气动元件课件

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1、一、气源装置及辅件 1、气源装置 气源装置包括压缩空气的发生装置以及压缩空气的存 贮、净化等辅助装置。它为气动系统提供合乎质量要 求的压缩空气，是气动系统的一个重要组成部分。气 动系统对压缩空气的主要要求有：具有一定压力和流 量，并具有一定的净化程度。 气源装置一般由气压发生装置、净化及贮存压缩空气 的装置和设备、传输压缩空气的管道系统和气动三大 件四部分组成。如下图所示。,第十章 气动元件,气源装置的组成和布置示意图 1空气压缩机 2后冷却器 3油水分离器 4、7贮气罐 5干燥器 6过滤器 8加热器 9四通阀,1为空气压缩机，用以产生压缩空气，一般由电动机带动。 其吸气口装有空气过滤器，以减

2、少进入空气压缩机内气体的 杂质量。2为后冷却器，用以降温冷却压缩空气，使气化的 水、油凝结起来。3为油水分离器，用以分离并排出降温冷 却凝结的水滴、油滴、杂质等。4为贮气罐，用以贮存压缩 空气，稳定压缩空气的压力，并除去部分油分和水分。5为 干燥器，用以进一步吸收或排除压缩空气中的水分及油分， 使之变成干燥空气。6为过滤器，用以进一步过滤压缩空气 中的灰尘、杂质颗粒。7为贮气罐。贮气罐4输出的压缩空气 可用于一般要求的气压传动系统，贮气罐7输出的压缩空气 可用于要求较高的气动系统（如气动仪表及射流元件组成的 控制回路等）。8为加热器，可将空气加热，使热空气吹入 闲置的干燥器中进行再生，以备干燥

3、器、交替使用。9 为四通阀，用于转换两个干燥器的工作状态。, 空气压缩机的分类 空气压缩机简称空压机，是气源装置的核心，用以 将原动机输出的机械能转化为气体的压力能。空压 机有以下几种分类方法： 按工作原理分类： 活塞式 往复式 膜片式 轴流式 容积型 速度型 离心式 滑片式 转子式 回转式 螺杆式 转子式, 后冷却器 后冷却器安装在空气压缩机出口管道上，空 气压缩机排出具有140170的压缩空气 经过后冷却器，温度降至4050。这 样，就可使压缩空气中油雾和水汽达到饱和 使其大部分凝结成滴而析出。后冷却器的结 构形式有：蛇形管式、列管式、散热片式和 套管式等，冷却方式有水冷和气冷式两种。,

4、油水分离器 油水分离器安装在后冷却器后的管道上，作 用是分离压缩空气中所含的水分、油分等杂 质，使压缩空气得到初步净化。油水分离器 的结构形式有环形回转式，撞击折回式、离 心旋转式、水浴式以及以上形式的组合使用 等。油水分离器主要利用回转离心、撞击、 水浴等方法使水滴、油滴及其它杂质颗粒从 压缩空气中分离出来。,贮气罐 贮气罐的主要作用是贮存一定数量的压缩空 气，减少气源输出气流脉动，增加气流连续 性，减弱空气压缩机排出气流脉动引起的管 道振动；进一步分离压缩空气中的水分和油 分。, 干燥器 干燥器的作用是进一步除去压缩空气中含有 的水分、油分和颗粒杂质等，使压缩空气干 燥，提供的压缩空气，用

5、于对气源质量要求 较高的气动装置、气动仪表等。压缩空气干 燥方法主要采用吸附、离心、机械降水及冷 冻等方法。,2、气动三大件 空气过滤器、减压阀和油雾器一起称为气动 三大件，三大件依次无管化连接而成的组件 称为三联件，是多数气动设备必不可少的气 源装置。大多数情况下，三大件组合使用， 其安装次序依进气方向为空气过滤器、减压 阀和油雾器。三大件应安装在用气设备的近 处。,压缩空气经过三大件的最后处理，将进入各 气动元件及气动系统。因此，三大件是气动 元件及气动系统使用压缩空气质量的最后保 证。其组成及规格，须由气动系统具体的用 气要求确定，可以少于三大件，只用一件或 二件，也可多于三件。,空气过

6、滤器又名分水滤气器、空气滤清器， 它的作用是滤除压缩空气中的水分、油滴及 杂质，以达到气动系统所要求的净化程度。 它属于二次过滤器，大多与减压阀，油雾器 一起构成气动三联件，安装在气动系统的入 口处。,图9-7为普通空气过滤器（二次过滤 器）的结构图。其工作原理是：压 缩空气从输入口进入后，被引入旋 风叶子1，旋风叶子上有许多成一定 角度的缺口，迫使空气沿切线方向 产生强烈旋转。这样夹杂在空气中 的较大水滴、油滴和灰尘便依靠自 身的惯性与存水杯3的内壁碰撞，并 从空气中分离出来沉到杯底。而微 粒灰尘和雾状水汽则由滤芯2滤除。 为防止气体旋转将存水杯中积存的 污水卷起，在滤芯下部设挡水板4。 为

7、保证其正常工作，必须及时将存 水杯3中的污水通过手动排水阀5放 掉。,空气过滤器要根据气动设备要求的过滤精度 和自由空气流量来选用。空气过滤器一般装 在减压阀之前，也可单独使用；要按壳体上 的箭头方向正确连接其进、出口，不可将 进、出口接反，也不可将存水杯朝上倒装。,油雾器是一种特殊的注油装置，它以压缩空 气为动力，将润滑油喷射成雾状并混合于压 缩空气中，使压缩空气具有润滑气动元件的 能力。目前气动控制阀、气缸和气马达主要 是靠这种带有油雾的压缩空气来实现润滑 的，其优点是方便、干净、润滑质量高。,减压阀 气动三大件中所用的减压阀，起减压和稳压 作用，工作原理与液压系统减压阀相同。 气动三大件

8、的安装次序 气动系统中气动三大件的安装次序如图所 示。目前新结构的三大件插装在同一支架 上，形成无管化连接，如图所示。其结构紧 凑、装拆及更换元件方便，应用普遍。,气动三大件的安装次序 1空气过滤器 2减压阀 3油雾器 4压力表,二、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，包括气缸和气马达。,1. 气缸的分类 气缸种类多，结构各异、分类方法多，常用的有以 下几种。 (1)按压缩空气在活塞端面作用力的方向不同分为单 作用气缸和双作用气缸； (2)按结构特点不同分为活塞式、薄膜式、柱塞式和 摆动式气缸等； (3)按安装方式可分为耳座式、法兰式、轴销式、凸 缘式、嵌入式和回转

9、式气缸等； (4)按功能分为普通式、缓冲式、气-液阻尼式、冲 击和步进气缸等。,2、气缸的工作原理 如图所示为双作用气缸，是指活塞的往复运动均由压 缩空气来推动。 在单伸出活塞杆的动力缸中，因活塞右边面积比较 大，当空气压力作用在右边时，提供一慢速的和作用力大 的工作行程；返回行程时，由于活塞左边的面积较小，所 以速度较快而作用力变小。此类气缸的使用最为广泛，一 般应用于包装机械、食品、机械等设备上。,气动马达是将压缩空气的压力能转换成旋转的机械 能的装置。气动马达有叶片式、活塞式、齿轮式等 多种类型，在气压传动中使用最广泛的是叶片式和 活塞式马达，现以叶片式气动马达为例简单介绍气 动马达的工

10、作原理。,当压缩空气从进气口进入气室后立即喷向叶片1，作用在叶片 的外伸部分，产生转矩带动转子2作逆时针转动，输出机械 能。若进气、出气口互换，则转子反转，输出相反方向的机 械能。转子转动的离心力和叶片底部的气压力、弹簧力（图 中未画出）使得叶片紧贴在定子3的内壁上，以保证密封，提 高容积效率。叶片式气动马达主要用于风动工具，高速旋 转机械及矿山机械等。,三、气动控制元件 1、压力控制阀 气动压力控制阀主要有减压阀、溢流阀和顺序阀。 图为压力控制阀图形符号。它们都是利用作用于阀 芯上的流体（空气）压力和弹簧力相平衡的原理来 进行工作的。而在气压传动中，一般都是由空气压 缩机将空气压缩后贮存于贮

11、气罐中，然后经管路输 送给各传动装置使用，贮气罐提供的空气压力高于 每台装置所需的压力，且压力波动也较大。因此必 须在每台装置入口处设置一减压阀，以将入口处的 空气降低到所需的压力，并保持该压力值的稳定。,(a)调压阀（减压阀） (b)顺序阀 (c)安全阀（溢流阀）,2、流量控制阀 气动流量控制阀主要有节流阀，单向节流阀和排气 节流阀等。都是通过改变控制阀的通流面积来实现 流量的控制元件。因此，只以排气节流阀为例介绍 其流量阀的工作原理。上图所示为排气节流阀。 气流从A口进入阀内，由节流口1节流后经消声套2 排出。因而它不仅能调节执行元件的运动速度，还 能起到降低排气噪声的作用。 排气节流阀通

12、常安装在换向阀的排气口处与换向阀 联用，起单向节流阀的作用。,3、方向控制阀 气动方向控制阀和液压方向控制阀相似，分 类方法也大致相同。按其作用特点可分为单 向型和换向型两种，其阀芯结构主要有截止 式和滑阀式。 单向型控制阀 单向型控制阀包括单向阀、或门型梭阀、与 门型梭阀和快速排气阀。其中单向阀与液压 单向阀类似。,或门型梭阀 在气压传动系统中，当两个 通路P1和P2均与另一通路A相通，而不允许P1 与P2相通时，就要用或门型梭阀，如图所 示。由于阀芯像织布梭子一样来回运动，因 而称之为梭阀，该阀相当于两个单向阀的组 合。在逻辑回路中，它起到或门的作用。,如图a所示，当P1进气时，将阀芯推向

13、右边， 通路P2被关闭，于是气流从P1进入通路A。 反之，气流则从P2进入A，如图b所示。当 P1，P2同时进气时，哪端压力高，A就与哪 端相通，另一端就自动关闭。图c为该阀的图 形符号。,与门型梭阀（双压阀）,与门型梭阀又称双压阀，该阀只有当两个输 入口P1、P2同时进气时，A口才能输出。图 所示为与门型梭阀。P1或P2单独输入时，如 图a、b所示，此时A口无输出，只有当P1， P2同时有输入时，A口才有输出，如图c所 示。当P1、P2气体压力不等时，则气压低的 通过A口输出。图d为该阀的图形符号。,快速排气阀 快速排气阀又 称快排阀。它是为加快气缸 运动作快速排气用的。图为 膜片式快速排气阀。当P口 进气时，膜片被压下封住排气 口，气流经膜片四周小孔， 由A口流出，同时关闭下 口。当气流反向流动时，A 口气压将膜片顶起封住P 口，A口气体经T口迅速排 掉。,本章小结,1、气动系统的执行元件的工作原理及分类 （包括气缸和气马达）； 2、掌握三大类控制元件：压力控制阀、流量 控制阀及方向控制阀；并熟悉各类包括的阀 类； 3、熟悉气源装置及其辅件。,