液压与气动技术（第六版） 课件 第5章 液压基本回路

气动技术的应用与发展气动系统的组成（掌握）0102气动技术在工业中的应用（重点）气动技术的优点（难点）气动技术的缺点（了解）气动技术的发展趋势（了解）050403主要内容气动系统的工作原理气压传动系统是一种能量的转换系统工作原理——将原动机输出的机械能转换为空气的压力能，利用管路、各种控制阀及辅助元件，将压力能传送到执行元件，再转换成机械能，从而完成直线或回转运动，并对外做功。气动系统的基本构成图9-1气动系统的基本构成

气动技术在工业中的应用夹紧、传送、定位、定向和物料流分配物料输送装置材料加工钻削、车削、铣削、锯削、磨削和光整包装、填充、测量、锁紧、轴的驱动、材料输送、零件转向及翻转、零件分拣、元件堆垛、元件冲压或模压标记和门控制一般应用工业应用案例抓取传送系统工业应用案例汽车工业奶酪生产工业应用案例视频演示气动技术的应用领域汽车制造业生产自动化机械设备电子半导体家电制造行业包装自动化空气是取之不尽用之不绝的。获取输送空气通过管道容易传输，可集中供气，远距离输送。压缩空气没有爆炸及着火的危险。防暴压缩空气对温度的变化不敏感，从而保证运行稳定。温度压缩空气可以贮存在贮气罐中。存贮气压传动的优点气动工具和执行元件超载时停止不动，而无其它危害。过载安全气动元件结构简单，价格相对低。元件无油润滑的排出气体干净，通过管路和元件排出的气体不会污染空气。洁净净化处理可压缩性出力要求噪音气压传动的缺点压缩空气需要良好处理，不能有灰尘及湿气。由于压缩空气的可压缩性，执行机构不易获得均匀恒定的运动速度，速度不稳定。只有在一定的推力要求下，采用气动技术较经济。在正常工作压力下（6～7bar）按照一定的行程和速度，输出力最大40000～50000N。排气噪音较大，但随着噪音吸收材料及消声器的发展，此问题已大大得到改善。气压传动的缺点1稳定性差2输出功率小3噪音大4润滑性差5难以实现精确定位模块化和集成化：任意组合、多功能、通用性功能增强及体积缩小：2.5mm气缸，10mm宽的气阀智能气动：集成微处理器，内置可编程控制器的阀岛，以阀岛和现场总线技术的结合机、电、液、气集成一体化气动技术的发展趋势小结气压传动系统的工作原理气动技术的发展趋势气动技术的应用气动技术的优缺点作业请在下列的专题中选择一项，查阅相关资料并写出调查报告1、气动技术的发展趋势；2、气动技术在工业中的应用；3、国内外最新气动自动化设备；4、气动技术和其他传动技术比较。要求：至少阅读5篇2015年以后的文献资料，并在上交时附上相应的参考文献或网址。谢谢THANKSFORYOURWATCHING气源系统的认知

压缩空气站的布置应考虑以下因素：靠近负荷（用气）中心；供电供水合理；扩建的可能性；避免靠近散发爆炸性、腐蚀性和有毒气体及粉尘等有害场所，并位于上述场所全年风向最小频率的下风侧；符合国家关于噪声、振动防护要求；朝向使机器具有良好的穿堂风，减少西晒；最好为独立建筑物，当与其它建筑物毗连或设在其内时，宜用墙隔开。压缩空气站的布置气源净化的必要性储气罐储气罐的尺寸大小由空气压缩机的输出功率来决定。本储气罐属于简单压力容器，应遵守压力容器的有关规定，必须有产品耐压合格证书，应当建立设备安全管理档案，对其进行定期保养、检查并且记录存档，发现异常情况时，应当及时请特种设备检验检测机构进行检验。储气罐结构如图所示，右图为其职能符号。储气罐压缩空气从储气罐的下端进入，经储气罐大表面积散热除污后，从储气罐上端输出压缩空气。在储气罐最底端安装有排水阀，自动进行排污。储气罐上安装有压力表显示储气罐内的压力；检修盖在储气罐下端用于检修内部表面；在储气罐最顶端安装有安全阀，当储气罐内的压力超过允许限度时，可将压缩空气排出。有的储气罐还安装有压力开关、单向阀等。主管道过滤器必须具有最小的压力降和油雾分离能力，其结构原理如图所示，右图为其职能符号，压缩空气从入口进入，需经过迂回才离开滤芯，滤芯一般为快速更换型滤芯，过滤精度3-5微米。当过滤器顶端指针处于为红色区域时，表示压力降大需立即更换滤芯，主管道过滤器底部有排污管。冷冻式空气干燥器这是一台冷冻式空气干燥器，如图所示为冷冻式空气干燥器工作原理，其原理是将湿空气冷却到其露点温度以下，使空气中水蒸气凝结成水滴，并清除出去，然后将压缩空气加热至环境温度输送出去。用手触摸干燥器进气口和排气口管道，发现进气口管道温度高，排气口管道温度低，说明干燥器正常工作，为保护排气管，在其上包裹隔热棉。冷冻式空气干燥器冷冻式空气干燥器的职能符号如图所示。进气温度：≤45℃，超出此温度时，应设置后冷却器，若环境温度过低，为防冷凝水结冰需加装暖气装置；空气处理量为17Nm³/min；冷却方式：风冷；进气压力：0.4~1.0Mpa；压力损失：≤0.02Mpa；压力露点：3~10℃；制冷剂

：R22。气源系统这就是一个实际的压缩空气站，主要由气压发生装置（空气压缩机）、压缩空气的净化处理装置（储气罐、主管道过滤器、冷冻式空气干燥器）和传输管路系统等组成。典型的气源及空气净化处理系统如图所示。气源系统这就是一个实际的压缩空气站，主要由气压发生装置（空气压缩机）、压缩空气的净化处理装置（储气罐、主管道过滤器、冷冻式空气干燥器）和传输管路系统等组成。典型的气源及空气净化处理系统如图所示。气源系统这就是一个实际的压缩空气站，主要由气压发生装置（空气压缩机）、压缩空气的净化处理装置（储气罐、主管道过滤器、冷冻式空气干燥器）和传输管路系统等组成。典型的气源及空气净化处理系统如图所示。气源系统

空气的性质（了解）0102理想气体的状态方程（重点）储气罐（重点）04空气压缩机（难点）03主要内容压缩空气（CompressedAir）压缩空气（CompressedAir）图9-1露点表压缩空气（CompressedAir）图9-2压力露点与大气压露点的换算思考：空气压缩机其吸入口和输出口分别为什么露点？理想气体状态方程理想气体的状态方程：没有粘性的气体称为理想气体。一定质量的理想气体在状态变化的瞬间，有PV/T=常量

理想气体状态方程气体状态变化过程：等温过程：P1V1=P2V2=常量（在气动系统中气缸工作、管道输送空气等均视为等温过程）等容过程（查理定律）：等压过程（盖吕萨克定律）：绝热过程P1V1k=P2V2k=常量（气动系统中快速充、排气过程可视为绝热过程。k为绝热指数，对空气来说k=1.4）气源及空气净化处理装置压缩空气在气动系统中的作用：气源系统是为气动设备提供满足要求的压缩空气动力源。(1)决定传感器的状态(2)处理信号(3)通过控制元件控制执行机构(4)实现动作（执行元件）气源系统的组成：(1)气压发生装置(2)压缩空气的净化处理装置(3)传输管路系统气源及空气净化处理装置图9-3典型的气源及空气净化处理系统

1-空压机2-储气罐3-阀门4-主管过滤器(Ⅰ)

5-干燥机6-主管过滤器（Ⅱ）气源及空气净化处理装置对压缩空气的要求压缩空气要具有一定压力和流量，具有一定净化程度。由空压机排出的压缩空气要除油、除水、除尘，并使压缩空气干燥。空气压缩机(Aircompressor)空压机是气压发生装置。空压机将电机或内燃机的机械能转化为压缩空气的压力能。空气压缩机的分类按结构形式分容积式空压机往复式活塞式膜片式旋转式叶片式螺杆式速度式空压机离心式轴流式混流式空气压缩机的分类按空压机输出压力大小分类低压空压机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按空压机输出流量(排量)分类微型＜1m³／Min小型1～10m³／Min中型10～100m³／Min大型＞100m³／Min空气压缩机的工作原理常见的空压机：活塞式空压机叶片式空压机螺杆式空压机活塞式空压机活塞式空压机活塞式空压机单级活塞式空压机通常用于需要0.3～0.7MPa压力范围的系统。在单级压缩机中，若空气压力超过0.6MPa，产生的过热将大大地降低压缩机的效率，因此当输出压力较高时，应采取多级压缩。活塞式空压机单级活塞式空压机通常用于需要0.3～0.7MPa压力范围的系统。在单级压缩机中，若空气压力超过0.6MPa，产生的过热将大大地降低压缩机的效率，因此当输出压力较高时，应采取多级压缩。视频演示活塞式空压机两级活塞式空压机，由两级三个阶段将吸入的大气压空气压缩到最终的压力。如果最终压力为0.7MPa，第一级通常将它压缩到0.3MPa，然后经过中间冷却器被冷却，压缩空气通过中间冷却器后温度大大下降，再输送到第二级气缸，压缩到0.7MPa。相对于单级压缩机，它提高了效率。活塞式空压机两级活塞式空压机，由两级三个阶段将吸入的大气压空气压缩到最终的压力。如果最终压力为0.7MPa，第一级通常将它压缩到0.3MPa，然后经过中间冷却器被冷却，压缩空气通过中间冷却器后温度大大下降，再输送到第二级气缸，压缩到0.7MPa。相对于单级压缩机，它提高了效率。视频演示叶片式空压机把转子偏心安装在定子内，叶片插在转子的放射状槽内，且叶片能在槽内滑动。叶片、转子和定子内表面构成的容积空间在转子回转(图中转子顺时针回转)过程中逐渐变小，由此从进气口吸入的空气就逐渐被压缩排出。这样，在回转过程中不需要活塞式空压机中的吸气阀和排气阀。在转子的每一次回转中，将根据叶片的数目多次进行吸气、压缩和排气，所以输出压力的脉动较小。叶片式空压机把转子偏心安装在定子内，叶片插在转子的放射状槽内，且叶片能在槽内滑动。叶片、转子和定子内表面构成的容积空间在转子回转(图中转子顺时针回转)过程中逐渐变小，由此从进气口吸入的空气就逐渐被压缩排出。这样，在回转过程中不需要活塞式空压机中的吸气阀和排气阀。在转子的每一次回转中，将根据叶片的数目多次进行吸气、压缩和排气，所以输出压力的脉动较小。视频演示叶片式空压机特点优点：能连续排出脉动小的额定压力的压缩空气，一般无需设置储气罐，并且其结构简单，制造容易，操作维修方便，运转噪声小。缺点：叶片、转子和机体之间机械摩擦较大，产生较高的能量损失，因而效率也较低。螺杆式空压机两个啮合的凸凹面螺旋转子以相反的方向运动。两根转子及壳体三者围成的空间在转子回转过程中沿轴向移动，其容积逐渐减小。这样，从进口吸入的空气逐渐被压缩，并从出口排出。转子旋转时，两转子之间及转子与机体之间均有间隙存在。由于其进气、压缩和排气等各行程均由转子旋转产生，因此输出压力脉动小，可不设置储气罐。螺杆式空压机轴向轴承径向轴承阴螺杆阳螺杆增速齿轮迷宫型密封水腔油腔透气孔同步齿轮平衡活塞平衡膜片螺杆式空压机视频演示螺杆式空压机特点优点：排气压力脉动小，输出流量大，无需设置储气罐，结构中无易损件，寿命长，效率高。缺点：制造精度要求高，且由于结构刚度的限制，只适用于中低压范围使用。空压机使用注意事项空压机的安装位置空压机的安装地点必须清洁，无粉尘、通风好、湿度小、温度低且要留有维护保养空间，所以一般要安装在专用机房内。噪音空压机一运转即产生噪音。必须考虑噪音的防治，如设置隔声罩、设置消声器、选择噪音较低的空压机等。一般而言，螺杆式空压机的噪音较小。润滑使用专用润滑油并定期更换，启动前应检查润滑油位，并用手拉动传动带使机轴转动几圈，以保证启动时的润滑。启动前和停车后，都应及时排除空压机气罐中水分。储气罐(Reservoir)的作用1使压缩空气供气平稳，减少压力脉动。2作为压缩空气瞬间消耗需要的储存补充之用。3储存一定量的压缩空气，停电时可使系统继续维持一定时间。4可降低空压机的启动-停止频率，其功能相当于增大了空压机的功率。5利用储气罐的大表面积散热使压缩空气中的一部分水蒸气凝结为水。储气罐(Reservoir)的使用1储气罐属于压力容器,应遵守压力容器的有关规定。必须有产品耐压合格证书。2储气罐上必须安装如下元件：安全阀：当储气罐内的压力超过允许限度时,可将压缩空气排出。压力表：显示储气罐内的压力。压力开关：用储气罐内的压力来控制电动机,一个最高压力,一个最低压力。单向阀：让压缩空气从压缩机进入气罐,阻止压缩空气反方向流动。排水阀：设置在系统最低处,用于排掉凝结在储气罐内所有的水。储气罐(Reservoir)的使用小结气源装置的组成部件空气的性质作业教材：P1579-1谢谢THANKSFORYOURWATCHING5.3压缩空气净化装置

压缩空气的净化过程（了解）0102除水及过滤（重点）气动三联件和二联件（重点）04调压及润滑（难点）03主要内容压缩空气净化处理装置经压缩机压缩产生的压缩空气,除含有水份外,还含有油份和粉尘。4000万单位/m3压缩空气净化处理装置为什么我们需要做气源处理?不良空气质量对生产制造工艺的影响对气动装置的影响压缩空气净化处理装置压缩空气包含了所有的环境影响因素…压缩空气净化处理装置空气质量–固态微粒固态微粒：研磨会产生密封损害（活塞，活塞杆）带气动元件(如Mini阀)的小型结构堵塞结果：可靠性降低使用寿命减少速度降低压缩空气净化处理装置固态微粒影响阀活塞问题：泄漏/故障原因：固态微粒污染破坏了密封压缩空气净化处理装置空气质量–湿气水份湿气水份：管道金属生锈腐蚀水结成冰,使小型结构堵塞使润滑油变质及冲洗掉润滑脂结果：可靠性降低使用寿命缩短压缩空气净化处理装置湿气水份影响阀：CPE-24-M1H-3GL-3/8问题：使用4周后产生故障原因：湿度过高压缩空气净化处理装置空气质量–油份油份：压缩机油会改变材料特性,损坏密封，它会引起气动元件故障、使用寿命减少油会堵塞带气动元件的小型结构冲走润滑脂结果:可靠性降低使用寿命减少压缩空气净化处理装置油份的影响干燥器：LDF问题：多个气动组件产生故障原因：压缩机油太多由微粒引起：早期磨损沉淀物

固态微粒由湿气引起：腐蚀速度变低

湿气水份油份由油引起：洗去固有润滑粘附微粒

压缩空气净化处理装置对气动装置的影响：能源损耗，频繁保养，停工，增加成本除水装置0102过滤装置调压装置润滑装置0403压缩空气净化处理装置从空压机输出的压缩空气到达各用气设备之前，必须将压缩空气中含有的大量水分、油分及粉尘杂质等除去，以得到适当的压缩空气质量，避免它们对气动系统的正常工作造成危害，并且用减压阀调节系统所需压力以得到适当出力。在必要的情况下，使用油雾器使润滑油雾化并混入压缩空气中润滑气动元件，降低磨损，提高元件寿命。除水装置图9-11风冷式后冷却器1后冷却器：空压机输出的压缩空气温度高达120～180℃降到40℃，有风冷式和水冷式。图9-12水冷式后冷却器除水装置1后冷却器：空压机输出的压缩空气温度高达120～180℃降到40℃，有风冷式和水冷式。视频演示除水装置2冷冻式空气干燥器：将湿空气冷却到其露点温度以下,使空气中水蒸气凝结成水滴,并清除出去,然后再将压缩空气加热至环境温度输送出去。除水装置2冷冻式空气干燥器：将湿空气冷却到其露点温度以下,使空气中水蒸气凝结成水滴,并清除出去,然后再将压缩空气加热至环境温度输送出去。除水装置3吸附式空气干燥器：利用具有吸附性能的吸附剂(如硅胶、活性氧化铝、分子筛等)吸附空气中水蒸气的一种空气净化装置。吸附剂的再生（亦称脱附），再生方法有加热再生和无热再生，正常情况下，每两至三年必须更换一次吸附剂。图9-15吸附式干燥器的工作原理除水装置4吸收式干燥器，一个纯化学过程。压缩空气中水分与干燥剂发生反应，使干燥剂溶解，液态干燥剂可从干燥罐底部排出根据压缩空气温度、含湿量和流速，及时填满干燥剂，干燥剂必须在一定的时间内进行补充。干燥剂的化学物质通常选用氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化锂等。优点是它的基本建设和操作费用都较低。但进口温度不得超过30℃，其中,干燥剂的化学物质具有较强烈的腐蚀性，必须仔细检查滤清,防止腐蚀性的雾气进入气动系统中。图9-16吸收式干燥器工作原理过滤装置1主管道过滤器，安装在主要管路中。必须具有最小的压力降和油雾分离能力，它能清除管道内的灰尘、水分和油过滤器的滤芯一般是快速更换型滤芯，过滤精度一般为3～5μm，滤芯是由合成纤维制成的，因为纤维是以矩阵形式排列的。图9-17主管过滤器结构职能符号过滤装置1主管道过滤器，安装在主要管路中。必须具有最小的压力降和油雾分离能力，它能清除管道内的灰尘、水分和油过滤器的滤芯一般是快速更换型滤芯，过滤精度一般为3～5μm，滤芯是由合成纤维制成的，因为纤维是以矩阵形式排列的。过滤装置(Compressedairfilter)标准过滤器主要是安装在气动回路上，标准过滤器的过滤精度为5。为防止造成二次污染，滤杯中的水每天都应该是排空的。过滤装置(Compressedairfilter)视频演示自动排水器(Waterseparator)自动排水器用来自动排出管道、储气罐、过滤器滤杯等最下端的积水。调压装置每台气动装置的供气压力都需要用减压阀减压，并保持稳定。对于低压控制系统(如气动测量)，除用减压阀减压外，还需用精密减压阀以获得更稳定的供气压力。减压阀的作用是将较高的输入压力调到规定的输出压力，并能保持输出压力稳定，不受空气流量变化及气源压力波动的影响。直动式是借助弹簧力直接操纵的；直动式减压阀通径小于20～25mm，输出压力在0～1.0MPa范围内最为适当，超出这个范围应选用先导式。先导式是用预先调整好的气压来代替直动式调压弹簧进行调压的，一般先导式减压阀的流量特性比直动式的好。直动式减压阀

图9-20直动式减压阀结构职能符号直动式减压阀视频演示先导式式减压阀先导式减压阀是使用预先调整好压力的空气来代替调压弹簧进行调压的，其调节原理和主阀部分的结构与直动式减压阀的相同。先导式减压阀的调压空气一般是由小型的直动式减压阀供给的。若将这个小型直动式减压阀与主阀合成一体，则称其为内部先导式减压阀。若将它与主阀分离，则称其为外部先导式减压阀，它可以实现远距离控制。图9-21内部先导式减压阀润滑装置对于现代气动组件，润滑不一定是必需的。它们可不需供油润滑而长期工作。这些组件的寿命和特性完全是满足现代机械制造高频率的需要。“不需供油润滑”系统的优点包括：a)、节省润滑设备，润滑油和维护时加油等成本。b)、是最清洁卫生的系统；如在粮食和药品工业中特别重要。c)、油不混入到大气中，得到健康和安全的工作环境。润滑装置但在要求机件作极高速运动的地方或在气缸口径较大(大约25mm以上)时应采用油雾润滑并尽可能将油雾器直接安装于气缸供气管道上。当然，加油量不能过大，否则将发生下列问题：（1）零部件由于加油过多产生故障（2）对周围环境产生油雾污染（3）设备长期停用后发生零部件结胶（4）给正确调整油雾器造成困难那些由压缩机在产生压缩空气时带入的杂质油则是不能用作为控制系统组件的润滑油的。润滑装置油雾器是以压缩空气为动力，将润滑油喷射成雾状，并混合于压缩空气中，使该压缩空气具有润滑气动元件的能力。普通型油雾器也称为全量式油雾器，把雾化后的油雾全部随压缩空气输出，油雾粒径约为20μm。普通型油雾器又分为固定节流式和自动节流式两种，前者输出的油雾浓度随空气的流量变化而变化；后者输出的油雾浓度基本保持恒定，不随空气流量的变化而变化。油雾器（lubricator)油雾器（lubricator)減少磨耗减少磨擦损失

防止锈蚀油雾器（lubricator)视频演示油雾器（lubricator)流量特性油雾器中通过其额定流量时，输入压力与输出压力之差一般不超过0.15MPa。起雾空气流量当油位处于最高位置时，节流阀8全开（见图9-22），气流压力为0.5MPa时，起雾时的最小空气流量规定为额定空气流量的40％。加油后恢复滴油时间加油完毕后，油雾器不能马上滴油，要经过一定的时间，在额定工作状态下，一般为20～30s。油雾粒径在规定的试验压力0.5MPa下，输油量为30滴每分时，其粒径不大于50kμm。油雾器的主要性能指标气动三联件（Airserviceunit）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→减压阀→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（Airserviceunit）连接顺序：过滤器一减压阀一油雾器气动二联件（Airserviceunit）对于一些对油污控制严格的场合,如纺织、制药和食品等行业,气动元件选用时要求无油润滑。在这种系统中,气源调节装置必须用两联件,连接方式为过滤—减压,去掉油雾器。图9-26气动两联件的外观及职能符号连接顺序：过滤器一减压阀结构职能符号小结气动三联件、二联件压缩空气的净化过程作业教材：P1579-3、9-4、9-6谢谢THANKSFORYOURWATCHING压缩空气的输送

管路的分类（了解）0102主管路配管方式（重点）管路材料（了解）03主要内容压缩空气的输送(Airdistribution)从空压机输出的压缩空气要通过管路系统被输送到各气动设备上，管路系统如同人体的血管。输送空气的管路配置如设计不合理，将产生下列问题：压降大，空气流量不足；冷凝水无法排放；气动设备动作不良，可靠性降低；维修保养困难。管路的分类按功能分类1、吸气管路从吸入口过滤器到空压机吸入口之间的管路，此段管路管径易大以降低压力损失。2、排出管路从空压机排气口到后冷却器或储气罐之间的管路，此段管路应能耐高温高压与振动。3、送气管路从储气罐到气动设备间的管路。主管路：是一个固定安装的用于把空气输送到各处的耗气系统。主管路中必须安装断路阀，它能在维修和保养期间把空气主管道分离成几部分。分支管路：从主管路连接分配到气动设备之间的。4、控制管路连接气动执行件和各种控制阀间的管路。此种管路大多数采用软管。5、排水管路收集气动系统中的冷凝水并将水分排出管路。主管路配管方式(Pipinglayout)主管路配管终端管道环状管道供气可靠性高，压力损失小，压力稳定，但投资较高。在环状主管道系统中空气从两边输入到达高的消耗点，这可将减压力降至最低。这种系统中冷凝水会流向各个方向，因此必须设置足够的自动排水装置。另外，每条支路上及支路间都要设置截止阀。这样，当关闭支路时，整个系统仍能供气。系统简单，经济性好。多用于间断供气，一条支路上可安装一个截止阀，用于关闭系统。管道应在流动方向上有1：100的斜度以利于排水,并在最低位置设置排水器。主管路配管方式(Pipinglayout)终端管道供气系统主管路配管方式(Pipinglayout)环状管道供气系统主管路配管方式(Pipinglayout)普通气动设备大多采用不高于8bar的压缩空气源，故一般按照只有一种压力要求来处理，采用同一压力管道，用减压阀来满足用气设备的压力要求。主管路配管方式(Pipinglayout)当压缩空气有多种压力要求，气动设备有多种压力要求且用气量都比较大时，采用多种压力管道空气系统，设置多种压力管网，分区供气。管路中多数设备为低压装置但有少数高压装置时，采用管道空气与瓶装供气相结合的供气系统，管道供大量低压气，瓶装供少量高压气。管路材料在气动装置中，连接各元件的管路有金属管和非金属管。非金属管有硬尼龙管、软尼龙管和聚氨脂管。非金属管经济，轻便，拆装容易，工艺性好，不生锈，流动摩擦阻力小，但存在老化问题，不宜用于高温场合，

且易受外部损伤。常用的金属管有镀锌钢管、不锈钢管、拉制铝管和纯铜管等，主要用于工厂气源主干道和大型气动装置上，适用于高温、高压和固定不动部位的连接。铜、铝和不锈钢管防锈性好，但价格较高。另外，非金属管有多种颜色，化学稳定性好，又有一定柔性，故在气动设备上大量使用。管路材料非金属管主要有如下几种：（1）橡胶软管或强化塑料管：用在空气驱动手工操作工具上是很合适的，因为它具有柔韧性，有利于操作运动。（2）棉线编织胶管：主要推荐用于工具或其他管子受到机械磨损的地方。（3）聚氯乙烯（PVC）管或尼龙管：通常用于气动元件之间的连接，在工作温度限度内，它具有明显的安装优点，容易剪断和快速连接于快速接头。

作业教材：P1579-7、9-8谢谢THANKSFORYOURWATCHING普通气缸

气缸的分类（掌握）0102典型气缸的结构及工作原理（重点）气缸的计算与选型（重点）04标准气缸（掌握）03主要内容05气缸的维护（掌握）气动执行元件气动执行元件在气动系统中，将压缩空气的压力能转换成机械能的元件。可以实现往复直线运动和往复摆动运动的气动执行元件称为气缸；可以实现连续旋转运动的气动执行元件称为气马达。气缸分类气缸活塞式单活塞有活塞杆单活塞杆单作用双作用双活塞杆单作用双作用无活塞杆机械耦合磁性耦合钢索、钢缆双活塞膜片式平膜片滚动膜片皮囊按结构分气缸分类按缸径尺寸分类

小型气缸：8～25mm大型气缸：＞320mm微型气缸：2.5～6mm型气缸：32～320mm气缸分类按安装方式分类气缸分类使用时应注意，不给油气缸也可以给油使用，但一旦给油使用后,则必须一直给油使用,否则将引起密封件过快磨损。这是因为压缩空气中的油雾已将润滑脂洗去,而使气缸内部处于无油润滑状态了。给油气缸不给油气缸两种所使用的压缩空气中不含油雾，是靠装配前预先添加在密封圈内的润滑脂使气缸运动部件润滑的。使用的工作介质是含油雾的压缩空气，对气缸内活塞、缸筒等相对运动部件进行润滑按润滑方式分类气缸分类单作用气缸双作用气缸驱动气缸时压缩空气作用在活塞端面上的方向按驱动方式分类单作用气缸的结构特点及工作原理指压缩空气在气缸的一端进气推动活塞运动，而活塞的返回则借助其他外力，如重力、弹簧力。预缩型预伸型单作用气缸（Single-actingcylinders）单作用气缸的结构特点及工作原理双作用气缸的结构特点及工作原理这种双作用气缸被活塞分成两个腔室。有杆腔(简称头腔或前腔)，有活塞杆的腔室称为有杆腔。无杆腔(简称尾腔或后腔)，无活塞杆的腔室称为无杆腔。双作用气缸的结构特点及工作原理视频演示这种双作用气缸被活塞分成两个腔室。有杆腔(简称头腔或前腔)，有活塞杆的腔室称为有杆腔。无杆腔(简称尾腔或后腔)，无活塞杆的腔室称为无杆腔。双作用气缸的结构特点及工作原理视频演示这种双作用气缸被活塞分成两个腔室。有杆腔(简称头腔或前腔)，有活塞杆的腔室称为有杆腔。无杆腔(简称尾腔或后腔)，无活塞杆的腔室称为无杆腔。气缸的缓冲缓冲方式缓冲原理适合气缸无缓冲无微型气缸、小型单作用气缸和中小型薄型气缸垫缓冲在活塞两侧设置聚氨酯橡胶垫吸收动能缸速不大于750mm/s的中小型气缸和缸速不大于1000mm/s的单作用气缸气缓冲将活塞运动的动能转换成封闭气室内的压力能缸速V≤500mm/s大中型气缸和V≤1000mm/s的中小型气缸设置液压缓冲器将活塞运动的动能传递给液压缓冲器，转换成热能和油液的弹性能缸速V>1000mm/S的气缸和缸速不大的高精度气缸。气缸缓冲弹性缓冲气缸终端缓冲类型为缓解气缸动作过程中活塞与前后端盖的碰撞，而设计的内部缓冲结构。分两种：弹性缓冲（P）和可调气缓冲（PPV）气缸缓冲可调气缓冲气缸终端缓冲类型为缓解气缸动作过程中活塞与前后端盖的碰撞，而设计的内部缓冲结构。分两种：弹性缓冲（P）和可调气缓冲（PPV）气缸缓冲气缸终端缓冲类型为缓解气缸动作过程中活塞与前后端盖的碰撞，而设计的内部缓冲结构。分两种：弹性缓冲（P）和可调气缓冲（PPV）视频演示标准气缸标准气缸是指气缸的功能和规格示普遍使用的、结构容易制造的、普通厂商通常作为通用产品供应市场的气缸。符合国际标准ISO6430、ISO6431或ISO6432的普通气缸。符合我国标准GB8103-87（即ISO6431）符合德国标准DINISO6431气缸的主要参数①气缸的缸筒内径D（简称缸径）②活塞行程L标准气缸对于ISO6431标准而言，其主要内容是对气缸的缸径系列、活塞杆伸出部分的螺纹尺寸做了规定，对同一缸径的气缸的外形尺寸(其长度、宽度、高度)做了限制，并对气缸的连接尺寸做了统一的规定。这一规定仅针对连接件对外部的连接尺寸做了统一，而对连接件与气缸的连接尺寸未做规定。因此，对于两家都符合ISO6431标准的气缸不能直接互换，而必须连同连接件一起更换。这一点在气缸选用时要特别注意。标准气缸FESTO在汽车行业中倡导的气缸DSNU圆形气缸DNC方形型材气缸ISO15552VDMA24562ISO6432DNG四拉杆气缸ISO15552VDMA24562ADN紧凑型短行程气缸ISO21287ISO标准气缸标准化产品的优点：不同的厂家的气缸只要符合同一种标准化指标，就可以相互替换。气缸的计算普通双作用气缸的理论推力F0D表示缸径，单位为m；p表示气缸的工作压力，单位为Pa管路系统普通双作用气缸的理论拉力F1d表示活塞杆直径，估算时可令d＝0.3D，单位为m。气缸的计算气缸的负载率气缸的负载率(η)是指气缸的实际负载力F与理论输出力F0之比。

负载力是选择气缸的重要因素。负载情况不同，作用在活塞轴上的实际负载力也不同。负载率的选取与负载的运动状态有关气缸的计算气缸的选型气缸的缸径D尺寸系列(GB2348)810121620253240506380(90)100(110)125(140)160(180)200(220)250320400500630气缸的选型活塞行程L第一优先系列2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000活塞行程L第二优先系列40639011014180220280360450500700900110014001800220028003600气缸的选型常用中、小型气缸尺寸缸径（mm）活塞杆外经（mm）活塞杆螺纹气口螺纹标准行程（mm）126M6M510,25,40,50,80,100,125,160,200250,300,320400,500166M6G1/8208M8G1/82510M10×1.25G1/83212M10×1.25G1/84016M12×1.25G1/45020M16×1.5G1/46320M16×1.5G3/88025M20×1.5G3/810025M20×1.5G1/212532M27×2G1/2要使用清洁干燥的压缩空气。空气中不得含有机溶剂的合成油、盐分、腐蚀性气体等，以防缸、阀动作不良。0102给油润滑气缸，应配置流量合适的油雾器；不给油润滑气缸，因缸内预加了润滑脂，可以长期使用。气缸若长期放置不用，应一个月动作一次，并涂油保护以防锈。05缓冲阀处应流出适当的维护调整空间，磁性开关等应留出适当的安装调整空间。0403气缸的维护气缸用于工作频繁、振动大的场合，安装螺钉和各个连接部位要采用防松措施。06缸筒和活塞杆的滑动部位不得受损伤，以防止气缸动作不良，损坏活塞杆密封圈等造成漏气。小结气缸的分类气缸的计算与选型普通气缸的工作原理、图形符号及使用场合作业教材：P17610-5、10-6谢谢THANKSFORYOURWATCHING单活塞杆双作用气缸

这种双作用气缸被活塞分成两个腔室有杆腔(简称头腔或前腔)，有活塞杆的腔室称为有杆腔无杆腔(简称尾腔或后腔)，无活塞杆的腔室称为无杆腔。双作用气缸的结构特点及工作原理气缸的缓冲缓冲方式缓冲原理适合气缸无缓冲无微型气缸、小型单作用气缸和中小型薄型气缸垫缓冲在活塞两侧设置聚氨酯橡胶垫吸收动能缸速不大于750mm/s的中小型气缸和缸速不大于1000mm/s的单作用气缸气缓冲将活塞运动的动能转换成封闭气室内的压力能缸速V≤500mm/s大中型气缸和V≤1000mm/s的中小型气缸设置液压缓冲器将活塞运动的动能传递给液压缓冲器，转换成热能和油液的弹性能缸速V>1000mm/S的气缸和缸速不大的高精度气缸。气缸的缓冲气缸终端缓冲类型为缓解气缸动作过程中活塞与前后端盖的碰撞，而设计的内部缓冲结构分两种：

弹性缓冲（P）可调气缓冲（PPV）气缸的缓冲

在各类气缸中使用广泛的是单活塞杆气缸，称为普通气缸，普通气缸按照气缸工作原理可分为单作用气缸和双作用气缸，在市面上，双作用气缸在机械自动化设备领域应用广泛。

缸内有与活塞杆相连的活塞，活塞上装有活塞密封圈。为防止漏气和外部灰尘的侵入，前缸盖装有活塞杆的密封圈和防尘圈。双作用气缸要求使用清洁的压缩空气，气缸接头使用生料带密封时必须保证只能缠绕在接头螺纹部分，避免生料带碎屑堵塞气孔。单活塞杆气缸一、双作用气缸的工作特点在两个方向上都有输出力。回程的输出力比伸出时的输出力小，其差值为压力与活塞杆横截面积的乘积。在活塞的伸出位置和返回位置，活塞支承环与导向套之间的距离不同。活塞杆不能承受径向载荷。为使回程时的输出力足够大，活塞杆直径一般较小。结构简单，性能优良。单活塞杆气缸单活塞杆气缸二、双作用气缸的应用范围所有在两个方向上需要输出力的直线运动，而且其输出力要求不太大的场合都可使用双作用气缸。谢谢THANKSFORYOURWATCHING气缸的主要参数及结构设计授课人：宋志刚CATALOGUE目录气缸基本概念与工作原理气缸主要参数详解结构设计要点与优化建议制造工艺及质量控制措施研究安装调试与维护保养指南行业发展趋势预测与市场需求分析01气缸基本概念与工作原理定义气缸是引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件，起着将其他形式的能量转化为机械能的作用。作用在压缩机中，气缸则用于压缩气体，提高气体压力。气缸定义及作用在压缩机中，气缸内的气体在活塞的作用下被压缩，从而提高气体的压力和温度。压缩机气缸工作原理工作原理简述工业领域气缸广泛应用于各类机械设备中，如压缩机、发动机等，为工业生产提供动力。自动化控制领域气缸作为自动化控制系统中的重要执行元件，可用于实现各种复杂动作和控制要求。交通运输领域气缸是汽车、摩托车等交通工具发动机的核心部件，为交通工具提供动力。其他领域气缸还应用于电力、航空航天、军事等领域，发挥着重要作用。应用领域介绍02气缸主要参数详解直径选择气缸直径的选择主要取决于所需的气缸推力和拉力。一般来说，直径越大，产生的力就越大。同时，直径的选择还需要考虑气缸的安装空间和工作环境。行程选择气缸行程的选择主要取决于工作需求。行程过长可能导致气缸在运行过程中产生过大的惯性和冲击力，影响气缸的寿命和精度；行程过短则可能无法满足工作要求。因此，需要根据实际需求合理选择行程。直径与行程参数选择依据VS气缸的工作压力直接影响其输出力和速度。一般来说，压力越高，输出力和速度就越大。但是，过高的压力可能导致气缸密封件的损坏，甚至引发安全事故。因此，需要合理选择工作压力，以保证气缸的安全、稳定运行。温度影响气缸的工作温度对其性能也有重要影响。高温可能导致气缸内的密封件老化、变形，从而影响气缸的密封性能和寿命；低温则可能导致气缸内的气体凝结，影响气缸的正常运行。因此，需要控制气缸的工作温度在一个合理的范围内。压力影响压力与温度对性能影响分析气缸的密封性能是其关键性能指标之一。可以通过测量气缸的泄漏量来评估其密封性能。一般来说，泄漏量越小，说明气缸的密封性能越好。此外，还可以通过观察气缸在运行过程中是否有漏气、漏油等现象来初步判断其密封性能。密封性能评估气缸的耐久性是其另一个关键性能指标。可以通过长时间运行测试来评估气缸的耐久性。在测试过程中，需要记录气缸的运行时间、故障次数等数据，以便对气缸的耐久性进行客观评估。同时，还需要对气缸进行定期的维护和保养，以延长其使用寿命。耐久性评估密封性能和耐久性评估方法03结构设计要点与优化建议材料选择与强度校核方法论述强度校核为确保气缸的强度和稳定性，必须进行强度校核。这通常涉及对气缸壁厚的计算、应力分析和疲劳寿命预测等。材料选择气缸的材料选择至关重要，通常需要考虑耐磨性、耐腐蚀性、强度和刚性等因素。常用的气缸材料包括铝合金、铸铁和不锈钢等。活塞结构活塞是气缸中的关键部件，其结构形式直接影响气缸的性能。常见的活塞结构包括整体式和组合式，每种结构都有其优缺点，需要根据具体应用进行选择。缸体结构缸体是气缸的主体部分，其结构形式也十分重要。一体式缸体和分体式缸体是两种常见的结构形式，它们在制造工艺、维修便利性和成本等方面存在差异。活塞和缸体结构形式对比分析针对气缸的性能需求和实际应用场景，可以提出多种优化设计方案，如改进活塞形状、优化缸体结构、采用新型材料等。优化设计方案在实施优化设计方案之前，需要进行效果预测。这可以通过仿真分析、实验验证等方法来实现，以确保优化方案的有效性。预测的效果可能包括提高气缸的工作效率、降低能耗、延长使用寿命等。实施效果预测优化设计方案探讨及实施效果预测04制造工艺及质量控制措施研究工艺流程梳理对气缸的制造工艺流程进行全面梳理，包括铸造、热处理、机械加工、装配等关键环节。优化建议提出针对现有工艺流程中存在的问题，提出优化建议，如改进铸造工艺以减少气孔和砂眼等缺陷，优化热处理工艺以提高材料性能，提升机械加工精度以保证气缸的尺寸精度和表面质量等。加工工艺流程梳理与优化建议提根据气缸的用途和性能要求，制定相应的质量检测标准，包括尺寸精度、表面粗糙度、材料性能等方面的要求。质量检测标准制定定期对质量检测的执行情况进行回顾，分析检测数据，及时发现并处理质量问题，确保气缸的质量符合标准要求。执行情况回顾质量检测标准制定及执行情况回顾持续改进策略部署针对质量回顾中发现的问题，制定持续改进策略，如加强员工培训以提高操作技能，更新设备以提升加工精度，优化工艺流程以减少质量波动等。效果评估持续改进策略部署和效果评估对持续改进策略的实施效果进行评估，通过对比改进前后的质量数据，验证改进策略的有效性，为后续的质量提升工作提供参考。010205安装调试与维护保养指南编写安装前准备工作和注意事项提醒确认气缸型号与规格在安装前，务必核对气缸的型号、规格是否与所需应用相匹配。检查气缸及附件检查气缸及附件是否完好无损，如有损坏或缺失应及时更换。准备安装工具提前准备好所需的安装工具，如扳手、螺丝刀、气动工具等。了解安装环境对安装环境进行全面了解，确保气缸安装位置的空间、温度、湿度等条件符合要求。气缸运动不畅检查气缸内部是否有杂质或损坏，润滑是否良好，以及气压是否正常。气缸漏气检查气缸的密封件是否完好，以及连接处是否紧固。如有问题，及时更换密封件或紧固连接处。气缸无法正常工作检查控制系统是否正常，以及电磁阀等附件是否工作正常。如有问题，及时排查并修复。调试过程中常见问题排查方法分享维护保养周期清洗气缸每次维护保养后，应做好相关记录，以便及时发现问题并采取相应的措施。做好记录定期检查气压系统的工作状态，确保气压稳定且符合气缸工作要求。检查气压系统定期检查气缸的密封件，如有磨损或老化应及时更换。检查并更换密封件建议每半年或每年进行一次全面的维护保养，具体时间根据气缸使用频率和环境条件而定。定期清洗气缸内部，去除杂质和油污，保持气缸内部清洁。维护保养周期建议及操作指南编写06行业发展趋势预测与市场需求分析随着工业自动化和智能制造的推进，气缸作为关键元件，其市场需求持续增长。气缸市场规模持续增长气缸在印刷、半导体、自动化控制、机器人等领域的应用不断拓展，推动市场需求多样化。应用领域不断拓展市场对高性能、高精度气缸的需求日益增加，以满足复杂工艺和严苛环境的要求。高性能气缸需求增加当前市场需求变化趋势观察报告呈现010203智能化和自动化趋势加速加大技术研发和创新投入优化生产流程和供应链管理加强品牌建设和市场推广定制化服务需求增长环保和节能要求提高气缸将更加注重智能化和自动化技术的应用，以提高生产效率和产品质量。随着全球环保意识的提升，气缸的环保和节能性能将成为重要的发展方向。客户对定制化服务的需求将不断增长，气缸企业需要提供个性化的解决方案以满足市场需求。气缸企业应加大技术研发和创新投入，推动产品升级和换代，提高市场竞争力。通过优化生产流程和供应链管理，降低成本，提高效率，满足市场需求。气缸企业应加强品牌建设和市场推广，提高品牌知名度和美誉度，拓展市场份额。未来发展趋势预测及挑战应对策略探讨国内外品牌竞争激烈明确企业核心竞争力和优势资源聚焦细分市场领域并深耕细作加强与上下游企业的合作与协同细分市场领域的机会与挑战并存技术水平和产品质量成为竞争关键气缸市场上，国内外知名品牌众多，竞争异常激烈。在激烈的市场竞争中，技术水平和产品质量成为气缸企业取胜的关键。在细分市场领域，气缸企业既面临巨大的市场机会，也需应对来自同行的挑战。气缸企业应明确自身的核心竞争力和优势资源，以便在市场竞争中扬长避短。选择具有发展潜力的细分市场领域进行深耕细作，提高市场占有率。与上下游企业建立紧密的合作关系，实现资源共享和优势互补，共同应对市场挑战。行业竞争格局剖析以及自身定位思考THANKS感谢观看特殊气缸

无杆气缸（掌握）0102手指气缸（了解）其它气缸（了解）04摆动气缸（了解）03主要内容无杆气缸(Rodlesscylinder)无杆气杆没有普通气缸的刚性活塞杆，它利用活塞直接或间接实现往复运动。没有活塞杆，则占有安装空间仅为1.2L，且行程缸径比可达50至100。没有活塞杆，活塞两侧受压面积相等，双向行程具有同样的推力，有利于提高定位精度。没有活塞杆，还能避免由于活塞杆及杆密封圈的损伤而带来的故障。无杆气缸(Rodlesscylinder)无杆气杆机械接触式无杆气缸磁性耦合式无杆气缸机械接触式无杆缸磁性耦合式无杆气缸(Cylinderwithmagnetic)带磁性开关的气缸(Cylinderwithmagneticlimitedswitch)