模块十-气动基础知识与气源装置PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,尽管液压传动有许多优点，但在高净化、无污染的场合，如食品、印刷、木材、纺织等工业环境就不能使用，而气压传动设备就较为合适，因为压缩空气排出后基本不污染环境。,气源装置及气动元件,1,气动系统由下面几种元件及装置组成,气源装置 压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、净化的辅助装置。它为系统提供合乎质量要求的压缩空气。,执行元件 将气体压力能转换成机械能并完成做功动作的元件，如气缸、气马达。,控制元件 控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀类；能完成一定逻辑功能的元件，即气动逻辑元件；感测、转换、处理气动信号的元器件，如气动传感器及信号处理装置。,气动辅件 气动系统中的辅助元件，如消声器、管道、接头等。,2,气动技术的特点,（,1,）气动的优点,1,）工作介质是压缩空气，空气到处都是，用量不受限制，排气处理简单，可少设置或不设置回气管道。,2,）压缩空气为快速流动的工作介质，所以可以获得较高的工作进度。,3,）全气动控制具有防火，防爆、耐潮的特点。,4,）气动装置结构简单、轻便，安装维护方便。,5,）压缩空气存储方便。气压具有较高的自保持能力，压缩空气可存储在气罐内，随时取用，即使压缩机停转，总气阀关闭，气压系统仍可维持一个稳定的压力，不需要压缩机连续运转。,6,）可远距离传输。由于空气黏度小。流动阻力小有利于介质集中供应，远距离传输。,7,）清洁，基本无污染，对于要求高净化，无污染的场合，如食品、印刷、木材与纺织工业。由于压缩空气排出后基本无污染环境，应用气压传动就较合适。,3,气压传动的缺点,1,）空气具有可压缩性，不易实现准确定位和速度控制。,2,）气缸输出的力较小，推力限制在,2030KN,之间。,3,）排气噪声较大，现在这个问题已因吸音材料和消音器的发展大部分获得解决。,4,）需要净化和润滑。压缩空气来源于大气，使用前必须除去水分和灰尘，空气没有自我润滑性，必须对气压元件采取专门的润滑措施，如油雾器等装置对系统进行给油润滑。,4,任务,2,认识气源装置,气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气，是气动系统的重要组成部分。,气动系统对压缩空气的主要要求：具有一定压力和流量，并具有一定的净化程度。,气源装置由以下四部分组成,气压发生装置,空气压缩机；,净化、贮存压缩空气的装置和设备；,管道系统；,气动三大件。,5,空气的物理性质,空气的组成,主要成分有氮气、氧气和一定量的水蒸气。,含水蒸气的空气称为湿空气，不含水蒸气的空气称为干空气。,空气的密度,对于干空气,=,o,273/,（,273+,t,）,p,/0.1013,空气的粘度,较液体的粘度小很多，且随温度的升高而升高。,空气的压缩性和膨胀性,体积随压力和温度而变化的性质分别表征为压缩性和膨胀性。,空气的压缩性和膨胀性远大于固体和液体的压缩性和膨胀性。,湿空气,所含水份的程度用湿度和含湿量来表示。湿度的表示方法有 绝对湿度和相对湿度之分。,压缩空气的析水量,压缩空气一旦冷却下来，相对湿度将大大增加，到温度降到露点以后，水蒸气就要凝析出来。,6,气压发生装置,空气压缩机将机械能转化为气体的压力能，供气动机械使用。,空气压缩机的分类 分容积型和速度型。,常用往复式容积型压缩机，一般空压机为中压，额定排气压力,1,MPa,；,低压空压机排气压力,0.2,MPa,；,高压空压机排气压力,10,MPa,。,空气压缩机的选用原则 依据是气动系统所需要的工作压力和流量两个参数。,空压机输出流量,q,Vn,(,q,Vn0,+,q,Vn1,)/(0.7,0.8),q,Vn0,配管等处的泄漏量,q,Vn1,工作元件的总流量,7,压缩空气的净化装置和设备,气动系统对压缩空气质量的要求：压缩空气要具有一定压力和足够的流量，具有一定的净化程度。不同的气动元件对杂质颗粒的大小有具体的要求。,混入压缩空气中的油分、水分、灰尘等杂质会产生不良影响：,混入压缩空气的油蒸汽可能聚集在贮气罐、管道等处形成易燃物，有引起爆炸的危险，另一方面润滑油被汽化后会形成一种有机酸，对金属设备有腐蚀生锈的作用，影响设备受命。,混在压缩空气中的杂质沉积在元件的通道内，减小了通道面积，增加了管道阻力。严重时会产生阻塞，使气体压力信号不能正常传递，使系统工作不稳定甚至失灵。,压缩空气中含有的饱和水分，在一定条件下会凝结成水并聚集在个别管段内。在北方的冬天，凝结的水分会使管道及附件结冰而损坏，影响气动装置正常工作。,压缩空气中的灰尘等杂质对运动部件会产生研磨作用，使这些元件因漏气增加而效率降低，影响它们的使用寿命。,因此必须要设置除油、除水、除尘，并使压缩空气干燥的提高压缩空气质量、进行气源净化处理的辅助设备。,8,压缩空气净化设备 一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器。,后冷却器 将空气压缩机排出具有,140,170,的压缩空气降至,40,50,，压缩空气中的油雾和水气亦凝析出来。冷却方式有水冷和气冷式两种。,油水分离器 主要利用回转离心、撞击、水浴等方法使水滴、油滴及其他杂质颗粒从压缩空气中分离出来。,9,贮气罐的主要作用是贮存一定数量的压缩空气，减少气流脉动，减弱气流脉动引起的管道振动，进一步分离压缩空气的水分和油分。,干燥器的作用是进一步除去压缩空气中含有的水分、油分、颗粒杂质等，使压缩空气干燥，用于对气源质量要求较高的气动装置、气动仪表等。主要采用吸附、离心、机械降水及冷冻等方法。,10,管道系统和气动三大件,气动三大件：分水过滤器，减压阀，油雾器,管道系统布置原则,11,气动三大件,气动三大件是压缩空气质量的最后保证。,分水过滤器 作用是除去空气中的灰尘、杂质，并将空气中的水分分离出来。,原理：回转离心、撞击，,性能指标：过滤度、水分离率、滤灰效率、流量特性,油雾器 特殊的注油装置。,原理 当压缩空气流过时，,它将润滑油喷射成雾状，随压缩空气流入需要的润滑部件，达到润滑的目的。,性能指标：流量特性、起雾油量,减压阀 起减压和稳压作用,。,气动三大件的安装连接次序：分水过滤器、减压阀、油雾器。多数情况下，三件组合使用，也可以少于三件，只用一件或两件。,注意改正图中错误,12,气动辅件,消声器,气缸、气阀等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。噪声的强弱随排气的速度、排气量和空气通道的形状而变化。排气的速度和功率越大，噪声也越大，一般可达,100,120,dB,，为了降低噪声在排气口要装设消声器。,消声器是通过阻尼或增加排气面积来降低排气的速度和功率，从而降低噪声的。,消声器的类型：吸收型；膨胀干涉型；膨胀干涉吸收性。,管道连接件,包括管子和各种管接头。,管子可分为硬管和软管。一些固定不动的、不需要经常装拆的地方使用硬管；连接运动部件、希望装拆方便的管路用软管。常用的是紫铜管和尼龙管。,管接头分为卡套式、扩口螺纹式、卡箍式、插入快换式等。,13,气动执行元件,普通气缸,膜片气缸是一种用压缩空气推动非金属膜片作往复运动的气缸，可以是单作用式，也可以是双作用式。适用于气动夹具、自动调节阀及短行程工作场合。,气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能的装置。包括气缸和气马达。实现直线运动和做功的是气缸；实现旋转运动和做功的是气马达。,气缸的分类及典型结构,14,无杆气缸,原理 铝制缸筒,2,沿轴向方向开槽，为防止内部压缩空气泄漏和外部杂物侵入，槽被内部抗压密封件,4,和外部防尘密封件,7,密封，塑料的内外密封件互相夹持固定着。无杆活塞,3,两端带有唇型密封圈，活塞两端分别进、排气，活塞将在缸筒内往复移动。通过缸筒槽的传动舌片,5,，该运动被传递到承受负载的导架,6,上。此时，传动舌片将密封件,4,、,7,挤开，但它们在缸筒的两端仍然是互相夹持的。因此传动舌片与导架组件在气缸上移动时无压缩空气泄漏。,特点 由于独特的设计，该气缸只需要较小的安装空间。,组成 由缸筒,2,，防尘和抗压密封件,7,、,4,，无杆活塞,3,，左右端盖,1,，传动舌片,5,，导架,6,等组成。,15,冲击气缸,由缸筒、活塞和固定在缸筒上的中盖组成，中盖上有一喷嘴。它能产生相当大的冲力，可以充当冲床使用。整个工作过程分为三个阶段：,复位段 气源由孔,A,供气，孔,B,排气，活塞上升至密封垫封住喷嘴，气缸上腔成为密封的储气腔。,储能段 气源改由孔,B,进气，孔,A,排气。由于上腔气压作用在喷嘴上面积较小，而下腔气压作用面积大，故使上腔贮存很高的能量。,冲击段 上腔压力继续升高，下腔压力继续降低，当上下腔压力比大于活塞与喷嘴面积比时，活塞离开喷嘴，上腔气体迅速充入活塞与中盖间的空间。活塞将以极大的加速度向下运动。气体的压力能转换为活塞的动能，产生很大的冲击力。,16,气缸的工作特性,气缸的速度,在运动过程中气缸活塞的速度是变化的，通常说气缸速度是指活塞平均速度。,气缸的理论输出力,其计算公式与液压缸相同。,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,表示，,与缸径,D,和工作压力,p,有关，,D,增大、,p,提高，,增大，一般在,0.7,0.95,之间。,在研究气缸性能和确定缸径时，常用到负载率,的概念，定义,（气缸实际负载,F/,气缸理论输出力,F,0,）。,的选取与气缸的负载性质及运动速度有关,气缸的耗气量,指气缸在往复运动时所消耗的压缩空气量，其大小与气缸性能无关，是选择空压机排量的重要依据。,17,气马达,气动马达的特点和应用,可无级调速；,可双向旋转；,有过载保护作用，过载时转速降低或停转；,具有较高的启动转矩，可直接带负载启动；,输出功率相对较小，转速范围较宽；,耗气量大，效率低，噪声大；,工作可靠，操作方便。,气动马达在使用中必须得到良好的润滑,叶片式气马达的工作原理及特性,叶片式气马达的工作原理与叶片式液压马达相似。,特性曲线最大特点是具有软特性：当气压不变时，它的转矩、转速、功率均随着外负载的变化而变化。,18,气动控制阀,压力控制阀,减压阀,气动三大件之一，用于稳定用气压力。,溢流阀,只作安全阀用。,顺序阀,由于气缸（马达）的软特性，很难用顺序阀实现两个执行元件的顺序动作,流量控制阀,用于控制执行元件运动速度。,节流阀,单向节流阀,排气节流阀,19,方向控制阀：,换向阀,气压控制换向阀（加压控制、泄压控制、差压控制）,电磁控制换向阀，电、气控制换向阀,机械控制换向阀,人力控制换向阀,单向阀,梭阀 两个单向阀的组合，相当于“或门”。,快速排气阀,20,产品图片,21,22,23,