气压传动基础知识

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1.气压传动基础知识

1.气压传动基础知识

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气压传动的优缺点
1. 气压传动的优点
(1) 工作介质是空气,取之不尽、用之不竭。气体不 易堵塞流动通道,用过后可将其随时排入大气中,不污染 环境。 (2) 空气的特性受温度影响小。在高温下能可靠地工作 ,不会发生燃烧或爆炸。且温度变化时,对空气的粘度影 响极小,故不会影响传动性能。 (3) 空气的粘度很小(约为液压油的万分之一),所以 流动阻力小,在管道中流动的压力损失较小,所以便于集 中供应和远距离输送。 (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秒就可达到工作压力和速度。液压油在管路 中流动速度一般为 1~5m/s ,而气体的流速最小也大于 10m/s,有时甚至达到音速,排气时还达到超音速。
气压传动基础知识
一、 气压传动系统的组成
(1) 能源装置:将原动机提供的机械能转变为气体的压力能,为系统提 供压缩空气,是系统的动力源 (2)执行元件:将压缩空气的压力能转变为机械能的能量转换元件,并 对外做功。根据做功的方式不同,主要有直线运动和回转运动两种执 行元件,如气缸、气马达。 (3)气动控制元件:在系统中调节和控制压缩空气的压力、流量、方向 的阀类,如气动压力阀、流量阀、方向阀、逻辑元件。
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二、气动技术的发展现状


近20多年来,气动行业发展很快。70年代,液压与气动元件的 产值比约为9:1,20多年后的今天,在工业技术发达的欧美、日 本等国家,该比例已达5:4,甚至接近5:5。由于气动元件的单 价比液压元件便宜,在相同产值的情况下,气动元件的使用量及 使用范围已远远超过了液压行业。作为气动行业的知名企业,有 日本的SMC、德国的FESTO、英国的NORGREN和美国的 PARKER等。 中国改革开放以来,气动行业发展很快。1986年至1993年间, 气动元件产值的年递增率达24.2%,高于中国机械工业产值平 均年递增率10.5%的水平。1996年全国气动行业的产值约在6 000万美元左右。

气压传动

气压传动
混入压缩空气中的油分、水分、灰尘等杂质会产生不良影响:
混入压缩空气的油蒸汽可能聚集在贮气罐、管道等处形成易燃物, 有引起爆炸的危险,另一方面润滑油被汽化后会形成一种有机酸, 对金属设备有腐蚀生锈的作用,影响设备寿命。
混在压缩空气中的杂质沉积在元件的通道内,减小了通道面积, 增加了管道阻力。严重时会产生阻塞,使气体压力信号不能正常 传递,使系统工作不稳定甚至失灵。
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
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容器的放气
绝热放气时容器中的温度变化 容器内空气的初始温度为T1,压力为p1,经绝热放气后
温度降低到T2 ,压力降低到p2 ,则放气后温度为 T2=T1(p2/p1)(k-1)/k
压缩空气中含有的饱和水分,在一定条件下会凝结成水并聚集在 个别管段内。在北方的冬天,凝结的水分会使管道及附件结冰而 损坏,影响气动装置正常工作。
压缩空气中的灰尘等杂质对运动部件会产生研磨作用,使这些元 件因漏气增加而效率降低,影响它们的使用寿命。
因此必须要设置除油、除水、除尘,并使压缩空气干燥的提高压缩空
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气压发生装置
空气压缩机将机械能转化为气体的压力能,供
气动机械使用。
空气压缩机的分类 分容积型和速度型。
常用往复式容积型压缩机,一般空压机为中压,额
定排气压力1MPa;
低压空压机排气压力0.2MPa; 高压空压机排气压力10MPa。
空气压缩机的选用原则 依据是气动系统所需
气质量、进行气源净化处理的辅助设备。
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2)常用净化装置 1)空气过滤器( 过滤灰尘、杂质)
2)常用净化装置 1)空气过滤器( 过滤灰尘、杂质) 2)除油器 (分离所含油份和水分)
2)常用净化装置 1)空气过滤器( 过滤灰尘、杂质) 2)除油器 (分离所含油份和水分) 3)空气干燥器(吸收排除水分及部分油份、杂质)
2)常用净化装置 1)空气过滤器( 过滤灰尘、杂质) 2)除油器 (分离所含油份和水分) 3)空气干燥器(吸收排除水分及部分油份、杂质) 4)后冷却器(冷却空气除去水分)
四、气动控制元件 1、方向控制元件 (1)单向型控制阀 ①单向阀 ②或门型梭阀
四、气动控制元件 1、方向控制元件 (1)单向型控制阀 ①单向阀 ②或门型梭阀 ③与门型梭阀
四、气动控制元件 1、方向控制元件 (1)单向型控制阀 ①单向阀 ②或门型梭阀 ③与门型梭阀 ④快速排气阀
四、气动控制元件 1、方向控制元件 (1)单向型控制阀 ①单向阀 ②或门型梭阀 ③与门型梭阀 ④快速排气阀 (2)换向阀 ①气控换向阀 截止式 滑阀式
3、其它附件 1)油雾器(将润滑油喷射成雾状,润滑气动元件) 2)气动三联件 空气过滤器(过滤) 减压器(减压) 油雾器(油雾) 3)消声器(消除系统排出 气体的噪音) 4)转换器 气—电转换 电—气转换 气—液转换 5)程序器
3、其它附件 1)油雾器(将润滑油喷射成雾状,润滑气动元件) 2)气动三联件 空气过滤器(过滤) 减压器(减压) 油雾器(油雾) 3)消声器(消除系统排出 气体的噪音) 4)转换器 气—电转换 电—气转换 气—液转换 5)程序器 6)延时器
三、气动执行元件 活塞式气缸 气缸
三、气动执行元件 活塞式气缸 气缸 薄膜式气缸 伸缩式气缸
三、气动执行元件 活塞式气缸 气缸 薄膜式气缸 伸缩式气缸

第七章 气压传动基础知识

第七章  气压传动基础知识

第七章气压传动基础知识气压传动(Pneumatic)一词来源于希腊文,原意为风吹。

气压传动是指以压缩空气为工作介质来传递能量和实现控制的一门技术,它包含传动技术和控制技术两个方面的内容。

自20世纪60年代以来,气压传动发展得十分迅速,目前气压传动已成为一门独立的技术领域。

气压传动技术以压缩空气为工作介质传递运动和动力,气压传动具有防火、防爆、节能、高效、无污染等优点。

气压传动同液压传动一样,都是利用流体为工作介质来实现传动,气压传动与液压传动在工作原理、系统构成、元件结构及图形符号等方面有许多相似的地方,在学习气压传动时,液压传动的知识具有一定的参考和借鉴作用。

第一节气压传动概述一.气压传动系统的工作原理及构成1.气压传动系统的构成图7.1所示为用于自动化生产线中加盖拧盖单元的气压传动系统实例。

气压传动与液压传动都是利用流体作为工作介质,具有许多共同点,气压传动系统由以下五个部分组成。

图7.1 加盖拧盖单元的气路原理图(1)动力元件(气源装置)其主体部分是空气压缩机。

它将原动机(如电动机)供给的机械能转变为气体的压力能,为各类气动设备提供动力。

(2)执行元件执行元件包括各种气缸和气动马达。

它的功用是将气体的压力能转变为机械能,输给工作部件。

(3)控制元件控制元件包括各种阀体。

如各种压力阀、方向阀、流量阀、逻辑元件等,用以控制压缩空气的压力、流量和流动方向以及执行元件的工作程序,以便使执行元件完成预定的运动规律。

(4)辅助元件辅助元件是使压缩空气净化、润滑、消声以及用于元件间的连接等所需的装置。

如各种冷却器、分水排水器、气罐、干燥器、过滤器、油雾器及消声器等它们对保持气动系统可靠、稳定和持久地工作起着十分重要的作用。

(5)工作介质工作介质为压缩空气。

气压系统是通过压缩空气实现运动和动力的传递。

2.工作原理气压传动系统的工作原理是利用空气压缩机将电动机或其他原动机输出的机械能转为空气的压力能,然后在控制元件的控制和辅助元件的配合下,通过执行元件把空气的力能转变为机械能,从而完成直线或回转运动并对外做功。

第九章 气压传动基础知识

第九章 气压传动基础知识

第9章气压传动基础知识气压传动是指以压缩空气为工作介质来进行能量传递的一种传动形式。

由于它具有防火、防爆、节能、无污染等优点,因此,气动技术已广泛应用于国民经济的各个部门,特别是在工业机械手、高速机械手等自动化控制系统中的应用越来越多。

【本章学习目标】1.掌握气压传动的组成、工作原理及特点2.了解空气的基本性质和流动规律9.1 气压传动系统的组成及工作原理气压传动,是以压缩空气为工作介质进行能量传递和控制的一门技术。

气压传动的工作原理是利用空气压缩机把电动机或其它原动机输出的机械能转换为空气的压力能,然后在控制元件的作用下,通过执行元件把压力能转换为直线运动或回转运动形式的机械能,从而完成各种动作,并对外做功。

由此可知,气压传动系统和液压传动系统类似,也是由五部分组成的,如图9-1-1所示:1.气源装置是获得压缩空气的装置。

其主体部分是空气压缩机,它将原动机供给的机械能转变为气体(工作介质)的压力能。

2.控制元件是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向的,以便使执行机构完成预定的工作循环,它包括各种压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等。

3.执行元件是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转换装置。

它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续回转运动或摆动的气马达或摆动马达等。

4.辅助元件是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元件间的连接及消声等所必须的元件,包括过滤器、油雾器、管接头及消声器等。

5.工作介质经除水、除油、过虑后的压缩空气。

图9-1-1 气压传动系统的组成1-电动机 2-空气压缩机 3-气罐 4-压力控制阀 5逻辑元件 6-方向控制阀 7-流量控制阀8-行程阀 9-气缸 10-消音器 11-油雾器 12-分水滤气器9.2 气压传动的特点及应用9.2.1 气压传动的特点气动技术在国外发展很快,在国内也被广泛应用于机械、电子、轻工、纺织、食品、医药、包装、冶金、石化、航空、交通运输等各个工业部门。

气压传动基础知识

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v2/2+ gz + kp /(k-1)ρ+ghw= 常数
因气体粘度小,不考虑摩擦阻力和位置高度的影响,则有
v2/2+ 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+ p /ρ= 常数
动量方程 vdv+dp/ρ =0
二、声速和马赫数
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温度有关。气体的声
一、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
方程成立: pV / T = 常量
或 p=ρRT
二、气体状态变化过程
等容过程 p1/T1= p2/T2= 常量
在等容过程中,气体对外不做功,气体与外界的热 交换用于增加(减少)气体的热力学能。
杂质,并将空气中的水分分离出来。
▪ 原理:回转离心、撞击,
▪ 性能指标:过滤度、水分离率、滤灰效 率、流量特性
▪ 油雾器 特殊的注油装置。
▪ 原理 当压缩空气流过时,它将润滑油 喷射成雾状,随压缩空气流入需要的润 滑部件,达到润滑的目的。
▪ 性能指标:流量特性、起雾油量
▪ 减压阀 起减压和稳压作用。 ▪ 气动三大件的安装连接次序:分水过滤器
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。

气压传动基本知识

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三、气动执行元件
(4)冲击气缸 冲击气缸是把压缩空气的能量转化为活塞高速运动能量 的一种气缸。 (5)伸缩气缸 图10-15为伸缩气缸的结构示意图,其特点是行程长,径 向尺寸较大而轴向尺寸较小,推力和速度随工作行程的变化而变化。
(6)回转气缸 回转气缸的工作原理如图10-16所示。
三、气动执行元件
三、气压传动的优缺点
第二节 气 动 元 件
一、气源装置
二、气动辅助元件 三、气动执行元件 四、气动控制元件 五、气动控制阀的选择
一、气源装置
(一)空气压缩机 1.活塞式空气压缩机的工作原理
图10-2 活塞式空气压缩机的工作原理图 1—排气阀 2—气缸 3—活塞 4—活塞杆 5、6—十字头与滑道 7—连杆 8—曲柄 9—吸气阀 10—弹簧
一、气源装置
4)压缩空气中的灰尘等物质,对有相对运动零件的元件产生研磨作用, 使之磨损严重,泄漏增加,影响它们的使用寿命。 2.几种常见的气源净化装臵 (1)冷却器 冷却器的作用是将空气压缩机排出的气体由140~170℃降
至40~50℃,使压缩空气中的油雾和水气迅速达到饱和,大部分析出
并凝结成水滴和油滴,以便经油水分离器排出。 (2)除油器 除油器的作用是分离并排除压缩空气中凝结的水分、油分 和灰尘等杂质,其结构形式和图形符号如图10-4所示。
三、气动执行元件
图10-12 串联式气-液阻尼缸 的工作原理
(3)薄膜式气缸 薄膜式气缸是一种利用压缩空气通过膜片的变形来
三、气动执行元件
推动活塞杆作直线运动的气缸。
图10-13 薄膜式气缸 a)单作用式 b)双作用式 1—缸体 2—膜片 3—膜盘 4—活塞杆
三、气动执行元件
图10-14 冲击气缸的工作原理 1—活塞杆腔 2—活塞腔 3—蓄能腔 4—喷嘴口 5—中盖 6—泄气口 7

第9章 气压传动基础知识

第9章 气压传动基础知识

第9章气压传动基础知识9.1 气压传动与控制的定义及工作原理9.1.1 气压传动与控制的定义气压传动与控制技术简称气动,是以压缩空气为工作介质来进行能量与信号的传递,是实现各种生产过程、自动控制的一门技术。

它是流体传动与控制学科的一个重要组成部分。

近几十年来,气压传动技术被广泛应用于工业产业中的自动化和省力化,在促进自动化的发展中起到了极为重要的作用。

9.1.2 气压传动与控制的工作原理通过下面一个典型气压传动系统来理解气动系统如何进行能量传信号传递,如何实现控制自动化。

图9.1 气动剪切机的气压传动系统1-空气压缩机;2-后冷却器;3-分水排水器;4-贮气罐;5-分水滤气器;6-减压阀;7-油雾器;8-行程阀;9-气控换向阀;10-气缸;11-工料。

以气动剪切机为例,介绍气压传动的工作原理。

图9.1所示为气动剪切机的工作原理图,图示位置为剪切前的情况。

空气压缩机1产生的压缩空气经后冷却器2、分水排水器3、贮气罐4、分水滤气器5、减压阀6、油雾器7、到达换向阀9,部分气体经节流通路进入换向阀9的下腔,使上腔弹簧压缩,换向阀9阀芯位于上端;大部分压缩空气经换向阀9后进入气缸10的上腔,而气缸的下腔经换向阀与大气相通,故气缸活塞处于最下端位置。

当上料装置把工料11送入剪切机并到达规定位置时,工料压下行程阀8,此时换向阀9阀芯下腔压缩空气经行程阀8排入大气,在弹簧的推动下,换向阀9阀芯向下运动至下端;压缩空气则经换向阀9后进入气缸的下腔,上腔经换向阀9与大气相通,气缸活塞向上运动,带动剪刀上行剪断工料。

工料剪下后,即与行程阀8脱开。

行程阀8阀芯在弹簧作用下复位、出路堵死。

换向阀9阀芯上移.气缸活塞向下运动,又恢复到剪断前的状态。

图9.2所示为用图形符号绘制的气动剪切机系统原理图。

图9.2 气动剪切机系统图形符号在气压传动系统中,根据气动元件和装置的不同功能,可将气压传动系统分成以下四个组成部分,如图9.1所示。

气压传动知识点总结

气压传动知识点总结

气压传动知识点总结一、气压传动概述气压传动是利用气体压力进行能量传递和控制的一种机械传动方式。

在气压传动系统中,气源通过压缩机产生气体压力,然后通过管道、阀门和执行器将气体压力传递给工作机械,从而驱动机械运动。

气压传动系统一般由气源装置、处理装置、传动装置和执行机构组成,其中气源装置用于产生气体压力,处理装置用于净化气源,传动装置用于传递气体压力,执行机构用于接受气体压力并执行相应的工作。

二、气源装置1. 压缩机压缩机是气压传动系统的核心设备,用于将大气中的气体压缩成高压气体。

常见的压缩机有往复式压缩机、螺杆式压缩机和离心式压缩机等。

在选择压缩机时,需要考虑气体压缩比、排气温度、噪音水平等因素。

2. 储气罐储气罐用于存储压缩空气,平衡气压波动,保证气压传动系统的稳定性。

储气罐的容积和工作压力需根据气压传动系统的实际需求来确定。

三、处理装置1. 滤清器滤清器用于去除气体中的固体颗粒和液体污染物,保护管路和设备不受污染。

滤清器一般由滤芯、过滤器壳和排污装置组成,选用时需参考气体流量、工作压力和过滤精度等指标。

2. 干燥器干燥器用于去除气体中的水分,防止水分对管路和设备的腐蚀,同时提高气体传动效率。

干燥器主要有冷冻式干燥器、吸附式干燥器和膜式干燥器等,选择时需考虑气体流量、工作压力和干燥效率等因素。

3. 减压阀减压阀用于将高压气体降压至所需的工作压力,同时稳定气压。

减压阀的选择需考虑最大工作压力、流量范围和减压精度等参数。

四、传动装置1. 管路气压传动系统的管路用于将气体传输至执行机构,一般由钢管、镀锌管和塑料管等组成。

在设计管路时,需考虑气体流量、工作压力和管路长度等因素,保证气体传输的稳定性和可靠性。

2. 阀门阀门用于控制气体的流动和方向,在气压传动系统中起到关键的作用。

常见的阀门有气动控制阀、手动阀和电磁阀等,选用时需考虑流量范围、工作压力和响应速度等指标。

3. 接头接头用于连接管路和执行机构,一般由螺纹接头、快速接头和插头接头等组成。

第一节气压传动基本知识

第一节气压传动基本知识

第一节 气压传动 基本知识
一、气压传动的工作原理
气动剪切机的工作原理
一、气压传动的工作原理
气动剪切机的工作原理
一、气压传动的工作原理
气动剪切机的工作原理
一、气压传动的工作原理
气动剪切机的工作原理
是利用空气压缩机把电动机或 其他原动机输出的机械能转换为空 气的压力能,然后在控制元件的控 制下,通过执行元件把压力能转换 为直线或回转运动形式的机械能, 从而完成各种动作并对外做功。 机械能 压力能 机械能
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复习
何谓液压传动? 其工作原理是怎样的?
气压传动
气压传动是以压缩空气为工作介质 传递动力和控制信号的。气压传动技术 是由风动技术和液压技术演变发展而来, 作为一门独立的新兴技术门类至今不到 50年。由于气压传动具有高效、节能、 防火、防爆、无污染等优点,因此在自 动化领域得到了广泛的应用,并已成为 当今工业科技的重要组成部分。
4.辅助元件:使压缩空气润滑、消声
以及用于元件之间联接所需的装置,如 各种油雾器、消声器及管件等。
三、气压传动的优缺点
气压传动的优点
(1)空气为工作介质,经济环保安全,适应各 种工作环境。
(2)空气黏度小(约为液压油动力粘度的万分 之一),便于远距离输送,能量损失小。
(3)可实现无级调速,传动迅速,维护简单。 (4)装置轻便,压力较低,系统工作可靠。 (5)可使气动系统实现过载保护作用。
作业
习题一 1、2、4
习题二 习题三
谢谢光临
三、气压传动的优缺点
气压传动的缺点
(1)空气具有可压缩性,工作稳定性较差。 (2)工作压力较低,在输出力相同时,装
置的结构尺寸比液压传动大。 (3)噪声大(特别在排气时)。

第9章气压传动基础知识

第9章气压传动基础知识

第9章气压传动基础知识第9章气压传动基础知识9.1 气压传动与控制的定义及工作原理9.1.1 气压传动与控制的定义气压传动与控制技术简称气动,是以压缩空气为工作介质来进行能量与信号的传递,是实现各种生产过程、自动控制的一门技术。

它是流体传动与控制学科的一个重要组成部分。

近几十年来,气压传动技术被广泛应用于工业产业中的自动化和省力化,在促进自动化的发展中起到了极为重要的作用。

9.1.2 气压传动与控制的工作原理通过下面一个典型气压传动系统来理解气动系统如何进行能量传信号传递,如何实现控制自动化。

图9.1 气动剪切机的气压传动系统1-空气压缩机;2-后冷却器;3-分水排水器;4-贮气罐;5-分水滤气器;6-减压阀;7-油雾器;8-行程阀;9-气控换向阀;10-气缸;11-工料。

以气动剪切机为例,介绍气压传动的工作原理。

图9.1所示为气动剪切机的工作原理图,图示位置为剪切前的情况。

空气压缩机1产生的压缩空气经后冷却器2、分水排水器3、贮气罐4、分水滤气器5、减压阀6、油雾器7、到达换向阀9,部分气体经节流通路进入换向阀9的下腔,使上腔弹簧压缩,换向阀9阀芯位于上端;大部分压缩空气经换向阀9后进入气缸10的上腔,而气缸的下腔经换向阀与大气相通,故气缸活塞处于最下端位置。

当上料装置把工料11送入剪切机并到达规定位置时,工料压下行程阀8,此时换向阀9阀芯下腔压缩空气经行程阀8排入大气,在弹簧的推动下,换向阀9阀芯向下运动至下端;压缩空气则经换向阀9后进入气缸的下腔,上腔经换向阀9与大气相通,气缸活塞向上运动,带动剪刀上行剪断工料。

工料剪下后,即与行程阀8脱开。

行程阀8阀芯在弹簧作用下复位、出路堵死。

换向阀9阀芯上移.气缸活塞向下运动,又恢复到剪断前的状态。

图9.2所示为用图形符号绘制的气动剪切机系统原理图。

图9.2 气动剪切机系统图形符号在气压传动系统中,根据气动元件和装置的不同功能,可将气压传动系统分成以下四个组成部分,如图9.1所示。

气压传动基础知识

气压传动基础知识
/35
气缸的工作特性
气缸的速度
在运动过程中气缸活塞的速度是变化的,通常说气缸速 度是指活塞平均速度。
气缸的理论输出力
其计算公式与液压缸相同。
气缸的效率和负载率
气缸实际所能输出的力受摩擦力的影响,其影响程度用 气缸效率η表示,η与缸径D和工作压力p有关,D增大、p提高 ,η增大,一般在0.7~0.95之间。
压缩空气中含有的饱和水分,在一定条件下会凝结成水并聚集在 个别管段内。在北方的冬天,凝结的水分会使管道及附件结冰而 损坏,影响气动装置正常工作。
压缩空气中的灰尘等杂质对运动部件会产生研磨作用,使这些元 件因漏气增加而效率降低,影响它们的使用寿命。
因此必须要设置除油、除水、除尘,并使压缩空气干燥的提高压缩 /35 空气质量、进行气源净化处理的辅助设备。
混入压缩空气中的油分、水分、灰尘等杂质会产生不良影响:
混入压缩空气的油蒸汽可能聚集在贮气罐、管道等处形成易燃物 ,有引起爆炸的危险,另一方面润滑油被汽化后会形成一种有机 酸,对金属设备有腐蚀生锈的作用,影响设备受命。
混在压缩空气中的杂质沉积在元件的通道内,减小了通道面积, 增加了管道阻力。严重时会产生阻塞,使气体压力信号不能正常 传递,使系统工作不稳定甚至失灵。
性能却各有差异。因此,要想设计出高性能的气动
系统,必须熟悉各种基本回路和经过长期生产实践
总结出的常用回路。 气动基本回路
压力和力控制回路
气动常用回路
安全保护回路 同步动作回路
换向回路
往复动作回路
速度控制回路
记数回路
位置控制回路
/35
基本逻辑回路
振荡回路
消声器的类型:吸收型;膨胀干涉型;膨胀干涉吸收性

10 气压传动基础知识

10 气压传动基础知识

• 3)、空气过滤器
• 空气过滤器的作用是 滤除压缩空气中所含的液 态水滴、油滴、固体尘粉 颗粒及其他杂质。 • 过滤器一般由壳体和 滤芯组成。
• 按滤芯采用的材料不
同可分纸质、织物、陶瓷、 泡沫塑料和金属等形式。 常用的是纸质式和金属式。
• 空气进入过滤器后,由于
旋风叶片的螺旋导向作用而 产生急速的旋转,在离心力作 用下,油水及大颗粒杂质被 分离并沿壁向下流到油水分
• •
式中k为绝热指数,对空气来说k=1.4。 气动系统中快速充、排气过程可视为绝热过程。
第三节 气动元件
• 气动元件是组成气压传动系统的最小单元,气动
元件包括:
• (1)动力元件(气源装置)
• (2)气动控制元件
• (3)气动执行元件
• (4)气动辅助元件。
• 一、气源装置
• 气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气,
• 如果将含有这些杂质的压缩空气直接输送给气动设备
使用,就会给整个系统带来不良影响:

(1)混入压缩空气的油蒸汽可能聚集在贮气罐、
管道等处形成易燃物,有引起爆炸的危险;

(2)润滑油被汽化后会形成一种有机酸,对金属
设备有腐蚀生锈的作用,影响设备受命。 • (3)混在压缩空气中的杂质沉积在元件的通道内,
• 因此,在气压传动系统中,设置除水、除油、除
尘和干燥等气源净化装置,提高压缩空气质量保证
气动系统正常工作。
• 在某些特殊场合,压缩空气还需经过多次净化后
方能使用。
• 常用净化装置有:后冷却器、贮气罐、空气过滤
器、空气干燥器、除油器和排水器。

1)、后冷却器

其作用是将空气压缩机排出的气体由140~170℃降至

气压传动基础知识

气压传动基础知识
❖ 11.3 气体静力学(Gas-statics) ❖ 11.4 气体动力学(Gas-dynamics) ❖ 本章小结(Summary) ❖ 本章讲述了气压传动的基础知识;较详细地说明了气
压传动系统的组成及工作原理;强调出了掌握空气的 基本状态参数的重要性;也简单地介绍了气压传动的 优缺点、应用和发展。
❖ 11.2.1 气压工作介质的组成(Components of pneumatic operating medium)
Nanyang Institute of Technology
Nanyang Institute of Technology
❖ 11.2.2 气压工作介质的基本状态参数(Basic condition parameters of pneumatic operating medium)
❖ 11.1.2气压传动的优缺点(Advantages and disadvantages of pneumatic transmission)
❖ 11.1.3气压传动的应用和发展(Application and development of pneumatic transmission)
❖ 11.2 气压工作介质的性质(Characteristics of pneumatic operating medium)
Nanyang Institute of Tee of Technology
❖ 11.1 概述(Introduction) ❖ 气压传动(pneumatic)一词来源于希腊文,原意
为风吹。气压传动是指以压缩空气为工作介质来传递 能量和实现控制的一门技术,它包含传动技术和控制 技术两个方面的内容。自20世纪60年代以来,气压传 动发展得十分迅速,目前气压传动已成为一门独立的 技术领域。 ❖ 11.1.1气压传动系统的组成及工作原理(Components and operating principles of pneumatic transmission system)

气压传动基础知识

气压传动基础知识

二、理想气体的状态变化过程 1. 等容变化过程(查理定律) p1 p2 常数 T1 T2
2. 等压变化过程(盖-吕萨克定律)
v1 v2 常数 T1 T2
第二节
气体状态方程
二、理想气体的状态变化过程 3. 等温变化过程
p1v1 p2v2 常数
4. 绝热变化过程
p v p v 常数
第二节
气体状态方程
二、理想气体的状态变化过程 4. 多变过程
第二节
气体状态方程
第三节 逻辑运算简介
一、逻辑“或”和逻辑“与”
OR Operation
INPUTS INPUT A LOW 0 LOW HIGH HIGH 0 1 1 INPUT B LOW 0 HIGH LOW HIGH 1 0 1
《气动技术技术》/《气压传动》
主要内容
① 气压传动的基础知识、组成及特点。
② 气动元件,含气源装置、气马达、气缸、气压控制方向 阀、气压控制压力阀、气压控制流量阀和附件,要掌握这 些元件的工作原理、图形符号、结构形式等。 ③ 气动回路实例分析(安装、使用、维护)。
第一章 气压传动基础知识
第一节 空气的物理性质
一、空气的性质 空气的组成 空气的密度和黏度 二、湿空气 绝对湿度 相对湿度 三、气体体积的易变特性
第一章 气压传动基础知识
一、空气的性质
1、空气的组成
第一章 气压传动基础知识
一、空气的性质 相对分子量:
化学式子当中,是拿一个分子质量和一个碳原子的 1/12的比值。 与原子的质量计量一样,分子的质量计量 也先后存在3个量名称:相对分子质量、分子质量和分子 量。众所周知,分子的质量为组成分子的各原子的质量之 和。

精品课件-液压与气压传动(张兴国)-第8章 气压传动基础知识

精品课件-液压与气压传动(张兴国)-第8章 气压传动基础知识

dA + dv + dρ =0 Av ρ
第8章 气压传动基础知识
8.4.1 气体流动的基本方程
8.4

2.运动方程




规 律
+ dp = 0
ρ
第8章 气压传动基础知识
8.4.1 气体流动的基本方程
8.4

3.状态方程




规 律
dp = dρ + dT
p ρT
第8章 气压传动基础知识
有 不行 良好 容易 高
第8章 气压传动基础知识
8.1.1 气压传动的特点
8.1

2. 气压传动的优点


34.. 气气压动传元动件的的缺 发点 展趋势


(1)高质量。(2)高精度。 (3)高速度。

(4)低功耗。(5)小型化。
(5.6)气轻压量传化动。的(应用7)领无域给油化。(8)复合集成化。(9) 机电一体化。
或 v1 = v2
T1
T2
图8-5 气体等压变 化过程状态图
第8章 气压传动基础知识
8.3.2 气体状态变化过程
8.3

4. 绝热变化过程(查理法则)


在气体与外界无热量交换条件下,一定质量气体所

进行的状态变化过程,称为绝热过程。

当气体状态变化很快,可视为绝热变化过程,如气

动系统的快速充、排气过程 。

四种变化过程不过是多变过程的特例而已 。


pvn=常数
或 p1v1n= p2v2n
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效率、流量特性
▪ 油雾器 特殊的注油装置。
▪ 原理 当压缩空气流过时,它将润滑 油喷射成雾状,随压缩空气流入需要 的润滑部件,达到润滑的目的。
▪ 性能指标:流量特性、起雾油量
▪ 减压阀 起减压和稳压作用。 ▪ 气动三大件的安装连接次序:分水过滤
器、减压阀、油雾器。多数情况下,三 件组合使用,也可以少于三件,只用一 件或两件。
/35
气动基本回路与常用回路
气动系统一般由最简单的基本回路组成。虽然基本
回路相同,但由于组合方式不同,所得到的系统的
性能却各有差异。因此,要想设计出高性能的气动
系统,必须熟悉各种基本回路和经过长期生产实践
总结出的常用回路。
气动基本回路
压力和力控制回路 换向回路 速度控制回路 位置控制回路 基本逻辑回路
▪ 气液缸串联变速回路
当活塞杆右行到撞块A 碰 到机动换向阀后开始作慢 速运动。改变撞块的安装 位置,即可改变开始变速 的位置。
/35
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位置控制回路
▪ 采用串联气缸定位
气缸由多个不同
行程的气缸串联而 成。换向阀1、2、 3依次得电和同时失 电,可得到四个定 位位置。
▪ 任意位置停止回路
当气缸负载较小时,可选择图a 所示回路,当气缸负载较大时,应 选择图b 所示回路(中位不同)。 当停止位置要求精确时,可选择前 面所讲的气液阻尼缸任意位置停止 回路。
空气质量、进行气源净化处理的辅助设备。
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▪ 压缩空气净化设备
一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器。
▪ 后冷却器 将空气压缩机排出具
有140℃~170℃的压缩空气降至 40℃~50℃,压缩空气中的油雾 和水气亦凝析出来。冷却方式有水 冷和气冷式两种。
/35
▪ 油水分离器 主要利
10/35
注意改正图中错误
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气动辅件
消声器
气缸、气阀等工作时排气速度较高,气体体积急剧膨胀, 会产生刺耳的噪声。噪声的强弱随排气的速度、排气量 和空气通道的形状而变化。排气的速度和功率越大,噪
声也越大,一般可达100~120dB,为了降低噪声在排
气口要装设消声器。 消声器是通过阻尼或增加排气面积来降低排气的速度和
在研究气缸性能和确定缸径时,常用到负载率β的概念, 定义β=(气缸实际负载F/气缸理论输出力F0)% 。β的选
取与气缸的负载性质及运动速度有关
▪ 气缸的耗气量
指气缸在往复运动时所消耗的压缩空气量,其大小与气
缸性能无关,是选择空压机排量的重要依据。湖南工业大学 /35
▪ 气马达
▪ 叶片式气马达的工作原理及特性
(可扩展成公汽门控)
▪ 排气节流阀
调速回路 通过两个排气 节流阀控制气 缸伸缩的速度。
/35
▪ 缓冲回路
活塞快速向右运动 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。湖南工业大学
▪ 气液联动速度控制回路
由于气体的可压缩性,运动速度不稳定,定位精度不高。在气动调速、
定位不能满足要求的场合,可采用气液联动。
▪ 气动马达在使用中必须得到良好的润滑
/35
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气动控制阀
▪ 压力控制阀
减压阀—气动三大件之一,用于 稳定用气压力。
溢流阀—只作安全阀用。 顺序阀—由于气缸(马达)的软
特性,很难用顺序阀实现两个执 行元件的顺序动作
▪ 流量控制阀 用于控制执
行元件运动速度。
▪ 节流阀 ▪ 单向节流阀 ▪ 排气节流阀
▪ 双作用气缸换向回路
用三位五通换向阀除控制 双作用缸伸、缩换向外, 还可实现任意位置停止。
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速度控制回路
气动系统功率不大,主要用节流调速的调速方法。
▪ 气阀调速回路
▪ 单作用气缸调速回路
用两个单向节流阀分别控制 活塞杆的升降速度。
▪单作用气缸快速返回回路活塞返回
时,气缸下腔通过快速排气阀排气。
用回转离心、撞击、水 浴等方法使水滴、油滴 及其他杂质颗粒从压缩 空气中分离出来。
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▪ 贮气罐的主要作用是贮存
一定数量的压缩空气,减 少气流脉动,减弱气流脉 动引起的管道振动,进一 步分离压缩空气的水分和 油分。
▪ 干燥器的作用是进一步除去压缩
空气中含有的水分、油分、颗粒杂 质等,使压缩空气干燥,用于对气 源质量要求较高的气动装置、气动 仪表等。主要采用吸附、离心、机 械降水及冷冻等方法。
功率,从而降低噪声的。 消声器的类型:吸收型;膨胀干涉型;膨胀干涉吸收性。
管道连接件 包括管子和各种管接头。
管子可分为硬管和软管。 一些固定不动的、不需要经 常装拆的地方使用硬管;连接运动部件、希望装拆方便 的管路用软管。常用的是紫铜管和尼龙管。
管接头分为卡套式、扩口螺纹式、卡箍式、插入快换式 等。
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
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机械手
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气源装置及气动元件
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。
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方向控制阀:
换向阀
▪ 气压控制换向阀(加
压控制、泄压控制、 差压控制)
▪ 电磁换向阀
▪ 单向阀
▪ 梭阀 两个单向阀的组合,相当于
“或门”。
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▪ 快速排气阀 湖南工业大学
产品图片
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▪ 压缩空气中含有的饱和水分,在一定条件下会凝结成水并聚集 在个别管段内。在北方的冬天,凝结的水分会使管道及附件结 冰而损坏,影响气动装置正常工作。
▪ 压缩空气中的灰尘等杂质对运动部件会产生研磨作用,使这些 元件因漏气增加而效率降低,影响它们的使用寿命。
▪ 因此必须要设置除油、除水、除尘,并使压缩空气干燥的提高压缩
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气源装置
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。
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▪ 气缸的工作特性
▪ 气缸的速度
在运动过程中气缸活塞的速度是变化的,通常说气缸速 度是指活塞平均速度。
▪ 气缸的理论输出力
其计算公式与液压缸相同。
▪ 气缸的效率和负载率
气缸实际所能输出的力受摩擦力的影响,其影响程度用
气缸效率η表示,η与缸径D和工作压力p有关,D增大、p提 高,η增大,一般在0.7~0.95之间。
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▪ 高低压控制回路
由多个减压阀控制,实 行多个压力同时输出。
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▪ 高低压切换回路
利用换向阀和减压阀 实现高低压切换输出。
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过载保护回路 正常工作时,阀1 得 电,使阀2 换向,气 缸活塞杆外伸。如果 活塞杆受压的方向发 生过载,则顺序阀动 作,阀3 切换(至上 位),阀2 的控制气 体排出,在弹簧力作 用下换至图示位置, 使活塞杆缩回。
▪ 混入压缩空气的油蒸汽可能聚集在贮气罐、管道等处形成易燃 物,有引起爆炸的危险,另一方面润滑油被汽化后会形成一种 有机酸,对金属设备有腐蚀生锈的作用,影响设备受命。
▪ 混在压缩空气中的杂质沉积在元件的通道内,减小了通道面积, 增加了管道阻力。严重时会产生阻塞,使气体压力信号不能正 常传递,使系统工作不稳定甚至失灵。
叶片式气马达的工作原理与叶片式液压 马达相似。特性曲线最大特点是具有软特 性:当气压不变时,它的转矩、转速、功 率均随着外负载的变化而变化。
▪ 气动马达的特点和应用
▪ 可无级调速; ▪ 可双向旋转; ▪ 有过载保护作用,过载时转速降低或停转; ▪ 具有较高的启动转矩,可直接带负载启动; ▪ 输出功率相对较小,转速范围较宽; ▪ 耗气量大,效率低,噪声大; ▪ 工作可靠,操作方便。
▪ 气液缸串联调速回
路 通过两个单向
节流阀,利用液压油 不可压缩的特点,实 现两个方向的无级调 速,油杯为补充漏油 而设。
▪ 气液缸并联且有中间位置停
止的变速回路 气缸活塞杆端
滑块空套在液压阻尼缸活塞杆 上,当气缸运动到调节螺母 6 处(右断)时,气缸由快进转 为慢进。液压阻尼缸流量由单 向节流阀2 控制,蓄能器能调 节阻尼缸中油量的变化。
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气动执行元件
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。实现直线运动和做功的是气缸;实现旋转运 动和做功的是气马达。
▪ 气缸的分类及典型结构
1
普 通 气 缸
2 膜片气缸是一种用压缩空气推动
非金属膜片作往复运动的气缸,可 以是单作用式,也可以是双作用式。 适用于气动夹具、自动调节阀及短 行程工作场合。
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。
▪ 冲击气缸回路
阀1 得电,冲击气缸下腔由快速排 气阀2 通大气,阀3 在气压作用下切 换,气罐4 内的压缩空气直接进入 冲击气缸,使活塞以极高的速度运 动,该活塞所具有的动能转换成很 大的冲击力输出,减压阀5 调节冲 击力的大小。
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