现代气动与液压技术 课件 项目二 料桶灌装系统的搭建和运行

料桶灌装系统的搭建和运行系统的具体动作过程料桶灌装系统示意图为了适应不同物料的灌装，要求系统的压力可以调节。按下按钮，灌装阀门开启，使物料落下；01按下另一个按钮，气缸复位，灌装阀门关闭，切断物料的下落。02目录0102气缸的结构二位三通换向阀的结构和功能01气缸的结构气缸基本结构——压传动中的执行机构气缸基本结构缸

筒缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动，缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8μm缸筒与端盖的连接方法:整体型、铆接型、螺纹联接型、法兰型、拉杆型等端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈与防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气与防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，减小活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命。气缸基本结构端

盖导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。气缸基本结构端

盖端盖过去常用可锻铸铁，现在为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸。气缸基本结构活

塞作用：气缸中的受压力零件，为防止活塞左右两腔相互窜气，设有活塞密封圈。01活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性，减少活塞密封圈的磨耗和摩擦阻力。02铸

造材

料耐磨环常使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的材质常用铝合金与铸铁。气缸基本结构活

塞

杆活塞杆是气缸中最重要的受力零件，通常使用高碳钢，表面经镀硬铬处理，或使用不锈钢，以防腐蚀，并提高密封圈的耐磨性。气缸基本结构密

封

圈运动处的部件密封称为动密封，静止件部分的密封称为静密封。02气缸的分类和工作原理做直线往复运动的气缸单作用气缸(弹簧压出/弹簧压回)

单作用气缸在缸盖一端气口输入压缩空气，使活塞杆伸出（或缩回），而另一端靠弹簧、自重或其它外力等使活塞杆恢复到初始位置。做直线往复运动的气缸单作用气缸(弹簧压出/弹簧压回)

单作用气缸只在动作方向需要压缩空气，故可节约一半压缩空气。其主要用在夹紧、退料、阻挡、压入、举起和进给等操作上。做直线往复运动的气缸单作用气缸(弹簧压出/弹簧压回)推

力

计

算忽略气缸运行的阻力及其弹簧力FDpFsηc活塞杆上的推力活塞直径气缸工作压力弹簧力气缸的效率一般取0.7～0.8做直线往复运动的气缸双作用气缸从活塞两侧交替供气，在一个或两个方向输出力的气缸称为双作用气缸。推

力

计

算做直线往复运动的气缸双作用气缸F1F2Dpηc当无杆腔进气时活塞杆上的输出力当有杆腔进气时活塞杆上的输出力活塞直径气缸工作压力气缸的效率一般取0.7～0.8做直线往复运动的气缸双作用气缸其常用于气动加工机械及其包装机械设备上做直线往复运动的气缸膜片式气缸

由膜片和中间硬芯相连来代替普通气缸中的活塞，依靠膜片在气压作用下的变形来使活塞杆前进，主要适用于气动夹具、自动调节阀及其短行程场合。做直线往复运动的气缸冲

击

气

缸活塞杆腔活塞腔储能腔喷嘴口中盖泄气口活塞缸体做直线往复运动的气缸冲

击

气

缸把压缩气体的压力能转换为活塞高速(10～20米/秒)运动的动能，借以作功。冲击气缸增加了带有喷口与泄流口的中盖中盖与活塞把气缸分成储气腔、头腔与尾腔三室。它广泛用于下料、冲孔、破碎与成型等多种作业。做往复摆动的气缸摆

动

气

马

达一种在小于360°角度范围内做往复摆动的气动执行元件，输出力矩使机构实现往复摆动。01摆动气缸的最大摆动角度分别为90°、180°、270°三种规格。02摆动气缸一般分为齿轮齿条式摆动缸和叶片式摆动缸。02做直线往复运动的气缸叶片式摆动缸输出轴摆动角小于360°。单叶片式双叶片式输出轴摆动角小于180°做直线往复运动的气缸齿轮齿条式摆动缸

齿轮齿条式摆动气缸是通过连接在活塞上的齿条使齿轮回转的一种摆动气缸，其活塞仅作往复直线运动，摩擦损失少，齿轮传动的效率较高，此摆动气缸效率可达到95%左右。做直线往复运动的气缸齿轮齿条式摆动缸缓冲节流阀缓冲柱塞齿条组件齿轮输出轴活塞端盖缸体气动手指气缸能实现各种抓取功能，是现代气动机械手的关键部件。特

点所有的结构都是双作用的，能实现双向抓取，可自动对中，重复精度高。在气缸两侧可安装非接触式行程检测开关。有多种安装，连接方式。抓取力矩恒定，耗气量少。气动马达将压缩空气的压力能转换成旋转的机械能的装置叶片式气动马达活塞式气动马达气动马达

当压缩空气从进气口A进入气室后立即喷向叶片1，作用在叶片的外伸部分，产生转矩带动转子2做逆时针方向的转动，输出旋转的机械能，废气从排气口C排出，残余气体则经B口排出（二次排气）。

若进、排气口互换，则转子反转，输出相反方向的机械能。转子转动的离心力和叶片底部的气压力、弹簧力使得叶片紧密地抵在定子3的内壁上，以保证密封，提高容积效率。气动马达五缸径向活塞式气动马达结构图

五个气缸均匀分布在气动马达壳体的圆周上，压缩空气进入配气阀后顺序推动各活塞，从而带动曲轴连续旋转。谢谢观看料桶灌装系统的搭建和运行换

向

阀目录0102气动换向阀“通”“位”的概念03两位三通换向阀04两位五通换向阀01气动换向阀气动换向阀气动系统中的控制元件，用来控制系统中流体的流向。箭头所指为压缩空气的流动方向02“几位几通阀”“通”的概念阀体上有几个气接口三通五通阀上有三个气接口阀上有五个气接口“二通阀”“三通阀”换向阀的阀体上有两个或三个各不相通、可与系统中不同管路相连的接口，不同气路之间只能通过阀芯移位时阀口的开关来沟通。“位”的概念阀芯在工作时所具有的位置数量以三位阀为例，其阀芯就有左、中、右三个工作位置。二位三位按触发方式分类手动式机械式电控式气控式按功能进行分类常开常闭中封中泄中压式两位三通换向阀的两种阀门的状态两位五通换向阀阀门的状态03两位三通换向阀有两个工作位，三个气接口的换向阀。按触发方式分类手动式机械式电控式气控式按触发方式分类手动式机械式电控式气控式按气流的作用方向分类单

气

控双

气

控手动换向阀工作原理指通过按钮，接通或断开气动控制回路，以控制气缸的伸出和缩回。当按下按钮时，在压力的作用下阀芯动作。01松开按钮，阀芯在弹簧力的作用下复位。02手动换向阀工作原理换向阀的状态自然状态下的阀门状态，是关闭的就叫常闭，是打开的就叫常开。常

闭常

开1、2口为进气口2、3口为排气口1、2口为进气口2、3口为排气口机械式两位三通换向阀

阀芯的移动切换由手动外力驱动变为了由工作进行中的机械部件部位进行接触、碰撞来触发。机械式换向阀：行程阀常闭（1、2口为进气口，2、3口为排气口）常开（1、2口为进气口，2、3口为排气口）电控式两位三通换向阀的工作过程电

控

阀——电磁阀特点：该阀阀芯的移动是依靠电流通断来完成的。当电磁线圈得电时，产生吸力，使阀芯移动，气口被打开（或关闭），气源流动方向改变，气路随之发生改变。两位三通电磁阀有常闭型和常开型。常闭型指线圈断电时阀体中的（某条）气路是封闭的，常开型指线圈断电时（某条）气路是导通的。电控式两位三通换向阀的工作过程电

控

阀——电磁阀电磁阀利用电磁线圈通断电，静铁芯对动铁芯产生电磁吸力使阀芯移动以改变气流方向，便于实现电、气联合控制，能实现远程操作，在自动化领域应用广泛。

通电时断电时气控式换向阀利用气体压力使主阀芯运动从而改变气流流向的，分为单气控和双气控两种。气控式换向阀单气控换向阀阀芯一侧的移动是利用气体压力控制，另一侧则是利用弹簧力自动复位。手单气控两位五通的外形及其符号图气控式换向阀双气控换向阀在阀的两端都开设有控制信号口，交替引入气控信号，使主阀芯交替完成双向移动，从而改变气源流动方向。双气控两位五通的符号图

在工作时阀的两端不能同时引入控制信号。双气控阀具有记忆功能，在控制信号撤销后，阀芯仍保持在原有信号下的工作状态（不存在复位）。注

意气控式换向阀双气控换向阀工

作

过

程当阀的右端无信号、左端引入气信号时，阀芯被推到右端（切换），相应气口被导通（关闭）；当阀的左端无信号右端引入气信号时，阀芯被推到左端（切换），相应气口被导通（关闭）。谢谢观看料桶灌装放料气动回路的搭建和运行项目分析料桶灌装放料装置的工作要求

需要气动回路做出一定的逻辑判断，来确定换向阀能否按要求在合适的时间切换气路，使气缸活塞杆按要求进行伸出和缩回。项目分析气缸缩回气缸伸出阀门打开气缸保持伸出料仓到达预定位置物料下落物料落完气

动

回

路

长时间按住手柄,保持气缸较长时间的伸出状态。01“直接控制”与“间接控制”概念通过人力或机械外力直接控制换向阀换向来实现执行元件的动作控制直

接

控

制间

接

控

制人力、机械外力等外部输入信号只是用来控制气控换向阀的换向，其执行元件是由气控换向阀来控制动作，人力或其他外力不直接控制执行元件动作。区别直

接

控

制所用元件少，回路简单，主要用于单作用气缸或双作用气缸的简单控制，但无法满足换向条件比较复杂的控制要求。而且由于直接控制是由人力和机械外力直接操控换向阀换向的，操作力较小，只适用于所需气流量和控制阀的尺寸相对较小的场合。区别间

接

控

制可以用于控制要求比较复杂的回路高速或大口径执行元件的控制。考虑到料仓放料可能花费的时间比较长，依靠人力直接控制时稍显笨拙，可以考虑通过使用双气控二位三通（或二位五通）阀通过间接控制来实现气缸的换向。选择选择

因双气控阀具有记忆功能，不存在复位问题，当气缸活塞伸出时，哪怕手动换向阀松开复位，也不会使双气控换向阀的阀芯发生移动，从而能够解放人手并保持气缸的伸出状态维持不变。当气缸需要缩回时，只需要按下另一个手动换向阀的按钮。02搭建回路并进行调试运行第二步安装时，需要考虑气动元件操作的方便性、安全性和可靠性，尽量能清楚地看到每个气动元件的图形符合，防止后续气管连接出现错误。第四步行调试运行，按下左边手动换向阀按钮可以看到气缸伸出并保持这一状态。再按下右边换向阀按