10.1氣源裝置與氣動(dòng)輔件

10.2氣動(dòng)執(zhí)行元件

10.3氣動(dòng)控制元件

小結(jié)第10章氣動(dòng)元件10.1氣源裝置與氣動(dòng)輔件圖10-1氣源裝置組成示意圖

1-壓縮機(jī)2-后冷卻器3-油水分離器4-儲(chǔ)氣罐5-干燥器6-過(guò)濾器7-儲(chǔ)氣罐8-加熱器9-閥2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-2

單缸活塞式空氣壓縮機(jī)工作原理1-排氣閥2-缸體3-活塞4-活塞桿5-滑塊6-連桿7-曲柄8-吸氣閥9-彈簧1.空氣壓縮機(jī)(1)分類(lèi)

按壓力高低可分為低壓型(0.2～1.0MPa)、中壓型(1.0～10MPa)和高壓型(>10MPa)；按排氣量可分為微型壓縮機(jī)(V<1m3/min)、小型壓縮機(jī)(V＝1～10m3/min)、中型壓縮機(jī)(V＝10～100m3/min)和大型壓縮機(jī)(V>100m3/min)；按工作原理可分為容積型和速度型。

(2)空氣壓縮機(jī)的工作原理2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-3蛇管式水冷卻器結(jié)構(gòu)與符號(hào)

將空壓機(jī)出口的高溫壓縮空氣冷卻到40～50℃或更低，使其中的水分和油霧冷凝成液態(tài)，以便從放污口排出，以免對(duì)氣動(dòng)元件造成不良的影響。后冷卻器有風(fēng)冷式和水冷式兩種.2．后冷卻器2023/2/6第10章氣動(dòng)元件

油水分離器安裝在后冷卻器出口管路上，其作用是將壓縮空氣中的水分、油分和灰塵等雜質(zhì)分離出來(lái)，使壓縮空氣得到初步凈化。油水分離器的結(jié)構(gòu)形式有環(huán)形回轉(zhuǎn)式、撞擊折回式、離心旋轉(zhuǎn)式、水浴式以及以上形式的組合形式。3．油水分離器2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-5

貯氣罐外形及圖形符號(hào)1-排水閥2-檢查孔3-安全閥4-壓力表(1)貯存一定量的壓縮空氣。調(diào)節(jié)用氣量，解決空壓機(jī)的輸氣量與氣動(dòng)設(shè)備耗氣量之間的不平衡。(2)作為應(yīng)急氣源。在空壓機(jī)發(fā)生故障和臨時(shí)需要時(shí)維持短時(shí)間的供氣，以保證氣動(dòng)設(shè)備的安全工作。(3)減小輸出氣流的脈動(dòng)和由此引起的管道等機(jī)械振動(dòng)和噪聲，保持輸出氣流的連續(xù)性、平穩(wěn)性。(4)進(jìn)一步降低壓縮空氣的溫度，沉積分離掉壓縮空氣中的水分和油分等雜質(zhì)。4．儲(chǔ)氣罐2023/2/6第10章氣動(dòng)元件干燥器的作用是進(jìn)一步除去壓縮空氣中的水分、油分和顆粒雜質(zhì)等，使壓縮空氣干燥。目前工業(yè)上常用的干燥器有吸附式干燥器和冷凍式干燥器。圖10-6

吸附式干燥器結(jié)構(gòu)圖1-濕空氣進(jìn)氣管2-頂蓋3、5、10-法蘭4、6-再生空氣排氣管7-再生空氣進(jìn)氣管8-干燥空氣排氣管9-排水管11、22-密封墊12、15、20-鋼絲過(guò)濾網(wǎng)13-毛氈14-下柵板16、21-吸附劑層17-支撐板18-筒體19-上柵板5．干燥器2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-9

分水過(guò)濾器1-旋風(fēng)葉片2-濾芯3-存水杯4-擋水板5-放水閥

過(guò)濾器的作用是在壓縮空氣進(jìn)入控制回路之前進(jìn)一步濾除壓縮空氣中的雜質(zhì)，以保證控制元件的可靠工作。6．過(guò)濾器2023/2/6第10章氣動(dòng)元件10.1.2氣動(dòng)輔件1.油霧器油霧器是一種特殊的給油裝置，它以壓縮空氣為動(dòng)力，將潤(rùn)滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中，使該壓縮空氣具有潤(rùn)滑氣動(dòng)元件的能力。采用油霧器潤(rùn)滑均勻穩(wěn)定，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)元件進(jìn)行潤(rùn)滑。油霧器可分為普通型和微霧型兩大類(lèi)圖10-10普通油霧器的結(jié)構(gòu)示意圖

油霧器可以單獨(dú)使用，也可以和空氣過(guò)濾器、減壓閥構(gòu)成氣動(dòng)三聯(lián)件聯(lián)合使用，其位置應(yīng)安裝在過(guò)濾器、減壓閥之后，與換向閥的距離不超過(guò)5m處。安裝時(shí)注意進(jìn)、出口不能接錯(cuò)，必須垂直安裝并保持正常油面位置。2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-10

普通油霧器的結(jié)構(gòu)示意圖1-立桿2-閥芯3-彈簧4-閥座5-儲(chǔ)油杯6-吸油管7-單向閥8-節(jié)流閥9-視油器10-油塞

特殊單向閥2023/2/6第10章氣動(dòng)元件

圖10-11(a)沒(méi)有氣流輸入時(shí)的情況，閥中的彈簧把鋼球頂起，頂住加壓通道。圖10-11(b)為工作時(shí)閥芯狀態(tài)，壓力氣體推開(kāi)鋼球，加壓通道暢通，氣體進(jìn)入油杯加壓，彈簧的作用使鋼球正好處于中間位置。圖10-11(c)為不停氣加油時(shí)，單向閥的狀態(tài)。首先擰松油霧器加油孔的油塞10，使油杯中氣壓降至大氣壓。此時(shí)單向閥的閥芯由中間工作位置被壓下，壓縮空氣無(wú)法進(jìn)入油杯，確保油杯內(nèi)的氣壓保持為大氣壓，不至于使油杯中的油液從加油孔噴出。2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-12

吸收型消聲器2.消聲器圖10-13膨脹干涉吸收型消聲器

膨脹干涉型消聲器的直徑比排氣孔徑大得多，氣流在里面擴(kuò)散、碰撞、反射、互相干涉，減弱了噪聲強(qiáng)度，最后氣流通過(guò)非吸音材料制成的、開(kāi)孔較大的多孔外殼排入大氣。主要用來(lái)消除中、低頻噪聲。

吸收型消聲器主要利用多孔的吸聲材料吸收聲音。2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-14浮子式自動(dòng)排水器1-蓋板2-噴嘴3-浮子4-濾芯5-排水口6-溢流孔7-彈簧8-操縱桿

自動(dòng)排水器用于自動(dòng)排除管道低處、油水分離器、儲(chǔ)氣罐及各種過(guò)濾器底部等處的冷凝水?？砂惭b于不便通過(guò)自動(dòng)排水器有氣動(dòng)式和電動(dòng)式兩大類(lèi)。3．自動(dòng)排水器2023/2/6第10章氣動(dòng)元件10.2氣動(dòng)執(zhí)行元件10.2.1

氣缸1.氣缸的分類(lèi)2023/2/6第10章氣動(dòng)元件2023/2/6第10章氣動(dòng)元件2023/2/6第10章氣動(dòng)元件2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-17彈簧復(fù)位單作用氣缸1—活塞桿；2—過(guò)濾片；3—止動(dòng)套；4—彈簧；5—活塞2.常用氣缸(1)普通氣缸圖10-16雙作用氣缸結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)1后缸蓋；2活塞；3缸筒；4活塞桿；5緩沖密封圈；6前缸蓋；7導(dǎo)向套；8防塵圈2023/2/6第10章氣動(dòng)元件雙作用氣缸的輸出推力的計(jì)算活塞右行時(shí)活塞桿產(chǎn)生的推力F1，左行時(shí)活塞桿產(chǎn)生的拉力為F2氣缸一個(gè)往復(fù)行程壓縮空氣耗氣量q可按下式計(jì)算：2023/2/6第10章氣動(dòng)元件由于空氣的壓縮性，在氣缸工作過(guò)程中若載荷的變化較大，會(huì)出現(xiàn)工作裝置運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求較高的場(chǎng)合，將氣缸和液壓缸組合使用，形成了氣液阻尼缸。由氣缸產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，用液壓缸獲得平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)。(2)氣液阻尼缸2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-19膜片氣缸1—缸體；2—膜片；3—膜盤(pán)；4—活塞桿膜片氣缸優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，體積小，重量輕，密封性好，不易漏氣，加工簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)磨損件，維護(hù)修理方便等。缺點(diǎn)：行程短，一般不超過(guò)50mm。平膜片的行程更短，約為其直徑的1/10。適用于行程短的場(chǎng)合。(3)膜片式氣缸2023/2/6第10章氣動(dòng)元件

工作過(guò)程中即使動(dòng)力氣源出現(xiàn)故障，由于彈簧力的作用，仍能鎖定活塞桿不使其移動(dòng)。這種制動(dòng)氣缸夾緊力大，動(dòng)作可靠。圖10-20制動(dòng)氣缸1—活塞桿2—制動(dòng)閘瓦3-制動(dòng)活塞4-彈簧5-活塞(4)制動(dòng)氣缸2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-21回轉(zhuǎn)氣缸1-導(dǎo)氣頭2-軸承3-缸蓋與導(dǎo)氣頭閥芯4-密封圈5-活塞6-缸體7-活塞桿缸體6、連同缸蓋3等可相對(duì)于導(dǎo)氣頭1回轉(zhuǎn)。油塞桿只作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。(5)回轉(zhuǎn)氣缸2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-22普通型沖擊氣缸1-活塞桿2-前蓋3-氣缸體4-活塞5-中蓋6-后蓋初始狀態(tài)：頭腔進(jìn)氣，活塞在工作壓力的作用下處于上限位置，封住噴口。蓄能狀態(tài)：蓄能腔充氣，由于噴口的面積為缸徑的1/9，蓄能腔壓力逐漸上升，當(dāng)蓄能腔作用在噴嘴小面積上的力足以克服活塞下行所受到的阻力時(shí)，活塞開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，噴嘴打開(kāi)。沖擊狀態(tài)：活塞開(kāi)始移動(dòng)的瞬間，蓄能腔內(nèi)的氣壓已達(dá)到工作壓力，活塞上腔通過(guò)尾腔與大氣相通，則蓄能腔內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)噴口以聲速向尾腔充氣，且氣壓作用在活塞上的面積突然增大8倍，于是活塞快速向下沖擊作功。(6)沖擊氣缸2023/2/6第10章氣動(dòng)元件沖擊氣缸工作原理2023/2/6第10章氣動(dòng)元件無(wú)桿氣缸是指利用活塞直接或方式連接外界執(zhí)行的機(jī)械，并使其跟隨活塞實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸，這種氣缸的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省安裝空間。(7)無(wú)桿氣缸2023/2/6第10章氣動(dòng)元件10.2.2氣馬達(dá)圖10-25

葉片式氣動(dòng)馬達(dá)

1-葉片2-定子3-轉(zhuǎn)子氣馬達(dá)是將壓縮空氣能量轉(zhuǎn)換成連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的氣動(dòng)執(zhí)行元件。容積式氣馬達(dá)按結(jié)構(gòu)不同，分成葉片式、活塞式、齒輪式等。2023/2/6第10章氣動(dòng)元件10.3氣動(dòng)控制元件10.3.1方向控制閥方向閥可分為換向型控制閥和單向型控制閥1.換向型控制閥控制調(diào)節(jié)壓縮空氣的方向、壓力和流量的控制閥。圖10-27推拉式手動(dòng)閥工作原理與圖形符號(hào)

（1）人力控制換向閥2023/2/6第10章氣動(dòng)元件(3)氣壓控制換向閥(2)機(jī)械控制換向閥機(jī)械控制換向閥是利用執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其他機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)部件，借助凸輪、滾輪、杠桿和撞塊等機(jī)械外力推動(dòng)閥芯，實(shí)現(xiàn)換向的閥。加壓控制圖10-27單氣控?fù)Q向閥工作原理與圖形符號(hào)

2023/2/6第10章氣動(dòng)元件卸壓控制卸壓控制是指加在閥芯上的控制信號(hào)的壓力值是漸降的控制方式，當(dāng)壓力降至某一值時(shí)閥便被切換差壓控制圖10-30二位五通差壓控制換向閥圖形符號(hào)2023/2/6第10章氣動(dòng)元件(4)電磁控制換向閥直動(dòng)型電磁換向閥先導(dǎo)式電磁換向閥圖10-33先導(dǎo)型電磁換向閥圖形符號(hào)

圖10-31單電控直動(dòng)型電磁換向閥

2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-34

單向閥結(jié)構(gòu)原理與圖形符號(hào)1-閥體

2-閥芯

3-密封墊

4-彈簧2.單向型控制閥(1)單向閥2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-35

或門(mén)型梭閥結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào)1-閥體

2-閥芯

3-閥座(2)梭閥(或門(mén)式梭閥)2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-37

與門(mén)型梭閥工作原理圖(3)與門(mén)型梭閥(雙壓閥)2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-39快速排氣閥的結(jié)構(gòu)及職能符號(hào)

快速排氣閥用于氣缸或其他氣動(dòng)裝置快速排氣，簡(jiǎn)稱快排閥。(4)快速排氣閥2023/2/6第10章氣動(dòng)元件10.3.2壓力控制閥壓力控制閥調(diào)節(jié)和控制壓力大小的控制閥。包括減壓閥、安全閥、順序閥等。1.減壓閥圖10-41直動(dòng)型減壓閥結(jié)構(gòu)原理與圖形符號(hào)1-手柄2-調(diào)壓彈簧

3-溢流口

4-膜片

5-閥芯

6-反饋導(dǎo)管7-閥口

8-復(fù)位彈簧氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，一般由空氣壓縮機(jī)先產(chǎn)生壓縮空氣，再將此壓力高的壓縮空氣貯存于貯氣罐中，經(jīng)管路輸送給各氣動(dòng)裝置，因氣動(dòng)裝置所要求的工作壓力都比空氣壓縮機(jī)輸出的壓力低，而且空氣壓縮機(jī)的輸出壓力又是波動(dòng)變化的，為了供給各氣動(dòng)裝置所需的穩(wěn)定的工作壓力，就要采用減壓閥。2023/2/6第10章氣動(dòng)元件2023/2/6減壓閥的主要特性①調(diào)壓范圍：減壓閥輸出壓力的調(diào)節(jié)范圍稱為可調(diào)范圍。②壓力特性：壓力特性是指減壓閥在一定輸出流量下，輸入壓力波動(dòng)對(duì)輸出壓力的影響。③流量特性：流量特性是指減壓閥在一定輸入壓力下，輸出流量的變化對(duì)輸出壓力的影響。①減壓閥的進(jìn)口壓力應(yīng)比最高出口壓力大0.1MPa以上。②安裝減壓閥時(shí)，最好手柄在上，以便于操作。閥體上的箭頭方向?yàn)闅怏w的流動(dòng)方向，安裝時(shí)不要裝反。閥體上堵頭可擰下來(lái)，裝上壓力表。③連接管道安裝前，要用壓縮空氣吹凈或用酸蝕法將銹屑等清洗干凈。④在減壓閥前安裝分水濾氣器，閥后安裝油霧器，以防減壓閥中的橡膠件過(guò)早變質(zhì)。⑤減壓閥不用時(shí)，應(yīng)旋松手柄回零，以免膜片經(jīng)常受壓產(chǎn)生塑性變形。減壓閥的使用2023/2/62023/2/6溢流閥的作用是當(dāng)氣動(dòng)回路和容器中的壓力上升到超過(guò)調(diào)定值時(shí)，能自動(dòng)向外排氣，以保持進(jìn)口壓力為調(diào)定值。

圖10-46直動(dòng)型溢流閥的工作原理與圖形符號(hào)1-閥芯2-調(diào)壓彈簧3-調(diào)節(jié)手柄2.溢流閥(安全閥)2023/2/62023/2/6順序閥的工作原理與圖形符號(hào)依靠氣壓的大小來(lái)控制氣動(dòng)回路中各元件動(dòng)作先后順序的壓力控制閥，常用來(lái)控制氣缸的順序動(dòng)作。單向順序閥

3.順序閥2023/2/610.3.3流量控制閥1.節(jié)流閥通過(guò)改變閥的通流截面積來(lái)實(shí)現(xiàn)流量控制的元件常見(jiàn)節(jié)流口形式圖10-50節(jié)流閥的工作原理圖與圖形符號(hào)2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-51單向節(jié)流閥結(jié)構(gòu)原理與圖形符號(hào)2.單向節(jié)流閥2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-52排氣節(jié)流閥結(jié)構(gòu)原理和圖形符號(hào)

安裝在氣動(dòng)裝置的排氣口上，控制排入大氣的氣體流量，以改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度。排氣節(jié)流閥常帶有消聲器以減小排氣噪聲，并能防止不清潔的氣體通過(guò)排氣孔污染氣路中的元件。3.排氣節(jié)流閥2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-53柔性節(jié)流閥結(jié)構(gòu)原理

4.柔性節(jié)流閥2023/2/6第10章氣動(dòng)元件10.3.4氣動(dòng)邏輯閥按工作壓力：高壓元件:工作壓力為0.2~0.8MPa。低壓元件:工作壓力為0.2~0.8MPa。微壓元件:工作壓力為0.2~0.8MPa。按結(jié)構(gòu)形式：截止式邏輯元件?；y式邏輯元件。膜片式邏輯元件。按邏輯功能：?jiǎn)喂δ茉６喙δ茉?023/2/6第10章氣動(dòng)元件氣動(dòng)邏輯元件是一種多功能元件，由邏輯元件組成邏輯回路和邏輯控制系統(tǒng)形成一定的邏輯運(yùn)算關(guān)系，表10-3為邏輯元件的基本邏輯功能，通過(guò)多個(gè)元件的組合可進(jìn)行多種邏輯運(yùn)算。2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-54是門(mén)和與門(mén)原理及符號(hào)依靠氣動(dòng)信號(hào)推動(dòng)閥芯動(dòng)作，改變氣流的流動(dòng)方向以實(shí)現(xiàn)一定邏輯功能。

特點(diǎn)是行程小、流量大、工作壓力高、對(duì)氣源凈化要求低，便于實(shí)現(xiàn)集成式安裝和實(shí)現(xiàn)集中控制，其拆卸也很方便。1.高壓截止邏輯元件(1)是門(mén)和與門(mén)邏輯元件2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-55或門(mén)元件原理與符號(hào)當(dāng)A和B中只要有一個(gè)輸入信號(hào)時(shí)，S口便有輸出信號(hào)，呈邏輯“或”關(guān)系(2)或門(mén)元件2023/2/6第10章氣動(dòng)元件圖10-56非門(mén)和禁門(mén)元件1-指示活塞

2-膜片

3-閥芯輸入端A沒(méi)有信號(hào)輸入時(shí)，閥芯3在氣源的作用下緊壓在上閥座上，S有輸出信號(hào)。當(dāng)元件的輸入端A有輸入信號(hào)時(shí)，作用在膜片2上的氣壓力經(jīng)閥桿使閥芯3向下移動(dòng)，判斷氣源通路，沒(méi)有輸出。S與A間呈現(xiàn)了邏輯“非”關(guān)系。若把中間孔不作氣源孔P，而改作另一輸入信號(hào)孔B，該元件即為禁門(mén)元件。