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1、11.1 执行元件 11.2 控制元件 11.3 逻辑元件 11.4 气源装置及辅件,第11章 气动元件,11.1 执行元件,一、气缸的分类及工作原理,1.气缸的分类 气缸主要油缸筒、活塞、活塞杆、前后端盖及密封件等组成，如下图所示为普通气缸结构。,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。它包括气缸和气马达。气缸用于直线往复运动或摆动，气马达用于实现连续回转运动。,气缸的种类很多，分类的方法也不同，一般可按压缩空气作用在活塞端面上力的方向、结构特征和安装形式来分类。气缸的类型和安装形式详见下表。,11.1 执行元件,二、气马达的工作原理,叶片式气马达的工作原理图。它的主要结构和工作
2、原理与液压叶片马达相似，主要包括一个径向装有310个叶片的转子，偏心安装在定子内，转子两侧有前后盖板(图中未画出)，叶片在转子的槽内可径向滑动，叶片底部通有压缩空气，转子转动是靠离心力和叶片底部气压将叶片紧压在定子内表面上。定子内有半圆形的切沟，提供压缩空气及排出废气。 当压缩空气从A口进入定子内，会使叶片带动转子作逆时针旋转，产生转矩。废气从排气口C排出；而定子腔内残留气体则从B口排出。如需改变气马达旋转方向，只需改变进、排气口即可。,11.2 控制元件,11.2.1 压力控制阀,减压阀的作用是降低由空气压缩机来的压力，以适于每台气动设备的需要，并使这一部分压力稳定。按调节方式不同，减压阀由
3、直动型和先导型两种。,控制元件按其作用和功能分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三类。,1.直动型减压阀,一、减压阀,随着出口气压的变化减压阀进气节流口开度发生变化，出口气压升高，节流作用增大，出口气压降低，节流作用减小，这样就能时发出口气压基本稳定。,11.2 控制元件,2.先导型减压阀,11.2.1 压力控制阀,一、减压阀,先导型减压阀是由先导阀和主阀组成。 随着出口气压的变化使阀中喷嘴挡板开度发生变化，引起中气室上下腔气压变化，从而使主阀进气节流口开度发生变化，出口气压升高，节流作用增大，出口气压降低，节流作用减小，这样就能时发出口气压基本稳定。,11.2 控制元件,3.减压阀的应用,
4、11.2.1 压力控制阀,由减压阀控制同时输出高低压力p1、p2,利用减压阀和换向阀得到高低压力p1、p2,一、减压阀,11.2 控制元件,11.2.1 压力控制阀,溢流阀的作用是当系统压力超过调定值时，便自动排气，使系统的压力下降，以保持系统安全，故也称其为安全阀。按控制方式分，溢流阀有直动型和先导型两种。,1.直动型溢流阀 当系统压力高于溢流阀的调定压力，阀开启泄压。当系统压力低于溢流阀的调定压力，阀关闭。,二、溢流阀,11.2 控制元件,2.先导型溢流阀,11.2.1 压力控制阀,二、溢流阀,先导型溢流阀的先导阀为减压阀，由它减压后的空气从上部进入阀内，以代替直动型的弹簧。先导型溢流阀使
5、用与普通通径较大及远距离控制的场合。,11.2 控制元件,3.溢流阀的应用,11.2.1 压力控制阀,由溢流阀配合减压阀控制缸内压力并保持恒定,一、溢流阀,11.2 控制元件,11.2.1 压力控制阀,顺序阀的作用是是依靠气路中压力大小来控制执行机构按顺序动作。顺序阀常与单向阀并联结合成一体，称为单向顺序阀。,1.单向顺序阀,三、顺序阀,单向顺序阀工作原理 当压缩空气由P口进入腔4后,作用在活塞3上的力小于弹簧2上的力，阀处于关闭状态。而当作用于活塞上的力大于弹簧力时，活塞被顶起，压缩空气经腔4流入腔5由A口流出，然后进入其它控制元件或执行元件，此时单向阀关闭。当切换气源是，腔4压力迅速下降，
6、顺序阀关闭，此时腔5压力高于腔4压力，在气体压力差作用下，打开单向阀，压缩空气由腔5经单向阀6流入腔4向外排出。,11.2 控制元件,2. 单向顺序阀结构图,11.2.1 压力控制阀,三、顺序阀,单向顺序阀是由顺序阀与单向阀并联而成。,11.2 控制元件,3.顺序阀的应用,11.2.1 压力控制阀,由图为用顺序阀控制两个气缸顺序动作的原理图。压缩空气先进入气缸1，待建立一定压力后，达开顺序阀4，压缩空气才开始进入气缸2使其动作。切断气源，气缸2返回的气体经单向阀3和排气口O排空。,三、顺序阀,11.2 控制元件,11.2.2 流量控制阀,节流阀的作用是通过改变阀的通流面积来调节流量。,流量控制
7、阀主要有节流阀、单向阀和排气节流阀等,一、节流阀,11.2 控制元件,11.2.2 流量控制阀,单向节流阀是由单向阀和节流阀并联组合而成的组合式控制阀。,二、单向节流阀,11.2 控制元件,11.2.2 流量控制阀,带消声器的节流阀是安装在元件的排气口处，用来控制执行元件排入大气的流量并降低排气噪声的一种控制阀。,三、带消声器的节流阀,11.2 控制元件,11.2.3 方向控制阀,单向型控制阀中包括单向阀、或门型梭阀、与门型梭阀和快速排气阀。,方向控制阀主要有单向型和换向型两种，其阀芯结构主要有截止式和滑阀式。,一、单向型控制阀,1.或门型梭阀,或门型梭阀相当于两个单向阀的组合。,11.2 控
8、制元件,11.2.3 方向控制阀,一、单向型控制阀,1.或门型梭阀,或门型梭阀应用回路,11.2 控制元件,11.2.3 方向控制阀,一、单向型控制阀,2.与门型梭阀(双压阀),与门型梭阀又称双压阀，它也相当于两个单向阀的组合。,11.2 控制元件,11.2.3 方向控制阀,一、单向型控制阀,2.与门型梭阀,与门型梭阀应用回路,11.2 控制元件,11.2.3 方向控制阀,一、单向型控制阀,3.快速排气阀,快速排气阀的作用是使气动元件或装置快速排气。,11.2 控制元件,11.2.3 方向控制阀,一、单向型控制阀,3.快速排气阀,快速排气阀应用回路,11.2 控制元件,11.2.3 方向控制阀
9、,二、换向型控制阀,换向型控制阀是用来改变压缩空气的流动方向，从而改变执行元件的运动方向。,根据其控制方式分为气动控制、电磁控制，机械控制、手动控制、时间控制阀。,11.3 逻辑元件,气动逻辑元件的分类 按工作压力分：高压、低压、微压 按结构形式分：截止式、膜片式、滑阀式和球阀式,1. 元件孔径较大，抗污染能力较强，对气源的净化程度要求较低。 2 . 元件在完成切换动作后，能切断气源和排气孔之间的通道，即具有关断能力，无功耗气量较低。 3 . 负载能力较强，可带多个同型元件。 4 . 在组成系统时，元件间的连接方便，调试简单。 5 .适应能力较强，可在各种恶劣环境下工作。 6 .响应时间一般在
10、10ms以内。 7 .在强冲击振动下，有可能使元件产生误动作。,气动逻辑元件是一种以压缩空气为工作介质，通过元件内部可动部件的动作，改变气流流动的方向，从而实现一定逻辑功能的流动控制元件。,一、气动逻辑元件的特点,11.3 逻辑元件,1. “是门”和“与门”元件,二、高压截止式逻辑元件,11.3 逻辑元件,2. “或门” 元件,二、高压截止式逻辑元件,11.3 逻辑元件,3. “非门”和“禁门”元件,二、高压截止式逻辑元件,11.3 逻辑元件,4. “或非门” 元件,二、高压截止式逻辑元件,11.3 逻辑元件,5. 记忆元件,二、高压截止式逻辑元件,记忆元件分为单输出和双输出两种。双输出记忆元
11、件称为双稳元件，单输出记忆元件称为单记忆元件。,“双稳”元件,11.3 逻辑元件,5. 记忆元件,二、高压截止式逻辑元件,单记忆元件,11.3 逻辑元件,1. “与门”元件控制线路,三、逻辑元件的应用举例,采用梭阀作或门元件的控制线路单记忆元件,11.3 逻辑元件,2. 双手操作安全回路,三、逻辑元件的应用举例,用二位三通按钮式换向阀和逻辑“禁门”元件组成的安全回路。,气压传动系统中的气源装置是用来产生具有足够压力和流量的压缩空气并将其净化、处理及存储的一套装置。,11.4.1 气源装置,11.4 气源装置及辅件,一、空气压缩机,11.4 气源装置及辅件,空气压缩机是将机械能转变成气体压力的装
12、置，使气动系统的动力源。,三、除油器,11.4 气源装置及辅件,除油器的作用是分离压缩空气中凝聚的水分和油分等杂质。 其结构形式有：环形回转式、撞击折回式、离心旋转式和水浴式等。,二、后冷却器,后冷却器安装在压缩机出口管道上，将压缩机排出的压缩气体温度由140170降至4050，使高温汽化的油分、水分凝结出来，以便经除有器析出。,四、干燥器,11.4 气源装置及辅件,干燥器的作用是为了满足精密气动装置用气，把初步净化的压缩空气进一步净化以吸收和排除其中的水分、油分及湿空气变成干空气。 其结构形式有：潮解式、加热式、冷冻式等。,五、储气罐,11.4 气源装置及辅件,储气罐主要用来调节气流，减少输
13、出气流的压力脉动，使输出气流具有流量连续性和气压稳定性。,一、油雾器,11.4 气源装置及辅件,油雾器是气压系统中一种特殊的注油装置，其作用是把润滑油雾化后,经压缩空气携带进入系统中各润滑部位，满足润滑的需要。,11.4.2 气动辅件,二、消声器,11.4 气源装置及辅件,消声器的作用时排除压缩气体高速通过气动元件排到大气时产生的刺耳污染。,11.4.2 气动辅件,三、转换器,11.4 气源装置及辅件,转换器是将电、液、气信号相互间转换的辅件，是用来制动气动系统工作。,11.4.2 气动辅件,1. 气/电转换器 它是把气信号转换成电信号的元件。,三、转换器,11.4 气源装置及辅件,11.4.2 气动辅件,2.电/气转换器 它是把电信号转换成气信号的元件。,三、转换器,11.4 气源装置及辅件,11.4.2 气动辅件,3.气/液转换器 它是把气压直接转换成液压的压力转换装置。,
