1-1.气源处理解析
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气动技术课程
主要内容
1. 气动系统概述 2. 压缩气源净化处理
3. 执行元件
4. 控制元件
5. 展板展示
6. 回路连接
1
1.气动系统概述
1.1 气动系统组成 1.2 空气压力的单位 1.3 各种传动与控制方式的比较 1.4 气动系统的优点 1.5 气动系统的缺点
2
1.1 气动系统组成
气罐
空气干燥机
气压污染 的发生源
来自系统外 部
在制造机器及组装施工时
来自系统内部
10
2.2气源处理的必要性
•从空压机输出的压缩空气，含有大量的水分、油和粉尘等污染物；
•变质油分形成焦油状物质，导致橡胶及塑料材质变质和老化； •水分对气动元件影响较大：管道金属生锈，水结成冰，使润滑油变 质及冲洗掉润滑脂； •锈屑及粉尘会使相对运动件磨损，加速密封件损伤，导致漏气； •液态油水及粉尘从排气口排出，会污染环境、影响产品质量； •空气质量不良是气动系统出现故障的主要因素，会使气动系统的可 靠性和使用寿命大大降低，由此造成的损失会大大超过起源处理装置 的成本和维护费用； •压缩空气中，绝对不许含有化学药品、有机溶剂的合成油、盐分和 腐蚀性气体等。 •一般气动系统使用的流体温度为-5-60℃（未冻结时） •气动系统的专用润滑油为ISOVG32 透平1号润滑油。
空气压缩机 后冷却器
主路过滤器
(磁性开关) (速度控制阀)
(压力开关)
气缸(Cylinder) 电磁阀 (Solenoid valve)
(消音器)
(残压释放用手动3通阀)
油雾器(Lubricator)
真空系统
减压阀（Regulator） 空气过滤器 (Filter)
三联件 (F.R.L组件)
3
1. 2空气压力的单位
7
1.5气动系统的缺点
由于空气有压缩性，气缸的动作速度易受负载的变化而变化。采用气液联动方 式可克服这一缺陷。
气缸在低速运动时，由于摩擦力占推力的比例较大，气缸的低速稳定性不如液 压缸。 虽然在许多应用场合，气缸的输出力能满足工作要求，但其输出力比液压缸小。
8
2.压缩气源净化及处理
安装自由度 承受过载能力 无级变速 速度调整 价格 备注
若有蓄能器，能 短时间应付
有 尚可 良好 容易 稍高
驱动系统由液压缸 等组成。控制系统 是由各种液压控制 阀等组成
6
1.4气动系统的优点
气压的再生使用
空气压缩机
吸入空气
在气缸等执行元件上使用 大气
排入大气
气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力等级低、故使用安全。
4
1.3各种传动与控制方式的比较
主要方式 驱动力 驱动速度 响应速度 特性受负载 的影响 构造 配线、配管 温度影响 机械方式
不太大 小 中 几乎没有 普通 无 普通
电气方式
不太大 大 大 几乎没有 稍复杂 较简单 大
电子方式
小 大 大 几乎没有 复杂 复杂 大
液压方式
大（可达数百 KN以上） 小 大 较小 稍复杂 复杂 小于70℃普通
13
2.3.1过滤器工作原理
工作介质是取之不尽、用之不竭的空气，空气本身不用花钱。排气处理简单，不污染环境， 成本低。 输出力及工作速度的调节非常容易。气缸动作速度一般为50-500mm/s，比液压和电气方式的 动作速度快。 可靠性高，使用寿命长。电器元件的有效动作次数约为数百万次，而SMC的一般电磁阀的寿命 大于5000万次，小型阀超过2亿次。 利用空气的压缩性，可贮存能量，实现集中供气；可短时间释放能量，以活动间歇中的高速 响应；可实现缓冲；对冲击负载和过负载有较强的适应能力；在一定条件下，可使气动装置 有自保持能力。 全气动控制具有防火、防爆、耐潮的能力。与液压方式相比，气动系统可在高温场合使用。 由于空气流动损失小，压缩空气可集中供应，远距离输送。
气动方式
稍大（可达数十 KN以上） 大 稍大 大 简单 稍复杂 小于100℃普通
防潮性
防腐蚀性 防振性 定位精度
普通
普通 普通 良好
差
差 差 良好
差
差 特差 良好
普通
普通 普通 稍良好
注意排放冷凝水
普通 普通 稍不良
5
1.3各种传动与控制方式的比较2
主要方式
维护
危险性 信号转换 远程操作
机械方式
简单
１ｋｇｆ／ｃｍ２
１Ｐａ（Ｎ／ｍ２）
０．１Kgｆ
１Kgf １ｃｍ
１ｃｍ
（１Ｎ） １ｍ
６来自百度文库
１ｍ
１ＭＰａ（兆） ＝１０³ KPa=10 Pa １ＫＰａ（千） ＝１０³ Ｐａ 0.5MＰａ（兆） ＝5Bar=5kgf/ｃｍ²
一个大气压P0 ≈ 105 Pa ≈ 0.1 MPa ≈ 1 bar ≈ 1 kgf/cm²
电子方式
技术要求高
没有特别问 题 易 很好 不动作 有 不行 稍困难 容易 高
由半导体元件 等组成的控制 方式
液压方式
简单
注意防火 难 较良好
气动方式
简单
几乎没有问题 较难 良好 有一定应付能力 有 好 稍良好 稍困难 普通
驱动系统式由气缸等 组成。控制系统式由 各种气动控制阀等组 成
动力源出现故 障时
11
2.3气源三联件组合
油雾器
减压閥
空气过滤器 压力表
压力表,如需要可以改装压 力开关
12
2.3气源三联件组合 气动元件中的三联件（F.R.L.）组合，分别由由过滤器（Filter）、调压阀 （Regulator）、油雾器（Lubricator）三部分组成。 过滤器的作用是过滤杂质、除水、除油。但不能去除气体水。 调压阀的作用是调节气压、稳定压力。 油雾器的作用是为连接在其出口的元件加油润滑。
没有特别问题 难 难 不动作 小 较难 稍困难 稍困难 普通
由凸轮、螺钉、杠 杆、连杆、齿轮、 棘轮、棘爪、和传 动轴等机件组成的 驱动系统。主要动 力源为电动机。
电气方式
有技术要求
注意漏电 易 很好 不动作 有 不行 稍困难 容易 稍高
驱动系统作为动力 源和其他的电磁离 合器、制动器等机 械方式并用。控制 系统由限位开关、 继电器、延时器等 组成
2.1 故障统计
2.2 气源处理的必要性 2.3气源三联件组合
2.3.1过滤器
2.3.2减压阀
2.3.3油雾器 2.4 气源三联件的选择 2.5 常用联接螺纹 2.6 螺纹的連接
9
2.1故障统计 根据故障产生的原因，可以划分为：气源质量不佳、使用不当 和产品质量这三种，其中各个部分所占的比例分别为57%、42% 和0.03%。
主要内容
1. 气动系统概述 2. 压缩气源净化处理
3. 执行元件
4. 控制元件
5. 展板展示
6. 回路连接
1
1.气动系统概述
1.1 气动系统组成 1.2 空气压力的单位 1.3 各种传动与控制方式的比较 1.4 气动系统的优点 1.5 气动系统的缺点
2
1.1 气动系统组成
气罐
空气干燥机
气压污染 的发生源
来自系统外 部
在制造机器及组装施工时
来自系统内部
10
2.2气源处理的必要性
•从空压机输出的压缩空气，含有大量的水分、油和粉尘等污染物；
•变质油分形成焦油状物质，导致橡胶及塑料材质变质和老化； •水分对气动元件影响较大：管道金属生锈，水结成冰，使润滑油变 质及冲洗掉润滑脂； •锈屑及粉尘会使相对运动件磨损，加速密封件损伤，导致漏气； •液态油水及粉尘从排气口排出，会污染环境、影响产品质量； •空气质量不良是气动系统出现故障的主要因素，会使气动系统的可 靠性和使用寿命大大降低，由此造成的损失会大大超过起源处理装置 的成本和维护费用； •压缩空气中，绝对不许含有化学药品、有机溶剂的合成油、盐分和 腐蚀性气体等。 •一般气动系统使用的流体温度为-5-60℃（未冻结时） •气动系统的专用润滑油为ISOVG32 透平1号润滑油。
空气压缩机 后冷却器
主路过滤器
(磁性开关) (速度控制阀)
(压力开关)
气缸(Cylinder) 电磁阀 (Solenoid valve)
(消音器)
(残压释放用手动3通阀)
油雾器(Lubricator)
真空系统
减压阀（Regulator） 空气过滤器 (Filter)
三联件 (F.R.L组件)
3
1. 2空气压力的单位
7
1.5气动系统的缺点
由于空气有压缩性，气缸的动作速度易受负载的变化而变化。采用气液联动方 式可克服这一缺陷。
气缸在低速运动时，由于摩擦力占推力的比例较大，气缸的低速稳定性不如液 压缸。 虽然在许多应用场合，气缸的输出力能满足工作要求，但其输出力比液压缸小。
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2.压缩气源净化及处理
安装自由度 承受过载能力 无级变速 速度调整 价格 备注
若有蓄能器，能 短时间应付
有 尚可 良好 容易 稍高
驱动系统由液压缸 等组成。控制系统 是由各种液压控制 阀等组成
6
1.4气动系统的优点
气压的再生使用
空气压缩机
吸入空气
在气缸等执行元件上使用 大气
排入大气
气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力等级低、故使用安全。
4
1.3各种传动与控制方式的比较
主要方式 驱动力 驱动速度 响应速度 特性受负载 的影响 构造 配线、配管 温度影响 机械方式
不太大 小 中 几乎没有 普通 无 普通
电气方式
不太大 大 大 几乎没有 稍复杂 较简单 大
电子方式
小 大 大 几乎没有 复杂 复杂 大
液压方式
大（可达数百 KN以上） 小 大 较小 稍复杂 复杂 小于70℃普通
13
2.3.1过滤器工作原理
工作介质是取之不尽、用之不竭的空气，空气本身不用花钱。排气处理简单，不污染环境， 成本低。 输出力及工作速度的调节非常容易。气缸动作速度一般为50-500mm/s，比液压和电气方式的 动作速度快。 可靠性高，使用寿命长。电器元件的有效动作次数约为数百万次，而SMC的一般电磁阀的寿命 大于5000万次，小型阀超过2亿次。 利用空气的压缩性，可贮存能量，实现集中供气；可短时间释放能量，以活动间歇中的高速 响应；可实现缓冲；对冲击负载和过负载有较强的适应能力；在一定条件下，可使气动装置 有自保持能力。 全气动控制具有防火、防爆、耐潮的能力。与液压方式相比，气动系统可在高温场合使用。 由于空气流动损失小，压缩空气可集中供应，远距离输送。
气动方式
稍大（可达数十 KN以上） 大 稍大 大 简单 稍复杂 小于100℃普通
防潮性
防腐蚀性 防振性 定位精度
普通
普通 普通 良好
差
差 差 良好
差
差 特差 良好
普通
普通 普通 稍良好
注意排放冷凝水
普通 普通 稍不良
5
1.3各种传动与控制方式的比较2
主要方式
维护
危险性 信号转换 远程操作
机械方式
简单
１ｋｇｆ／ｃｍ２
１Ｐａ（Ｎ／ｍ２）
０．１Kgｆ
１Kgf １ｃｍ
１ｃｍ
（１Ｎ） １ｍ
６来自百度文库
１ｍ
１ＭＰａ（兆） ＝１０³ KPa=10 Pa １ＫＰａ（千） ＝１０³ Ｐａ 0.5MＰａ（兆） ＝5Bar=5kgf/ｃｍ²
一个大气压P0 ≈ 105 Pa ≈ 0.1 MPa ≈ 1 bar ≈ 1 kgf/cm²
电子方式
技术要求高
没有特别问 题 易 很好 不动作 有 不行 稍困难 容易 高
由半导体元件 等组成的控制 方式
液压方式
简单
注意防火 难 较良好
气动方式
简单
几乎没有问题 较难 良好 有一定应付能力 有 好 稍良好 稍困难 普通
驱动系统式由气缸等 组成。控制系统式由 各种气动控制阀等组 成
动力源出现故 障时
11
2.3气源三联件组合
油雾器
减压閥
空气过滤器 压力表
压力表,如需要可以改装压 力开关
12
2.3气源三联件组合 气动元件中的三联件（F.R.L.）组合，分别由由过滤器（Filter）、调压阀 （Regulator）、油雾器（Lubricator）三部分组成。 过滤器的作用是过滤杂质、除水、除油。但不能去除气体水。 调压阀的作用是调节气压、稳定压力。 油雾器的作用是为连接在其出口的元件加油润滑。
没有特别问题 难 难 不动作 小 较难 稍困难 稍困难 普通
由凸轮、螺钉、杠 杆、连杆、齿轮、 棘轮、棘爪、和传 动轴等机件组成的 驱动系统。主要动 力源为电动机。
电气方式
有技术要求
注意漏电 易 很好 不动作 有 不行 稍困难 容易 稍高
驱动系统作为动力 源和其他的电磁离 合器、制动器等机 械方式并用。控制 系统由限位开关、 继电器、延时器等 组成
2.1 故障统计
2.2 气源处理的必要性 2.3气源三联件组合
2.3.1过滤器
2.3.2减压阀
2.3.3油雾器 2.4 气源三联件的选择 2.5 常用联接螺纹 2.6 螺纹的連接
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2.1故障统计 根据故障产生的原因，可以划分为：气源质量不佳、使用不当 和产品质量这三种，其中各个部分所占的比例分别为57%、42% 和0.03%。