第9章 气动工作原理及回路设计
数控机床原理与结构分析第9章数控机床液压与气动系统
常见的气动辅助元件包括消声器、过滤器、压力调节器等。
气动辅助元件的选择
在选择气动辅助元件时，需要根据实际需求选择合适的型号和规 格，以确保系统的正常运行。
PART 04
数控机床液压与气动系统 的应用实例
REPORTING
WENKU DESIGN
数控机床的刀具夹紧与松开
刀具夹紧
液压系统通过提供强大的夹紧力 ，确保刀具在加工过程中保持、 准确地控制刀具的松开和更换， 提高生产效率。
数控机床的工件装夹与定位
工件装夹
液压系统通过夹具对工件进行快速、 准确地定位和夹紧，确保工件在加工 过程中保持稳定。
定位调整
气动系统通过气压调整工件位置，实 现高精度定位，提高加工精度和产品 质量。
数控机床的冷却与润滑
气压传动的应用
气压传动广泛应用于数控 机床、机械手、自动化生 产线等工业自动化领域。
气源装置
气源装置的作用
气源装置是气动系统的能源装置， 其主要作用是产生压缩空气，为 整个气动系统提供动力。
气源装置的组成
气源装置一般由空气压缩机、储气 罐、干燥机等组成。
气源装置的维护
为了确保气源装置的正常运行，需 要定期对气源装置进行维护和保养， 如清洗空气过滤器、更换干燥剂等。
REPORTING
WENKU DESIGN
液压系统原理
液压系统是通过液体压力能来传递动力的，其基本原理是帕斯卡原理，即封闭液体 压力的传递。
液压系统由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件等组成，通过这些元件的协 同作用，实现系统的功能。
液压系统的特点是体积小、重量轻、惯性小、反应快、输出力大等，广泛应用于各 种机械和自动化设备中。
液压与气压传动----气动回路
四、力控制回路
利用气液增压器1 把较低旳气压变为 较高旳液压力，提 升了气液缸2旳输 出力。
第二节 换向回路
一、单作用气缸旳换向回路
二、双作用气缸旳换向回路
第三节 速度控制回路
因气动系统所用功率都不大，故常用 旳调速回路主要是节流调速。
用两个快排阀实现双 作用气缸旳迅速来回， 可到达节省时间旳要 求。
4、缓冲回路
活塞迅速向右运 动接近末端，压下机 动换向阀，气体经节 流阀排气，活塞低速 运动到终点。
合用于活塞惯性力 大旳场合。
二、气液联动回路
因为气体旳可压缩性，运动速度不稳 定，定位精度不高。在气动调速、定 位不能满足要求旳场合，可采用气液 联动。
第十一章 气动回路
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
压力与力控制回路 换向回路 速度控制回路 气动逻辑回路 其他常用回路
概述
气动系统一般由最简朴旳基本回路构成。 虽然基本回路相同，但因为组合方式不 同，所得到旳系统旳性能却各有差别。 所以，要想设计出高性能旳气动系统， 必须熟悉多种基本回路和经过长久生产 实践总结出旳常用回路。
二、互锁回路
互锁回路
该
回路利用梭阀1、2、3
和换向阀4、5、6 实现
互锁，预防各缸活塞同
步动作，确保只有一种
活塞动作。
三、同步回路
气液缸串联同步回路
✓速度同步
✓要求：缸 2有杆腔旳 面积必须与 缸1无杆腔 旳面积相等。
一、气阀调速回路
1、单作用气缸旳速度控制回路
a)升降速度 分别由两个 节流阀控制
b)快返回路，活 塞返回时，气缸 下腔经过迅速排 气阀排气。
注塑成型工艺第九章侧向分型与抽芯机构
材料：T10A、T8A及20钢 渗碳淬火，热处理硬度在 55HRC以上，表面粗糙度Ra 不大于0．8 μm
配合：斜销与其固定板采用H7／m6或H7／n6；与滑 块斜孔采用较松的间隙配合，如H11／d11，或留有0.5～ 1mm间隙，此间隙使滑块运动滞后于开模动作，且使分 型面处打开一缝隙，使塑件在活动型芯未抽出前获得松动， 然后再驱动滑块抽芯。
与β=0(即抽芯方向垂直开模方向)情况相比，斜销倾 角相同时，所需开模行程和斜销工作长度可以减小，而开 模力和斜销所受的弯曲力将增加，其效果相当于斜销倾角 为(α+β)时的情况。
由此可 见斜销的 倾角不能 过大，以 α+β≤15～ 20°为宜， 最大不能 超过25°。
③滑块抽拔方向朝定模方向倾斜β角时[图9—9(b)]
求斜销直径的另一种方法：采用查表法来确定。查 表前，首先要计算出抽芯力Fc，根据Fc和斜销倾角由表 9-l查出最大弯曲力，然后根据最大弯曲力、侧型芯中心 线与斜销固定底面的距离Hw(图9—8，Hw=Lcosα)以及斜 销的倾角由表9—2查得斜销的直径d。
4．斜销的长度
确定了斜销倾角α、有效工作长度L和直径d之后，可
H S cot （9-2）
斜销有效工作长度L与倾角α的关系为
L S
s in
（9-3）
上两式可见：倾角α增大，为完 成抽芯所需的开模行程及斜销有效 工作长度均可减小，有利于减小模 具的尺寸。
α对斜销受力情况的影响：
抽芯时滑块在斜销作用下沿导滑槽运动，忽略摩擦 阻力时，滑块将受到下述三个力的作用[图9—8 (a)],抽 芯阻力Fc、开模阻力Fk(即导滑槽施于滑块的力)以及斜 销作用于滑块的正压力F’。由此可得抽芯时斜销所受的 弯曲力F (与F’大小相等，方向相反)。
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液压传动与气动技术教案第一章：液压传动与气动技术概述1.1 液压传动的定义与发展历程1.2 气动技术的定义与发展历程1.3 液压传动与气动技术的应用领域1.4 液压传动与气动技术在我国的应用与发展第二章：液压系统的基本组成与工作原理2.1 液压系统的组成2.2 液压系统的工作原理2.3 液压油的性质与选用2.4 液压系统的图形符号第三章：液压泵与液压马达3.1 液压泵的分类与工作原理3.2 液压泵的主要性能参数3.3 液压马达的工作原理与性能参数3.4 液压泵与液压马达的选用第四章：液压缸与液压执行器4.1 液压缸的分类与工作原理4.2 液压缸的主要性能参数4.3 液压执行器的分类与工作原理4.4 液压执行器的选用与安装第五章：液压控制阀及液压控制系统5.1 液压控制阀的分类与作用5.2 液压控制阀的主要性能参数5.3 液压控制系统的分类与工作原理5.4 液压控制系统的应用实例第六章：液压系统的设计与计算6.1 液压系统设计的基本原则6.2 液压缸和液压马达的选型计算6.3 液压泵的选型计算6.4 液压控制阀的选型计算第七章：液压系统的安装与维护7.1 液压系统的安装要求7.2 液压系统的调试与验收7.3 液压系统的日常维护与管理7.4 液压系统的故障诊断与排除第八章：液压元件的故障与维修8.1 液压泵的故障与维修8.2 液压控制阀的故障与维修8.3 液压缸和液压马达的故障与维修8.4 液压油的选择与更换第九章：气动技术的基本原理与应用9.1 气动技术的基本原理9.2 气源设备及其选用9.3 气动执行器及其选用9.4 气动控制元件及其应用第十章：气动元件的选用与维修10.1 气动元件的选用原则10.2 气动元件的安装与调试10.3 气动元件的维护与保养10.4 气动元件的故障诊断与排除第十一章：液压系统的应用案例分析11.1 液压系统在工业机械中的应用案例11.2 液压系统在汽车工业中的应用案例11.3 液压系统在航空航天领域的应用案例11.4 液压系统的创新应用案例分析第十二章：气动系统的应用案例分析12.1 气动系统在工业自动化中的应用案例12.2 气动系统在技术中的应用案例12.3 气动系统在制造业中的应用案例12.4 气动系统的创新应用案例分析第十三章：液压系统的仿真与优化13.1 液压系统仿真的基本概念13.2 液压系统仿真软件的使用13.3 液压系统优化的目的与方法13.4 液压系统优化案例分析第十四章：气动系统的仿真与优化14.1 气动系统仿真的基本概念14.2 气动系统仿真软件的使用14.3 气动系统优化的目的与方法14.4 气动系统优化案例分析第十五章：液压与气动技术的展望与发展趋势15.1 液压与气动技术的历史回顾15.2 液压与气动技术的现状15.3 液压与气动技术的挑战与机遇15.4 液压与气动技术的发展趋势预测重点和难点解析本教案涵盖了液压传动与气动技术的基本概念、组成、工作原理、应用领域、系统设计、元件故障与维修、系统安装与维护、气动技术基本原理与应用、元件选用与维修等内容。
气动回路工作原理
气动回路工作原理
气动回路工作原理是通过气压来实现机械运动或执行某一控制功能的系统。
气动回路的基本组成包括压缩空气供应源、执行器、控制阀和管路连接等。
首先，气动回路的压缩空气供应源会提供高压气体，通常使用气压机或气罐来提供稳定的气压。
这种高压气体通过管路连接到执行器。
执行器可以是气缸或气动马达，它们在受到气体压力作用下能够产生机械运动。
气缸是最常见的执行器，它包括一个活塞和气缸筒。
当高压气体进入气缸筒时，活塞会受到压力的推动而运动，从而实现线性或往复运动。
气动马达则通过高压气体的推动来驱动轴或齿轮等部件旋转。
控制阀是气动回路中的重要组成部分，它用于控制气体的流动和压力。
控制阀通常有两个工作状态：打开和关闭。
当控制阀打开时，高压气体可以通过阀门流向执行器，从而推动执行器产生相应的运动。
而当控制阀关闭时，阻止气体流动，执行器停止工作。
管路连接将压缩空气源、执行器和控制阀连接在一起，使气体能够在系统中流动。
管路连接必须严密可靠，以确保气体不泄漏，并保持恰当的气体流速和压力。
根据具体的应用需求，气动回路还可以包括压力调节器、过滤器等辅助装置，用于调节气体压力和提供洁净的气体。
总的来说，气动回路工作原理依靠压缩空气作为动力源，通过控制阀和执行器来实现机械运动和控制功能，广泛应用于自动化生产线、工业机械以及各种机械设备中。
气动课程设计
机电工程系课程设计课程设计报告（2011/2012 第1学期）设计题目液压(气压)课程设计指导教师学生班级学生姓名学生学号考核成绩内容摘要概述气动（qìdòng）[pneumatic]∶利用撞击作用或转动作用产生的空气压力使运动或做功的气动就是以压缩空气为动力源，带动机械完成伸缩或旋转动作。
因为是利用空气具有压缩性的特点，吸入空气压缩储存，空气便像弹簧一样具有了弹力，然后用控制元件控制其方向，带动执行元件的旋转与伸缩。
从大气中吸入多少空气就会排出多少到大气中，不会产生任何化学反应，也不会消耗污染空气的任何成分，另外气体的粘性较液体要小，所以说流动速度快，所以说主要特点便是节能环保。
气动技术的特点：1、气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。
压力等级低、使用安全相对液压系统安全一些。
2、工作介质是取之不尽的空气、空气本身不花钱。
排气处理简单，不污染环境，但电能消耗较大，能源转换率很低，初期成本较低，但使用成本较高。
3、输出力以及工作速度的调节非常容易。
气缸的动作速度一般为50~500mm/s。
但运行速度稳定性不高。
4、可靠性不太高，使用寿命受气源洁净度和使用频率的影响较大。
5、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，以获得间歇运动中的高速响应。
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。
气动技术的缺点：1、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以克服这一缺陷,气缸速度比液压要快。
2、气缸在低速运动时候，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。
3、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。
目录内容摘要 (1)概述 (1)气动技术的特点： (1)气动技术的缺点： (1)第一章气动课程设计概述 (2)1.1课程目的 (3)1.2课程内容 (3)1.3课程步骤 (3)第二章气动回路设计 (3)2.1设计目的 (4)2.2设计内容 (4)逻辑控制回路设计 (4)【任务分析】 (4)【方案比较】 (4)【原理图】 (4)【回路组装与实验步骤】. (8)【组装调试中存在问题分析】. (8)第三章动生产线分拣单元的气动机械手气动系统绘制与实现 (8)【原理图】 (9)【回路组装与实验步骤】 (12)【组装调试中存在问题分析】 (12)第四章总结 (13)通过这一周的气动实习，我对气孔有了更深层次的了解，认识了很多的气动元件并且了解了这些元件的用途，熟知了他们的工作原理以及构成的回路的作用。
液压与气压传动教材
第1章 液压传动的基础知识
体积压缩系数的倒数称为体积弹性模量 K ，单位为Pa， 写成微分形式，即
1 dp V K k dV
（1-3）
液体的体积压缩系数（或体积弹性模量）说明液体抵抗压缩能力的小， 其值与压力、温度有关，但影响甚小。因此，在压力、温度变化不大 的液压系统中可视为常数，认为液压油是不可压缩的。 常用油液体积弹性模量 K ＝（1.2～2.0）×109 Pa。
图0-3气压传动系统 1－电动机 2－空气压缩机 3－储气罐 3-压力控制阀 4-逻辑元件 5-方向控制阀6流量控制阀 7-机控阀 9－气缸 8-消声器 11－油雾器 12－空气过滤器
绪论
0.3.2 液压传动的优缺点
液压传动与机械传动、电气传动相比有以下优点 ⑴输出力大,定位精度高、传动平稳，使用寿命长。 ⑵容易实现无级调速，调速方便且调速范围大。 ⑶容易实现过载保护和自动控制。 ⑷机构简化和操作简单。 液压传动的缺点 ⑴传动效率低，对温度变化敏感，实现定比传动困难。 ⑵出现故障不易诊断。 ⑶液压元件制造精度高， ⑷油液易泄漏。
第1章 液压传动的基础知识
1.4.4 液压泵出口压力的确定
1.5 液体流经孔口及缝隙的流量压力特性
1.5.1 液体流经小孔的流量压力特性 1.5.2 液体流经缝隙的流量压力特性
1.6 液压冲击与气穴现象
1.6.1 液压冲击
1.6.2 气穴现象
第1章 液压传动的基础知识
第1章 液压传动的基础知识
油液是液压传动与控制系统中用来传递能量 的工作介质。此外，它还起着传递信号、润滑、 冷却、防锈和减振等作用。
（1-5）
第1章 液压传动的基础知识
2.运动粘度 液体的动力粘度μ与它的密度ρ之比，用符
气动的工作原理图
气动的工作原理图
抱歉，我无法提供图片。
然而，以下是气动工作的基本原理描述：
气动系统利用气体的压缩和流动来实现机械工作。
典型的气动系统包括一个压缩机、一个储气罐、气压调节器、执行器（如气缸或气动阀门）以及相应的管道连接。
工作原理如下：
1. 压缩机：将外部空气压缩成高压空气并送入储气罐中。
2. 储气罐：将压缩机产生的高压气体存储在罐内，以便在需要时供应给执行器。
3. 气压调节器：调节和维持气压在预设范围内，以满足各种需求。
4. 执行器：根据气动系统的需求，执行器可以是气缸、气动阀门、活塞等，通过接收压缩空气来产生机械运动。
5. 管道连接：管道将空气从压缩机、储气罐、调节器传输到执行器。
执行器如气缸的工作原理如下：
1. 当气缸内没有气体或气压不足时，气缸处于伸出状态。
2. 当气缸接受到压缩空气时，气压推动活塞向内移动，实现气缸的缩回。
3. 当气压释放时，活塞由于外部压力作用，会回到原来的位置。
这是一个简单的气动系统工作原理的描述。
具体的实现方式和应用可能会有所不同。
气动力简介
气动力简介气动部件是机器人非常不错的附加部件。
气动力学是研究气流的规律和如何利用这些特征来传递能量或变为作用力和运动。
大部分的气动应用使用了容易得到的混合气体——空气。
气动部件是机器人里很重要的部件，特别是对于线性运动或弹性的运动，作为保存能量以供随后应用的一种方法也应用甚广。
首先简要介绍气动力的一些基本的概念，然后将这些理论应用在实践中，解释乐高气动力部件的工作原理和如何使用它们。
开始部分，先向你展示如何停止和开动气流来在你的机器人中产生运动。
很多气动力部件，包括：气阀、气泵、气缸、压缩机和气动力引擎。
回顾基本科学知识一个很重要的特性就是气体没有固定的形状和体积，因为气体会充满容器的整个空间。
这就意味着，在罐子里的气体量不仅仅与罐子的容积有关。
在给定的容积里，更高的气体量意味着更高的压力。
注意：描述气体特性的学科成为热力学。
理想气体定理包含了四个因素：容积、压力、温度、气体量（使用摩尔来表示）。
为了简化我们的分析，我们将忽略温度因素，也就是认为温度始终是恒定的。
日常生活中，我们可以看到很多使用气动力的用品，自行车上面的车胎就是一个很常见的例子：内胎的容积是一定的，但是你可以通过打气来增加里面的压力，打入的气体越多，里面的压力就越大，对外的反作用力也越大——换一句话，轮胎变成很硬。
这个例子引入了压缩气体的第二个重要特征：气体推动容器的壁，表现出弹性。
弹性是让物体形变后恢复到原来形状的一种特性。
弹性越大，恢复到原来形状的力就越大。
在车胎这个例子中，如果你是用手指压轮胎，轮胎就会压下去一个微凹，当你移开你的手指，轮胎就马上恢复到原来的形状。
轮胎里的压力越大，阻止形变的力就越大。
气体非常容易被压缩，当你将气体压缩在一个罐子里，增加压力，你就可以储存能量。
压力也可以理解成能量的密度，也就是单位容积储存的能量。
这个特性令气动力使用在一些非常有趣的场合：你可以使用罐子来保存能量，然后在需要的时候释放出来。
使用气泵来提高罐子里的压力，保存能量，然后通过释放气体来使用这些能量，转换成运动。
气动回路原理
气动回路原理
气动回路原理是指利用气体（通常是压缩空气）作为动力源，通过管路、阀门和执行元件等组成的回路，实现对机械装置的控制和驱动。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 压缩空气供应：气动回路的动力源是通过压缩空气来提供的。
一般而言，空气经过压缩机进行压缩，然后通过滤清器和调压阀进行处理和调节，最后进入气动回路供给需要的部件。
2. 管路系统：气动回路中的管路连接各个部件，实现气体的流动和传输。
管路应具有足够的强度和适当的密封性，以确保气流的畅通和减少泄漏。
3. 阀门控制：气动回路中的阀门起着控制气体流动的作用。
一般而言，阀门有两种类型，分别是二/三通阀和四通阀。
通过
打开或关闭阀门，可以实现气体的通断和方向控制。
4. 执行元件：气动回路中的执行元件负责将气动能转换为机械能，实现对机械装置的控制和驱动。
常见的执行元件包括气缸（气动马达）、气动阀门等。
通过控制气缸的移动或阀门的开闭，可以实现对机械装置的位置和速度控制。
5. 控制方式：气动回路可以通过手动、自动、电控等方式进行控制。
手动控制主要通过人工操作阀门和开关来实现。
自动控制则通过电气元件和控制系统来实现，可以实现各种复杂的控制逻辑和动作顺序。
总的来说，气动回路的工作原理关键在于将压缩空气作为能源并通过管路、阀门和执行元件进行控制和驱动，实现对机械装置的控制和动作。
气搞工作动画工作原理
气搞工作动画工作原理
气动工作动画是一种基于气压驱动的自动化机械装置，通过压缩气体来推动活塞、气缸等元件的运动，从而完成一系列的工作动作。
气动工作动画的基本原理如下：
1. 压缩气体：气动工作动画通常使用压缩空气作为动力源，通过空气压缩机将空气压缩并存储在储气罐中。
2. 气压驱动：当需要执行某个动作时，控制阀会打开，使压缩空气进入执行元件（如活塞、气缸等）的某一腔室，推动活塞或气缸运动。
3. 动作执行：活塞或气缸的运动会带动与之相连的连杆、滑块等机构，从而完成一系列的工作动作，如夹紧、放松、旋转等。
4. 反馈控制：通过传感器和控制器等反馈控制装置，可以对气动工作动画的运动轨迹、速度和位置等进行精确控制，实现自动化操作。
总之，气动工作动画以其结构简单、操作方便、安全可靠等特点在工业自动化领域得到广泛应用。
气压传动技术
叶片式
低转矩
高速度
零点几千瓦 到l.3kW
小型：1.8～2.3 大型：1.0～1.4
制造简单，结构紧凑，但低速启动转矩小，低速性 能不好。适用于要求低、中功率的机械，如手提工 具、复合工具传送带、升降机、泵、拖拉机等
活塞式
中高转矩
低速或 中速
零点几千瓦 到1.7kW
小型：1.9～2.3 大型：1.0～1.4
图9-48 二次压力控制回路
9.6.3 速度控制回路
1．单向调速回路
（1）当负载方向与活塞的运动方向相反时，活 塞运动易出现不平稳现象，即“爬行”现象。
（2）当负载方向与活塞运动方向一致时，由 于排气经换向阀快排，几乎没有阻尼，负载 易产生“跑空”现象，使气缸失去控制。
图9-49 双作用缸单向调速回路
表9-1
类型 操作力 动作快慢
气压传动与其他传动的性能比较
环境 构造 要求 负载变 化影响 操作 距离 无级 工作寿命 调速 维护 价格
适应 气压传动 中等 较快 性好 简单 较大 中距离 较好 长 一般 便宜
不怕
液压传动 最大 较慢 振动 复杂 有一些 短距离 良好 一般 要求高 稍贵
几乎 电气 电 传 动 要求 电子 最小 最快 特高 最复杂 没有 远距离 良好 短 中等 快 要求高 稍复杂 没有 远距离 良好 较短
图9-1气压传动系统组成示意图
9.1.2 气压传动的优缺点
1．气压传动的优点
（1）工作介质是空气。 （2）空气的特性受温度影响小。 （3）空气的黏度很小。 （4）相对液压传动而言，气动动作迅速、 反应快，一般只需0.02～0.3 s。 （5）气体压力具有较强的自保持能力。
（6）气动元件可靠性高、寿命长。 （7）工作环境适应性好，特别是在易燃、 易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣 环境中，比液压、电子、电气传动控制优 越。 （8）气动装置结构简单，成本低，维护方 便，过载能自动保护。
第9章 气动工作原理及回路设计
气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气，是气动 系统的重要组成部分。 气动系统对压缩空气的主要要求：具有一定压力和流量，并具有 一定的净化程度。 气源装置由以下四部分组成 气压发生装置——空气压缩机； 净化、贮存压缩空气的装置和设备； 管道系统； 气动三大件。
华中科技大学
放气时间
与充气过程一样，放气过程也分为声速和亚声速两个阶段。容器由 压力p1 将到大气压力pa 所需绝热放气时间为 T=t1+t2 =｛（2k /k-1 ）［(p1/pe)(k-1)/2k-1) ］+0.945( p1/1.013×105 )(k-1)/2k｝τ τ= 5.217×10-3 V (273/T1)1/2/kS 式中 pe 为放气临界压力（1.92×105 Pa)
华中科技大学
9.2气源装置及气动元件
华中科技大学
气动系统由下面几种元件及装置组成 气源装置 压缩空气的发生装置以及压缩空 气的存贮、净化的辅助装置。它为系统提供 合乎质量要求的压缩空气。 执行元件 将气体压力能转换成机械能并完 成做功动作的元件，如气缸、气马达。 控制元件 控制气体压力、流量及运动方向 的元件，如各种阀类；能完成一定逻辑功能 的元件，即气动逻辑元件；感测、转换、处 理气动信号的元器件，如气动传感器及信号 处理装置。 气动辅件 气动系统中的辅助元件，如消声 器、管道、接头等。
华中科技大学
管道系统和气动三大件
管道系统布置原则
气动三大件：分水过滤器，
减压阀，油雾器
华中科技大学
气动三大件
气动三大件是压缩空气质量的最后保证。 分水过滤器 作用是除去空气中的灰尘、
液压与气压传动 第4版 第9章 气动控制阀及基本回路
梭阀结构及应用回路
原理动画
2021/11/4
原理动画
（3）双压阀
双压阀也相当于两个单向阀的组合。它有P1和P2 两个输入口和一个输出口A。只有当P1、P2同时有输 入时，A才有输出，否则A无输出。
2021/11/4
原理动画
双压阀应用回路
2021/11/4
原理动画
（4）快速排气阀
2021/11/4
1.单向型方向控制阀
（1）单向阀 在气动单向阀中，阀芯和阀座之间有一
层胶垫。下图 所示为单向阀的典型结构。
2梭阀
梭阀它有两个输入口P1、P2，一个输出
口A，阀芯在两个方向上起单向阀的作用。 当P1进气时，阀芯将P2切断，P1与A相通， A有输出。当P2进气时，阀芯将P1切断，P2 与A相通，A也有输出。如P1和P2都有进气 时，阀芯移向低压侧，使高压侧进气口与A 相通。如两侧压力相等，先加入压力一侧 与A相通，后加入一侧关闭。
先导式，其中先导式又分为内部先导式 和外部先导式两种。
2021/11/4
（1）直动型减压阀
右图为QTY型直动 型减压阀的结构图。
阀处于工作状态时， 压缩空气从左端输入， 经阀口11节流减压后 再从阀出口流出。
当推力与弹簧的作用 相互平衡后，阀口开度 稳定在某一值上，使减 压阀的出口减小，并保 持出口压力基本不变。
结构原理动画
2021/11/4
（2）先导型减压阀
由先导阀和主阀两部 分组成。当气流从左端 流入阀体后，一部分经 进气阀口9流向输出口， 另一部分经固定节流孔1 进入中气室5经喷嘴2、 挡板3、孔道反馈至下气 室6，在经阀杆7中心孔 及排气孔8排至大气。
2021/11/4
液压或气动回路原理
液压或气动回路原理
液压回路原理是利用液体的能量传递和控制来实现工作机构的运动。
液压回路由液压泵、液压马达（或液压缸）、液压阀和液压油箱等组成。
液压泵通过驱动传动装置带动液压油在液压系统中循环流动。
当液压泵供油时，液压油被加压送入液压马达（或液压缸）中，使机械装置产生运动。
液压阀通过开启或关闭液压回路的通道来控制液压油的流动方向、流量大小和压力。
气动回路原理是利用压缩空气的能量进行工作机构的操作。
气动回路由气源、气动执行机构、气动阀以及气动管路等组成。
气源通过压缩空气产生压力，并通过气管输送到气动执行机构中。
气动执行机构根据气动阀的控制信号，通过开启或关闭空气通道，控制气动执行机构的运动方向和速度。
在液压回路和气动回路中，通过调节液压阀或气动阀的开闭程度，可以精确控制工作机构的运动速度和力量大小，实现对系统的精确控制。
这使得液压和气动回路在工业自动化控制系统中被广泛应用。
气动系统的工作原理
气动系统的工作原理
气动系统是利用气体流动的原理来实现物体运动或传动力的系统。
其工作原理基于以下几个方面：
1. 压缩空气的供应：气动系统通过压缩机将空气压缩到一定的压力，并储存在气源装置中，以便提供气动元件所需的空气供应。
2. 气源净化：为了确保气动系统的正常运行，需要对压缩空气进行净化处理，包括去除空气中的水分、油脂和杂质等。
3. 控制单元：控制单元是气动系统的核心部分，用于控制气动元件的动作和运行。
它接收来自操作者或自动控制系统的指令，并通过控制气路的开关阀门来调节气流的流量和方向。
4. 气动元件：气动元件是气动系统中用于实现机械运动的装置，包括气缸、气动阀、气动马达等。
在控制单元的指令下，气动元件可以通过调节气流的进出来实现机械运动，如推动物体、旋转轴等。
5. 传动装置：气动系统中常用的传动装置包括气动管路和连接部件，用于将气动元件的运动传递给被控制的物体。
传动装置的设计要满足力矩传递、运动平稳等要求。
综上所述，气动系统的工作原理主要包括压缩空气供应、气源净化、控制单元操作、气动元件运动和传动装置传动等环节。
通过对气流的控制和传递，气动系统能够实现各种机械运动和力的传递，广泛应用于工业领域的自动化控制系统中。
气动回路的设计与应用实例
判别障碍信 18
3.Ⅰ型障碍信号的排除
脉冲信号法
排除Ⅰ型障碍信号的方法
逻辑回路法 顺序与法
机械法
4.确定执行信号
按照上述方法将主控信号排除障碍信号后填入X-D线图 “双控执行信号表达式”一栏，另外应考虑程序启动信号q
共同成为第一个动作的执行信号。
应该注意的是，标准程序可以直接做X—D线图，并用
和积法是将真值表中s=0变量组中的各变量先求和，再 求所有s=0和式的积。在s=0和积式中，变量为“1”，则取 该变量的本身；变量为“0”，则取该变量的非。
5
6
16.2 气动时序逻辑系统设计
16.2.1 概述
气动时序逻辑系统是实现自动化广泛采用的一种控制 方法，常见的行程程序控制就属于时序逻辑系统问题。其 控制框图如图16-1所示。
0
逻辑代数变量
1
气缸后退 输出无气 气缸前进 输出有气
表16-1是逻辑代数的几种基本运算，表16-2是逻辑代
数的基本运算规律。
2
3
4
2.逻辑函数及其简化 控制系统的输入与输出之间的逻辑关系称为逻辑函数。
逻辑函数的表写有两种方法：积和法、和积法。 (1)积和法
积和法是将真值表中s=1的变量组中的各变量先求积， 再求所有s=1的积式的和。在s=1的积和式中，变量为“1”， 则取该变量的本身；变量为“0”，则取该变量的非。 (2)和积法
20
2.气动逻辑原理图的画法 具体步骤如下：
1）把系统中每个执行元件的两种状态与主控阀相连后，自 上而下一个个画在图的右侧。
2）把发信器（如行程阀）大致对应其所控制的执行元件， 一个个画在图的左侧。
飞行器结构动力学 第9章 声与爆炸激励下的响应分析
振动。由于空气具有弹性与惯性，所以可以传播声波。波在空气中传播的过程就是压力的传播
过程。声传递的速度成为声速，常用C表示。单位为米/秒。它受温度激传递介质特性的影响。
声波的一个常用指标为波长λ。
C
f
(5 1)
式中为 f 声频，单位为赫兹。
声的物理特征参量
为了对不同声激励做出量的判断，必须规定衡量声强弱的特征参量。常采用的参量有声压、 声强、与声功率。
模态法
基本思想： 依据模态迭加原理，通过拉格朗日方程，求解任一模态下的声激响应，迭加后得总
声激响应。通过声场与结构表面的连续性条件，给出舱体内的声环境。 讨论中为了简化不考虑结构阻尼，结构形状限于园筒壳，声源限于单谐和平面波，
壳体长度按无穷大处理，使三维问题简化为二维问题。
9.3 飞行器舱内声环境予示原理
9.2 声学的一些基本概念
图 9-1
9.3 飞行器舱内声环境予示原理
在外部声源已知的条件下予示舱内声环境是飞行器设计中一个重要问题。从现实情况出发， 应将声源做为随机量处理，运用随机干扰下的响应分析原理，计算舱体响应与舱内环境。我们 只就确定性的声环境下，舱体响应与舱内声环境进行讨论。
对于在较高频带分布的声激励，我们这里采用模态法。对于主要在低频区域分布的声激励， 我们这里采用准静态分析理论。
(9-5)
(2) 声强级： LI 式中
I LI @10 log I0
单位为“分贝”
I 0 为基准声强， I0 1012瓦 / 米2
(9-6)
(3) 声功率级：LW
W
LW
@10 log W0
式中 W0 为基准声功率，W0 1012瓦
单位为“分贝”
(9-7)
第9章--飞机飞行参数传感器及检测PPT学习教案
温度传感器：电阻式、热电偶式 转速传感器：磁转速表、脉冲数字式转速
表 加速度传感器 迎角传感器
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9.2 迎角传感及检测
一、迎角与迎角传感器
➢ 迎角（也称攻角）是飞机机翼弦线（或飞机纵 轴，二者间仅差一个固定安装角）与迎面气流 间的夹角。
➢ 测量飞机迎角的装置，又称攻角传感器。迎角 信号可直接指示，供驾驶员观察。在大气数据 计算机中，迎角传感器的输出经补偿计算后变 为真实迎角，用于静压源误差修正，并可把此 信号输给仪表显示和失速警告系统。在飞行控 制系统中常引入迎角信号来限制最大法向过载。 迎角信号还用于油门控制系统。
的摆动也难以消除。
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2、 差 压 管 式 迎 角 传 感 器
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差压管式迎角传感器由差压管和压力传 感器组成。差压管与皮托管相似，上页图示 为可以测量阻滞压力、迎角、侧滑角的截锥 形和球形五孔差压管。在与差压管轴线对称 的上下和左右及轴线上各开有一个孔。当差 压管轴线与气流方向一致时，各孔引入的压 力均相等；当有迎角和侧滑角时，某些压力 将不相等，由此可得出迎角和侧滑角。
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出线可告知用户此时是顺时针还 时逆时针方向。全部设计均内置
9.3 全静压系统 (Pitot-Static System)
一、组成：全压管、静压孔、备用静压源、转换开关、 加温装置和全、静压导管等。
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“全压”，就是飞行器正对气流的表面气 流全受阻时的压力，即运动气体的全部压力 ，包括气体的静压和动压。
，从而导致的动平衡性能变差，传感器测量精
度下降。
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四、电子倾角传感器
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▪ 气体在管道中的流动特性
▪ 在亚声速流动时
v1
v2 v1
v2
(Ma<1)
v2>v1
v2<v1
▪ 在超声速流动时
v1
v2 v1
v2
(Ma>1)
v2<v1
v2>v1
▪ 当v ≤50m/s 时，不必考虑压缩性。
▪ 当v ≈140m/s 时，应考虑压缩性。
▪ 在气动装置中，气体流动速度较低，且经过压缩，可以认为不可
温度有关。气体的声速c 是随气体状态参数的变化而变化
的。
气流速度与当地声速（c=341m/s）之比称为马赫数 ， Ma＝ v/c Ma 是气体流动的一个重要参数，集中反映了气流的压缩 性， Ma愈大，气流密度变化越大。 当v ＜ c，Ma ＜1时，称为亚声速流动； 当v＝c，Ma ＝1时，称为声速流动，也叫临界状态流动； 当v ＞c，Ma ＞1时，称为超声速流动。
进入亚声速范围，随着容器中压力的上升，充气流量将逐渐降低。
▪ 容器内压力由p1充气到p2所需总时间
t ＝t1+t2 ＝(1.285－p1／p2)τ
τ ＝ 5.217×10－3×（V /kS）(273/Ts)1/2
第9章 气动工作原理 及回路设计
9.1气压传动基础知识
华中科技大学
气压传动是以压缩空气作为工作介质进行能量的传递和控制 的一种传动形式。
除了具有与液压传动一样，操作控制方便，易于实现自动控 制、中远程控制、过载保护等优点外，还具有工作介质处理方便， 无介质费用、泄漏污染环境、介质变质及补充等优势。
工程中常采用近似公式：
qm=εcA [2ρ(p1-p2)]1/2 式中 ε为空气膨胀修正系数；c 为流量系数；A 为节流孔面
积。
▪ 可压缩气体通过节流小孔（气流达到声速）的流量
气流在不同流速时应采用有效截面积的流量计华算中公式科。技大学
充气、放气温度与时间的计算
在气动系统中向气罐、气缸、管路及其它执行
式中k为绝热指数，对空气来说k=1.4。
气动系统中快速充、排气过程可视为绝华热中过科程。技大学
气体的流动规律
气体流动基本方程
连续性方程
ρ1v1A1 =ρ2v2A2
伯努利方程
（注意ρ1≠ρ2）
因气体可以压缩（ ρ ≠常数） ，又因气体流动很快，来
不及与周围环境进行热交换，按绝热状态计算，则有
华中科技大学
空气的物理性质
空气的组成
主要成分有氮气、氧气和一定量的水蒸气。 含水蒸气的空气称为湿空气，不含水蒸气的空气称为干空气。
空气的密度
对于干空气ρ=ρo×273 /（273+t）×p / 0.1013
空气的粘度
较液体的粘度小很多，且随温度的升高而升高。
空气的压缩性和膨胀性
体积随压力和温度而变化的性质分别表征为压缩性和膨胀性。 空气的压缩性和膨胀性远大于固体和液体的压缩性和膨胀性。
方程成立
pV / T = 常量
或 p=ρRT
气体状态变化过程
等温过程 p1V1= p2V2= 常量
在等温过程中，无内能变化，加入系统的热量全部变
成气体所做的功。在气动系统中气缸工作、管道输送空 气等均可视为等温过程。
绝热过程 一定质量的气体和外界没有热量交换时的状态变 化过程叫做绝热过程。
p1V1k = p2V2k =常量
机构充气，或由它们向外排气所需的时间及温度变化 是正确利用气动技术的重要问题。
向定积容器充气问题
充气时引起的温度变化
向容器充气的过程视为绝热过程，容器内压力由p1升高 到p2，，容器内温度也由室温T1升高到T2，充气后的温
度为
T2=kTs/［1+p1(k-1)/p2］ 式中 Ts为热力学温度，设定Ts=Ti ； k为绝热指数。
有效截面积的简化计算
对于阀口或管路
S =αA
式中 α为收缩系数，由相关图查出；A 为孔口实际面积。
▪ 多个元件组合后有效截面积的计算
并联元件 SR＝∑Si 串联元件 1/SR2 ＝∑1/Si2
华中科技大学
▪ 不可压缩气体通过节流小孔的流量
当气体以较低的速度通过节流小孔时，可以不计其压缩 性，将其密度视为常数，由伯努利方程和连续性方程联 立推导的流量公式与液压传动的小孔流量公式有相同的 表达形式
但容器内温度下降至室温，其内的气体压力也要下降， 下降后的稳定值为
p=p2T1/T2
华中科技大学
▪ 充气时间
▪ 充气时，容器中的压力逐渐上升，充气过程基本上分为声速和亚声
速两个充气阶段。当容器中气体压力小于临界压力，在最小截面处气 流的速度都是声速，流向容器的气体流量将保持为常数。
▪ 在容器中压力达到临界压力以后，管中气流的速度小于声速，流动
v2/2+ gz + kp /（k-1）ρ＋ghw= 常数
因气体粘度小，不考虑摩擦阻力，则有
v2/2+ gz + kp /（k-1）ρ= 常数
▪ 在低速流动时，气体可认为是不可压缩的（ ρ ＝常数），
则有
v2/2+ gz + p /ρ= 常数
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▪ 声速与马赫数
声音引起的波称为“声波”。声波在介质中的传播速度称 为声速。声音传播过程属绝热过程。 对理想气体来说，声音在其中传播的相对速度只与气体的
湿空气
所含水份的程度用湿度和含湿量来表示。湿度的表示方法有 绝对湿度 和相对湿度之分。
压缩空气的析水量
压水缩蒸空气气就一要旦凝冷析却出下来来。，相对湿度将大大增加，华到中温度科降技到露大点学以后，
理想气体的状态方程
理想气体的状态方程
不计粘性的气体称为理想气体。空气可视为理想气体。
一定质量的理想气体在状态变化的瞬间， 有如下气体状态
但空气的压缩性极大的限制了气压传动传递的功率，一般工
作压力较低（0.3～1MPa），总输出力不宜大于10～40kN，且
工作速度稳定性较差。 应用非常广泛，尤其是轻工、食品工业、化工
气压传动基础知识
空气的物理性质 理想气体的状态方程 气体的流动规律 气体在管道中的流动特性 气动元件的通流能力 充、放气温度与时间的计算
压缩；自由气体经空压机压缩的过程中是可压缩的。
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气动单位时间内通过阀、管
路等的气体质量。目前通流能力可以采用有效截面积S 和质量流量q 表示。
有效截面积
由于实际流体存在粘性，流速的收缩比节流孔实际面积小，此 最小截面积称为有效截面积，它代表了节流孔的通流能力。