项目六 气动元件的识别与应.ppt

项目六 气动元件的识别与应用,【学习目标】,1.培养目标培养学生对各种气压元件的性能识别与功能分析能力；培养学生对各种气压元件的性能测试与应用能力；其它能力见项目1。2.知识目标学习各种气压元件的组成、工作原理及性能参数；学习各种气压元件的分类、应用及性能评价方法。,任务l 气源装置及气动辅助元件的识别与应用,【任务描述】气源装置是气压传动系统中的重要组成部分，给系统提供足够清洁、干燥且具有一定压力和流量的压缩空气。空气压缩机排出的压缩空气温度高达l700C，且含有汽化的润滑油、水蒸气和灰尘等给气动系统造成不利影响的污染物。所以由空气压缩机排出的压缩空气需经降温、除油、除水、除尘和干燥，使其达到一定的使用要求。气动辅助元件是使压缩空气净化、润滑、消声以及元件间的连接等所需要的一些装置，主要包括空气过滤器、油雾器、气动三联件、消声器等。,【任务分析】,空气压缩机是将机械能转换成气体压力能的装置，是气动系统的动力源。过滤器的作用是滤除压缩空气中的杂质微粒，达到气压传动系统所要求的净化程度，在气动系统中起着重要作用。常用的过滤器有一次过滤器和二次过滤器。油雾器是一种特殊的注油装置，其作用是使润滑油雾化后注入空气流中，随着空气流进入需要润滑的部件，达到润滑的目的。气动三联件是指将空气过滤器、减压阀和油雾器三种气源处理元件组装在一起。消声器是通过阻尼或增加排气面积等方法降低排气的速度和功率，达到降低噪声的目的，一般有三种：吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸收型。,【知识与技能】,一、气源装置空气压缩站是气压传动系统的动力源装置。,1空气压缩机；2后冷却器；3贮气罐,1.空气压缩机空气压缩机是空压站的心脏部分，它是把电动机输出的机械能转换成气体压力能的能量转换装置。图6.2所示为空气压缩机的工作原理示意图及外形图。,1曲柄；2连杆；3活塞；4缸体；5排气阀；6排气管；7进气阀；8进气管；9空气过滤器,2后冷却器,后冷却器的作用就是安装在空压机排气口处，将空压机出口的高压空气冷却到4050，将大量水蒸气和油雾冷凝成液态水滴和油滴，从空气中分离出来。,5空压机使用时应注意的事项,（1）空压机的安装地点必须清洁，应无粉尘、通风好、湿度小、温度低，且要留有维护保养的空间，所以一般要安装在专用机房内。（2）因为空压机一运转就产生噪声，所以必须考虑噪声的防治，如设置隔声罩、设置消声器、选择噪声较低的空压机等。一般而言，螺杆式空压机的噪声较小。（3）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的水分。,二、辅助元件,1油水分离器油水分离器用于分离压缩空气中所含有的油分和水分，安装在后冷却器和贮气罐之间，按结构形式分有环形回转式、撞击折回式、离心旋转式、水浴式及以上形式的组合使用等。,2空气干燥器,空气干燥器的作用就是吸收和排出压缩空气中的水分、油分和杂质，使湿空气变成干空气的装置。目前使用的干燥方法很多，主要有冷冻法、吸附法、机械法和离心法等。,3空气过滤器,空气过滤器的作用是滤除外界空气和压缩空气中的水分、灰尘、油滴和杂质，达到系统所要求的净化程度。常用的有一次过滤器、二次过滤器和高效过滤器。,1旋风叶子；2滤芯；3存水杯；4挡水板；5排水阀,4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，随着压缩空气进入需要润滑的部位，达到润滑气动元件的目的。,5消声器,消声器是一种能阻碍声音传播而让气流通过的、防治空气动力性噪声的主要设备。（1）吸收型消声器。（2）膨胀干涉型消声器。（3）膨胀干涉吸收型消声器。,【自我检测】,1.简述活塞式空气压缩机的工作原理。2.简述油雾器的工作原理及分类。3.气电转换器和电气转换器在气动系统中各有何作用?4.气源装置中为什么要设置储气罐，其容积和尺寸应如何确定?,任务2 气动执行元件的识别与应用,【任务描述】气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能。执行元件包括气缸和气马达。气缸用以实现直线运动；气马达用于实现连续和不连续的回转运动。本任务主要目标：气缸的工作原理及其组成;气动马达的工作原理及其组成。,【任务分析】,气马达可分为连续回转式和摆动式两类，连续回转式气马达又可分为容积式和透平式，常用气马达以容积式为主。最常用的气马达是叶片式和径向活塞式气马达。由于气缸应用十分广泛，根据使用条件不同，其结构、形状也有多种形式，本任务主要介绍气马达和气缸的分类、用途及工作原理，能够识别气马达和气缸，并正确选用气马达和气缸。,【知识准备】,一、气缸的结构1.活塞式气缸活塞式气缸的结构和工作原理与液压缸基本类似，其结构和参数已系列化、标准化、通用化，是目前应用最为广泛的一种气缸。图6.19所示为QGA系列无缓冲标准型气缸结构图。,2薄膜式气缸,薄膜式气缸分为单作用式和双作用式两种。单作用式薄膜气缸的结构如图6.20所示，,1缸体；2活塞杆；3膜片；4膜盘；5进气口；6、7进、出气口,3气液阻尼气缸,气液阻尼气缸是由气缸和液压缸组合而成，它以压缩空气为能源，利用油液的不可压缩性控制流量，来获得活塞的平稳运动和调节活塞的运动速度。,4冲击气缸,冲击气缸能产生相当大的冲力，可充当冲床使用。图6.22所示为普通型冲击气缸的结构示意图。,1、9端盖；2、10进、出气口；3喷嘴口；4中盖；5低压排气阀；6活塞；7活塞杆；8缸体,二、气马达,1气马达的工作原理气马达是将压缩空气的压力能转换成旋转运动的机械能的能量转换装置。,2气压马达的选用,选择气压马达主要从负载状态出发，在变负载场合，主要考虑速度的范围和所需的转矩；在均衡负载场合，则主要考虑工作速度。叶片式气压马达比活塞式气压马达转速高，当工作速度低于空载最大转速的25%时，最好选用活塞式气压马达。摆动式气压马达一般可按工作要求自行设计。气压马达使用时应在气源入口处设置油雾器，并定期补油，以保证气压马达得到良好的润滑。,【自我检测】,1.单作用气缸内径D=68mm，复位弹簧最大反力F=150N，工作压力p=0.5MPa，负载效率为0.4,求该气缸的推力为多少?2.单杆双作用气缸内径D=125mm，活塞杆直径d=36mm，工作压力声p=0.5MPa，气缸负载效率为0.5，求该气缸的拉力和推力各为多少?3.单杆双作用气缸内径D=100mm，活塞杆直径d=40mm，行程L=450mm，进退压力均为P=0.5MPa，在运动周期T=5s下连续运转，=0.9，求一个往返行程所消耗的自由空气量为多少?4.单叶片摆动式气马达的内半径r=50mm，外半径R=300ram，进排气口的压力分别为0.6MPa和0.15MPa，叶片轴向宽度B=320mm，效率=05，输入流量为0.4m3min，v=0.6，求其输出转矩T和角速度为多少?,任务3 气动控制阀的识别与应用,【任务描述】气动系统中，控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号的重要元件，利用它们可以组成各种气动回路，使气动执行元件按设计要求正常工作。【任务分析】气动系统的控制元件主要是控制阀，它用来控制和调节压缩空气的方向、压力和流量，按其作用和功能可分为：方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。气动控制阀在功用和工作原理等方面与液压控制阀相似，仅在结构上有所不同。本任务主要介绍气动控制阀的识别和选用，方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀及气动逻辑控制阀的分类及工作原理。,【知识与技能】,一、方向控制阀方向控制阀按压缩空气在阀内的作用方向，可分为单向型控制阀和换向型控制阀。1单向型控制阀（1）单向阀。,1阀套；2阀芯；3弹簧；4密封垫；5密封圈,（2）梭阀。两个单向阀的组合，其作用相当于“或门”。,（3）双压阀。两个单向阀的组合，其作用相当于“与门”。,双压阀在互锁回路中的应用,（4）快速排气阀。快速排气阀常装在换向阀和气缸之间，它使气缸不通过换向阀而快速排出气体，从而加快气缸的往复运动速度，缩短工作周期。,快速排气阀的工作原理图和图形符号,快速排气阀的应用,2换向型控制阀,换向型控制阀是利用主阀芯的运动而使气流改变运动方向的，其分类、工作原理和功用都与液压换向阀相同。,二、压力控制阀,气压控制阀与液压控制阀在工作原理及分类方法上基本相同，现介绍几种目前应用较多、有代表性的气压控制阀。1减压阀 减压阀的减压和稳压原理是：靠进气口的节流作用减压，通过输出压力的负反馈，在膜片上产生的力与弹簧平衡。（1）直动式减压阀,QTY型直动式减压阀,1调节旋扭;2、3调压弹簧；4溢流口；5膜片 6气室；7阀杆；8阻尼管；9复位弹簧；,（3）减压阀的选择,要求调压精度高的系统，应选择先导式减压阀；无特殊调压精度要求的系统，可选择直动式减压阀。根据最大输出流量，确定减压阀通径。根据气源压力确定减压阀额定输入压力。最低输入压力应大于最高输出压力0.1MPa。减压阀如串联在回路中，为提高使用寿命，常安装在水分滤气器之后、油雾器之前。减压阀不用时，应旋松手柄，放松弹簧，避免膜片长期受压变形。（4）减压阀应用回路。图6.35所示的是减压阀应用实例，该回路常用于气动设备之前，可根据需要用同一气源系统得到两种工作压力，也称为二次压力控制回路。,2溢流阀,溢流阀也称安全阀，有直动式和先导式两种结构。,直动式溢流阀,先导式溢流阀,图6.38 溢流阀的应用,3顺序阀,顺序阀常与单向阀并联组合成一体，称为单向顺序阀。,单项顺序阀的工作原理图1调压手柄；2调压弹簧；3阀板；4阀左腔；5阀右腔；6单项阀,单项顺序阀的结构,单项顺序阀的应用1手动换向阀；2气动换向阀；3单项顺序阀,三、流量控制阀,1节流阀 图6.42所示的是节流阀的结构，它由阀体、阀座、阀芯和调节螺杆组成。,1阀座；2调节螺杆；3阀芯；4阀体,2.单向节流阀,图6.43所示的是单向节流阀工作原理。,单向节流阀的结构1调节螺杆；2弹簧；3单向阀阀片；4节流阀阀片,3排气节流阀,排气节流阀的工作原理与节流阀相同，只是安装在元件的排气口处，直接拧在换向阀的排气口上，用来控制执行元件的运动速度并降低排气的噪声。,1阀座；2密封圈；3阀芯；4消声套；5阀套；6锁紧法兰；7锁紧螺母；8旋柄,四、逻辑控制阀,逻辑阀是常用的气动逻辑元件之一。它是在气控信号作用下使阀中的可动部件动作，来完成一定的逻辑功能。在前面所讲到的梭阀和双压阀也具有逻辑功能，从结构上看，它们与逻辑阀没有本质的差别，所不同的是气动控制阀的输出功率较大，尺寸大，而气动逻辑阀的输出功率较小，尺寸小。气动逻辑阀的种类很多，按工作压力可分为高压（0.2MPa0.8MPa）、低压（0.02MPa0.2MPa）、微压元件（0.02MPa），按逻辑功能分为“是门”、“或门”、“非门”元件和双稳元件等，按结构形式分为截止式、滑阀式和膜片式逻辑元件等。,【自我测试】,1.气动方向控制阀有哪些类型？各具有什么功能？2.试述直动式减压阀的工作原理，并指出气动减压阀与液压减压阀有何异同点?3.什么是气动逻辑元件?试述“是门”、“与门”、“或门”、“非门”的逻辑功能，并绘出其逻辑符号。,