气液动技术1讲 2综述

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1、气液动技术,第 1 讲,目 录,第一章 绪论 第二章 气动系统流体力学基础 第三章 气源装置及辅助元件 第四章 气压传动执行元件 第五章 气动控制元件 第六章 气动图形规范 第七章 气动基本回路 第八章 气动系统设计 第九章 电子气动 第十章 液压传动基础 第十一章 液压回路设计,第一章 绪论,教学内容 1、本课程的性质和目的 2、本课程的考核方法 3、气压传动与液压传动的特点及应用发展 4、气压传动与液压传动的组成 5、气压传动与液压传动的比较 6、发展趋势,1、本课程的性质和目的,课程性质: 专业核心课 课程特点: 理论与实践并重 前期课程：机械制图，机械原理与设计，电工技术等。 课程作用

2、：液动系统在机电一体化及工业工程设备专业领域中应用非常广泛，是该专业领域的学生必备的基础知识与基本技能。 （1）培养学生的专业能力：通过本课程的学习，使学生掌握气动及液压和相关电气知识，能够正确选用和使用元件，熟练绘制气动液压回路图，掌握气动及液压装配的基本操作规程，能对简单的气动系统进行故障分析与调整，能进行气液动系统的基本设计、安装、调试和维护。 （2）培养学生的方法能力：自主学习获取信息的能力，决策与规划的能力，评价执行结果的能力。 （3）培养学生的社会能力：相关职业素养、团队合作精神；“5s”管理理念；创新精神。,3、气压传动与液压传动的特点及应用发展,特点： 气压传动与液压传动都属于

3、流体传动。 液压传动利用液体压力能实现运动和动力传动方式 气压传动利用气体压力能实现运动和动力传动方式 应用： 液压（hydraulic）与气动（pneumatic）技术迅速发展，渗透到国民经济的各个领域：从蓝天到水下从军用到民用，从重工业到轻工业，到处都有流体传动与控制技术,气动系统,气压传动与液压传动的组成,动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原动机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动力 执行元件：液压缸或气缸、液压马达或气马达，功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度或转矩和转速），以带动负载进行直线运动或旋转运动 控制元件：压力、流量和方向控制阀，作用是控制和调节系统中

4、流体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向 辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计,动力元件： 液压泵或气源装置，其功能是将原动机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动力,执行元件： 液压缸或气缸、液压马达或气马达，功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度或转矩和转速），以带动负载进行直线运动或旋转运动,控制元件： 压力、流量和方向控制阀，作用是控制和调节系统中流体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向。,辅助元件： 保证系统正常工作所

5、需要的辅助装置，包括管道、管接头、油箱、过滤器和压力计。,气压传动与液压传动的比较,气压传动的优点： 1、用后空气排入大气，不必设回气管，不污染环境 2、空气在管内流动阻力小，压力损失小，便于输送 3、气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易堵塞 4、气动元件结构简单，易于制造、标准化、系列化、通用化 5、气动系统在恶劣工作环境中，安全可靠性优于液压等系统 6、气动系统可实现过载保护，可压缩性气体便于贮存能量 7、气动设备可以自动降温，长期运行也不会发生过热现象 8、空气取之不尽，节省购买、贮存、运输的费用 气压传动的缺点： 1、工作压力较低，输出功率较小 2、气信号传递的速度慢，不宜用于高速

6、传递的回路中 3、排气噪声大，需加消声器 4、空气的可压缩性，在载荷变化时动作稳定性差,液压传动的优点： 1、体积小，输出力大 2不会有过负载的危险 3输出力调整容易 4速度调整容易 5易于自动化 液压传动的缺点 1接管不良造成油外泄，除了会污染工作场所外，还有引起火灾的危险。 2油温上升时，粘度降低，油温下降时，粘度升高，油的粘度发生变化时，流量也会跟着改变，造成速度不稳定。 3 系统将马达的机械能转换成液体压力能，再把液体压力能转换成机械能来做功，能量经两次转换损失较大，能源使用效率比传统机械低。 4液压系统大量使用各式控制阀、接头及管子，为了防止泄漏损耗，元件的加工精度要求较高。,发展趋

7、势,目前，流体传动技术正在向着高压、高速、高效率、大流量、大功率、微型化、低噪声、低能耗、经久耐用、高度集成化方向发展，向着用计算机控制的机电一体化方向发展。,常用气动元件图形符号,常用气动元件图形符号,常用气动元件图形符号,常用气动元件图形符号,实训,项目名称：送料装置的直接控制 实训目的： 1、单作用气缸、双作用气缸的使用 2、直接控制 3、二位三通手控阀、二位五通手控阀的使用 项目说明： 1、送料装置将阀门块送到加工位置。 2、按下按钮开关，气缸（1.0）的活塞杆前向运动,前向运动时间为2秒。当松开按钮开关，活塞杆返回。,a、气缸（Cylinder）单作用气缸,单作用气缸动作原理（Sin

8、gle-acting cylinders） 单作用气缸在缸盖一端气口输入压缩空气使活塞杆伸出（或缩回）,而另一端靠弹簧、自重或其它外力等使活塞杆恢复到初始位置。 单作用气缸只在动作方向需要压缩空气，故可节约一半压缩空气。主要用在夹紧、推料、阻挡、压入、举起和进给等操作上。,单作用气缸结构简单，耗气量少。缸体内安装了弹簧，缩短了气缸的有效行程。弹簧的反作用力随压缩行程的增大而增大，故活塞杆的输出力随运动行程的增大而减小。弹簧具有吸收动能的能力，可减小行程终端的撞击作用。 一般用于行程短，对输出力和运动速度要求不高的场合。,弹簧压出,弹簧压回,双作用气缸,双作用气缸动作原理（Double-acti

9、ng cylinders） 气缸两个方向的运动都是通过气压传动进行的。,无杆气缸,无杆气杆没有普通气缸的刚性活塞杆，它利用活塞直接或间接实现往复运动。 这种气缸的最大优点是节省了安装空间，特别适用于小缸径、长行程的场合。无杆气缸现已广泛用于数控机床、注塑机等的开门装置上及多功能坐标机器手的位移和自动输送线上工件的传送等。,b、气动控制元件,内容： 气动控制元件的分类 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀,气动控制元件：控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号的重要元件。 按控制元件功能和用途分为： 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 此外，还有通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的气

10、动逻辑元件。 阀门的基本功能是，为达到检测、信号处理和控制的目的而改变、产生和消除信号。另外，阀门也可作为驱动阀，供给执行机构所需的压缩空气。 控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。 控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。 改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 那什么是气动逻辑元件呢？ 通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的元件。,方向控制阀换向阀,工作原理:利用阀芯和阀体的相对运动,使气体接通、关断或变换气流的方向，从而实现气动执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向 分类: 按操作方式分：手动换向阀、机动换向阀（亦称行程阀）、电磁换向阀、气动换向阀等 按阀芯工作

11、时在阀体中所处的位置和换向阀所控制的通路数不同分：二位二通换向阀、二位三通换向阀、二位四通换向阀、三位四通换向阀等 按阀的结构形式分：截止式、滑阀式、滑板式、旋塞式等,1）按阀的切换通口数目分 有二通阀、三通阀、四通阀和五通阀等。 “几位几通”的概念 对于换向阀来说，所谓的“位”指的是为了改变流体方向，阀芯对于阀体所具有的不同工作位置，表现在图形符号中，即图形中有几个方格就有几位；所谓的“通”指的是换向阀与系统相连的接口（包括输入口、输出口和排气口），有几个接口即为几通。 每个换向阀都有一个常态位（即阀芯在未受到外力作用时的位置） 注意：接口的字母和符号的表示方法 接口符号表示 几位几通,2）按控制方式分,1） 人力控制 用人力来获得轴向力使阀迅速移动换向的控制方式称作人力操作。人力控制可分为手动控制和脚踏控制等。按人力作用于主阀的方式可分为直动式、先导式。 人控阀与其它控制方式相比，具有可按人的意志进行操作、使用频率较低、动作较慢、操作力不大，通径较小、操作灵活的特点。人控阀在手动气动系统中，一般用来直接操纵气动执行机构。在半自动和全自动系统中，多作为信号阀使用。,