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1、第10章 气压传动 10.1 概述,典型的气压传动系统由气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件四个部分组成。, 气压传动系统组成,气压传动：以压缩空气为工作介质来进行能量的传递和控制的流体传动。,1气源装置 其主体部分是空气压缩机，另外还有气源净化设备。空压机将原动机供给的机械能转化为空气的压力能；而气源净化设备用以降低压缩空气的温度，除去压缩空气中的水分、油分以及污染杂质等。它为系统提供合乎质量要求的压缩空气。 2执行元件 将气体压力能转换成机械能并完成做功动作的元件，如气缸、气马达。 3控制元件 控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀类；感测、转换、处理气动信号的元器件，如气动传感器
2、及信号处理装置。 4气动辅件 用于辅助保证空气系统正常工作的一些装置。如过滤器、冷却器、干燥器、分水滤气器、消声器和油雾器等。, 气压传动的特点 气压传动的优点,1. 以空气为工作介质，来源方便，用后排气处理简单，不污染环境。 2. 由于空气流动损失小，压缩空气可集中供气，远距离输送。 3. 与液压传动相比，启动动作迅速、反应快、维修简单、管路不易堵塞，且不存在介质变质、补充和更换等问题。 4. 工作环境适应性好，可安全可靠地应用于易燃易爆场所。,5. 气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力等级低，固使用安全。 6. 空气具有可压缩性，气动系统能够实现过载自动保护。,气压传动的缺点,1.
3、由于空气有可压缩性，所以气缸 的动作速度易受负载影响。 2. 工作压力较低（一般为0.4Mpa-0.8Mpa），因而气动系统输出力较小。 3.气动系统有较大的排气噪声。 4. 工作介质空气本身没有润滑性，需另加装置进行给油润滑。,10.2 气动元件,10.2.1控制元件 调压阀（减压阀） 用于稳定用气压力。 直动式调压阀的工作原理 直动式带溢流阀的减压阀 压力为P1的压缩空气，由左端输入经阀口10节流后，压力降为P2输出。P2的大小可由调压弹簧2、3进行调节。顺时针旋转旋钮1，压缩弹簧2、3及膜片5使,阀芯8下移，增大阀口10的开度使P2增大。若反时针旋转旋钮1，阀口10的开度减小，P2随之减
4、小。 若P1瞬时升高，P2将随之升高，使膜片气室6内压力升高，在膜片5上产生的推力相应增大，此推力破坏了原来力的平衡，使膜片5向上移动，有少部分气流经溢流孔12、排气孔11排出。在膜片上移的同时，因复位弹簧9的作用，使阀芯8也向上移动，关小进气阀口10，节流作用加大，使输出压力下降，直至达到新的平衡为止，输出压力基本又回到原来值。,若输入压力瞬时下降，输出压力也下降、膜片5下移，阀芯8随之下移，进气阀口10开大，节流作用减小，使输出压力也基本回到原来值。总之，溢流减压阀是靠进气口的节流作用减压，靠膜片上力的平衡作用和溢流孔的溢流作用稳压。 调节弹簧即可使输出压力在一定范围内改变。,安全阀（溢流
5、阀）,安全阀起保护系统安全作用。 当系统压力超过调定值时，安全阀打开，将系统中的一部分压气排入大气，从而保证系统安全。右图为活塞式安全阀，阀芯是一平板。气源压力作用在活塞A上，当压力超过调定值时，活塞A被顶开，部分压气从阀口排入大气；当气源压力低于调定值时，阀关闭。图1,快速排气阀,工作原理它有三个阀口P、A、T，P接气源，A接执行元件，T通大气。当P有压缩空气输入时，,工作原理,推动阀芯右移、P与A通，给执行元件供气；当P无压缩空气输入时，执行元件中的气体通过A使阀芯左移，堵住P、A通路，同时打开A、T通路，气体通过T快速排出。 快速排气阀常装在换向阀和气缸之间，使气缸的排气不用通过换向阀而
6、快速排出。从而加快了气缸往复运动速度，缩短了工作周期。,10.2.2 气源装置和辅助元件,气源装置 气源装置组成部分 压气发生装置； 净化、贮存压缩空气 的装置和设备； 管道系统； 气动三大件。,各元件作用,空气压缩机1产生压缩空气，其吸气口装有空气过滤器，以减少压缩空气内的杂质； 冷却器2(又称后冷却器)将压风温度从140170C。降至4050C。，使高温汽化的油分、水分凝结成油滴和水滴； 油水分离器3使降温冷凝出的油滴、水滴、杂质等从压缩空气中分离出来，并从排污口除去； 贮气罐4和7贮存压缩空气以减小压气的流量脉动，稳定压缩空气压力，同时还可以再一次除去压缩空气中的水分和油分； 干燥器5进
7、一步吸收排除压缩空气中的水分、油分等，使之变成干燥空气。,贮气罐4中的压缩空气可用于一般要求的气动系统，贮气罐7输出的压缩空气可用于要求较高的气动系统（如气动仪表、射流装置）。 过滤器6(又称一次过滤器)进一步过滤除去压缩空气中的灰尘颗粒杂质。,空气压缩机,空压机工作原理,气动系统中最常用的是往复活塞式空压机。其当活塞3向右移动时，气缸2左腔的压力低于大气压力 ，吸气阀9打开，空气在大气压力作用下进入气缸2左腔，这一过程称为吸气过程；当活塞3向左移动时，吸气阀9在气缸2左腔内压缩气体的作用下关闭，气缸左腔内气体被压缩，这一过程称为压缩过程。 活塞3的往复运动是由电动机(或内燃机)带动曲柄8转动
8、，通过连杆7、滑块5、活塞杆4转化成直线往复运动而产生的。,空气净化设备 冷却器,冷却器安装在空压机输出管路上，用于 降低压缩空气的温度，并使压缩空气中 的大部分水汽、油汽冷凝成水滴、油滴， 以便经油水分离器析出。其结构形式有 列管式、套管式、散热片式和蛇管式等。 蛇管式冷却器结构简单，使用维护方便， 应用最广泛。,油水分离器,油水分离器主要是用离心、撞击、水洗等方法使压缩空气中凝聚的水分、油分等杂质从压缩空气中分离出来，让压缩空气得到初步净化。,工作原理,图示为撞击折回并环形回转式油水分离器，气流以一定的速度经输入口进入分离器内受挡板阻挡被撞击折向下方，然后产生环形回转并以一定速度上升。为了
9、达到满意的油水分离效果，气流回转后上升的速度应缓慢。,干燥器,干燥器是为了进一步吸收和排除压缩空气中的水分、油分，使之变为干燥空气，以供对气源品质要求较高的气动仪表、射流元件组成的系统使用。,工作原理,压缩空气从进气管1进入干燥器，通过上吸附剂层21、铜丝过滤网20、上栅板19和下吸附剂层16以后，其中的水分被吸收而得到干燥；然后经过铜丝过滤网15、下栅板14、毛毡13和铜丝过滤网12过滤掉灰尘和其它固态杂质后从排气管8中输出。,油雾器,气动系统中使用的油雾器是一种特殊的注油装置。油雾器可使润滑油雾化，并随气流进入到需要润滑的部件，在那里气流撞壁，使润滑油附着在部件上，以达到润滑的目的。用这种
10、方法注油，具有润滑均匀、稳定、耗油量少和不需要大的贮油设备等特点。,工作原理,压缩空气从输入口进入，在气流通道中有一个立杆1，立杆上有两个通道口，上面背向气流的是喷油口B，下面正对气流的是油面加压通道口A。一小部分进入A的气流经过加压通道到截止阀2，在压缩空气刚进入时，钢球被压在阀座上，但钢球与阀座密封不严，有点漏气，可使储油杯上腔的压力逐渐升高，将截止阀2打开，使杯内油面受压，迫使储油杯内的油液经吸油管4、单向阀5和节流针阀6滴入透明的视油器7内，然后从吸油口被主气道中的气流引射出来，在气流的气动力和油粘性力对油滴的作用下，雾化后随气流从输出口流出。视油器上部可调针阀用来调节滴油量。,消声器
11、,气缸、气马达及气阀等排出的气体速度很高，气体体积急剧膨胀，引起气体振动，产生强烈的排气噪声，有时可达100-120dB。噪声影响人体健康，应低于85dB。消声器就是通过阻尼或增加排气面积等方法降低排气速度和功率，达到降低噪声的目的。常用的消声器有吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸收型三种。,气流由斜孔引入，在A室扩散、减速、碰壁撞击后反射到B室，气流束互相冲撞、干涉，进一步减速，再通过敷设在消声器内壁的吸声材料排向大气。此类消声器消声效果好，对消声效果要求较高的场合，可选用膨胀干涉吸收型消声器。图2,工作原理,贮气罐,贮气罐的作用是消除压力波动，保证输出气流的连续性；储存一定数量的压缩空气。调节
12、用气量或以备发生故障和临时需要应急使用；进-步分离压缩空气中的水分和油分。贮气罐上应设置安全阀、压力表、清洗人孔或手孔、排污管阀等。,分水滤气器,分水滤气器用以除去压缩空气中的油污、水分和灰尘等杂质。 从输入口进入的压缩空气被旋风叶片1导向，使气流沿存水杯3的圆周产生强烈的旋转，空气中夹杂的水滴、油污物等在离心力的作用下与存水杯内壁碰撞，从空气中分离出来到杯底。当气流通过滤芯2时，由于滤芯的过滤作用，气流中的灰尘及雾状水份,被滤除，洁净的气体从输出口输出。 挡水板4可以防止气流的旋涡卷起存水杯中的积水。为保证分水滤气器正常工作，须及时打开手动放水阀5放掉存水杯中的污水。 气动系统中分水滤气器、
13、减压阀和油雾器常组合在一起使用，俗称气动三联件,10.3 气动基本回路 一次压力控制回路,电接触式压力表根据贮气罐压力控制空压机的起、停，一旦贮气罐压力超过一定值时，溢流阀起安全保护作用 简单压力控制回路 采用溢流式减压阀对气源实行定压控制。,过载保护回路,正常工作时，使阀3下位，使阀1 得电，阀2 换向，气缸活塞杆外伸。如果活塞杆受压的方向发生过载，则顺序阀动作，阀3 切换，阀2 的控制气体排出，在弹簧力作用下换至图示位置，使活塞杆缩回。,换向回路,单作用气缸换向回路 用三位五通换向阀可控制单作用气缸伸、缩、任意位置停止。,双作用气缸换向回路,用三位五通换向阀除控制双作用缸伸、缩换向外，还可实现任意位置停止。,气缸快速返回回路,单作用气缸活塞快速返回时，气缸下腔通过快速排气阀排气。,快速往复运动回路,采用快速排气阀的双作用气缸快速往复运动回路,
