液压与气压传动 第5版 课件 10、气源装置与气压元件

液压与气压传动流体动力与控制工程系讲课教师：刘银水1气动执行元件气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能得装置，包括气缸和气马达。2气动执行元件一、气缸将压缩空气的压力能转换为直线运动并做功的执行元件。1、普通气缸3气动执行元件一、气缸2、无活塞杆气缸优点：节省了安装空间，特别适用于小缸径长行程的场合。4气动执行元件一、气缸2、无活塞杆气缸5气动执行元件一、气缸3、膜片式气缸特点：结构紧凑、简单、制造容易、成本低、维修方便、寿命长、效率高等特点，其行程较短，适用于气动夹具、自动调节阀等短行程工作场合。6气动执行元件一、气缸4、冲击气缸特点：活塞在很短的时间内以以极高的速度向下冲击，从而获得很大的动能。主要用于锻造、充压、铆接、破碎等多种作业。7气动执行元件一、气缸5、气缸工作特性⑴气缸速度普通气缸的速度范围50~500mm/s（全程平均速度），最低可至5mm/s，最高可达17m/s。⑵气缸理论输出力工作压力与活塞横截面积的乘积。8气动执行元件一、气缸5、气缸工作特性⑶气缸的效率和负载率气缸实际所能输出的力受摩擦力的影响，其影响程度用气缸效率η表示；在研究气缸性能和确定缸径时，常用到负载率β的概念，定义β＝（气缸实际负载F/气缸理论输出力F0）％。β的选取与气缸的负载性质及运动速度有关。9气动执行元件一、气缸5、气缸工作特性⑷气缸的耗气量气缸的耗气量是指气缸在往复运动时所消耗的压缩空气量，是选择空压机排量的依据。最大耗气量是指气缸活塞完成一次行程所需的自由空气耗气量：10气动执行元件二、气马达1、气马达的分类气马达是利用压缩空气的的能量实现旋转运动的机械装置。按结构可分为叶片式、活塞式、齿轮式等。叶片式：制造简单、结构紧凑、低速性能差，适宜性能要求低或中功率的机械。活塞式：低速性能好，适宜载荷较大和要求低速转矩大的机械。11气动执行元件二、气马达2、叶片式气马达的工作原理12气动执行元件二、气马达3、叶片式气马达的特性转矩、转速、功率均会随着外负载变化而发生较大的变化，具有软特性。转矩、功率、流量与转速有一定的关系。13气动执行元件二、气马达3、叶片式气马达的特性无泄漏时，转速与流量成正比；转速越低，泄漏量对转速的影响愈大。14气动执行元件二、气马达4、气马达的特点有过载保护作用，过载时转速降低或停转；可无级调速，可双向旋转；具有较高的启动转矩，可直接带负载启动；惯性小，启动停止快；适宜于恶劣环境使用，具有防火、防爆、耐潮湿、粉尘及振动的优点；工作可靠，操作方便；输出功率相对较小，转速范围较宽；耗气量大，效率低，噪声大。15执行元件三、气动人工肌肉16执行元件三、气动人工肌肉17三、气动人工肌肉执行元件18执行元件三、气动人工肌肉19执行元件三、气动人工肌肉20执行元件三、气动人工肌肉21气动控制阀气动控制阀的功用、工作原理和液压控制阀相似，仅在结构上不同，分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀三大类。22气动控制阀一、压力控制阀23气动控制阀二、流量控制阀24气动控制阀三、方向控制阀25气动控制阀三、方向控制阀26气动控制阀四、阀岛27结构紧凑，所占空间小；

气路和电路连接简单，工作可靠。气动控制阀28气动控制阀29气动控制阀30气动辅件一、消声器气缸、气阀等气压元件工作时排气速度较高，气体体积急剧膨胀，会产生刺耳的噪声。排气的速度和功率越大，噪声也越大。一般来说。噪声高于85dB的时候都要设法降低，为此可在换向阀的排气口安装消声器来降低排气噪声。吸收型消声器膨胀干涉型消声器膨胀干涉吸收型消声器31气动辅件一、消声器1、吸收型消声器消声罩2为多孔的吸音材料，一般用聚苯乙烯颗粒或铜珠烧结而成。当消声器的通径小于20mm时，多用聚苯乙烯作消音材料制成消声罩；当消声器的通径大于20mm时，消声罩多采用铜珠烧结，以增加强度。吸收型消声器结构简单，具有良好的消除中、高频噪声的性能，消声效果大于20dB。在气压传动系统中，排气噪声主要是中、高频噪声，尤其是高频噪声较多，所以大多情况下采用这种消声器。32气动辅件一、消声器2、膨胀干涉型消声器这种消声器呈管状，其直径比排气孔大得多，气流在里面扩散发射，互相干涉，减弱了噪声强度，最后经过用非吸音材料制成的、开孔较大的多孔外壳排入大气。它的特点是排气阻力小，可消除中、低频噪声。缺点是结构较大，不够紧凑33气动辅件一、消声器3、膨胀干涉吸收型消声器进气气流由斜孔引入，在A室扩散、减速、碰壁撞击后反射到B室，气流束相互撞击、干涉，进一步减速，从而使噪声减弱。然后气流经过吸音材料的多孔侧壁排入大气，噪声被再次削弱，所以这种消声器的降低噪声效果更好，低频可消声20dB，高频可消声45dB。34气动辅件二、管道连接件管道连接件包括管子和各种管接头。硬管铁管钢管黄铜管纯铜管硬塑料管塑料管尼龙管橡胶管金属编织塑料管挠性金属导管软管管子35气动辅件二、管道连接件气动系统所使用的管接头的结构及工作原理与液压管接头基本相似，分为卡套式、扩口螺纹式、卡箍式、插入快换式。36气动辅件三、气液转换器气液转换器是将空气压力转换成相同压力的液压力，获得较平稳的速度。37气动传感器及气动仪表气动调节与控制系统是实际生产过程中常用的一种自动控制系统，气动仪表则是气动调节系统的核心。由气动仪表组成的典型的调节系统包括气动变换单元、气动调节单元、执行单元、给定单元等。38真空元件对于任何具有较光滑表面的物体，特别是不适于夹紧的非金属物体，都可以采用真空吸附来完成相关的搬移工作。真空发生装置：真空泵、真空发生器真空阀：压力、方向、流量真空执行机构：真空吸盘、真空气缸真空辅件：过滤器、真空计、压力开关真空辅件39真空元件一、真空发生器真空发生器是指利用气体的高速流动来产生真空的元件。401、工作原理真空发生器结构简单，无可动机械部件，使用寿命长。真空元件一、真空发生器2、主要技术指标（1）耗气量耗气量是指供给喷管的流量。喷嘴直径越大，抽吸流量和耗气量越大，真空度越低；喷嘴直径越小，抽吸流量和耗气量越小，真空度越高。41真空元件一、真空发生器2、主要技术指标（2）真空度真空度存在最大值pzmax，超过最大值后，即使增加供气压力，真空度反而会下降。实际使用时，真空度选为（63%~95%)pzmax

。42真空元件一、真空发生器2、主要技术指标（3）抽吸时间抽吸时间表示了真空发生器的动态指标，在工作压力0.6MPa的实验条件下，真空发生器抽吸1L容积空气所需的时间。43真空元件二、真空吸盘真空吸盘是真空系统中专门用于吸附、抓取物件的执行元件。1、结构和形状44真空元件二、真空吸盘2、真空吸盘的主要性能指标吸盘的理论值为实际吸附力还应考虑物体重量、搬运过程中的运动速度、加速度、振动和晃动。对于面积大的、重的、有振动的吸吊物，需要使用多个吸盘同时起吊。45气动逻辑元件气动逻辑元件是一种采用压缩空气作为介质，通过元件内部的可动部件（如膜片等）的动作，改变气流流动的方向，从而实现一定逻辑功能的气动控制元件。46气动逻辑元件一、气动逻辑元件的分类及特点高压元件：0.2~0.8MPa低压元件：0.02~0.2MPa微压元件：0.02MPa工作压力或门与门非门双稳逻辑功能高压截止式膜片式滑阀式结构型式47气动逻辑元件一、气动逻辑元件的分类及特点元件流通孔道较大，抗污染能力强，对气源的净化程度要求低；完成动作后，能切断气源和排气孔之间的通道，无功耗气量较大；元件的负载能力强，可带动数量较多的控制或执行元件；元件之间连接方便，匹配简单，调试容易；响应速度较慢，不宜组成运算很复杂的控制系统。48气动逻辑元件二、高压截止式逻辑元件依靠气压信号或通过膜片变形推动阀芯动作，改变气流的通路以实现一定的逻辑功能。1、“是门”元件（动画演示）49“是门”元件在回路中可用作波形整形、隔离和放大。气动逻辑元件二、高压截止式逻辑元件2、“与门”元件（动画演示）50气动逻辑元件二、高压截止式逻辑元件3、“或门”元件（动画演示）51气动逻辑元件二、高压截止式逻辑元件4、“非门”元件（动画演示）52气动逻辑元件二、高压截止式逻辑元件5、“禁门”元件（动画演示）53气动逻辑元件二、高压截止式逻辑元件6、“或非门”元件（动画演示）54气动逻辑元件二、高压截止式逻辑元件7、双稳和单记忆元件（动画演示）55气动逻辑元件三、高压膜片式逻辑元件56

高压膜片式逻辑元件的可动部件是膜片，利用膜片两侧受压面积不等使膜片变形，关闭或开启相应的孔道，实现逻辑功能。高压膜片式逻辑元件的基本