项目三(任务5~任务7)《液压与气压传动项目教程》ppt课件.pptx

汽车气动系统原理图的分析,项目三,了解各类气动辅助元件的作用；掌握气动辅助元件在气动系统中的应用；掌握气动辅助元件的图形符号；了解气动辅助元件的选用。,气动辅助元件是指保证气动系统正常工作中必不可少的辅助元件，主要有油雾器、自动排水器、消声器、真空发生器、管道系统等。,一、油雾器的选用,油雾器的实物图如图所示。,油雾气实物图,（a）（b）（c）油雾器结构原理图及图形符号,1立杆；2钢球；3弹簧；4阀座；5储油杯；6吸油管；7单向阀；8节流阀；9视油器；10油塞；11截止阀,二、自动排水器的选用,自动排水器的实物图、结构原理图及图形符号如图所示。,（a）实物图（b）结构原理图（c）图形符号自动排水器,1盖板；2喷嘴；3浮子；4滤芯；5排水阀座；6操作杆；7弹簧；8溢流孔；9活塞；10O型圈；11壳体,三、消声器的选用,消声器的实物图及图形符号如图所示。,（a）实物图（b）图形符号自动排水器,真空发生器的工作原理,四、真空发生器的选用,真空发生器的实物图如图所示。,真空发生器实物图,如图所示为典型真空回路。真空发生器结构简单，无运动机械部件，使用寿命长，体积小，重量轻，安装使用方便，真空度可达88 kPa。,典型真空回路,1过滤器；2精密过滤器；3减压阀；4压力表；5电磁阀；6真空发生器；7消声器；8真空过滤器；9真空压力开关；10真空压力表；11吸盘；12工件,五、管道系统的选用,气动系统管道和液压系统管道不同，属于长管系统。因此，在布管时应充分考虑流量、压力降、空气质量以及安全性和经济性等要求。,车间内管道布置示意图,1主管；2支管；3分气器；4阀门；5过滤器；6减压阀,油雾器的选用主要根据气压系统所需的 和 来确定。自动排水器用于自动排除、等处的冷凝水。为保证可靠供气，可采用、等管网供气系统。油雾器有什么作用？其特点是什么？什么是气动三联件？每个元件起什么作用？其安装顺序如何？简述真空发生器的工作原理。,沃纳海森堡（Anders Celsius，19011976年）沃纳海森堡是德国物理学家，量子力学的主要创始人，哥本哈根学派的代表人物，1932年诺贝尔物理学奖获得者。,量子力学是整个科学史上最重要的成就之一，而他的量子论的物理学基础是量子力学领域的一部经典著作。鉴于他的重要影响，在美国学者麦克哈特所著的影响人类历史进程的100名人排行榜中，他名列第46位。,掌握气动基本回路的分类、组成及作用；掌握气动基本回路的工作原理及特点；掌握气动基本回路中气动元件的工作原理及作用；掌握简单气动回路的连接方法。,气动系统与液压系统一样，无论简单还是复杂，均由一些具有不同功能的气动基本回路所组成。但由于工作介质空气和液压油不同，因此气动回路与液压回路相比较，有其自己的特点，如气动回路由空气压缩机站集中供气；不设排气管道；空气没有润滑性；气动元件安装位置对其性能影响大等。,一、方向控制回路的设计与选用,常用的方向控制回路有单作用气缸换向回路和双作用气缸换向回路等。,在图（a）所示回路中，当电磁铁通电时，气压使活塞杆伸出；当电磁铁断电时，活塞杆在弹簧作用下缩回。在图（b）所示回路中，电磁铁断电后能使活塞停留在行程中任意位置，但定位精度不高，定位时间不长。,（a）（b）单作用气缸换向回路,图（a）为二位五通阀单气控制的换向回路；图（b）、（c）为由两个二位三通阀控制的换向回路，当无杆腔有压缩空气时，气缸活塞伸出反之，气缸活塞退回；图（d）、（e）、（f）控制回路相当于具有记忆功能的回路，故该阀两端电磁铁线圈或按钮不能同时操作，否则将会出现误动作。,二、压力控制回路的设计与选用,压力控制回路的功能是使系统保持在某一规定的压力内，常用的有调压回路和增压回路等。,调压回路可分为一次压力控制回路和二次压力控制回路等。,（1）一次压力控制回路一次压力控制回路用于控制气源系统中气罐的压力，使之不超过调定的最高压力值和不低于调定的最低压力值。常用外控溢流阀或电接点压力表来控制空气压缩机的转、停，使储气罐内压力保持在规定的范围内。采用溢流阀结构简单，工作可靠，但气量浪费大；采用电接点压力表对电机及控制要求较高，常用于对小型空压机的控制。,一次压力控制回路,1溢流阀；2电接点压力表,（2）二次压力控制回路二次压力控制回路用于控制系统气源压力。图（a）是由减压阀和换向阀构成的，实现对同一系统输出高、低压力 p1 与 p2 的控制；图（b）是用减压阀来实现对不同系统输出高、低压力 p1 与 p2 的控制。,如图所示为气液联动的增压回路，利用气液增压器 1 把较低的气压变为较高的液压力，提高了气液缸 2 的输出力。,气液联动的增压回路,1气液增压器；2气液缸,三、速度控制回路的设计与选用,速度控制回路主要有节流调速回路、缓冲回路、气-液转换速度回路 3 种。,节流调速回路按气缸的不同可分为单作用气缸的速度控制回路和双作用气缸的速度控制回路。,（1）单作用气缸的速度控制回路如图（a）所示的单作用气缸速度控制回路，其升、降均通过节流阀调速。两个相反安装的单向节流阀，可分别控制活塞杆的伸出及缩回速度。如图（b）所示，气缸活塞上升时节流调速，下降时则可通过快速排气阀排气，使活塞杆快速返回。,（a）（b）单作用气缸的速度控制回路,（2）双作用气缸速度控制回路如图（a）所示，取消图中任意一只单向节流阀，便得到单向调速回路；如图（b）所示是采用排气节流阀的双向调速回路。它们都是采用排气节流调速方式。当负载变化不大时，采用排气节流调速回路，进气阻力小，负载变化对速度影响小，比进气节流调速效果要好。,（a）采用单向节流阀（b）采用排气节流阀双作用气缸的速度控制回路,要让气缸的末端形成缓冲，除采用带缓冲的气缸外，特别在行程长、速度快、惯性大的情况下，往往需要采用缓冲回路来消除冲击，以满足气缸运动速度的要求。,缓冲回路,如图所示，当活塞向右运动时，缸右腔的气体经行程阀及二位五通换向阀排出，当活塞运动到末端碰到行程阀时，气体经节流阀通过二位五通换向阀排出，活塞运动速度得到缓冲。,由于气体与液体相比具有明显的压缩性和膨胀性，故采用节流调速方法的气缸在速度平稳性和控制精度上较液压传动要差，特别是在较大交变负载和较高运动速度的情况下，不宜采用单独的气动节流调速方法，应利用气液转换器或气液阻尼气缸控制执行元件的速度，从而得到良好的调速效果。,在采用气液转换器的双向调速回路中，原来的气缸换成气液转换器，但原动力还是压缩空气，如图所示。由换向阀 1 输出的气压通过气液转换器2转换成油压，推动液压缸 4 做前进与后退运动。两个单向节流阀 3 串联在油路中，可控制液压缸活塞进退运动的速度。由于油是不可压缩的介质，因此其调节的速度容易控制，调速精度高，活塞运动平稳。,采用气液转换器的速度控制回路,1二位五通换向阀；2气液转换器；3单向节流阀；4液压缸,四、其他控制回路的设计与选用,除了上述 3 种基本回路之外，还有同步回路、安全保护回路、双手操作回路和延时回路等。,气压传动中的同步回路与液压传动中的同步回路基本相同。如图所示，由单向节流阀 4，6 控制缸 1，2 同步上升，由单向节流阀 3，5 控制缸1，2 同步下降。如果气缸缸径相对于负载来说足够大，工作压力足够高的话，用这种同步控制方法则可以取得一定程度的同步效果。,利用单向节流阀的同步控制回路,1，2气缸；3，4，5，6单向节流阀；7二位五通电磁换向阀,由于气动机构负荷的过载，气压的突然降低及气动执行机构的快速动作等都可能危及操作人员或设备的安全，因此在气动回路中常常要加入安全保护回路。常用的安全保护回路主要有互锁回路和过载保护回路。,（1）互锁回路如图所示为互锁回路，主控阀的换向将受三个串联机控三通阀的控制。只有三个机控三通阀都接通时，主控阀才能换向，活塞才能动作。,互锁回路,（2）过载保护回路正常工作时，阀 1 得电，使阀 2 换向，气缸活塞杆外伸。如果活塞杆受压的方向发生过载，则顺序阀动作，阀3切换，阀 2的控制气体排出，并在弹簧力作用下换至下位，使活塞杆缩回。,过载保护回路,1二位三通电磁换向阀；2二位四通液控换向阀；3二位三通液控换向阀,如图所示，为使主控阀 3 换向，气缸动作，必须同时按下两个二位三通手动阀 1和 2。这两个阀必须安装在单手不能同时操作的位置上，在操作时，如任何一只手离开则信号消失，主控阀复位，气缸的活塞自动返回。对操作人员起到安全保护的作用。这种回路常用于冲压或锻压作业中。,双手操作回路,1，2二位三通换向阀；3二位四通换向阀,图（a）为延时输出回路，当控制信号切换阀 4 后，压缩空气经单向节流阀3为气罐2充气。当充气压力经过延时升高致使阀1换位时，阀 1 就有输出。图（b）为延时接通回路，按下阀 8，则活塞杆向外伸出，当活塞杆在伸出行程中压下阀 5 后，压缩空气经节流阀到气罐 6，延时后才将阀7切换，活塞退回。改变节流阀的开度，可调节延时换向的时间。,1，4，5，8二位三通换向阀；2，6气罐；3单向节流阀；7二位四通换向阀,（a）（b）延时回路,常用的方向控制回路有哪些？什么是压力控制回路？速度控制回路主要有哪几种？气-液转换速度回路的优点是什么？,安德斯摄尔修斯（Anders Celsius，17011744年）1701年11月27日，摄尔修斯出生于乌普萨拉。他曾在乌普萨拉大学学习，受父亲影响从事天文学、数学、地球物理和实验物理学研究。,1927年，年仅26岁的他便担任了乌普萨拉科学协会会长，并在大学任教。17301744年任乌普萨拉大学教授。1740年兼任乌普萨拉天文台台长。,理解并掌握汽车气动系统的工作原理；掌握子系统的分析方法；了解汽车气动系统的特点。,一、确定元件及功能,按照先分析能源元件和执行元件，再分析控制调节元件及辅助元件的原则，分析机械手气动系统的组成元件及其功能，如图所示。,汽车气动系统原理图,1个空压机，由发动机驱动，给整个系统提供气源。,1个双作用单杆直线气缸，与机械结构相配合用于驱动车门。2个单作用气缸（刹车气室），用于驱动刹车片完成制动。,1个二位五通电磁换向阀（弹簧复位），分别用于切换气缸的气路。2个低压气控换向阀，分别检验人踏上踏板的动作。1个手动换向阀，用于控制主气路的通断。3个单向节流阀，调节气缸和气罐的排气速度。1个减压阀，调节系统工作压力。1个梭阀，用于实现控制信号“或”的逻辑关系。2个继动阀，用于对制动气室实现快速充气和排气。1个四回路阀，用于控制气罐充气气路，并保障在一条气路发生故障时，其他气路不受影响。1个双管路制动阀，用于操纵信号转换为气压信号。,1个压力表，检测气路压力。1个空气组合元件，对空气起过滤、减压、除油雾的作用，可手动排水。5个气罐，其中气动门装置中的气罐用于缓冲脚踏板信号，刹车装置中的气罐用于储存空气。,二、子系统分析,汽车气动系统原理图中共有三个执行元件，其中1个气缸所在回路为单缸往复系统，另外2个气缸连接的执行元件和动作都是一样的，所以将系统划分为两个子系统，整个系统由同一个气源供气，如图所示。,汽车气动系统原理图,1.1气源；1.10，1.12气控换向阀；1.11内踏板；1.13外踏板；1.2二位三通手控换向阀；1.3二位五通气控阀（弹簧复位）；1.4，1.5，1.8单向节流阀；1.6双作用气缸；1.7气罐；1.9梭阀；2.1双管路制动阀；2.2，2.3继动阀；2.4，2.5刹车气室,汽车门气动原理图中包括双作用气缸、单向节流阀、二位五通气控换向阀、二位三通气控换向阀、二位三通手动换向阀、气罐以及梭阀等元件。手动换向阀用于将操作信号转换为气压信号，气控换向阀根据气压信号来通断气路。根据图可知，汽车门开关气动系统完成两个动作：车门打开及车门关闭。,汽车气动系统原理图,（1）车门打开当人踏上踏板时，车门打开，此时有两种情况：人踏上内踏板要下车、人踏上外踏板要上车。当人踏上内踏板1.11，低压气动控制阀1.10置于下位或踏上外踏板1.13，低压气动控制阀1.12置于下位时，气路与电源连通，压缩空气通过梭阀1.9、单向节流阀1.8和气罐1.7使气控换向阀1.3换向置于右位，压缩空气通过单向节流阀1.5进入气缸1.6的有杆腔，活塞向左运动，车门打开。,（2）车门关闭当人离开踏板时，车门关闭，此时有两种情况：人离开内踏板要下车及人离开外踏板要上车。当人离开内踏板1.11，低压气动控制阀1.10复位至上位或离开内踏板1.13，低压气动控制阀1.10复位至上位时，气路与大气连通，当气罐1.7压力低于气控换向阀1.3的操作压力时，气控换向阀1.3复位至左位，压缩空气通过单向节流阀1.4进入气缸1.6的无杆腔，活塞向右运动，车门关闭。,（3）系统运行控制汽车门开关系统中使用了手动控制阀及气控换向阀，用于系统功能的选择以及信号的切换，且在气源和气路出现故障的时候，可手动操纵汽车门开关，保证运行的安全。系统初始状态复位。系统工作前，需要手动进行复位，首先使手动换向阀1.2置于下位，系统进入工作状态，压缩空气通过手动换向阀1.3左位、单向节流阀1.4进入主缸1.6的无杆腔，将活塞杆推出，车门关闭。系统手动/自动功能切换。将手动换向阀1.2置于下位，则气缸气路与气源断开，此时汽车门开关系统为手动开关。气控换向阀状态与系统动作的关系。通过上述的分析，可列出汽车门开关气动系统各动作过程中气控换向阀状态与系统动作关系表，如表所示。,气控换向阀状态与系统动作关系表,刹车子系统由双管路制动阀、继动阀及刹车气室组成。根据图可知，刹车子系统完成两个动作：刹车制动和解除刹车制动。,（1）刹车制动当司机踩下制动踏板时，双管路制动阀输出相应气压信号，继动阀2.2，2.3的气控信号接通，输出与气控信号相应的气压，此时刹车气室2.4，2.5的左腔进气，活塞在气压作用下克服弹簧力向右伸出，刹车轮组件完成刹车制动。,（2）解除刹车制动当司机松开制动踏板时，双管路制动阀2.1输出口与大气相通，继动阀2.2，2.3的气控信号消失，使得继动阀2.2，2.3的输出口与大气相通，此时刹车气室2.4，2.5左腔的压缩空气通过继动阀2.2，2.3排出，活塞在弹簧作用下向左运动，刹车轮组件完成解除刹车制动。,三、系统特点分析,系统采用全气路控制，所有元件均为气动元件，只需要一个气源即可工作，适合大型汽车使用。系统使用低压气控换向阀，来实现人踏上踏板的信号检测，同时使用梭阀实现信号逻辑“或”的运算，可靠性好并且结构简单。系统使用单向节流阀来调节气罐放气的速度，可实现对车门保持时间的调节，提高了系统的安全性。,系统采用四回路阀给每个气罐单独充气，保证了在某个回路出现故障时，其他回路不受影响。系统采用继动阀来控制刹车气室的冲放气，保证了所有刹车的同步性和快速性。,汽车车门开关和刹车气动系统有哪些控制元件？它们各有什么作用？汽车车门开关和刹车气动系统能完成哪些动作？汽车车门开关和刹车气动系统有哪些特点？,理查德费曼（Richard Phillips Feynman，19181988年）费曼是美国物理学家，1965年诺贝尔物理奖得主。费曼提出了费曼图、费曼规则和重正化的计算方法，这是研究量子电动力学和粒子物理学不可缺少的工具。他被认为是爱因斯坦之后最睿智的理论物理学家，也是第一位提出纳米概念的人。费曼高中毕业之后进入麻省理工学院学习，最初主修数学和电力工程，后转修物理学。,1939年以优异成绩毕业于麻省理工学院。1942年6月获得普林斯顿大学理论物理学博士学位。1942年加入美国原子弹研究项目小组，参与秘密研制原子弹项目“曼哈顿计划”。“曼哈顿计划”结束后，费曼在康奈尔大学任教。1950年到加利福尼亚理工学院担任托尔曼物理学教授，直到去世。,狮子睡着了，有只老鼠跳到了他身上。狮子猛然站起来，把他抓住，准备吃掉。老鼠请求饶命，并说如果保住性命，必将报恩，狮子轻蔑地笑了笑，便把他放走了。不久，狮子真的被老鼠救了性命。原来狮子被一个猎人抓获，并用绳索把他捆在一棵树上。老鼠听到了他的哀嚎，跑过去咬断绳索，救下了狮子，并说：“你当时嘲笑我，不相信能得到我的报答，现在可清楚了，老鼠也能报恩。”,寓言启示录时运交替变更，强者也会有需要弱者的时候。,1不含水蒸气的空气为_，含水蒸气的空气为_，所含水分的程度用 _和_来表示。2每立方米的湿空气中所含水蒸气的质量称为_；每千克质量的干空气中所混合的水蒸气的质量称为_。3 _、_、_一起称为气动三联件，是多数气动设备必不可少的气源装置。4与门型梭阀又称_。,一、填 空 题,一、填 空 题,5气动控制元件按其功能和作用分为_控制阀、_控制阀和_控制阀三大类。6气动压力控制阀主要有_、_和 _。7气动流量控制阀主要有_、_、_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气动系统因使用的功率都不大，所以主要的调速方法是_。9在设计任何气动回路中，特别是安全回路中，都不可缺少_和_。,1下列气动元件是气动控制元件的是（）A气马达B顺序阀C空气压缩机D油水分离器2气压传动中方向控制阀是用来（）。A调节压力B截止或导通气流C调节执行元件的气流量D净化空气,二、选择题,3以下不是储气罐作用的是（）。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D添加润滑油4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普通气缸C薄膜式气缸D手指气缸,二、选择题,5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D气缸6油水分离器安装在（）后的管道上。A后冷却器B干燥器C储气罐D空气压缩机,二、选择题,7压缩空气站是气压传动系统的（）。A辅助元件B执行元件C控制元件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,二、选择题,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。（）3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。（）4快速排气阀的作用是将气缸中的气体经过管路由换向阀的排气口排出的。（）5每台气动装置的供气压力都需要用减压阀来减压，并保证供气压力的稳定。（）,三、判断题,6在气动系统中，双压阀的逻辑功能相当于“或”元件。（）7快排阀是使执行元件的运动速度达到最快而使排气时间最短，因此需要将快排阀安装在方向控制阀的排气口。（）8气压控制换向阀是利用气体压力来使主阀芯运动而使气体改变方向的。（）9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。（）10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。（）,三、判断题,1压缩空气中有哪些典型污染物？分别说明其来源及减少污染物的相应措施。2简述气源装置的主要组成部分及各部分的作用。3油水分离器的作用是什么？为什么它能将油和水分开？4油雾器的作用是什么？试简述其工作原理。5简述常见气缸的类型、功能和用途。,四、计算题,6气动方向控制阀有哪些类型？各自具有什么功能？7减压阀是如何实现减压调压的？8简述常见气动压力控制回路及其用途。9试说明排气节流阀的工作原理、主要特点及用途。10画出采用气-液阻尼缸的速度控制回路原理图，并说明该回路的特点。,四、计算题,指出图中的错误并改正。,五,