雾器内进行两次雾化，使油雾的粒度更小、更均匀，输送距离更远。不论是一次油雾器，还是二次油雾器，其雾化原理是一样的。 油雾器的供油量应根据气动设备的情况确定。一般情况下，以未压缩
