学习情境七气动元件的识别与选用液压传动与气动技术教案

教学目标知识目标：气压传动的工作原理和特点；气源系统、气源处理装置的工作原理；气马达的工作原理；真空元件的工作原理。

能力目标：能完成气源装置的选用；能阐述气缸的分类、结构和工作原理；熟悉气缸常见的故障；能正确进行气缸的选择与使用；能阐述气马达常见的故障及排除方法；能正确选择气马达。

素质目标：沟通、协作能力；观察、信息收集能力；分析总结能力。良好的职业道德和严谨的工作作风

教学

重点

气压传动、气马达、真空元件的工作原理。教学

难点

常见故障的排除

教学手段理实一体

实物讲解

小组讨论、协作

教学

学时

4

教学内容与教学过程设计注释

学习情境七气动元件的识别与选用

任务一气源系统及气源处理装置的识别与选用

〖知识链接〗

一、气压传动系统的工作原理、组成及特点

1.气压传动系统的工作原理

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化为空气的压力能，然后在控制元件和辅助元件的作用下，通过执行元件再把压力能转化为机械能，从而完成所要求的直线或旋转运动并对外做功。

2.气压传动系统的组成

1）气源装置2）气动执行元件3）气动控制元件4）辅助元件

3.气压传动的特点

1）优点

（1）气动装置的结构简单、轻便，安装维护简单，压力等级低，使用安全。

（2）气压传动的工作介质是空气，成本低，取之不尽，不易堵塞管路，排气无需排气管路，并且对环境污染小。

（3）气动系统反应快，动作迅速，输出压力及工作速度的调节也非常容易。

（4）可靠性高，使用寿命长。

（5）利用空气的可压缩性，可储存能量，实现集中供气。

（6）气动控制具有防火、防爆、耐潮的能力。与液压方式相比，气动方式更适合在高温场合使用。

（7）由于空气在管路中流动损失小，易于实现压缩空气集中供应及远距离输送。

2）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，气缸的稳定性较差，但采用气液联动方式可以克服这一缺陷。

（2）在许多应用场合，气缸的工作压力比较低，输出压力和力矩虽能满足工作需要，但其输出压力比液压缸小。

（3）噪声较大，尤其在超声速排气时要加消声器。

二、气源系统的工作原理及组成

1.气源系统的工作原理教师讲解气压传动系统的工作原理、组成。

学生分组讨论气压传动的优缺点。

气源装置和辅助元件是气源系统两个不可缺少的重要组成部分。气源装置是提供洁净、干燥并且具有一定压力和流量的压缩空气的装置，从而满足气压传动和控制的要求。气动辅

助元件是元件连接和提高系统可靠性、使用寿命以及改善工作环境所必需的。

2.气源系统的组成

1）空气压缩机

2）冷却器

3）油水分离器

4）储气罐

5）空气干燥器

三、气源处理装置的组成

1.空气过滤器

一般空气过滤器基本上是由壳体和滤芯组成的，按滤芯所采用的材料不同又可分为纸质、织物（麻布、绒布、毛毡）、陶瓷、泡沫塑料和金属（金属网、金属屑）等过滤器。

2.油雾器

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需要润滑的部位，满足润滑的需要。

3.消声器

为消除噪声应安装消声器。消声器是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。

4.转换器

1）气—电转换器及电—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，即用气信号（气体压力）接通或断开电路的装置，也称为压力继电器。

2）气—液转换器

气—液转换器有两种：一种是直接作用式，即在筒式容器内，压缩空气直接作用在液面上；另一种是通过活塞、隔膜等作用在液面上，推动液体以同样的压力向外输出。

任务二气缸的识别、选用和维修

一、气缸的工作原理

1.气缸的分类

2.气缸的工作原理

1）双作用气缸

双作用气缸活塞的往返运动是依靠压缩空气从缸内被活塞分隔开的两个腔室（有杆腔、无杆腔）交替进入和排出来实现的，压缩空气可以在两个方向上做功。

2）无杆气缸

无杆气缸顾名思义就是没有活塞杆的气缸，利用活塞直接或间接带动负载实现往复运动。

3）摆动气缸

摆动气缸是利用压缩空气驱动输出轴在小于360°范围内做往复摆动的气动执行元件，多用于物体的转位、工件的翻转、阀门的开闭等场合。

二、气缸的常见故障及排除方法

任务三气马达的识别与选用

一、气马达的工作原理和特点

1.气马达的工作原理

2.气马达的特点

（1）由于气马达的工作介质是压缩空气，以及它本身结构上的特点，有良好的防爆、防潮和耐水性，不受振动、高温、电磁、辐射等影响,可在高温、潮湿、高粉尘等恶劣环境下使结合实物讲解气源系统。

教师举实例讲解气缸的常见故障及排除方法。

用。

（2）气马达具有结构简单、体积小、重量轻、操纵容易、维修方便等特点。

（3）气马达有很宽的功率和速度调节范围。气马达功率小到几百瓦，大到几万瓦。

（4）正反转实现方便。

（5）具有过载保护性能。

（6）气马达能长期满载工作，由于压缩空气绝热膨胀的冷却作用，能降低滑动摩擦部分的发热，因此气马达能在高温环境下运行，其温升较小。

（7）特别是叶片式气马达转速高，零部件磨损快，需及时检修、清洗或更换零部件。

（8）气马达还具有输出功率小、耗气量大、效率低、噪声大和易产生振动等缺点。

二、气马达的常见故障及排除方法

三、真空元件的工作原理和选用

1.真空发生器

2.真空吸盘

真空吸盘是真空系统中的执行元件，用于吸持表面光滑平整的工件，通常由橡胶材料和金属骨架压制而成。吸盘有多种不同的形状，常用的有圆形平吸盘和波纹形吸盘。

3.真空元件的选用

（1）供给的气源应经过净化处理，也不能含有油雾。

（2）真空发生器与吸盘间的连接管应尽量短，且不承受外力。

（3）为保证停电后能够保持一定真空度，防止真空失效造成工件松脱，应在吸盘与真空发生器间设置单向阀，真空电磁阀也应采用常通型结构。

（4）吸盘的吸着面积应小于工件的表面积，以免发生泄漏。

（5）对于大面积的板材宜采用多个大直径吸盘吸吊，以增加吸吊平稳性。教师举实例讲解气马达的常见故障及排除方法。