气压传动基础知识
气压传动
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
气压传动基础知识
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
气压传动基础知识
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。
气压传动基础知识
气压传动知识
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
气压传动、液压传动和液力传动基础知识
气压传动、液压传动和液力传动基础知识一、气压传动篇气压传动以压缩气体为工作介质，靠气体的压力传递动力或信息的流体传动。
传递动力的系统是将压缩气体经由管道和控制阀输送给气动执行元件，把压缩气体的压力能转换为机械能而作功;传递信息的系统是利用气动逻辑元件或射流元件以实现逻辑运算等功能，亦称气动控制系统。
1、气压传动的特点工作压力低，一般为0.3~0.8兆帕，气体粘度小，管道阻力损失小，便于集中供气和中距离输送，使用安全，无爆炸和电击危险，有过载保护能力；但气压传动速度低，需要气源。
2、气压传动的组成气压传动由气源、气动执行元件、气动控制阀和气动辅件组成。
气源一般由压缩机提供。
气动执行元件把压缩气体的压力能转换为机械能，用来驱动工作部件，包括气缸和气动马达。
气动控制阀用来调节气流的方向、压力和流量，相应地分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。
气动辅件包括:净化空气用的分水滤气器，改善空气润滑性能的油雾器，消除噪声的消声器，管子联接件等。
在气压传动中还有用来感受和传递各种信息的气动传感器。
3、气压传动的优点•用空气做介质，取之不尽，来源方便，用后直接排放，不污染环境，不需要回气管路因此管路不复杂；•空气粘度小，管路流动能量损耗小，适合集中供气远距离输送；•安全可靠，不需要防火防爆问题，能在高温，辐射，潮湿，灰尘等环境中工作；•气压传动反应迅速；•气压元件结构简单，易加工，使用寿命长，维护方便，管路不容易堵塞，介质不存在变质更换等问题；4、气压传动的缺点•空气可压缩性大，因此气动系统动作稳定性差，负载变化时对工作速度的影响大；•气动系统压力低，不易做大输出力度和力矩；•气控信号传递速度慢于电子及光速，不适应高速复杂传递系统；•排气噪音大；二、液压传动篇液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。
1、液压传动的基本原理利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。
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
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。
气压基础知识
气压传动基础知识一、气压传动与控制的定义及工作原理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。
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。
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。
图所示为用图形符号绘制的气动剪切机系统原理图。
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，如图所示。
1.气源装置气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。
气压传动基本知识
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
气压传动基础知识
气压传动基础知识说到气压传动，咱们先来个简单的比喻，想象一下你在给气球充气，哇，那股力量是不是很神奇？咻的一声，气球胀得大大的，里面的空气就像是无形的魔法，把气球撑得高高的。
气压传动就是利用这种空气的力量来做事情。
它可不仅仅是气球的专利，很多工业设备都在用这一招呢。
气压传动，顾名思义，就是通过气体的压力来传递力量。
这里面有个小知识点，气体的压力可以通过压缩来增大。
想想你用手捏住气球，气球里边的空气就会被挤压得更紧，压力随之上升。
嘿，这个原理在很多机器上都能找到影子。
比如，气压缸就是个很好的例子。
你看，它像个壮汉，能把重重的物品轻松搬动，真是个力气活儿。
在生活中，气压传动无处不在。
想象一下，你每天早上喝的咖啡机，嘿，那也是靠气压来工作的呢。
水加热后，蒸汽产生的压力推动水流，从而完成了美味咖啡的使命。
真是把科技和生活结合得恰到好处，让人不得不赞叹。
咱们的汽车刹车系统也离不开它。
想象一下，开车在马路上，刹车一踩，瞬间车子就停下来了，这可是气压在发威呢。
气压传动还有个优点，那就是它可以实现快速反应。
想想如果机器需要慢吞吞地工作，那可真是让人着急。
可气压传动不同，咻的一声，力量立马就传递过去，简直是飞快！再加上它的精度也很高，几乎不会出错，真是让人放心。
有些人可能会问，气压传动是不是只有优点呢？嘿，当然不是，任何事物都有两面性。
气压传动的缺点也不少，首先就是设备的维护。
咱们知道，气体总是需要保持一定的压力，一旦系统出现漏气，那可就麻烦大了。
想想你家里的水管，漏水了，水一滴一滴流出去，那心里别提多难受。
而气压系统也是如此，漏气不仅浪费资源，还会影响效率，真是让人头疼的事情。
气压传动的能耗也不容小觑。
虽然它能瞬间传递力量，但要维持这个压力，需要消耗不少电力。
这可就得好好算算账了。
在使用气压传动的时候，安全问题也是个大事。
咱们可不能小看了这一点。
气压过高可能会导致设备的损坏，甚至引发事故。
想想你如果用气筒给轮胎充气，突然压力过大，轮胎炸了，那可就得不偿失。
液压与气压传动--第10章 气压传动基本知识
pvn=常数
式中 n—多变指数；
或
p1v1n= p2v2n
n=0，等压变化过程； n=1，等温变化过程； n=k，绝热变化过程； n=±∞ , 等容过程 。
10.3 逻辑运算简介
一、逻辑“或”和逻辑“与”的恒等式 逻辑“或”：两个或两个以上的逻辑信号相加 逻辑“与”：两个或两个以上的逻辑信号相乘
逻辑“或” A+0=A;A+1=1；A+A=A 二、逻辑“非” 运算规律： 逻辑“与” A· 0=0;A· 1=A;A· A=A
气体的压力、温度和体积这三个参数表征气体处于某种 状态。气体从一种状态变化到另一种状态称为状态变化。气 体状态方程描述气体在状态变化以后或在变化过程中，当处 于平衡时，这些参数之间的关系。本节介绍几种常见的状态 变化过程。
一、理想气体状态方程
不计粘性的气体称为理想气体。空气可近似视为理想气体。 一定质量的理想气体在状态变化的某一稳定瞬时，其状态方程为：
(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、电气传动和控制优越； (8)气动装置结构简单，成本低，维护方便，过载能自动保护。
2、缺点
(1)由于空气的可压缩性较大，气动装置的动作稳定性 较差，外载变化时，对工作速度的影响较大； (2)由于工作压力低，气动装置的输出力或力矩受到限 制。在结构尺寸相同的情况下，气压传动装置比液压传 动装置输出的力要小得多。气压传动装置的输出力不宜 (3)气动装置中的信号传动速度比光、电控制速度慢， 所以不宜用于信号传递速度要求十分高的复杂线路中。 (4)噪声较大，尤其是在超音速排气时要加消声器。
p2 T2 p T1 1
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。
13第十三章 气压传动基础
4.气一液联动速度控制回路 气一液联动速度控制回路是利用气动控制实现液压传动,具有运动 平稳,停止准确,泄漏途径少,制造维修方便,能耗小等特点.如图 13-29所示,压缩空气由气源经换向阀进入气液转换器1或2的气腔,并 将气压力转换为液压力,再通过改变两个单向节流阀的开度,来实现液 压缸往复运动的无级调速.这种回路要求气液转换器的储油量大于液压 缸的容积,并要注意油气间的密封,以免气体窜入油中,保证运动速度 的稳定. 图13-30所示为气一液阻尼缸和两个单向节流阀组成的速度控制回 路.调节两个节流阀的开度,可使气缸获得两个方向的无级调速.高位 油箱是为补充液压缸的泄漏而设置的.
第一节 气压传动基础知识
一,气压传动的工作原理
图13-1所示为气动剪切机的工作原理图. 图13-1b为用职能符号表示的气动剪切机的工作原理图.
二,气压传动系统的组成
气压传动系统由以下四个部分组成: (1)气源装置 (2)执行元件 (3)控制元件 (4)辅助元件
三,气压传动的特点
气压传动与机械,电气,液压传动相比,有以下优点: 1)以空气为工作介质,不仅易于取得,而且用后可直接排入大气, 处理方便,也不污染环境. 2)因空气的粘度很小(约为油的万分之一),在管道中流动时的 能量损失很小,因而便于集中供气和远距离输送,气动动作迅速,调节 方便,维护简单,不存在介质变质及补充等问题.
2.气动马达 气动马达是把 压缩空气的压力能 转换成回转运动形 式的机械能的装置. 其作用与液压马达 相当,即输出转矩 驱动机构作旋转运 动. 最常见的气动 马达有:叶片式, 活塞式和薄膜式三 种.如图13-11所 示.
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
欢迎指导
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
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。
设备控制技术课件第8章气压传动基本知识
向气动系统提供压缩空气的装置为气源装置。其主体是空气压缩机，由
空气压缩机产生的压缩空气，因含有过高的杂质，不能直接使用，必须经过
降温、除尘、除油、过滤等一系列处理后才能用于气压系统。
8.2.1 空气压缩机
空气压缩机是将机械能转换成压力能的装置，是产生和输送压缩空气 的机器。
1.空气压缩机的分类 按工作原理可分为容积式和动力式两大类。在气压传动中，一般采用 容积式空气压缩机。 按输出压力分为：低压压缩机(0.2MPa≤p<1MPa)
图8-4为离心旋转式油水分滤器的结构原理图。压
缩空气→输入口→旋风叶子→沿存水杯3产生强烈的
旋转→水滴、油滴等分离出来→沉到杯底；当气流通
过滤芯2时，气流中的灰尘及部分雾状水份被滤芯拦
截→洁净干燥的气体→输出口。
挡水板4 →为防止气流的旋涡卷起存水杯中的积
水。 油水分滤器正常工作→应及时打开放水阀5，放 图8-4离心旋转式油水分滤器
8.1 气压传动概述
8.1.1 气压传动系统的工作原理 以气动剪切机为例，介绍气压传动的工作原理。图8-1所示为剪切机气 动系统工作原理示意图，图示位置为剪切前的情况。
图8-1 剪切机气动系统工作原理示意图
空气压缩机1产生的压缩空气经后冷 却器2、油水分离器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a进入换向阀 9的下腔，使上腔弹簧压缩，换向阀阀 芯位于上端；大部分压缩空气经换向阀 9后由b路进入气缸10的上腔，而气缸的 下腔经c路、换向阀与大气相通，故气 缸活塞处于最下端位置。
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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
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。
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，
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▪ 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
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▪ 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、
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
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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）
▪ 电磁控制换向阀，电、
气控制换向阀
▪ 机械控制换向阀 ▪ 人力控制换向阀
▪ 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。
▪ 气动马达在使用中必须得到良好的润滑
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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
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。
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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
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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。
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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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
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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。
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。
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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
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力控制回路
气动系统一般压力较低，所以往往是通过改变执 行元件的受力面积来增加输出力。
▪ 串联气缸回路
通过控制电磁阀 的通电个数，实 现对分段式活塞 缸的活塞杆输出 推力的控制。
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▪ 采用气液增压器的增力回路
利用气液增压器1 把较低的气压 变为较高的液压力，提高了气液 缸2 的输出力。
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。
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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。
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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。
▪ 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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换向回路
▪ 单作用气缸换向回路 （ 左））
▪ 用三位五通换向阀可控制 单作用气缸伸、缩、任意 位置停止。
(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。
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▪ 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