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1、HONCE 设备基础知识培训 气动部分 1 课程大纲 一 气动系统的基本组成 二 压力的概念及单位 三 空气压缩机种类 四 气源处理装置 五 常见气动执行元件原理及检查要点 六 常见气动控制元件及附件 2 一 气动系统的基本组成 1 1 气动系统通常由以下三部分组成 1 压缩空气的产生 2 压缩空气的处理及传输 3 压缩空气的消耗 3 压缩空气的产生压缩空气的处理及传输压缩空气 的消耗 1 气动系统的构造 4 2 HONCE工厂压缩机实图 5 6 3 工厂的压缩空气输送流程 低压压缩机干燥过滤 低压储存缸 0 7MPa 0 8MPa 用途 生产线 去除 水份 去除 微粒灰尘 按空压机输出压力大
2、小分类 低压空压机 0 2 1 0MPa 中压空压机 1 0 10MPa 高压空压机 10 100MPa 超高压空压机 100MPa 7 二 压力的概念及单位 2 1 一些压力的概念 绝对压力 相对于绝对真空的压力值 表压力 相对于大气压的压力 比大气压高 真空度 相对于大气压的压力 比大气压低 标准大气压 温度为0 纬度为45度 海平面的大 气压 现在已规定为1 01325X105Pa 8 二 压力的概念及单位 2 2 压力公式 P F S P 压强 Pa 帕斯卡 F 压力 N 牛顿 S 受力面积 m 2 3 压力的常用单位 基本单位 Pa N m2 常用单位 Mpa Bar 工程单位 Kg
3、f cm2 英制单位 psi bf in2 9 二 压力的概念及单位 2 4 压力单位的换算 1MPa 1X106Pa 10Bar 1Bar 1X105Pa 14 5psi 1atm 1 01325X105Pa 1kgf cm2 9 8X104Pa 0 098MPa 1psi 6 89X103Pa 10 二 压力的概念及单位 2 5 请大家看以下压力表并读出压力值 11 三 空气压缩机的工作原理 空气压缩机 将机械能转化为气压力能 3 1 常见的空压机有活塞式空压机 叶片式空压机和螺杆式空压机三种 1 下图为单级活塞式空压机工作原理 12 3 2 叶片式空压机 三 空压机的工作原理 13 3
4、3 无油螺杆式空压机 工厂使用 14 3 3无油螺杆压缩机 轴向轴承 径向轴承 阴螺杆 阳螺杆 增速齿轮 迷宫型密封 油腔 透气孔 同步齿轮 平衡活塞 平衡膜片 15 螺杆机工作原理 螺杆机产生压缩空气的主要过程 空气 过滤器 主机 压缩 油气分离器 油气分离 气体冷却 油过滤器 气水分离 干燥机 16 质量等级 固体颗粒 最大直径 m 水压力露点 C 0 7MPa g 油 包括蒸气 mg m3 1 0 1 70 0 01 2 1 40 0 1 3 5 20 1 0 4 15 3 5 5 40 7 25 6 10 空气在被压缩机压缩过程中形成高温高压 空气中除了含有水 包括水 蒸气 凝结水 和
5、悬浮物外 还有油 包括油雾 油蒸气 这些污染物对 提高生产效率 降低运行成本 提高产品质量是不利的 因此就需要进行干 燥净化处理 四 气源处理装置 含油量 0 01ppm 含尘量 0 01ppm 露 点 40 C 800KPaG 露点 空气湿度达到饱和时的温度 即空气中水蒸汽变为水珠 时的温度 17 四 气源处理装置 4 1 常见的空气干燥机有冷冻式干燥机 吸附式干燥机二种 工厂 采用的吸附式干燥机及管道过滤器如下 18 4 2 吸附式空气干燥机 工厂使用 19 4 3 储气罐 组成 罐体 安全阀 压力表 进气口 排气口 排污阀 储气罐主要作用 储存一定量的压缩空气 减少气流脉动 稳定压力 降
6、低温度 进一步分离部分水份 油份 20 1 压缩空气的过滤装置 1 标准过滤器 它清除主要管道内灰尘 水份和油 压缩空气从入口进入过滤器内部后 因导流板1 旋风叶片 的导向 产生了强烈的旋转 在离心力作用下 压缩空气中混有的大颗粒固体杂质和液态水滴等被甩到滤杯4的内表面上 在重力作用下沿壁面沉降至底部 然后 经过这样预净化的压缩空气通过滤芯流出 进一步清除其中颗粒较小的固态粒子 清洁的空气便从出口输出 21 2 自动排水器 Water separator 自动排水器用来自动排出管道 气罐 过滤器滤杯等最下端的积水 由于气动技术的 广应用 靠人工的方法进行定期排污已变得不可靠 而且有些场合也不便
7、于人工操作 因此自动排污装置得到广泛应用 自动排水器可作为单独的元件安装在净化设备的 排污口处 也可内置安装在过滤器等元件的壳体内 底部 1 压缩空气的过滤装置 22 2 压缩空气的调压装置 1 减压阀 减压阀的作用是将较高的输入压力调到规定的输出压力 并能保持输出压力 稳定 不受空气流量变化及气源压力波动的影响 减压阀的调压方式有直动式和先导式两种 直动式是借助弹簧力直接操纵的调压方式 先导式是用预先调整好的气压来代替直动式调压弹簧进行调压的 一般先导 式减压阀的流量特性比直动式好 直动式减压阀通径小于20 25mm 输出压力在0 1 0MPa范围内最为适当 超出这个范围应选用先导式 23
8、2 压缩空气的调压装置 24 2 压缩空气的调压装置 2 先导式减压阀 先导式减压阀 是使用预先调整好压力的空气来代替调压弹簧进行调压 的 其调节原理和主阀部分的结构与直动式减压阀相同 先导式减压阀 的调压空气一般是由小型的直动式减压阀供给的 若将这个小型直动式 减压阀与主阀合成一体 则称为内部先导式减压阀 若将它与主阀分 离 则称为外部先导式减压阀 它可以实现远距离控制 25 2 压缩空气的调压装置 3 先导式减压阀 26 3 压缩空气的润滑装置 油雾器在使用中一定要垂直安装 它可以单独使用 也可以和 空气过滤器 减压阀 油雾器三件联合使用 组成气源调节装 置 通常称之为气动三联件 使之具有
9、过滤 减压和油雾润 滑的功能 联合使用时 其连接顺序应为空气过滤器一减压阀 一油雾器 不能颠倒 安装时气源调节装置应尽量靠近气动设 备附近 距离不应大于5m 气动三联件 Air service unit 的 工作原理图如图 外形图及图形符号如图所示 27 3 压缩空气的润滑装置 气动三联件FRL 28 3 压缩空气的润滑装置 气动三联件FRL 29 五 常用气动执行元件原理及检查要点 在气动系统中 将压缩空气的压力能转换成机械能的元件被称为气 动执行元件 可以实现往复直线运动和往复摆动运动的气动执行元件称为气缸 可以实现连续旋转运动的气动执行元件称为气动马达 30 1 气缸的分类 Cylind
10、er types 1 按结构分类 其分类如图 31 2 典型气缸的介绍 普通气缸 1 单作用气缸动作原理 Single 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 退料 阻挡 压入 举起和进给等操作上 32 2 典型气缸的介绍 普通气缸 l双作用气缸动作原理 Double acting cylinders 33 34 3 气缸的密封 密封原理 35 4 无杆气缸 无杆气缸主要分为机械接触式和磁性耦合式两种 通常将磁 性
11、耦合无杆气缸称为磁性气缸 36 5 带磁性开关的气缸 Cylinder with magnetic limited switch 磁性开关气缸是指在气缸的活塞上装有一个永久磁环 而将磁性开关 装在气缸的缸筒外侧 37 6 摆动气缸 摆动气缸是出力轴被限制在某个角度内做往复摆动的一种气缸 又称为 旋转气缸 38 7 气爪 手指气缸 Gripper 气爪能实现各种抓取功能 是现代气动机械手的关键部件 图9 15所示的气爪的特点是 所有的结构都是双作用的 能实现双向抓取 可自动对中 重复精度高 抓取力矩恒定 在 气缸两侧可安装非接触式检测开关 有多种安装 连接方式 39 8 气液转化 Air Ove
12、r Oil 液压与气动的优缺点 液压传动 优点 1 体积小 重量轻 结构紧凑 相对同功率的电机而言 2 可以实现无级调速 3 运动平稳 润滑好 寿命长 4 可获得大的推力或扭矩 缺点 1 有泄漏 效率低 2 油温变化对传动性能有影响 3 制造精度要求高 气压传动 优点 1 以空气为介质 来源方便 无污染 成本低 2 空气的黏性小 动作迅速 反应快 节能 高效 适宜远距离输送 3 工作环境适应性好 安全可靠 易于维护 缺点 1 工作速度稳定性较差 2 不易获得较大的推力或转矩 3 无润滑性能 有较大的排气噪音 40 六 气动控制元件 在气压传动系统中 气动控制元件是用来控制和调节压缩空气 的压力
13、 流量 流动方向和发送信号的重要元件 利用它们 可以组成各种气动控制回路 以保证气动执行元件或机构按 设计的程序正常工作 控制元件按功能和用途可分为方向控制阀 流量控制阀和压力 控制阀三大类 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 41 六 气动控制元件 1 方向控制阀 通过对气缸两个接口交替地加压和排气 来控制运动的方向 42 1 方向控制阀 电磁阀 工厂常用 2位5通 3位2通 3位5通 5位3通 1 电磁阀 用来控制流体的运动方向 是自动化基础元件 在工厂的液 压 气动机械装置中普遍使用 43 2
14、 换向阀一般有2 3 4或5个进气活门 从结构上为绕线轴式控制阀或提升阀 手 动操作的电磁阀称为手动转换阀 而用脚操作的电磁阀称为脚踏开关电磁阀 控向阀的 功能就是传递和阻止空气 这些阀门常常用于操作气缸 空气离合器 制动器等 1 方向控制阀 44 六 气动控制元件 2 流量控制阀 Flow control valves 节流阀常用的孔口结构 a 平板阀 b 针阀 c 球阀 45 2 流量控制阀 Flow control valves 1 节流阀 Throttle valve 46 2 流量控制阀 Flow control valves 2 单向节流阀 One way flow control
15、 valve 47 2 流量控制阀 Flow control valves 3 排气节流阀 Exhaust throttle valve 48 3 压力控制阀 Pressure valves 压力控制阀是用来控制气动系统中压缩空气的压力 满足各种 压力需求或用于节能 压力控制阀有减压阀 安全阀 溢流阀 和顺序阀三种 1 直动式减压阀 49 3 压力控制阀 Pressure valves 1 先导式减压阀 50 3 压力控制阀 Pressure valves 2 安全阀 当储气罐内的压力超过允许限度 可将压缩空气排出 51 3 压力控制阀 Pressure valves 2 安全阀 图4 37 膜片式安全阀 52 七 常见气动辅件 常见的气动辅件有 1 消声器 2 气管接头 3 气管 压力表 快速接头 消声器 快速接头解剖图 53 The end 54
