气压传动

气压传动系统组成：气源装置：将原动机的机械能转化成气压能，空气压缩机。执行元件：将气体压力能转换成机械能，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，如各类阀、气动逻辑元件等。辅助元件：系统中的辅助元件，如消声器、管道、接头、过滤器等。优缺点：工作介质经济易取，方便使用，不用回收；传输压力损失小，速度快，效率高，适用集中远距离供气，动作速度快；反应迅速，调节方便、维护简单，故障率低；环境适应性好，污染少，防火防爆，安全性好；但传力较小，噪声较大，速度负载特性差，运动精度较低。气压传动系统组成：1-空气压缩机2-后冷却器3-油水分离器4、7-贮气罐5-干燥剂6-过滤器1-空气压缩机2-后冷却器3-除油器（油水分离器）4、7-贮气罐5-干燥剂6-过滤器1用以产生压缩空气。2用以降温冷却压缩空气。3用以分离并排出降温冷却凝结的水滴、油滴、杂质等。4和7用以贮存压缩空气，稳定压缩空气的压力，并除去部分油分和水分。5用以进一步吸收或排除压缩空气中的水分及油分。6用以进一步过滤压缩空气中的灰尘、杂质颗粒。§1气源及净化装置空气压缩机（活塞式）机械能→气压能1-排气阀2-气缸3-活塞4-活塞杆5-滑块6-连杆7-曲柄8-吸气阀9-弹簧吸气过程：密封容积增大，形成局部真空；排气过程：密封容积减小，压力升高。空压机的类型按工作原理：容积型、空压机。按输出压力大小可分为：低压空压机（0.2～1.0MPa）；中压空压机（1.0～10MPa）；高压空压机（10～100MPa）；超高压空压机（100MPa）。按输出流量（排量）可分为：微型（1m3/min）；小型（1～10m3/min）；中型（10～100m3/min）；大型（100m3/min）。气源净化装置空气过滤器（分水滤气器）作用：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、流量特性除油器（油水分离器）作用：用于分离压缩空气中所含的油分和水分。类型：环形回转式、撞击挡板式、离心旋转式、水浴式等。图例：撞击挡板式油水分离器。干燥器作用：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；方法：吸附法、冷冻法；用于：对气源质量要求较高的气动装置、气动仪表等。后冷却器作用：把空压机排出的压缩空气的温度降低；将其中大部分的水汽、油汽转化成液态。类型：蛇管式、列管式、散热片式、套管式等。图例：蛇管式冷却器a)蛇管式b)列管式冷却器储气罐作用：储存一定数量的压缩空气，消除压力波动，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。类型：立式贮气罐卧式贮气罐气动三联件：组成：空气过滤器、减压阀、油雾器。安装顺序：空气过滤器→减压阀→油雾器。作用：过滤空气→减压→润滑气动元件。1-空气过滤器2-减压阀3-压力表4-油雾器注意：气源装置中的冷却器、除油器、干燥器、空气过滤器、储气罐等均属于压力容器，需按有关标准设计制造并做水压试验，一般试验压力ps1.5p（工作压力）2.辅助装置1）油雾器：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，使压缩空气具有润滑气动元件的能力。2）消声器作用:消除排气声音安装：在气动元件排气口，用于消除声音类型：吸收型、膨胀干涉型、膨胀干涉吸收型膨胀干涉吸收型吸收型1-连接螺纹2-消声套3）转换器气-电转换器电-气转换器气-液转换器4）程序器5）延时器将压缩空气的压力能转变成机械能的元件。包括气缸和气动马达。按作用力方向：单作用缸、双作用缸按结构特征：活塞式缸、柱塞式缸、薄膜式缸、伸缩式缸等按功能分：普通缸、缓冲缸、气液阻尼缸、摆动式、冲击气缸等气缸—实现直线运动执行元件组成：气缸和液压缸组合而成。原理：以压缩空气为动力，以液压油作为阻力，来控制调节气缸的运动速度，即利用液体不可压缩的特性来获得的稳定的运动速度。活塞的移动速度可由节流阀来调节，油杯起补油作用。气液阻尼缸1-气缸2-液压缸3-单向节流阀4-节流阀5-补油箱膜式气缸原理：依靠膜片在压缩空气作用下的变形使活塞杆运动。特点：结构简单、紧凑、制造容易、维修方便、寿命长。类型：膜片、蝶形膜片、滚动膜片应用：用于气动夹具车辆制动等短行程的工作场合，一般位移小于40mm。1-膜盘2-膜片3-活塞杆4-缸体a-进／出气口冲击气缸将压缩空气的压力能瞬间转化为活塞高速运动能量的一种气缸，活塞速度可达每秒十几米（约为同样条件下普通气缸速度的10~15倍），以适应冲击性工作场合。工作过程分为三个阶段：复位、储能、冲击冲击气缸将压缩空气的压力能瞬间转化为活塞高速运动能量的一种气缸，活塞速度可达每秒十几米（约为同样条件下普通气缸速度的10~15倍），以适应冲击性工作场合。工作过程如图10-18所示，它是在普通气缸中间增加一个带有喷嘴D和排气小孔E的中盖3，中盖与缸体固接在一起，中盖和活塞把气缸分成三个腔室，即：活塞杆腔A，无杆腔B和蓄能腔C。其工作过程可简单地分为三个阶段。1）复位段A-活塞轩腔B-无杆腔C-蓄能腔D-喷嘴口E-泄气口1-缸筒2-活塞3-中盖4-控制阀5-活塞杆2）储能段3）冲击段气动马达—实现旋转运动工作原理：压缩空气由孔A输入后分为两部分，小部分经定子两端的密封盖的槽进入叶片底部，将叶片推出使叶片贴紧在定子内壁上；大部分压缩空气进入相应的密封空间而作用在两个叶片上，由于两叶片伸出长度不等，由此产生转矩差。1-叶片2-定子3-转子叶片式气动马达活塞式气动马达的工作原理图控制调节压缩空气的压力、流量和方向。方向控制阀压力控制阀流量控制阀气动控制元件方向控制阀控制气体的流动方向和气路的通断的阀，分单向控制阀和换向控制阀两类。单向型控制阀单向阀气体只能沿一个方向流动，反方向不能流动的阀。或门型梭阀相当于两个单向阀的组合。原理：A或B有压缩空气输入时，C口就有压缩空气输出，但A口与B口不相通职能符号：与门型梭阀（双压阀）原理：P1和P2同时有压缩空气输入时，A口才有压缩空气输出。快速排气阀：使气缸快速排气，加快气缸运动速度。安装在换向阀和气缸之间。原理：当P口进气时，推动膜片向下变形，打开P与A的通路，关闭O口；当P口没有进气时，A口的气体推动膜片复位，关闭P口，气体经A口快速排出。换向型控制阀气压控制换向阀利用压缩空气的压力推动阀芯换向。分为：加压控制、泄压控制、差压控制和延时控制单气控换向阀原理：当K口没有压缩气时，阀芯在弹簧力和P腔空气体压力作用下，阀芯位于上端，A与O通P不通。当K口有压缩空气输入时，阀芯下移P与A通O不通。双气控换向阀换向阀的两侧有两个控制口，但每次只能输入一个信号。原理：当阀芯左端输入压缩空气时阀位于右位P→B接通，A→O1排气；信号消失后，阀芯仍处于右位，其输出状态不变。直到右端有压缩空气输入时，阀才改变其输出状态，即P→A接通，B→O2排气。气压延时式换向阀一种带有时间控制信号功能的换向阀。原理：由气容C和一个单向节流阀组成的时间控制信号元件控制主阀换向。当K口通入气压信号时，此信号通过节流阀1的节流口进入气容C，经过一定时间当压力达到一定值后，使主阀阀芯向右移动而换向。电磁控制换向阀利用电磁力的作用推动阀芯，分为直动式和先导式两大类直动式电磁换向阀分为单电控和双电控工作原理与液压传动中的电磁换向阀相似。先导式电磁换向阀由电磁先导阀和主阀组成分为外控式和内控式两种二位三通电磁阀原理：图示位置P截止A→O排气通电时衔铁被吸合，先导压力P1作用在主阀芯A1的右端面上，推动阀芯左移，使主阀换向，P→A接通，O截止。二位五通电磁阀原理：左电磁先导阀的线圈通电时主阀3的K1腔进气，K2腔排气，使主阀阀芯向右移动，P与A接通，同时B与O2接通。右电磁先导阀的线圈通电时，K2腔进气，K1腔排气，主阀芯向左移动，P与B接通，A口排气。主要有减压阀、顺序阀和安全阀。减压阀作用：减压、稳压原理：压缩空气从阀左端输入，经节流减压后从右端输出，经阻尼管进入膜片气室的部分气流，作用在膜片下面产生向上推力，此力能把阀口关小，使输出压力下降；作用在膜片上的推力与弹簧力互相平衡，使阀的输出压力保持稳定。压力控制阀原理：当压缩空气由P口输入时，单向阀在压力差及弹簧力的作用下处于关闭状态，作用在活塞上输入侧的空气压力如超过弹簧的预紧力时，活塞被顶起，顺序阀打开，压缩空气由A输出；当压缩空气反向流动时，输入侧变成排气口，输出侧变成进气口，其进气压力将顶开单向阀，由O口排气。顺序阀作用：依靠气路中的压力来控制气动回路中各执行元件动作的先后顺序。安全阀作用：压系统中防止管路、气罐等破坏，限制回路中最高压力。原理：当系统中的压力低于调定值时，阀处于关闭状态。当系统的压力升高到安全阀的开启压力时，压缩空气推动活塞上移，阀门开启排气，直到系统压力降至低于调定值时，阀口又重新关闭。安全阀的开启压力通过调整弹簧的预压缩量来调节。流量控制阀通过改变阀的通流面积来调节压缩空气的流量，从而控制气缸运动速度的气动控制元件。排气节流阀安装在控制执行元件的换向阀的排气口上，调节排入大气的流量以改变执行元件的运动速度的一种控制阀。常带有消声器以降低排气噪声。节流阀原理：压缩空气由P口进入，经过节流后，由A口流出，旋转阀芯螺杆可改变节流口开度调节气体的流量。特点：结构简单，体积小单向节流阀：单向阀和节流阀并联而成。原理：当气流由P向A流动时，单向阀关闭，节流阀节流；反向流动时，单向阀打开，不节流。气动基本回路方向控制回路单作用气缸换向回路利用电磁换向阀通断电，将压缩空气间歇送入气缸的无杆腔，与弹簧一起推动活塞往复运动。双作用气缸换向回路分别将控制信号到气控换向阀的K1、K2的控制腔，使换向阀的换向，从而控制压缩空气实现使气缸的活塞往复运动。速度控制回路单作用气缸速度控制回路双向调速回路采用二只单向节流阀串联分别实现进气节流和排气节流，控制气缸活塞的运动速度。慢进快退调速回路在图示回路中当有控制信号K时，换向阀换向，其输出经节流阀、快排阀入单作用缸的无杆腔，使活塞杆慢速伸出，伸出速度的大小取决于节流阀的开口量；当无控制信号K时，换向阀复位，缸无杆腔余气经快排阀排入大气，活塞在弹簧作用下缩回。双作用缸速度控制回路双向调速回路在换向阀的排气口上安装排气节流阀，两种调速回路的调速效果基本相同。慢进快退回路控制活塞杆伸出时采用排气节流控制，活塞杆慢速伸出；活塞杆缩回时，无杆腔余气经快排阀排空，活塞杆快速退回。缓冲回路对于气缸行程较长速度较快的应用场合，可以通过回路来实现缓冲；图a为快速排气阀和溢流阀配合使用缓冲回路；图b为单向节流阀与二位二通行程阀配合使用的缓冲回路。气—液联动速度控制回路在气—液联动速度控制回路中，采用气—液联动目的，使气缸得到平稳的运动速度。常用两种方式：气—液阻尼缸的回路；用气—液转换器的回路。气—液阻尼缸调速回路慢进快退回路在气—液阻尼缸中，气缸是动力缸，油缸是阻尼缸，气缸与阻尼缸串联联接。压力控制回路作用：调压、稳压一次压力控制回路安全阀将空气压缩机的输出压力控制在0.8MPa左右。压力控制回路二次压力控制回路把经一次调压后的压力p1再经减压阀减压稳压后所得到的输出压力p2（称为二次压力），作为气动控制系统的工作气压使用。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。用于系统分别需要高低压力的场合。往复运动回路一次往复运动回路加压控制回路手动按钮阀1与行程阀3交替控制换向阀4换向，使气缸往复运动。单向顺序阀的回路手动按钮阀1与顺序阀4交替控制换向阀2换向，使气缸往复运动。二次自动往复运动回路手动阀、梭阀、换向阀、气罐交互作用，使气缸活塞连续二次往复运动。连续往复运动回路操作手动阀通过两个行程阀交替控制换向阀换向使气缸活塞连续往复运动。