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1、,10.1 气源装置,10.2 气动执行元件,10.3 气动控制元件,10.4 气动辅件,10.1 气源装置,气源装置是保证气压传动和控制系统正常工作所不可缺少的动力源，为气压传动系统提供满足一定质量要求的压缩空气，是气压传动系统的重要组成部分。,10.1.1 气压传动系统对压缩空气品质的要求,空气质量不良是气动系统出现故障的主要因素，会使气动系统的可靠性和使用寿命大大降低，由此造成的损失会大大超过起源处理装置的成本和维护费用。 压缩空气中，绝对不许含有化学药品、有机溶剂的合成油、盐分和腐蚀性气体等。,10.1 气源装置,造成的不良后果 从空压机输出的压缩空气，含有大量的水分、油和粉尘等污染物
2、； 变质油分形成焦油状物质，导致橡胶及塑料材质变质和老化； 水分对气动元件影响较大：管道金属生锈，水结成冰，使润滑油变质及冲洗掉润滑脂； 锈屑及粉尘会使相对运动件磨损，加速密封件损伤，导致漏气； 液态油水及粉尘从排气口排出，会污染环境、影响产品质量。,10.1 气源装置,不同应用对象的气压传动系统对压缩空气质量的要求也不同。 ISO85731标准根据对压缩空气中的固体尘埃颗粒度、含水率（以压力露点形式要求）和含油率的要求划分了压缩空气的质量等级。,10.1.1 气压传动系统对压缩空气品质的要求,10.1 气源装置,图10-1 压缩空气净化流程示意图 1空压机；2后冷却器；3分离器；4、7储气罐
3、；5干燥器； 6过滤器；8加热器；9四通阀,10.1 气源装置,10.1.2 气源装置的组成,气源装置一般由三部分组成： （1）产生压缩空气的气压发生装置，如空压机； （2）净化压缩空气的辅助装置和设备，如过滤器、油水分离器、干燥器等； （3）输送压缩空气的供气管道系统。,10.1 气源装置,10.1.3 空气压缩机及其净化设备,空气压缩机（空压机）是气压发生装置，是把电动机输出的机械能转换为气体压力能的转换装置。,图10-2 气源装置的组成 1-空气压缩机；2、13-安全阀；3-单向阀；4-小气罐；5-排水器；6-电动机；7-压力开关；8-压力表；9-截止阀；10-后冷却器；11-油分离器；
4、12储气罐,10.1 气源装置,10.1.3 空气压缩机及其净化设备,1空压机的类型,按压力高低可分为： 低压型（0.21.0Mpa） 中压型（1.010Mpa） 高压型（10Mpa） 按工作原理可分成： 容积型：活塞式、滑片式、螺杆式 速度型离心式、轴流式,10.1 气源装置,10.1.3 空气压缩机及其净化设备,2空压机工作原理,（1）活塞式空压机,单级活塞式空压机,单级常用于需要0.30.7Mpa压力范围的系统。输出的空气压力脉动大，故需设置气罐。 单级空压机压力超过0.6Mpa，产生的热量太大，空压机工作效率太低，故常使用两级活塞式空压机。,10.1 气源装置,10.1.3 空气压缩机
5、及其净化设备,2空压机工作原理,（1）活塞式空压机,两级活塞式空压机,图10-4 两级活塞式空压机工作原理图,设置中间冷却器是为了降低第2级活塞的进口空气温度，以提高空压机的工作效率。,活塞式压缩机（工作原理）,10.1 气源装置,2空压机工作原理,（2）滑片式空压机,图10-5 滑片式空压机工作原理图,优点是能连续排出脉动小的压缩空气，所以一般无需设置储气罐，并且结构简单、制造容易，操作维修方便，运转噪声小。 缺点是叶片、转子和机体之间机械摩擦较大，产生较高的能量损失，因为效率也较低。,滑片式空压机工作原理,2空压机工作原理,（3）螺杆式空压机,优点：脉动小，无易损件，寿命长，效率高。 缺点
6、：制造精度要求高，运转噪声大。由于结构刚度的限制，只适用于中低压范围使用。,图10-6 螺杆式空压机工作原理图,螺杆式空压机工作原理,（4）膜片式空压机,2空压机工作原理,图10-7 膜片式空压机工作原理图,膜片式空压机能提供0.5Mpa的压缩空气。由于它无需油润滑，无污染，因此广泛应用于食品、医药和相类似的工业中。,10.1.3 空气压缩机及其净化设备,4空压机的使用与维护,（1）空压机用润滑油-抗氧化润滑油 （2）空压机的安装地点。 （3）空压机起动前，应检查润滑油油位是否正常 （4）要定期检查吸入过滤器的阻塞情况。,3空压机的选用,10.1 气源装置,10.1.3 空气压缩机及其净化设备
7、,5净化设备,（1）后冷却器,风冷式后冷却器 工作原理,图10-8 风冷式后冷却器,后冷却器：将空气压缩机排出的气体冷却并除去一定水分。,10.1 气源装置,10.1.3 空气压缩机及其净化设备,5净化设备,（1）后冷却器,水冷式后冷却器 工作原理,图10-9 水冷式后冷却器,10.1 气源装置,5净化设备,（2）储气罐,储气罐的作用： 贮存一定数量的压缩空气； 消除压力脉动，保证输出气流的连续性； 调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用； 进一步分离压力空气中的水分和油分。,图10-10 储气罐示意图 1安全阀 2压力表 3检修盖 4排水阀,（3）空气干燥器,作用是用于除去压缩空气中的水
8、分，得到干燥空气。,图10-11 冷冻式干燥器 工作原理图,图10-12 吸附式干燥器工作原理图,书上错误P228,5净化设备,（3）空气干燥器,图10-13 高分子隔膜式干燥器工作原理图,图10-14 吸收式干燥器工作原理图,（4）空气过滤器,5净化设备,作用：除去压缩空气中的固态杂质、水滴和污油滴等，不能除去气态油、水。 空气过滤器的主要性能指标有流量特性、分水效率和过滤精度。 选择与使用：由过滤度和额定流量而定 分水过滤器必须垂直安装，并将放水阀朝下,图形符号有要求,书P261, 分水排水器不要求,油雾器是一种特殊的注油装置，其作用是使润滑油雾化后注入空气流中，随着空气流动进入需要润滑的
9、部件，达到润滑的目的。,（5）油雾器,5净化设备,图形符号有要求,10.1.4 气动三联件,在气压传动技术中，将分水过滤器、减压阀和油雾器统称为气动“三大件”，它们虽然都是独立的气源处理元件，可以单独使用，但在实际应用时却又常常组合在一起作为一个组件使用，因此又称为“气动三联件”。,图10-15 气动三联件,10.1 气源装置,图形符号有要求,10.2 气 动 执 行 元 件,气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能的装置，驱动机构作直线往复运动、摆动、旋转运动或冲击动作。 气动执行元件分为气缸和气马达两大类。气缸用于提供直线往复运动或摆动，输出力和直线速度或摆动角位移；气马达用于提供连续
10、回转运动，输出转矩和转速。,10.2 气动执行元件,10.2.1 气缸,1气缸的结构及工作原理,（1）气缸的工作原理,图10-16 普通双作用气缸 1，13弹簧挡圈；2防尘圈压板；3防尘圈；4导向套；5杆侧端盖；6活塞杆；7缸筒；8缓冲垫；9活塞；10活塞密封圈；11密封圈；12耐磨环；14无杆侧端盖,10.2.1 气缸,1气缸的结构及工作原理,（2）气缸的基本构造,缸筒。 端盖。 导向套。 活塞。 活塞杆。,（3）气缸的安装形式,固定式气缸 轴销式气缸 回转式气缸 嵌入式气缸,10.2.1 气缸,2气缸的分类及特点,10.2.1 气缸,2气缸的分类及特点,（1）普通气缸,单作用气缸,弹簧压回
11、型单作用气缸工作过程,弹簧压出型单作用气缸工作过程,10.2 气动执行元件,2气缸的分类及特点,（1）普通气缸,图10-18 单活塞杆式双作用气缸示意图,图10-19 双活塞秆式双作用气缸示意图,双作用气缸,10.2 气 动 执 行 元 件,10.2.1 气缸,2气缸的分类及特点,（1）普通气缸,双作用气缸,图10-20 双活塞式双作用气缸示意图,图10-21 带缓冲装置的双作用气缸示意图,10.2 气 动 执 行 元 件,10.2.1 气缸,（2）特殊气缸,带磁性开关气缸,2气缸的分类及特点,薄膜式气缸,10.2 气动执行元件,10.2 气 动 执 行 元 件,10.2.1 气缸,2气缸的分
12、类及特点,（2）特殊气缸,省空间气缸,图10-24 薄型省空间气缸,图10-25 自由安装型省空间气缸,图10-26 椭圆形省空间气缸,10.2 气 动 执 行 元 件,10.2.1 气缸,带阀气缸,2气缸的分类及特点,（2）特殊气缸,锁紧气缸,气-液阻尼缸,10.2 气 动 执 行 元 件,10.2.1 气缸,无杆气缸,磁性偶合式（说明、工作原理） 机械偶合式（说明、工作原理）,2气缸的分类及特点,（2）特殊气缸,叶片式摆动气缸 工作原理演示,摆动气缸,10.2 气 动 执 行 元 件,10.2.1 气缸,气动手爪,气动手爪实质上是一种变型气缸，它可以用来抓起工件，实现机械手各种动作。,(a
13、)支点开闭型两爪式 (b)滑动导轨型两爪平开式 (c)回转驱动型三爪式 图10-34 气动手爪,（2）特殊气缸,10.2 气 动 执 行 元 件,10.2.1 气缸,3气缸的技术参数,（1）气缸的特性,气缸的特性分为静态特性和动态特性。 气缸的静态特性是指与缸的输出力及耗气量密切相关的最低工作压力、最高工作压力、摩擦阻力等参数。 气缸的动态特性是指在气缸运动过程中气缸两腔内空气压力，温度，活塞速度、位移等参数随时间的变化情况。它能真实地反映气缸的工作性能。,10.2 气 动 执 行 元 件,10.2.1 气缸,3气缸的技术参数,（2）气缸的速度特性,（3）气缸的输出力,（4）气缸的负载率,单杆
14、单作用气缸 单杆双作用气缸 双杆双作用气缸,（5）气缸耗气量,10.2 气 动 执 行 元 件,10.2.1 气缸,4气缸的选用步骤,气缸的选用应根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。以单活塞杆双作用缸为例说明气缸的选用步骤。 （1）预选气缸的缸径。 （2）预选气缸的行程。 （3）选择气缸的品种。 （4）验算缓冲能力。 （5）选择安装方式。 （6）活塞杆长度的验算。 （7）计算气缸的空气消费量和最大耗气量。 （8）选择磁性开关。 （9）其它要求。,10.2.2 气马达,气马达也是一种气动执行元件，是将压缩空气的压力能量转换成机械能的能量转换装置，它输出力矩驱动机构作连续旋转运动。,10.2
15、气动执行元件,10.2.2 气马达,气马达与和它起同样作用的电动机相比，其特点： 壳体轻，输送方便，又因其工作介质是空气，则不必担心引起火灾。 气动马达过载时能自动停转，而与供给压力保持平衡状态。 气动马达转动后，阻力减小，阻力变化往往具有很大柔性。因此气马达应用于矿山机械和气动工具等场合。,10.2 气动执行元件,10.2.3 真空元件,以真空吸附为动力源，作为实现自动化的一种手段，已在电子、半导体元件组装、汽车组装、自动搬运机械、轻工机械、食品机械、医疗器械、印刷机械、塑料制品机械、包装机械、锻压机械、机器人等许多方面得到了广泛的应用。 对任何具有较光滑表面的物体，特别对于非铁、非金属且不
16、适合夹紧的物体，如薄的柔软的纸张、塑料膜、铝箔，易碎的玻璃及其制品，集成电路等微型精密零件，都可使用真空吸附来完成各种作业。,10.2 气动执行元件,10.2 气 动 执 行 元 件,10.2.3 真空元件,1真空发生装置,图10-37 真空发生器工作原理图 1-拉瓦尔喷管 2-负压腔 3-接收管,(1) 真空泵,(2) 真空发生器,可回忆以前第二章的一道例题,10.2 气 动 执 行 元 件,10.2.3 真空元件,2真空吸盘,图10-38 各种形式的吸盘,10.2 气 动 执 行 元 件,10.2.3 真空元件,2真空吸盘,(a)螺纹连接 (b)利用缓冲体连接 图10-39 吸盘的安装形式,(a)轴向 (b)侧向 图10-40 真空口的取出方向,在气压传动系统中，气动控制元件是用来调节压缩空气的压力、流量和方向等
