气动液压培训教案

1、 气动与液压技术基础气动与液压技术基础1.1 基础知识基础知识液压系统以液体为工作介质，气动技术是以压缩空气作为动力源驱动气动执行元件完成一定的运动规律的应用技术。气动技术在工业生产中应用十分广泛，它可以应用于包装、进给、计量、材料的输送、工件的转动与翻转、工件的分类等场合，还可车、铣、钻、锯等机械加工的过程。 两种工作介质的不同在于：液体几乎不可压缩，气体却具有较大的可压缩性。 气压与液压传动系统除工作介质(压缩空气与液压油)外,一般由以下四个部分组成:(1)动力元件 气源装置或液压泵,它们是气动、液压系统提供一定流量的压力流体的装置。（2）执行元件 气缸或液压缸、气动马达或液压马达，它们将

2、流体压力能转换为机械能的装置。实现直线运动的是气缸或液压缸，输出力和速度。实现旋转运动的是气动马达或液压马达，它输出转矩和转速。（3）控制元件 压力、流量、方向控制阀，对系统各种状态进行控制，以保证执行元件运动的各项要求。（4）辅助元件 包括各种管件、油箱、过滤器、蓄能器、仪表、密封件等，用于连接、储油、过滤等作用。气压（液压）传动系统组成气压（液压）传动系统组成 液压回路图 气动回路图F=0PT1S11S21S3ABPT1Y21Y3ABPT1Y1FESTO DIDACTIC213122131 A1 V1 S 1. 气源系统123456普通气源净化气源 气源系统是为气动设备提供满足要求的压缩空

3、气动力源。气源系统一般由气压发生装置、压缩空气的净化处理装置和传输管路系统组成。典型的气源及空气净化处理系统如图所示。1-空压机 2-储气罐 3-阀门 4-主管过滤器 5-干燥机 6-主管过滤器2.压力压力 计量单位 国际单位制：帕斯卡（简称帕，Pa） 过去常用的单位：大气压（atm）或千克力每平方厘米（kgf/cm2） 实际应用单位：兆帕（MPa）或巴（bar）各个压力单位之间的关系 ： 1 Pa = 1N/m2， 1M Pa = 106Pa ，1 atm = 1.033 kgf/cm2 = 1.0133 bar = 101330 Pa 1bar= 105Pa= 0.1MPa 实际工业系统压

4、力为：68bar 油雾器在使用中一定要垂直安装，它可以单独使用，也可以和空气过滤器、减压阀、油雾器三件联合使用，组成气源调节装置（通常称之为气动三联件），使之具有过滤、减压和油雾润滑的功能。联合使用时，其连接顺序应为空气过滤器一减压阀一油雾器，不能颠倒，安装时气源调节装置应尽量靠近气动设备附近，距离不应大于5m。气动三联件的工作原理图如图、外形图及图形符号如图所示。 压缩空气的润滑装置压缩空气的润滑装置 气动三联件气动三联件包括包括:空气过滤器、减压阀、油雾器空气过滤器、减压阀、油雾器空气过滤空气过滤装置实物装置实物 空气中的污染物按物质种类，可分为水份，油份和固体杂质。w (1)水份的影响

5、w 气流中混入水份后，会使气动元件等因生锈而动作迟缓，喷漆时因气动喷雾器中含有的水份而影响喷涂质量。在寒冷地区，水凝结后结冰会使管道及附件损坏，或使气流不能流通。此外，聚集在管道内的凝结水当达到一定量时，在气流压力的作用下，会对管壁形成水击现象，损坏管路。 w w (2)油份的影响 w 油蒸气聚集在贮气罐中，形成易燃物甚至是爆炸混合物。另外，油份经高温氧化后形成的一种有机酸，会腐蚀金属设备。此外，食品、药品和微电子等行业对环境有特殊要求，应用于这些行业的气动设备若没有实施无油化以及空气净化处理后没有达到含油率的要求，油份将严重影响产品质量，降低产品品质。w (3)固体尘埃的影响 w 固体尘埃进

6、入气动元件的可动部分后，会加速该部件的磨损，导致动作不良，功能下降，进而失效。颗粒大的固体尘埃沉积在管道内，减小了管道的可流通截面积。 w 总之，空气中的污染物流经管道和元件会引起堵塞和锈蚀。杂质会加速元件磨损，缩短寿命，同时可能导致元件误动作。油气会使密封件老化，严重时会引起燃烧和爆炸，最终将影响气动自动化系统的安全性和可靠性。 2 2 气动元件气动元件 气动元件是指利用压缩空气工作的元件。2.1 气动执行元件气动执行元件 气动执行元件的作用是利用压缩空气的能量，实现各种机械运动（直线往复运动、摆动、转动）的装置。 主要的执行元件有气缸和气马达。2 2气缸介绍气缸介绍 普通气缸普通气缸在结构

7、上只有一个活塞和一个气缸杆双作用气缸两个方向上都受气压控制的气缸单作用气缸只有一个方向上是受气压控制的气缸基本结构 图形符号 推管手指短行程气缸 短行程气缸结构紧凑，轴向尺寸比普通气缸短，即气缸杆运动的行程短。 顶肩气缸顶肩气缸阻挡气缸 阻挡气缸是一种专门为阻挡工件传输而设计的气缸，一般为单作用气缸。阻挡气缸具有动作迅速、安装简便的特点。 阻挡气缸应用落肩顶针气缸双活塞杆气缸 缸体的两端都有活塞杆伸出的气缸。 无杆气缸 无杆气缸，顾名思义，就是没有活塞杆的气缸。它是通过活塞直接或间接地带动外滑块作往复运动。这种气缸的最大特点是行程长，可以大量地节省安装空间。 机械接触式无杆气缸摆动气缸 摆动气

8、缸是指能在一定的角度范围内作往复摆动的气缸。在结构上有叶片式摆动气缸、齿轮齿条式等结构形式。 齿条式摆动气缸叶片式摆动气缸的结构及限位的安装方法摆动气缸限位方法摆动气缸应用摆动气缸应用摆动气缸应用 导向气缸 导向气缸是指具有导向功能的气缸。一般为（标准）气缸和导向装置的集合体。 导向气缸的结构及应用手指气缸 手指气缸也称作气爪，是一种具有抓取功能的气缸。它具有双向抓取、自动对中、重复精度高、抓取力矩恒定等特点。 三点气爪的结构及辅件安装方法平行气爪的结构及辅件安装方法其它种类的气缸 w 气囊式气缸既可作为驱动器使用，又可作为气弹簧使用。通过给气缸加压和排气，该气缸就可作为驱动器动作。随着行程的

9、增加，气缸产生的推力会相应地减小，因为它的推力取决于它的收缩程度。如果保持气囊气缸的充气状态，则该气缸就成了一个气弹簧。该气缸的结构简单，由两块金属板扣住橡胶气囊而成。气缸内部无密封件或移动部件（如：活塞杆）。气囊式气缸为单作用运作方式，无需复位弹簧。复位动作借助于外力来完成。 叶片式气动马达的工作原理叶片式气动马达的工作原理 图9-18所示是双向叶片式气动马达的工作原理图。压缩空气由A孔输入，小部分经定子两端的密封盖的槽进入叶片底部(图中未表示)，将叶片推出，使叶片贴紧在定于内壁上，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，就产生了转矩差，使叶片与转子按逆时

10、针方向旋转，作功后的气体由定子上的孔c和B排出。若改变压缩空气的输入方向（即压缩空气由B孔进入，A孔和C孔排出），则可改变转子的转向。 气动马达气动马达叶片式气动马达叶片式气动马达气动肌键气动肌键是一种拉伸驱动器，它模仿自然肌键的运动。当内部有压力时，管道就在球面方向上扩张，因此产生了拉伸力和肌键纵向的收缩运动。3. 3. 气动控制元件气动控制元件 流量控制阀（或流量调节阀）起控制与调节流量作用。 方向控制阀起控制气流方向或控制气路通断作用。 压力控制阀（或压力调节阀）起控制与调节压力作用。 气动控制阀的种类很多。 气动控制元件是指在气动系统中起控制气流的流量、方向、压力的气动元件。1 1压力

11、控制阀压力控制阀按照压力控制阀在气动系统中的作用不同，压力控制阀可以分为三类：减压阀、溢流阀、顺序阀。 减压阀 减压阀在气动系统中的作用是将输入压力降到气动工作系统所需的工作压力，并保持压力恒定。 直动式是利用弹簧力直接作用来达到调压目的的。 先导式是利用一个预先调整好的气压来代替直动式中的调压弹簧来实现调压目的的。 减压阀的调压方式有直动式和先导式两种。几种常用的减压阀L型定差减压阀 减压阀带压力表的减压阀溢流阀 溢流阀在气动系统中的作用是当系统中的工作压力超过设定值时，排出多余的压缩空气，以保证进口的压力为设定值。 在系统中起着安全保护（过载）作用的溢流阀称为安全阀。 顺序阀 顺序阀是利用

12、回路中的压力变化来控制动作顺序的压力控制阀。 压力控制阀的图形符号 2.2.流量控制阀流量控制阀 简介 流量控制阀是控制压缩空气流量的控制阀，是通过改变压缩空气在管道中流动时受到的局部阻力而实现的。 实现方法有两种，一种是采用固定式装置，如孔板、毛细管等；另一种是采用可调节式装置，如节流阀。 节流阀的种类有多种，主要有：延时阀节流阀单向节流阀排气节流阀精密节流阀等。 节流阀w 单向节流阀是由单向阀和节流阀组合而成，常用于控制气缸的运动速度，也称为速度控制阀。单向阀w 流量在一个方向上是完全阻塞的， 而在另一方向上畅通无阻。常用节流阀的图形符号3 3方向控制阀方向控制阀 用于控制压缩空气的流动方

13、向的控制阀即为方向控制阀。方向控制阀的种类最多，分类也较为复杂。 分类 按控制方式分类 按照阀的控制方式的不同，一般可以将方向控制阀分为：气控阀、电磁阀、机控阀和人控阀。 按控制方式分类按阀的气路端口数量分类w 按照P口（输入口）、A口（输出口）和R口(排气口)的数目之和进行分类，可以将阀分为二通阀、三通阀、四通阀、五通阀等。按阀芯可变换的位置数量分类 按阀芯的工作位置数量分类，阀分为二位阀和三位阀。 阀中的通口用数字表示，符合ISO5599-3标准。通口即可用数字，也可用字母表示。 基本名称 用阀芯工作位置的数量和阀的气路端口数量来描述，称为几位几通阀，例如：二位三通阀，三位五通阀等。按阀的

14、控制方式及控制信号的数量描述。例如：单/双电磁（先导）阀（也称为单/双电控阀），单/双气控阀等。 方向控制阀的图形符号 控制元件 举例：二位三通电磁阀（常断型）二位三通电磁阀（常通型） 控制方式 常见方向控制阀 符合各种标准的方向控制阀手动式方向控制阀机械驱动式方向控制阀电磁阀 分类 直动式电磁阀 直动式电磁阀是利用电磁力直接推动阀芯改变位置达到气路换向目的的。 分为单电控直动式电磁阀和双电控直动式电磁阀。先导式电磁阀 先导式电磁阀是由小型的直动式电磁阀和大型的气控换向阀组成的。它是利用小型直动式电磁阀输出的先导气压来控制大型的气控换向阀的阀芯，从而达到换向目的的。因此，小型直动式电磁阀又被称

15、为电磁先导阀。注意电磁先导阀与先导式电磁阀的区别。 例：CPE14-M1-5/3B-1/4w 紧凑型阀 CPE ，特点：流量大功耗小w 尺寸 - Micro: 10 mm w - Mini: 14 mmw - Midi: 18 mmw - Maxi: 24 mmw - 流量: 180 3200 l/min.w 电压 M1BH: 24 V DC ，所匹配插座 KMYZ-9 M1H: 24 V DC ，所匹配插座KMYZ-6 M2H: 110 V AC M3H: 230 V ACw - 不带插头插座w - 带或不带先导 (-S)w - 手动装置w - 标牌槽w 派生型w - 管式阀或板式阀w 3/2-阀w - GL: 常闭, 气弹簧复位w - OL: 常开, 气弹簧复位w 5/2-阀w - L: 单电控, 气弹簧复位w - J: 双电控w 5/3-阀w - B: 中压式w - E: 中泄式w - G: 中封式w 接口类型w M5 螺纹w M7 螺纹w G1/8 螺纹w G1/4 螺纹w G3/8 螺纹电磁阀的型号 紧