液压与气动控制技术(辛连学)10气动系统

1、第十章 气源装置、气动辅件及执行元件第一节第一节 气源装置及气动辅件气源装置及气动辅件第二节第二节 气动执行元件气动执行元件实训项目实训项目本章小结本章小结思考题与习题思考题与习题第十章 气源装置、气动辅件及执行元件第一节 气源装置及气动辅件气源装置包括压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、净化等辅助装置。它为气动系统提供合乎质量要求的压缩空气，是气动系统的一个重要组成部分。气动系统对压缩空气的主要要求有：具有一定压力和流量，并具有一定的净化程度。气源装置一般由气压发生装置、净化及贮存压缩空气的装置和设备、传输压缩空气的管道系统和气动三大件四部分组成。第十章 气源装置、气动辅件及执行元件第一节

2、 气源装置及气动辅件一、空气压缩机一、空气压缩机空气压缩机的分类 空气压缩机简称空压机，是气源装置的核心，用以将原动机输出的机械能转化为 气体的压力能空气压缩机的种类很多，但按工作原理主要可分为容积式和速度式（叶片式）两类。 活塞式压缩机是通过曲柄连杆机构使活塞往复运动而实现吸、压气，并达到提高气体压力的目的。 第十章 气源装置、气动辅件及执行元件第一节 气源装置及气动辅件二、压缩空气净化设备 直接由空气压缩机排出的压缩空气，如果不进行净化处理，不除去混在压缩空气中的水分、油分等杂质是不能为气动装置使用的。因此必须设置一些除油、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

3、助设备。 压缩空气净化设备一般包括：后冷却器、油水分离器、贮气罐和干燥器。后冷却器1. 后冷却器安装在空气压缩机出口管道上，空气压缩机排出具有140170的压缩空气经过后冷却器，温度降至4050。这样，就可使压缩空气中油雾和水汽达到饱和使其大部分凝结成滴而析出。后冷却器的结构形式有：蛇形管式、列管式、散热片式和套管式等，冷却方式有水冷和气冷式两种。第十章 气源装置、气动辅件及执行元件第一节 气源装置及气动辅件二、压缩空气净化设备2. 油水分离器 油水分离器安装在后冷却器后的管道上，作用是分离压缩空气中所含的水分、油分等杂质，使压缩空气得到初步净化。油水分离器的结构形式有环形回转式，撞击折回式、

4、离心旋转式、水浴式以及以上形式的组合使用等。油水分离器主要利用回转离心、撞击、水浴等方法使水滴、油滴及其它杂质颗粒从压缩空气中分离出来。3. 贮气罐 贮气罐的主要作用是贮存一定数量的压缩空气，减少气源输出气流脉动，增加气流连续性，减弱空气压缩机排出气流脉动引起的管道振动；进一步分离压缩空气中的水分和油分。第十章 气源装置、气动辅件及执行元件第一节 气源装置及气动辅件二、压缩空气净化设备4. 干燥器干燥器的作用是进一步除去压缩空气中含有的水分、油分和颗粒杂质等，使压缩空气干燥，提供的压缩空气，用于对气源质量要求较高的气动装置、气动仪表等。压缩空气干燥方法主要采用吸附、离心、机械降水及冷冻等方法。

5、 第十章 气源装置、气动辅件及执行元件第一节 气源装置及气动辅件三、管道系统三、管道系统 管道系统包括管道和管接头。1. 管道 气动系统中常用的管道有硬管和软管。硬管以钢管和紫铜管为主，常用于高温高压和固定不动的部件之间连接。软管有各种塑料管、尼龙管和橡胶管等，其特点是经济、拆装方便、密封性好，但应避免在高温、高压和有辐射场合使用。2. 管接头 管接头是连接、固定管道所必需的辅件，分为硬管接头和软管接头两类。硬管接头有螺纹连接及薄壁管扩口式卡套连接，与液压用管接头基本相同，对于通径较大的气动设备、元件、管道等可采用法兰连接。3. 管道系统的选择 气源管道的管径大小是根据压缩空气的最大流量和允许

6、的最大压力损失决定的。 第十章 气源装置、气动辅件及执行元件第一节 气源装置及气动辅件四、气动三大件 空气过滤器、减压阀和油雾器一起称为气动三大件，三大件依次无管化连接而成的组件称为三联件，是多数气动设备必不可少的气源装置。大多数情况下，三大件组合使用，其安装次序依进气方向为空气过滤器、减压阀和油雾器。三大件应安装在用气设备的近处。空气过滤器1. 空气过滤器又名分水滤气器、空气滤清器，它的作用是滤除压缩空气中的水分、油滴及杂质，以达到气动系统所要求的净化程度。它属于二次过滤器，大多与减压阀，油雾器一起构成气动三联件，安装在气动系统的入口处。第十章 气源装置、气动辅件及执行元件第一节 气源装置及

7、气动辅件四、气动三大件2. 油雾器 油雾器是一种特殊的注油装置，它以压缩空气为动力，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。3. 减压阀 气动三大件中所用的减压阀，起减压和稳压作用，工作原理与液压系统减压阀相同。4. 气动三大件的安装次序 气动系统中气动三大件的安装次序如图10-9所示。目前新结构的三大件插装在同一支架上，形成无管化连接，图1010所示。其结构紧凑、装拆及更换元件方便，应用普遍。 第十章 气源装置、气动辅件及执行元件一、气缸一、气缸气缸是气动系统的执行元件之一。1. 气缸的分类气缸种类很多，结构各异、分类方法也多，常用的有以下几种。(1)按压缩空

8、气在活塞端面作用力的方向不同分为单作用气缸和双作用气缸；(2)按结构特点不同分为活塞式、薄膜式、柱塞式和摆动式气缸等；(3)按安装方式可分为耳座式、法兰式、轴销式、凸缘式、嵌入式和回转式气缸等；(4)按功能分为普通式、缓冲式、气-液阻尼式、冲击和步进气缸等。第二节第二节 气动执行元件气动执行元件第十章 气源装置、气动辅件及执行元件二、气动马达二、气动马达 气动马达是将压缩空气的压力能转换成旋转的机械能的装置。气动马达有叶片式、活塞式、齿轮式等多种类型，在气压传动中使用最广泛的是叶片式和活塞式马达，现以叶片式气动马达为例简单介绍气动马达的工作原理。 图10-14为双向旋转叶片式气动马达的结构示意

9、图。 气动马达的突出特点是具有防爆、高速等优点，也有其输出功率小、耗气量大、噪声大和易产生振动等缺点。 第二节第二节 气动执行元件气动执行元件第十章 气源装置、气动辅件及执行元件一、任务引入一、任务引入 图示为机床上的夹紧机构示意图，它用气缸作为动力装置，气缸伸出时夹紧工件，气缸收回时松开工件。该机构的动作是通过什么元件实现的，这些元件的类型是什么?如果所需的夹紧力为4 500 N，供气压力为O7 MPa，气缸行程为600 mm，试确定该气缸的类型、缸径及活塞杆直径。二、任务分析二、任务分析 在选择这个动力装置时一般先确定它的类型，再确定它的种类及具体的结构，为使选出的动力装置正确、合理，必须

10、掌握气动执行元件的类型、工作原理、结构及选择的方法。实训项目十五实训项目十五 气动夹紧机构执行元件的选择气动夹紧机构执行元件的选择第十章 气源装置、气动辅件及执行元件三、任务实施三、任务实施 选择图示夹紧机构元器件的步骤为：确定气动执行元件类型一计算气缸内径及活塞杆直径一对计算出的直径进行圆整一根据圆整值确定气缸型号。 因为该任务夹紧机构需要实现往复直线运动，所以选择气缸作为夹紧装置的气动执行元件。 已知夹紧力K=4 500 N，供气压力p=O7 MPa，气缸行程为600 mm， 则负载力F=K=4 500 N，选用7=50 根据公式D=（4F/p）1/2，缸径D=127108 mm 圆整后取

11、D=140 mm(最好选取1 60 mm) 因为dD=O2O3，所以，活塞杆直径d (O2O3)D=(O2O3)140=(2842)mm，根据表1010圆整取d=36 mm。 最后，根据缸径D和活塞杆直径d选择某一厂家的气缸的具体型号，其中，有效行程为600 mm。具体操作步骤： 1如果用气缸水平推动滑车，已知：负载质量M=1 50 kg，滑车与底面间的摩擦系数=O3，气缸行程L=300 mm，供气压力p=O5 MPa，试确定气缸的类型、缸径及活塞杆直径。 2在操作实验台上完成对缓冲装置的调整，观察缓冲阀由开口最大到完全关闭时活塞的运动变化。实训项目十五实训项目十五 气动夹紧机构执行元件的选择

12、气动夹紧机构执行元件的选择第十章 气源装置、气动辅件及执行元件知识要点气源装置及气动辅件的工作原理、种类、结构和图形符号气缸、气动马达的工作原理、种类、结构和图形符号技能要点气动执行元件的正确选择和使用本本章章小小结结 气源装置一般由气压发生装置、净化及贮存压缩空气的装置和设备、传输压缩空气的管道系统和气动三大件四部分组成。 空气过滤器、减压阀和油雾器一起称为气动三大件，三大件依次无管化连接而成的组件称为三联件，是多数气动设备必不可少的气源装置。大多数情况下，三大件组合使用，其安装次序依进气方向为空气过滤器、减压阀和油雾器。三大件应安装在用气设备的近处。 气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为

13、机械能的装置，包括气缸和气马达。思考题与习题一、填空题一、填空题1气动系统对压缩空气的主要要求有：具有一定 和 ，并具有一定的 程度。2气源装置一般由气压 装置、 及 压缩空气的装置和设备、传输压缩空气的管道系统和 四部分组成。3空气压缩机简称 ，是气源装置的核心，用以将原动机输出的机械能转化为气体的压力能空气压缩机的种类很多，但按工作原理主要可分为 和 （叶片式）两类。 4 、 、 一起称为气动三大件，三大件依次无管化连接而成的组件称为 ，是多数气动设备必不可少的气源装置。大多数情况下，三大件组合使用，三大件应安装在用气设备的 。5. 气动三大件中所用的 ，起减压和稳压作用，工作原理与液压系

14、统减压阀 。6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 和 。7.气压传动系统中，动力元件是_ ，执行元件是 ，控制元件是 。思考题与习题二、判断题二、判断题（ ）1. 气源管道的管径大小是根据压缩空气的最大流量和允许的最大压力损失决定的。（）2. 大多数情况下，气动三大件组合使用，其安装次序依进气方向为空气过滤器、后冷却器和油雾器。（ ）3. 空气过滤器又名分水滤气器、空气滤清器，它的作用是滤除压缩空气中的水分、油滴及杂质，以达到气动系统所要求的净化程度, 它属于二次过滤器。（ ）4. 消声器的作用是排除压缩气体高速通过气动元件排到大气时产生的刺耳噪声污染。（ ）5. 标记为

15、QGA80100，表示气缸的直径为80mm，行程为100mm的有缓冲普通气缸。（ ）6. 气动压力控制阀都是利用作用于阀芯上的流体（空气）压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作的。（ ）7. 气动流量控制阀主要有节流阀，单向节流阀和排气节流阀等。都是通过改变控制阀的通流面积来实现流量的控制元件。（ ）8. 气动马达的突出特点是具有防爆、高速、输出功率大、耗气量小等优点，但也有噪声大和易产生振动等缺点。（ ）9. 在气动元件上使用的消声器，可按气动元件排气口的通径选择相应的型号，但应注意消声器的排气阻力不宜过大，应以不影响控制阀的切换速度为宜。 ( ) 11、气动马达是将压缩空气的压力能转换成直线运

16、动的机械能的装置。( ) 12、气压传动系统中所使用的压缩空气直接由空气压缩机供给。思考题与习题三、选择题三、选择题1. 以下不是贮气罐的作用是（ ）。 A. 减少气源输出气流脉动 B. 进一步分离压缩空气中的水分和油分 C. 冷却压缩空气2. 利用压缩空气使膜片变形，从而推动活塞杆作直线运动的气缸是（ ）。A. 气液阻尼缸 B. 冲击气缸 C. 薄膜式气缸3. 气源装置的核心元件是（ ）。A. 气马达 B. 空气压缩机 C. 油水分离器4. 低压空压机的输出压力为（ ）A. 小于0.2MPa B. 0.21MPa C. 110MPa5. 油水分离器安装在（ ）后的管道上。A. 后冷却器 B. 干燥器 C. 贮气罐6. 在要求双向行程时间相同的场合，应采用哪种气缸（ ）。A、.多位气缸； B、.膜片式气缸； C、伸缩套筒气缸； D、双出杆活塞缸。7. 压缩空气站是气压系统的（ ）。A、辅助装置； B、执行装置； C、控制装置； D、动力源装置。8. 符号 代表（ ）。A、.直线气缸； B、摆动气缸； C、单作用缸 D、气马达9. 在要求双向行程时间相同的场合，应采用哪种气缸（ ）。A、.多位气缸； B、.膜片式气缸；