第九章气压传动详解
气压传动技术课件ppt
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10.2 气源装置和辅助元件
图10-7所示为分水滤气器的结构简图。从输入口进入的压 缩空气被旋风叶子1导向，沿存水杯3的四周产生强烈的旋转， 空气中夹杂的较大的水滴、油滴等在离心力的作用下从空气 中分离出来，沉到杯底。当气流通过滤芯时，气流中的灰尘 及部分雾状水分被滤芯拦截滤去，较为洁净干燥的气体从输 出口输出。为防止气流的旋涡卷起存水杯中的积水，在滤芯 的下方设置了挡水板4。为保证分水滤气器的正常工作，应 及时打开其底部的排水阀，排放分离出来的污水。
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10.2 气源装置和辅助元件
② 水、油、灰尘的混合物沉积在管道内，使管道面积减小， 增大气流阻力，造成管道堵塞。
③ 在冰冻季节，水汽凝结使附件因冻结而损坏。 ④ 灰尘等杂质对运动部件产生研磨作用，泄漏增加，影响它
们的使用寿命。 因此，必须设置一些除油、除水、除尘并使压缩空气干燥的
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10.1 气压传动概述
工料剪下后，即与机动阀脱开，机动阀9复位，所在的排气 通道被封死，气控换向阀10的控制腔气压升高，迫使阀芯上 移，气路换向，气缸活塞带动剪刃复位，准备下一次工作循 环。由此可以看出，剪切机构克服阻力切断工料的机械能是 由压缩空气的压力能转换后得到的。同时，由于换向阀的控 制作用使压缩空气的通路不断改变，气缸活塞带动剪切机机 构频繁地实现剪切与复位的交替动作。
气压传动基础知识
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。
/35
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
气压传动基础知识
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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。
/35
安全保护回路
双手操作回路（与） 只有同时按下两个启动用手
动换向阀，气缸才动作，对 操作人员的手起到安全保护 作用。应用在冲床、锻压机
床上。
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，防止各缸活塞同时动 作，保证只有一个活塞动
作。
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同步动作回路
简单的同步回路 采用刚性零件把两尺寸 相同的气缸的活塞杆连 接起来。
气压传动基础知识
气压传动基础知识一、概括欢迎阅读这篇关于气压传动基础知识的文章！气压传动简单来说，就是通过气压来传递力量。
你没听错就像我们平时用的气球一样，气压传动也是利用气压的变化来产生动力。
那么这篇文章会带你了解气压传动的基本原理和应用。
首先气压传动的基本原理就是利用气体的压力来推动活塞或者膜片运动，从而转换出机械能。
你可能会觉得这个概念很抽象，但其实它在我们的日常生活中有很多应用。
比如气动工具、气动门、甚至汽车的刹车系统，都有气压传动的身影。
气压传动有很多优点，它操作简单，维护方便运行成本也相对较低。
同时因为气体本身的特性，气压传动还可以适应一些特殊环境，比如高温、高湿或者污染严重的环境。
所以气压传动在各个领域都有广泛的应用。
接下来我们会更深入地介绍气压传动的各个部分和它的工作原理。
相信通过阅读后面的内容，你会对气压传动有更全面的了解。
让我们一起踏上这个探索之旅吧！二、气压传动的基本原理气压传动简单来说，就是通过气压来驱动设备工作。
它的基本原理跟我们平时用的气压球差不多，想象一下当你给气压球打气，气压球会膨胀，这就是气压能转换成机械能的过程。
在气压传动中，也是同样的道理。
气压传动的核心部分包括气源、气管、气缸和控制元件。
气源就像我们给气压球打气的气泵，提供气压能量；气管则是连接气源和气缸的管道，相当于气压传输的“高速公路”；气缸是实际执行工作的部分，就像气压球的球体，负责把气压能量转换成机械运动；而控制元件则像是交通指挥员，控制气压的流向和速度。
当我们打开气源，气压通过气管进入气缸，气缸内的活塞就会在气压的作用下运动，从而带动设备工作。
这就像我们吹气球一样，吹气的时候气球会膨胀，我们放手后气球会飞出去，这就是气压传动的基本原理。
虽然简单但气压传动却有着广泛的应用，比如气动工具、自动化生产线等等，都离不开它。
理解了基本原理，我们就更容易掌握气压传动的应用技巧和维护方法了。
1. 气压传动的基本原理概述了解气压传动，先要理解气压传动的基本原理。
《气压传动技术》课件
根据实际应用场景，设计气压传动系统的布 局，包括元件的排列、连接方式等。
气动元件选型
根据系统需求选择适当的气动元件，如气缸 、气阀、气源等。
参数计算与校核
根据系统需求和元件参数，进行必要的参数 计算和校核，如压力损失、流量等。
气压传动系统的设计要点
安全性
确保气压传动系统的安全性，采取必 要的安全措施，如过载保护、防爆等 。
通过引入人工智能技术，可以实现气压传动 系统的自适应控制和智能调节，提高系统的 稳定性和可靠性。同时，通过网络化技术， 可以实现气压传动系统的远程监控和管理， 方便对系统的维护和升级。因此，加强智能 化和网络化方面的研究和应用，对于推动气
压传动技术的未来发展具有重要意义。
THANKS
感谢您的观看
优点
结构简单、工作可靠、成本低廉、维护方便、无污染、适用于恶劣环境等。
缺点
传递效率相对较低、速度调节困难、气动元件响应速度较慢等。
02
气压传动系统的工 作原理
气压传动系统的组成
气源装置
提供气体的装置，包括空气压 缩机、储气罐等。
执行元件
将气体压力转化为机械能的装 置，如气缸、气马达等。
控制元件
控制气体流动方向、流量和压 力的装置，如阀门、减压阀等 。
为了实现高效节能化，需要从多个方面入手，包括提高气压传动系统的效率、优化气动元件的设计和制造工艺、开发新型的 气动元件和系统等。同时，还需要加强相关技术的研究和应用，如能源回收技术、智能控制技术等，以进一步提高气压传动 技术的能源利用效率和系统性能。
安全环保化
安全环保化是气压传动技术的另一个重要发展趋势。随着人们对安全和环保意识的不断提高，对气压 传动技术的安全性和环保性能提出了更高的要求。因此，需要加强气压传动技术的安全性和环保性能 研究，开发更加安全、环保的气动元件和系统，以满足社会的需求。
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。
气压传动部分
14.1.2 往复换向(振荡)回路
气缸连续自动往复运动时，需要换向阀连续自动换向。 换向指令信号一般通过行程阀或行程开关检测。图 14—4所示为气缸自动进行往复振荡回路。手动阀3切 换,向换向阀供气，控制压力p1使换向阀1换向气缸前 进。节流阀和储气罐产生一定的时间延迟，控制压力 p3使换向阀2换向，控制压力p2使换向阀1换向，气缸 后退。同样，节流阀和储气罐产生一定的时间延迟， 控制压力p4使阀2换向到初始状态。这样气缸便可实 现自动往复振荡。
贮气罐4中的压缩空气即可用于一般要求的气动系统，贮气罐7输出 的压缩空气可用于要求较高的气动系统(如气动仪表、射流元件等组成的 系统)。
空压机
1．分类 空气压缩机简称空压机，是气源装置的核心，用以
将原动机输出的机械能转化为气体的压力能。空压机有 以下几种分类方法： (1)按工作原理分类 容积型 速度型 (2)按结构形式分类 (3)按输出压力分类 (4)按输出流量分类
图14-3自锁式换向回路
图14-4换向振荡回路
1,2一手动阀;3一气缸;4一主控阀。 1,2一气控换向阀;3一手动阀;4一储气罐;5一单向节流阀。
14.2 压力与力控制回路
包括压力控制回路与力控制回路
14.2.1 压力控制回路
对系统压力进行调节和控制的回路称为压 力控制回路。
图14—5一次压力控制回路 1一溢流阀；2一空气压缩机；3一单向阀；4一气罐；5一电接点压力表；6一气源调节装置。
图14—1所示为采用无记忆作用的单控换向阀的换向回路。当加 上控制信号后，气缸活塞杆伸出；控制信号一旦消失，无论活塞 杆运动到何处，活塞杆立即返回。在实际运用中必须保证信号有 足够的延续时间，否则会出现事故。
图14—2所示为采用记忆功能的双控换向阀的换向回路。回路中 的主控阀具有记忆功能，故可以使用脉冲信号(其脉冲宽度应保 证主控阀换向)，只有加了相反的控制信号后，主控阀才会换向。
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。
第九章 典型气动系统
9．4 数控加工中心气动换刀系统
为XH754卧式加工中 心。这种换刀机构不 需要机械手，结构比 较简单。刀库转位由 伺服电动机通过齿轮 、蜗杆蜗轮的传动来 实现。气压传动系统 在换刀过程中实现主 轴的定位、松刀、拔 刀、向主轴锥孔吹气 和插刀等动作。
1）当数控系统发出换刀指令，主轴停转，同时4YA通电， 压缩空气经气动三大件1→换向阀4→单向节流阀5→主轴 定位缸A右腔，缸A活塞左移，使主轴自动定位。
3）当缸B活塞上的挡块碰到电气开关b1时，5YA断 电，1YA通电，阀1处于左位，回转缸D顺时针方 向回转，使机械手进入下料点下料。
4）当回转缸D活塞杆上的挡块压下电器行程开关c1 时，1YA断电，2YA通电，阀1处于右位，回转缸 D复位。
5）回转缸复位时，其上挡块碰到电气行程开关c0 时，6YA通电，2YA断电，阀2处于右位；水平缸 B活塞杆退回。
第九章 典型气动系统
9．1 工件夹紧气压传动系统
工件夹紧气压传动系统是机械加工自动线 、组合机床中常用的夹紧装置。
一个动作循环，即缸A活塞杆伸出压下（定 位）→夹紧缸B、C活塞杆伸出夹紧（加工）→ 夹紧缸B、C活塞杆返回→缸A的活塞杆返回。
当工件运动到指定位 置后，气缸A的活塞杆 伸出，将工件定位后 两侧的气缸B和C的活 塞杆伸出，从两侧面 夹紧工件，而后进行 机械加工
1YA:回转缸D转位 2YA:回转缸D复位 3YA:垂直缸C下降
4YA:垂直缸C上升 5YA:水平缸B伸出 6YA:水平缸B退回
1）按下启动按钮，4YA通电，阀7处于上位，压缩 空气进入垂直气缸C下腔，活塞杆上升。
2）当气缸C活塞杆上的挡块碰到电气行程开关a1时 ，4YA断电，5YA通电，阀2处于左位，水平气缸 B活塞杆伸出，带动机械手进入工作点并夹取工件 。
气压传动部分
273.16 p g 0 T p0
（1-12）
g—在热力学温度为T和绝对压力为p下的干空气密度，单位为kg／m3；0—基准状态 下干空气的密度，0=l.293kg/m3；T—热力学温度，T=273.16＋t，单位为K；t—温度，
单位为C；p—绝对压力，单位为MPa；p0—基准状态下干空气的压力，p0=0.1013MPa。
(1-79)
p*—放气临界压力，一般为0.192MPa
容器放气时的压力与时间的关系曲线
三、气体元件的通流能力
1.流量特性 （1）有效通流截面
1）对于节流阀、气阀等
s
2）对于管道
d 2
4
-收缩系数
s s0
-系数
（1-101）
系统中若干个元件并联接合成有效介面积sR： sR=s1+s2+s3+… 系统中若干个元件串联接合成有效介面积sR：
放气结束所需的时间t(s)为:
T1 p p2 T2
(1-78)
k 1 k 1 2k p1 2 k 0.945 p1 2 k t p * 1 0.1013 k 1
2.粘性 3.压缩性和膨胀性 气体因分子间的距离大，内聚力小，故分子可自由运动。 因此，气体的体积容易随压力和温度发生变化。 气体体积随压力增大而减小的性质称为压缩性；而气体体 积随温度升高而增大的性质称为膨胀性。气体的压缩性和膨胀 性都远大于液体的压缩性和膨胀性，放研究气压传动时，应予 考虑。 气体体积随压力和温度的变化规律服从气体状态方程。
气动技术在工业中的应用如下： （1） 物料输送装置：夹紧、传送、定位、定向和物 料流分配； （2）一般应用：包装、填充、测量、锁紧、轴的驱 动、物料输送、 零件转向及翻、零件分拣、元件堆垛、 元件冲压或模压标记和门控制； （3） 物料加工：钻削、车削、铣削、锯削、磨削和 光整。 气动系统用于自动装卸生产及气动机械手的例子如图 所示。
第九章气压传动详解
第九章气压传动详解第九章气压传动★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。
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
机械知识气压传动培训PPT课件
排气节流阀安装在气动元件的排气口处，调节排入大气 的流量，以此控制执行元件的运动速度。它不仅能调节执 行元件的运动速度，还能起到降低排气噪声的作用。
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§9－3 气动基本回路
气动基本回路是指由有关气动元件组成的，能完 成某种特定功能的气动回路。
按功能分，主要有： ➢方向控制回路 ➢压力控制回路 ➢速度控制回路
（4）储气罐 储气罐的作用如下： 1）消除由于空气压缩机断续排 气而对系统引起的压力波动，保证 输出气流的连续性和平稳性。 2）储存一定数量的压缩空气， 以备发生故障或临时需要应急使用。 3）进一步分离压缩空气中的油、 水等杂质。
二、气动三联件
从气源装置中输出的得到初步净化的压缩空气在进 入车间后，一般还需经过气动三联件（又叫气源调节装 置）后方能进入气动设备。气动三联件包括：
1. 单作用气缸速度控制回路
可进行双向速 度调节
可实现快速返回，但 返回速度不能调节
2. 双作用气缸速度控制回路 活塞的运动速度依靠进气侧的单向节流阀进行调节，适用 于对速度稳定性要求不高的场合。
四、其他常用气动回路
1. 气液联动回路 在气动回路中，采用气液转换器后，就相当于把气压 传动转换为液压传动，这就使执行元件的速度调节更加稳 定，运动也更平稳。若采用气液增压回路，则还能得到更 大的推力。气液联动回路装置简单，经济可靠。
（3）干燥器 干燥器的作用是进一步除去压缩空气中所含的水蒸气， 主要方法有冷冻法和吸附法。 冷冻法是利用制冷设备使压缩空气冷却到一定的露点 温度，析出空气中的多余水分，从而达到所需要的干燥 程度。 吸附法是利用硅胶、活性氧化铝、焦炭或分子筛等具 有吸附性能的干燥剂来吸附空气中的水分以达到干燥的 目的。
➢后冷却器 ➢除油器 ➢干燥器 ➢储气罐
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。
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。
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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。
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。
（2）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。
三、充、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。
1.向定积容器充气问题（1）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=kT s/［1+p1(k-1)/p2］式中Ts为热力学温度，设定Ts=Ti；k为绝热指数。
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（2）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)ττ＝ 5.217×10－3×（V/kS）(273/Ts)1/22.容器的放气（1）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 但容器停止放气，容器内温度上升到室温，其内的压力也上升至p p=p2T1/T2（2）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p a所需绝热放气时间为T=t1+t2=｛（2k/k-1）［(p1/p e)(k-1)/2k-1)］+0.945(p1/1.013×105)(k-1)/2k｝ττ= 5.217×10-3V(273/T1)1/2/kS式中p e为放气临界压力（1.92×105Pa)第二节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1.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。
2.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。
3.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。
4.气动辅件气动系统中的辅助元件，如消声器、管道、接头等。
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，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。
1.组成：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。
2.气压发生装置（1）功用：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。
（2）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。
（3）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。
空压机输出流量q Vn＝(q Vn0+q Vn1)/(0.7～0.8)q Vn0——配管等处的泄漏量q Vn1——工作元件的总流量3.压缩空气的净化装置和设备（1）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。
（2）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。
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气质量、进行气源净化处理的辅助设备。
（3）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。
油水分离器：主要利用回转离心、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。
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。
4.管道系统5.气动三大件（1）组成：分水过滤器，减压阀，油雾器。
气动三大件是压缩空气质量的最后保证。
①分水过滤器作用是除去空气中的灰尘、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②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③减压阀起减压和稳压作用。
（2）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。
二、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。
1.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。
（3）无杆气缸组成：由缸筒2，防尘和抗压密封件7、4，无杆活塞3，左右端盖1，传动舌片5，导架6等组成。
原理：铝制缸筒2沿轴向方向开槽，为防止内部压缩空气泄漏和外部杂物侵入，槽被内部抗压密封件4和外部防尘密封件7密封，塑料的内外密封件互相夹持固定着。
无杆活塞3两端带有唇型密封圈，活塞两端分别进、排气，活塞将在缸筒内往复移动。
通过缸筒槽的传动舌片5，该运动被传递到承受负载的导架6上。
此时，传动舌片将密封件4、7挤开，但它们在缸筒的两端仍然是互相夹持的。
因此传动舌片与导架组件在气缸上移动时无压缩空气泄漏。
（4）冲击气缸由缸筒、活塞和固定在缸筒上的中盖组成，中盖上有一喷嘴。
它能产生相当大的冲力，可以充当冲床使用。
整个工作过程分为三个阶段：复位段：气源由孔A供气，孔B排气，活塞上升至密封垫封住喷嘴，气缸上腔成为密封的储气腔。
储能段：气源改由孔B进气，孔A排气。
由于上腔气压作用在喷嘴上面积较小，而下腔气压作用面积大，故使上腔贮存很高的能量。
冲击段：上腔压力继续升高，下腔压力继续降低，当上下腔压力比大于活塞与喷嘴面积比时，活塞离开喷嘴，上腔气体迅速充入活塞与中盖间的空间。
活塞将以极大的加速度向下运动。
气体的压力能转换为活塞的动能，产生很大的冲击力。
2.气缸的工作特性（1）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。
（2）气缸的理论输出力：其计算公式与液压缸相同。
（3）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。
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（4）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。
3.气马达（1）叶片式气马达的工作原理及特性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。