气动自动化设备及生产线.ppt

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2019-7-23
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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。 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。
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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
2019-7-23
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一次压力控制回路
一次压力控制回路
电接触式压力表根据 贮气罐压力控制空压机 的起、停，一旦贮气罐 压力超过一定值时，溢 流阀起安全保护作用。 简单压力控制回路 采用溢流式减压阀对气 源实行定压控制。
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过载保护回路
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， 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。
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流量控制阀
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
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方向控制阀：
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”。
快速排气阀
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2019-7-23
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气动逻辑元件
它是通过元件内部的可动部件的动作改变气流方向来
实现一定逻辑功能的气动控制元件。
气动逻辑元件的特点
元件流道孔道较大，抗污染能力较强（射流元件除外）； 元件无功耗气量低； 带负载能力强； 连接、匹配方便简单，调试容易，抗恶劣工作环境能力强； 运算速度较慢，在强烈冲击和振动条件下，可能出现误动作。
2019-7-23
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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：
活塞式和膜片式
活塞式又分单活塞式和双活塞式
单活塞式又分有活塞杆和无活塞杆
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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。
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位置控制回路
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。
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无活塞杆气缸
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，
非门 当a口有信号输入，S 口无信号输出；当a口无信号 输入，S口有信号输出。 逻辑表达式 S= a 逻辑符号
禁门 a信号禁止b信号输 出；无a信号则有b信号输出 （将图示气源口p改为信号口 b）。 逻辑表达式 S=a．b 逻辑符号
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或非元件
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2019-7-23
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工业应用实例分析与设计
设备分析
此工作站由几个执行元件组成：
推料气缸——A
推料气缸——B
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工业应用实例分析与设计
设备分析
初始状态分析：
推料气缸——A，处于缩回，为A－
推料气缸——B，处于缩回，为B－
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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。
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无活塞杆气缸的结构图
2019-7-23
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气动马达
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；
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。
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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。
消声器是通过阻尼或增加排气面积来降低排气的 速度和功率，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。
按下手动阀，二 位五通换向阀处 于左位，气缸外 伸；当活塞杆挡 块压下机动阀后， 二位五通换至右 位，气缸缩回， 完成一次往复运 动。
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连续往复动作回路
连续往复动作回路 手动阀1 换向，高 压气体经阀3 使阀 2换向，气缸活塞 杆外伸，阀3 复位， 活塞杆挡块压下行 程阀4 时，阀2 换 至左位，活塞杆缩 回，阀4 复位，当 活塞杆缩回压下行 程阀3 时，阀2 再 次换向，如此循环 往复。
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。
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往复动作回路
单往复动作回路
按结构形式可分高压截止式逻辑元件、膜片式 逻辑元件、滑阀式逻辑元件和射流元件。
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高压截止式逻辑元件
与门 当a、b 同时有 信号，S 口有信号输出； 当a、b 口只有一个有 气信号时，S 口均无信 号输出。
逻辑表达式 S =a ·b
逻辑符号
是门 当a 口有信号输 入，气源气流（图示 b 口改为气源p）就从S口 输出。
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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。
2019-7-23
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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。
2019-7-23
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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。
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
2019-7-23
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
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气液联动速度控制回路
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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位置控制回路
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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。
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。
信气号液输缸出串。联变速回路
当活逻塞辑杆表右达行式到撞S 块=Aa
碰到+机动b 换向阀后开始
作 的慢安逻速装辑运位符动置号。，改即变可撞改块变
开始变速的位置。 2019-7-23
或非元件 该元件有三个输入口，一个输出 口，一个气源口。三个输入口中任一个有气 信号，S口就无输出。 逻辑表达式S=a+b+c 逻辑符号
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气动基本回路
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
逻辑表达式 S=a
2逻019辑-7-2符3 号
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或门
或门 当a、b口有一 个有气信号，S口就 有信号输出。若a、b 两个口均有输入，则 信号强者将关闭信号 弱者的阀口，S口仍 然有气信号输出。
逻辑表达式 S = a +b
逻辑符号
2019-7-23
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非门
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管道系统和气动三大件
管道系统的布置原则。
气动三大件：
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
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
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气动程序控制回路：工业应用实 例
问题提出：
工业应用装置中的送料机
构：用A、B两个气缸将工件 从料仓中传递到滑槽。按下 按钮，气缸A伸出，将工件 从料仓推出，等待气缸B将其 推入输送滑槽。工件传递到 位后，A缸回缩，接着B缸回 缩。
要求：两个气缸的运动速度可
以调节，同时需要检测伸出
2019-7-23
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速度控制回路
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。
2019-7-23
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速度控制回路
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。
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气液联动速度控制回路
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 头等。
2019-7-23
气动系统中的辅助元件，如消声器、管道、接
工业应用实例设计与分析
设备分析 工作过程分析，画出位移－步骤图：
A＋，B＋，A－，B－
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总 结：气动程序控制回路的设计 步骤
问题提出
评价：核实 气动系统性能
2019-7-23
分析：确定气动控制系统目标 确定：气动控制系统特殊要求
设计：设计一个气动系统方案
方案实现：构造、组装和检查
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常用基本回路
安全保护回路 同步动作回路 往复动作回路
2019-7-23
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安全保护回路
双手操作回路
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。
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互锁回路
第四章 气动自动化设备及生产线
气动技术概况 气动执行元件 气动控制元件 气动检测元件 电气控制系统 PLC控制系统 常用气动自动化设备及生产线实例
2019-7-23
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气动系统组成
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。