第九章 气压传动
第三单元 第九章气源、气压传动基本元器件
9.3.1 压力控制阀
压力控制阀主要有减压阀、溢流阀 （安全阀）和顺序阀。 1．减压阀 ． 减压阀的作用是降低来自气源的压 缩空气的压力，并保持压力的稳定。 （1）直动式减压阀 图9.12所示为QTY型直动式减压阀。 工作原理：当阀处于工作状态时，压 缩空气从左侧进口流入，经阀口11后 从阀出口流出。顺时针旋转手柄1，调 压弹簧2、3推动膜片5下凹，通过阀杆 6带动阀芯9下移，打开阀口11，压缩 空气通过阀口11的节流作用，使输出 压力低于输入压力，实现减压作用。
9.1.2 气源装置的组成
． 5．空气过滤器 空气过滤器一般安装在气动系统的入口处，用于进一步滤除压缩空气中的水分、 油滴及其他杂质。图9.6所示为普通分水滤气器 6．贮气罐 ． 贮气罐主要用来调节气流，减少输出气流的压力脉动，保持输出气流的连续性 和稳定性，储存一定量的压缩空气，以备应急使用。 如图9.7所示，贮气罐一般采用焊接结构，以立式居多。
（1）直动式溢流阀 图9.14所示为直动式溢流阀，它的P口与系统相连， O口通大气。当系统的压力超过调定压力时，气体压力 克服弹簧力，使膜片上凸，带动阀芯上移，阀口打开， 达到排气降压的目的，保证系统的安全。而当压力低于 调定压力时，弹簧力使阀口关闭。 （2）先导式溢流阀 图9.15所示为先导式溢流阀，它的先导阀 为减压阀（图中未画），气体经先导阀减压 后，从控制口K进入阀体内部，代替弹簧控制 溢流阀。
分类：气压控制、电磁控制、机械控制、手动控制以及时间控制 （1）气压控制换向阀
气压控制换向阀是以压缩空气作为动力来切换主阀 是以压缩空气作为动力来切换主阀， 气压控制换向阀是以压缩空气作为动力来切换主阀，以此改变气体的流动方向或 控制通断的阀。 控制通断的阀。
（2）电磁控制换向阀
气压传动基础知识
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ppt课件
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
• 由上面的例子可以看出，气压传动系统主要由以下几个部分 • 组成： • （1）能源装置把机械能转换成流体的压力能的装置，一般最常见的
②饱和绝对湿度。在一定温度下，单位体积湿空气中所 含水蒸气的质量达到最大极限度时，称此时湿空气为饱 和湿空气。此时，湿空气中水蒸气的分压力达到该温度 下水蒸气哦的饱和压力，其绝对湿度称为饱和绝对湿度
xb
b
pb RsT
③相对湿度。在一定温度和压力下，绝对湿度和饱 和绝对湿度之比称为该温度下的相对湿度
x 100 % ps 100 %
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
10.3
气压传动及其控制技术的应用
和发展
• 气压传动的应用也相当普遍，许多机器设 备中都装有气压传动系统，在工业各领域， 如机械、电子、钢铁、运行车辆及制造、 橡胶、纺织、化工、食品、包装、印刷和 烟草机械等，气压传动技术不但在各工业 领域应用广泛，而且，在尖端技术领域如 核工业和宇航中，气压传动技术也占据着 重要的地位
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
2.干空气及其特性
• 我们把不含水蒸气的空气称“干空气”，而把含 有水蒸气的空气称“湿空气。干空气的分子量是 28.966，而水蒸气的分子量是18.016，故干空气 分子要比水蒸气分子重。在相同状况下，干空气 的密度也比水蒸气的密度大，水蒸气的密度仅为 干空气密度的62%左右。
第9章气压传动
2020/10/11
4
§9-2 气源装置及气动元件
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，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。
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。
▪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。
液压传动与气压传动
第九章 气压传动
2020/10/11
1
§9-1 气压传动概述
• 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
2020/10/11
3
气压传动系统的组成
❖ 气压发生装置简称气源装置，是获得压缩空气的能源 装置，其主体部分是空气压缩机，另外还有气源净化 设备。
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。
气压传动的原理
气压传动的原理
气压传动是利用气体压力产生动力的一种传动方式。
它主要通过将气体压缩储存，在需要时释放气体产生动力，从而驱动机械设备工作。
气压传动的基本原理包括气源、传力装置和控制装置。
首先，气源是指提供压缩空气的设备，如空压机或气瓶。
通过气源产生的压缩空气通过管道输送到传力装置。
传力装置一般由气缸、气马达或气动工具等组成，它们将压缩空气转换为机械能，实现各种工作功能。
在气压传动中，控制装置起着重要的作用，它可以调节气源的压力和流量，从而控制传力装置的运行。
常见的控制装置包括气压调节阀、气动控制阀等。
通过合理调节控制装置，可以控制气源的输出压力和气体的流量，使传力装置能够根据需要进行精确的动作。
在气压传动的工作过程中，气体经过管道输送到传力装置，被气缸、气马达等转换为机械能。
当气源输出气体时，气体的压力作用于气缸或气马达的活塞上，从而推动活塞做直线或旋转运动，实现工作功能。
同时，通过控制装置的调节，可以控制气源输出的压力和流量，以达到对传力装置的精确控制。
总的来说，气压传动利用压缩空气产生动力，通过合理的管道输送、传力装置和控制装置的配合，实现机械设备的工作。
它具有传动效率高、安全可靠、维护简单等优点，广泛应用于各个领域。
第9章(451)
9
第 9 章 气压传动
9
图 9-5 储气罐图形符号
第 9 章 气压传动
9
图 9-6 空气净化装置连接示意图
第 9 章 气压传动 2. 1)
9
油雾器是一种特殊的注油装置。 其作用是使润滑油雾化
后注入空气流中随空气流进入需要润滑的部件 , 达到润滑的目 的。油雾器的工作原理可以通过图 9-7 来说明。当压力为 p1 的 压缩空气流经过狭窄的颈部通道时, 因流速增大, 压力降低为
第 9 章 气压传动
9
图 9-3 分水过滤器的结构原理和符号
第 9 章 气压传动 4) 压缩空气经过除水、除油、除尘的初步净化以后, 已能满
9
足一般气压传动系统的需要, 对于某些要求较高的气动装置或
气动仪表, 其用气还需经过干燥处理。图9-4是一种常用的吸 附式干燥器结构原理图 , 当压缩空气通过栅板、干燥吸附剂 (如焦碳、硅胶、铝胶、分子筛等)、 滤网等时, 可达到干燥、 过滤的目的。
定。为了使活塞运动平稳,普遍采用气液阻尼缸。气液阻尼缸 是由气缸和液压缸组合而成的, 它以压缩空气为能源,利用油
液的近似不可压缩性和控制流量来获得活塞的平稳运动和调节
活塞的运动速度。图9－10所示为气液阻尼缸的工作原理。在 此缸中, 液压缸和气缸共用一个活塞杆, 故气缸活塞运动必然 带动液压缸活塞往同一方向运动。当活塞右移时, 液压缸右腔 排油只能经节流阀流入左腔, 所产生的阻尼作用使活塞平稳运 动, 调节节流阀, 即可改变活塞的运动速度; 反之, 活塞左移, 液压缸左腔排油经单向阀流入右腔, 因无阻尼作用, 故活塞快 速退回。 图中, 液压缸上方的油箱只用来补充液压缸因泄漏 而减少的油量。 由于补油量不大, 通常只用油杯补油。
精品课件-机械基础(安美玲)-第9章
第 9 章 气压传动
9
9.1.3
气压传动在相当长的时间内仅被用来执行简单的机械动作, 但随着工业的发展, 气压传动技术的应用领域已从汽车、采矿、 钢铁、机械工业等行业迅速扩展到食品、轻工、化工、军事等各 行各业, 而且已发展成为包含传动、控制与检测在内的自动化技 术。目前, 气压传动技术正朝着以提高系统可靠性和综合性为目 的的研究和开发方向发展。
第 9 章 气压传动
9
可见, 气压传动与液压传动一样, 都是利用流体作为工作介 质, 由动力元件、执行元件、控制元件、 辅助元件和工作介质 五大部分组成, 而且元件结构及其图形符号也有很多相似之处。 但是, 由于气压传动是以空气作为工作介质, 而空气与液压油相 比较, 具有压缩性大、粘性小、清洁度和安全性高等特点。因此, 气压传动与液压传动在结构、性能和使用范围上也存在较大的差 别。
第 9 章 气压传动
9
图 9-3 分水过滤器的结构原理和符号
第 9 章 气压传动
9
4)
压缩空气经过除水、除油、除尘的初步净化以后, 已能满足 一般气压传动系统的需要, 对于某些要求较高的气动装置或气动 仪表, 其用气还需经过干燥处理。图9-4是一种常用的吸附式干 燥器结构原理图, 当压缩空气通过栅板、干燥吸附剂(如焦碳、 硅胶、铝胶、分子筛等)、 滤网等时, 可达到干燥、 过滤的目 的。
第 9 章 气压传动
9
第 9 章 气压传动
9.1 气压传动系统概述 9.2 气压传动元件 9.3 气压传动基本回路及系统实例 复习思考题
第 9 章 气压传动
9
9.1 气压传动系统概述
9.1.1
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变为空气的压力能, 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压力能转变为机 械能, 从而完成直线或回转运动, 并对外作功。
第九章气压传动讲解
第九章⽓压传动讲解第九章⽓压传动⼀、空⽓过滤器1．组成由壳体和滤芯所组成2. 滤芯材料分为纸质、织物(⿇布、绒布、⽑毡)、陶瓷、泡沫塑料和⾦属(⾦属⽹、⾦属屑)等。
空⽓压缩机中普遍采⽤纸质过滤器和⾦属过滤器。
这种过滤器通常⼜称为⼀次过滤器，其滤灰效率为50％⼀70％；在空⽓压缩机的输出端(即⽓源装置)使⽤的为⼆次过滤器(滤灰效率为70％⼀90％)和⾼效过滤器(滤灰效率⼤于99％)。
⼆、除油器除油器⽤于分离压缩空⽓中所含的油分和⽔分。
其⼯作原理是：当压缩空⽓进⼊除油器后产⽣流向和速度的急剧变化，再依靠惯性作⽤，将密度⽐压缩空⽓⼤的油滴和⽔滴分离出来。
三、空⽓⼲燥器空⽓⼲燥器是吸收和排除压缩空⽓中的⽔分和部分油分与杂质，使湿空⽓变成⼲空⽓的装置。
从压缩机输出的压缩空⽓经过冷却器、除油器和储⽓罐的初步净化处理后已能满⾜⼀般⽓动系统的使⽤要求。
但对⼀些精密机械、仪表等装置还不能满⾜要求。
为此需要进⼀步净化处理，为防⽌初步净化后的⽓体中的含湿量对精密机械、仪表产⽣锈蚀，为此要+进⾏⼲燥和再精过滤。
四、后冷却器后冷却器⽤于将空⽓压缩机排出的⽓体冷却并除去⽔分。
五、储⽓罐储⽓罐的作⽤是消除压⼒波动，保证输出⽓流的连续性；储存⼀定数量的压缩空⽓，调节⽤⽓量或以备发⽣故障和临时需要应急使⽤，进⼀步分离压缩空⽓中的⽔分和油分。
储⽓罐⼀般采⽤圆筒状焊接结构：有⽴式和卧式两种，⼀般以⽴式居多。
⽴式储⽓罐的⾼度H为其直径D的2-3倍，同时应使进⽓管在下，出⽓管在上，并尽可能加⼤两管之间的距离，以利于进⼀步分离空⽓中的油⽔。
后冷却器、除油器、储器罐都属于压⼒容器，制造完毕后，应进⾏⽔压实验。
⼀、油雾器油雾器是以压缩空⽓为动⼒，将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空⽓中，使该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。
⼆、消声器⽓压传动装置的噪声⼀般都⽐较⼤，尤其当压缩⽓体直接从⽓缸或阀中排向⼤⽓，较⾼的压差使⽓体体积急剧膨胀，产⽣涡流，引起⽓体的振动，发出强烈的噪声，为消除这种噪声应安装消声器。
液压与气压传动 第9章气压传动
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。 空气压缩机的选用原则 依据是气动系统所
需要的工作压力和流量两个参数。
13
压缩空气的净化装置和设备
气动系统对压缩空气质量的要求：压缩空气要具
有一定压力和足够的流量，具有一定的净化程度。 不同的气动元件对杂质颗粒的大小有具体的要求。 混入压缩空气中的油分、水分、灰尘等杂质会产 生不良影响，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气质量、进行气源 净化处理的辅助设备。 一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥 器
28
换向回路
单作用气缸换向回路
用三位五通换向阀可控制单作用气 缸伸、缩、任意位置停止。
29
换向回路
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。
30
速度控制回路
气阀调速回路
单作用气缸调速回路
的升降速度。
用两个单向节流阀分别控制活塞杆
31
速度控制回路
4
9.1.2 气压传动的优缺点 气动技术广泛应用于机械、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。气动机械手、组合机床、 加工中心、生产自动线、自动检测和实验装置等 已大量涌现。在提高生产效率、自动化程度、产 品质量、工作可靠性和实现特殊工艺等方面显示
出极大的优越性。这主要是因为气压传动与机械、
14
管道系统和气动三大件
气动三大件：
分水过滤器 出来。 作用是除去空气中的灰尘、杂质，并将空气中的水分分离
原理：回转离心、撞击，
9 气压传动pptx
典型气动元件 常用气动执行元件
图8.19 双作用气缸的构造 1-后端盖；2-缓冲节流；3、7-密封圈；4-活塞密封圈；5-导向
14
15
感谢
谢谢，精品课件
资料搜集
(3) 气动元件结构简单、制造容易，适用于标准化、系列化、
通用化。
(4) 压缩空气的工作压力较低（一般为0.3~0.8 MPa），对
气动管路及元件的材质要求较低。
(5) 气动系统维护简单，管道不易堵塞，也不存在介质变质、
补充、更换等问题。
(6) 使用安全，没有防爆的问题，并且便于实现过载自动保
护。
3
气压传动基础
气动技术的特点 2）气动技术的缺点 (1) 空气的可压缩性很大，当载荷变化时，气动系统的工作 稳定性差。 (2) 工作压力较低，输出功率一般较小，且传动效率低。 (3) 气信号传递的速度较慢，故不宜用于要求高传递速度的 复杂回路中。
4
气压传动基础 空气的物理性质 (1)组成
氮气（N2）、氧气（O2）及少数的氩气（Ar）和二氧 化碳（CO2）等组成。 (1)状态参数
图8.9 气动梭阀
1-阀体；2-阀芯；3-密封件；4-
截止型阀口
11
典型气动元件 常用气动控制阀
图8.12 二位三通单气控截止式换
向阀
1-阀体；2-弹簧；3-阀芯；4-密
12
典型气动元件 常用气动控制阀
图8.14（a） 双电控直动换向阀 图8.15（a） 直动式减压阀 1-调节手柄；2-调压弹簧；
(2) 马赫数
M V a
气体流动的一个重要参数，称为马赫（Mach）数， M<1为亚声速流动；M=1为声速流动；M>1称为超声速 流动。
机械基础 课件 模块九 气压传动
图9-1-13 减压阀
图9-1-14 高压锅
图9-1-15 单向节流阀
图9-1-16 手动换向阀
二、气压传动系统的组成
4.辅助元件
辅助元件是用于气压传动系统内部润滑、排气减噪、元 件间的连接以及信号转换、显示、放大、检测等所需的各种 气动元件， 如油雾器、消声器、管件及管接头、转换器、显 示器、传感器等。
活塞式风箱是中国在鼓风技术方面最重要的发明。活塞式风箱结构极其简单， 其工作原理为： 在一个长方形箱子的两端各有一个进气口， 拉动活动木箱，空气从 远端被吸进来； 当活动木箱被推进时， 空气则从近侧被吸进来。在向里和向外的两 个过程中， 空气被吸进箱内； 被压缩部分的空气被推进到一侧室中，并在那里通过 输风管被排出去。
图9-1-5 活塞式风箱
9-1-6 活塞式风箱结构
二、气压传动系统的组成
二、气压传动系统的组成
气压传动系统是以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号的系统。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。
01
02Βιβλιοθήκη 0304○ 气源装置
○ 执行元件
○ 控制元件
三、气压传动的特点
三、气压传动的特点
1.气压传动的优点
1
空气来源方便， 用后直接排出， 无污染。
2
空气黏度小， 气体在传输中摩擦力较小， 故可以集中供气和远距离输送。
3
气动系统对工作环境适应性好， 特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环 境中工作时， 安全可靠性优于液压、电子和电气系统。
2.执行元件
执行元件起能量转换的作用， 把压缩空气的压力能转换成工作装置的机械能。 它的主要形式有往复式气缸、摆动气缸和气马达等。
第九章 气压传动
第九章气压传动★学习目的与要求1.掌握气压系统的工作原理和组成；2．掌握气源装置及辅助元件的工作原理；3．掌握气缸的工作原理；4．了解气马达的工作原理；5．掌握减压阀、顺序阀、流量阀的工作原理及应用；6．了解气动逻辑元件的工作原理及应用；7．掌握气动基本回路的工作原理及应用；8．学会阅读气动系统图；9．掌握气动系统的使用与维护知识。
★内容提要气压传动与液压传动的工作原理和系统组成相同，但工作介质不同。
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。
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、化工第一节气压传动基础知识一、空气的物理性质1.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。
2.空气的密度：对于干空气ρ=ρo×273/（273+t）×p/0.10133.空气的粘度：较液体的粘度小很多，且随温度的升高而升高。
4.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。
5.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。
6.压缩空气的析水量压缩空气一旦冷却下来，相对湿度将大大增加，到温度降到露点以后，水蒸气就要凝析出来。
二、气体的状态变化1.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=ρRT2.气体状态变化过程及其规律（质量不变）（1）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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第九章气压传动一、空气过滤器1．组成由壳体和滤芯所组成2. 滤芯材料分为纸质、织物(麻布、绒布、毛毡)、陶瓷、泡沫塑料和金属(金属网、金属屑)等。
空气压缩机中普遍采用纸质过滤器和金属过滤器。
这种过滤器通常又称为一次过滤器，其滤灰效率为50％一70％；在空气压缩机的输出端(即气源装置)使用的为二次过滤器(滤灰效率为70％一90％)和高效过滤器(滤灰效率大于99％)。
二、除油器除油器用于分离压缩空气中所含的油分和水分。
其工作原理是：当压缩空气进入除油器后产生流向和速度的急剧变化，再依靠惯性作用，将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来。
三、空气干燥器空气干燥器是吸收和排除压缩空气中的水分和部分油分与杂质，使湿空气变成干空气的装置。
从压缩机输出的压缩空气经过冷却器、除油器和储气罐的初步净化处理后已能满足一般气动系统的使用要求。
但对一些精密机械、仪表等装置还不能满足要求。
为此需要进一步净化处理，为防止初步净化后的气体中的含湿量对精密机械、仪表产生锈蚀，为此要+进行干燥和再精过滤。
四、后冷却器后冷却器用于将空气压缩机排出的气体冷却并除去水分。
五、储气罐储气罐的作用是消除压力波动，保证输出气流的连续性；储存一定数量的压缩空气，调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用，进一步分离压缩空气中的水分和油分。
储气罐一般采用圆筒状焊接结构：有立式和卧式两种，一般以立式居多。
立式储气罐的高度H为其直径D的2-3倍，同时应使进气管在下，出气管在上，并尽可能加大两管之间的距离，以利于进一步分离空气中的油水。
后冷却器、除油器、储器罐都属于压力容器，制造完毕后，应进行水压实验。
一、油雾器油雾器是以压缩空气为动力，将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空气中，使该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。
二、消声器气压传动装置的噪声一般都比较大，尤其当压缩气体直接从气缸或阀中排向大气，较高的压差使气体体积急剧膨胀，产生涡流，引起气体的振动，发出强烈的噪声，为消除这种噪声应安装消声器。
消声器是指能阻止声音传播而允许气流通过的一种气动元件，气动装置中的消声器主要有阻性消声器、抗性消声器及阻抗复合消声器三大类。
三、转换器在气动控制系统中，也与其它自动控制装置一样，有发信、控制和执行部分，其控制部分工作介质为气体，而信号传感部分和执行部分不一定全用气体，可能用电或液体传输，这就要通过转换器来转换。
常用的转换器有：气一电、电一气、气一液等。
1．气电转换器和电气转换器气电转换器是将压缩空气的气信号转变成电信号的装置，又称压力继电器。
电气转换器是将电信号转换成气信号的装置，各种电磁换向阀可作为电气转换器。
2．气液转换器气动系统中常用到气－液阻尼缸或使用液压缸作执行元件，以求获得较平稳的速度，因而就需要一种把气信号转换为液压信号的装置，这就是气液转换器。
有直接接触式和换向阀式两种。
一、气动执行元件气动执行元件是将压缩空气的压力能转化为机械能的元件。
它的驱动机构作直线往复、摆动或回转运动，其输出为力或转矩。
气动执行元件可以分为气缸和气马达。
（一）气缸的分类1．按压缩空气对活塞端面作用力的方向分(1)单作用气缸气缸只有一个方向的运动是气压传动，活塞的复位靠弹簧力或自重和其它外力。
(2)双作用气缸双作用气缸的往返运动全靠压缩空气来完成。
2．按气缸的结构特征分1)活塞式气缸2)薄膜式气缸3)伸缩式气缸3．按气缸的安装形式分(1)固定式气缸气缸安装在机体上固定不动，有耳座式、凸缘式和法兰式。
(2)轴销式气缸缸体围绕一固定轴可作一定角度的摆动。
(3)回转式气缸缸体固定在机床主轴上，可随机床主轴作高速旋转运动。
这种气缸常用于机床上气动卡盘中，以实现工件的自动装卡。
(4)嵌入式气缸气缸做在夹具本体内。
4．按气缸的功能分(1)普通气缸包括单作用式和双作用式气缸。
常用于无特殊要求的场合。
(2)缓冲气缸气缸的一端或两端带有缓冲装置，以防止和减轻活塞运动到端点时对气缸缸盖的撞击。
(3)气一液阻尼缸气缸与液压缸串联，可控制气缸活塞的运动速度，并使其速度相对稳定。
(4)摆动气缸用于要求气缸叶片轴在一定角度内绕轴线回转的场合，如夹具转位、阀门的启闭等。
(5)冲击气缸是一种以活塞杆高速运动形成冲击力的高能缸，可用于冲压、切断等。
(6)步进气缸是一种根据不同的控制信号，使活塞杆伸出不同的相应位置的气缸。
（二）气缸的工作特性气缸的工作特性是指气缸的输出力、气缸内压力的变化以及气缸的运动速度等静态和动态特性。
二、气动控制元件在气压传动系统中的控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号的重要元件，利用它们可以组成各种气动控制回路，使气动执行元件按设计的程序正常地进行工作。
控制元件按功能和用途可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。
（一）方向控制阀1.方向控制阀的分类按阀芯结构不同可分为：滑柱式(又称柱塞式、也称滑阀)、截止式(又称提动式)、平面式(又称滑块式)、旋塞式和膜片式。
其中以截止式换向阀和滑柱式换向阀应用较多；按其控制方式不同可以分为：电磁换向阀、气动换向阀、机动换向阀和手动换向阀按其作用特点可以分为：单向型控制阀和换向型控制阀。
2.单向型控制阀（1）单向阀单向阀是指气流只能向一个方向流动而不能反向流动的阀。
单向阀的工作原理、结构和图形符号与液压阀中的单向阀基本相同，只不过在气动单向阀中，阀芯和阀座之间有一层胶垫(密封垫)。
（2）快速排气阀快速排气阀简称快排阀。
它是为加快气缸运动速度作快速排气用的。
（二）换向型控制阀换向型方向控制阀(简称换向阀)的功用是改变气体通道使气体流动方向发生变化从而改变气动执行元件的运动方向。
换向型控制阀包括气压控制阀、电磁控制阀、机械控制阀、人力控制阀和时间控制阀。
1.气压控制换向阀气压控制换向阀是利用气体压力来使主阀芯运动而使气体改变流向的。
按控制方式不同可分为加压控制、卸压控制和差压控制三种。
加压控制是指所加的控制信号压力是逐渐上升的，当气压增加到阀芯的动作压力时，主阀便换向；卸压控制指所加的气控信号压力是减小的，当减小到某一压力值时，主阀换向；差压控制是使主阀芯在两端压力差的作用下换向。
气控换向阀按主阀结构不同，又可分为截止式和滑阀式两种。
1）截止式气控阀2）滑阀式气控阀工作原理和液动换向阀基本相同。
2.电磁控制换向阀按控制方式不同分为电磁铁直接控制(直动)式电磁阀和先导式电磁阀两种。
它们的工作原理分别与液压阀中的电磁阀和电液动阀相类似，只是二者的工作介质不同而已。
二、压力控制阀压力控制阀主要用来控制系统中气体的压力，以满足各种压力要求或用以节能。
压力控制分为三类：一类是起降压稳压作用，如减压阀，定值器；一类是起限压安全保护作用的安全阀等；一类是根据气路压力不同进行某种控制的顺序阀、平衡阀等。
三、流量控制阀在气压传动系统中，经常要求控制气动执行元件的运动速度，这要靠调节压缩空气的流量来实现。
凡用来控制气体流量的阀，称为流量控制阀。
流量控制阀就是通过改变阀的通流截面积来实现流量控制的元件，它包括节流阀、单向节流阀、排气节流阀和柔性节流阀等。
其中节流阀和单向节流阀的工作原理与液压阀中同类型阀相似。
１．排气节流阀与节流阀原理一样，但节流阀装在系统中调节气流的流量，而排气节流阀只能装在排气口处，调节排入大气的流量。
图13－18为排气节流阀的工作原理图。
２．柔性节流阀柔性节流阀依靠阀杆夹紧柔韧的橡胶管而产生节流作用。
1.换向回路1）单作用气缸换向回路2）双作用气缸换向回路2.速度控制回路1）单作用气缸速度控制回路图示为双作用缸单向调速回路。
图a为供气节流调速回路。
节流供气多用于垂直安装的气缸的供气回路中，在水平安装的气缸供气回路中一般采用图b的节流排气回路。
由图示位置可知，当气控换向阀不换向时，从气源来的压缩空气经气控换向阀直接进入气缸的A腔，而B腔排出的气体必须经节流阀到气控换向阀而排入大气，因而B腔中的气体就具有一定的压力。
此时活塞在A腔与B腔的压力差作用下前进，而减少了“爬行”发生的可能性，调节节流阀的开度，就可控制不同的排气速度，从而也就控制了活塞的运动速度，排气节流调速回路具有下述特点：1.气缸速度随负载变化较小，运动较平稳；2.能承受与活塞运动方向相同的负载（反向负载）。
2）双作用气缸速度控制回路图为双向调速回路。
图a所示为采用单向节流阀式的双向节流调速回路。
图b所示为采用排气节流阀的双向节流调速回路。
它们都是采用排气节流调速方式，当外负载变化不大时，进气阻力小，负载变化对速度影响小，比进气节流调速效果要好。
3）快速往返运动回路4）速度换接回路5）缓冲回路3.压力控制回路1）一次压力控制回路2）二次压力控制回路3）高低压转换回路spanstyle='mso-ignore:vglayout;;z-index:7;left:0px;margin-left:-24px;margin-top:142px;width:583px; height:163px'图示为二次压力控制回路，图a是由气动三大件组成的，主要由溢流减压阀来实现压力控制；图b是由减压阀和换向阀构成的对同一系统实现输出高低压力p1、p2的控制；图c是由减压阀来实现对不同系统输出不同压力p1、p2的控制。
为保证气动系统使用的气体压力为一稳定值，多用空气过滤器、减压阀、油雾器（气动三大件）组成的二次压力控制回路，但要注意，供给逻辑元件的压缩空气不要加入润滑油。
4.气液联动回路1）气-液转换速度控制回路2）气液阻尼缸的速度控制回路3）气液增压缸增力回路4）气液缸同步动作回路spanstyle='mso-ignore:vglayout;;z-index:6;left:0px;margin-left:132px;margin-top:121px;width:335px;height:206px'图所示为气-液调速回路。
当电磁阀处于下位接通时，气压作用在气缸无杆腔活塞上，有杆腔内的液压油经机控换向阀进入气-液转换器，活塞杆快速伸出。
当活塞杆压下机控换向阀时，有杆腔油液只能通过节流阀到气-液转换器，从而使活塞杆伸出速度减慢，而当电磁阀处于上位时，活塞杆快速返回。
此回路可实现快进、工进、快退工况。
因此，在要求气缸具有准确而平稳的速度时（尤其是在负载变化较大场合），就要采用气-液相结合的调速方式。
5.延时回路图所示为延时回路。
图a为延时输出回路，当控制信号切换阀4后，压缩空气经单向节流阀3向贮气罐2充气。
当充气压力经过延时升高致使阀1换位时，阀1就有输出。
图b为延时接通回路，按下阀8，则气缸向外伸出，当气缸在伸出行程中压下阀5后，压缩空气经节流阀到贮气罐6，延时后才将阀7切换，气spanstyle='mso-ignore:vglayout;;z-index:3;left:0px;margin-left:36px;margin-top:111px;width:480px; height:152px'缸退回。