電子課件-《機(jī)械基礎(chǔ)(第六版)》-A02-365815第十五章氣壓傳動

1、OCLSSPH 機(jī)械基礎(chǔ)SnV礎(chǔ)*基，械機(jī)C、1H 機(jī)械基礎(chǔ)§15-1氣壓傳動概述 §15-2氣源裝置、輔助元件和執(zhí)行元件 §15-3氣動控制元件與基本回路 §15-4實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)氣動回路的搭建氣動沖床氣壓傳動是以空氣壓縮機(jī)為動 力源，以壓縮空氣為工作介質(zhì)， 利用壓縮空氣的壓力和流動進(jìn)行 能量傳送或信號傳遞的工程技術(shù)空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓氣體， 通過管道輸送至氣缸，通過腳踏 開關(guān)控制氣缸工作，使活塞桿伸 出和返回，從而達(dá)到?jīng)_孔的目的第十五章化壓傳動。國步甸私舍保漳岀版社 '丄二、才 _§151氣壓傳動概述、氣壓傳動的工作原理及組成空氣壓縮機(jī)信

2、號處理及控制元件腿鈕式二位三通換向閥）氣動控制元件 （單氣控二位 五通換向閥）撕亍元件（氣缸）氣動平口鉗通過氣 缸活塞桿的伸、縮 來夾緊、松開工件§ 15 11. 氣動平口鉗工作過程（1）氣動平口鉗氣壓傳動系統(tǒng)1）信號控制元件（換向閥5）控 制氣動控制元件（換向閥6）動作22）氣動控制元 件分別接通氣缸 兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)活動 鉗口的左右運(yùn)動（2）氣動平口鉗的夾緊動作1）旋轉(zhuǎn)換向閥5的旋鈕，閥5左位工作2）換向閥5使換向閥6動作3）氣缸左腔進(jìn)入壓縮空氣4）活塞向右移動，夾緊工件咨 § 15 _ P（3）氣動平口鉗的松開動作1）再次旋轉(zhuǎn)換向閥5的旋鈕2）換向閥5截斷壓縮空氣3）控制管

3、道排出壓縮空氣4）換向閥6接通氣缸右側(cè)氣路5）活塞向左移動，松開工件2.氣壓傳動的工作原理氣壓傳動是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，靠壓 縮空氣的壓力傳遞動力或信息的流體傳動傳遞動力的系統(tǒng)將壓縮空氣經(jīng)由管道和控 制閥輸送給氣動執(zhí)行元件，把壓縮氣體的壓 力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，以推動負(fù)載運(yùn)動3.氣動系統(tǒng)的組成及各部分的作用（1）氣源裝置1）氣源裝置包括空氣壓縮機(jī)及空氣凈化裝置2）空氣壓縮機(jī)（簡稱空壓機(jī)）是將原動機(jī)（如電動機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力能3）空氣凈化裝置用于去除空氣中的水分、油 分和雜質(zhì)，提供潔凈的壓縮空氣（2）執(zhí)行元件執(zhí)行元件是把氣體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能， 以驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)的元件，一般指做直線運(yùn) 動的

4、氣缸或做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的氣動馬達(dá)（3）控制調(diào)節(jié)元件控制調(diào)節(jié)元件是對氣動系統(tǒng)中氣體的壓 力、流量和流動方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的 元件，如調(diào)壓閥、換向閥、節(jié)流閥（4）輔助元件輔助元件是指除以上三種元件以外的其他元件，如過濾器、油霧器、消聲器（5）工作介質(zhì)氣壓傳動系統(tǒng)的工作介質(zhì)是清潔的空氣二、氣壓傳動的特點(diǎn)1. 氣壓傳動的優(yōu)點(diǎn)(1) 工作介質(zhì)為空氣，經(jīng)濟(jì)方便，不污染環(huán)境(2) 空氣流動損失小，可集中供氣，遠(yuǎn)距離輸送, 對工作環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)(3) 動作迅速、反應(yīng)快、管路不易堵塞(4) 氣動裝置結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、安裝維護(hù)簡單由于空氣可壓縮，氣動系統(tǒng)能過載保護(hù)2.氣壓傳動的缺點(diǎn)(1) 氣缸或氣動馬達(dá)的動作速度受載荷

5、影響較大(2) 氣動系統(tǒng)工作壓力較低，輸出的動力較小(3) 工作介質(zhì)沒有自潤滑性，需要另設(shè)潤滑裝置(4)噪聲大三、氣壓傳動和液壓傳動的區(qū)別比較項(xiàng)目氣壓傳動液壓傳動負(fù)載變化對 傳動的影響影響較大影響較小潤滑方式需設(shè)潤滑裝置介質(zhì)為液壓汕，可直接用于 潤滑，無須設(shè)潤滑裝置速度反應(yīng)速度反應(yīng)較快速度反應(yīng)較慢系統(tǒng)構(gòu)造結(jié)構(gòu)簡單，制造方便結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造相對較難信號傳遞信號傳遞較易，且易實(shí)現(xiàn)中 距離控制信號傳逸較難，常用于短距 離控制環(huán)境要求適用于易燃、易爆、沖擊場 合，不受溫度、污染的影響，存 在泄漏現(xiàn)象，但不污染環(huán)境對溫度、污染敏感，存在泄漏 現(xiàn)象，且污染環(huán)境，易燃產(chǎn)生的 總推力具有屮等推力能產(chǎn)生較大推力節(jié)

6、能、使用 壽命和價格所用介質(zhì)為空氣，使用壽命 長，價格低所用介質(zhì)為液床汕，使用壽 命相對較短，價格較貴維護(hù)維護(hù)簡單維護(hù)復(fù)雜，排除故障困難噪聲噪聲較大噪聲較小OCLSSPHOCLSSPHOCLSSPH§ 152氣源裝置、氣源裝置輔助元件和執(zhí)行元件1空氣壓縮站OCLSSPHOCLSSPH1水f評工業(yè)用氣3油水分離器4、7儲氣罐1空氣壓縮機(jī)2后冷卻器5干燥器6過濾器8加熱器9四通閥0CLSSPH§ 15 -2氣源裝置.輔助元件和執(zhí)行元件2.空氣壓縮機(jī)980CLSSPH§ 15 -2氣源裝置.輔助元件和執(zhí)行元件1單向閥2安全閥3空氣壓縮機(jī)構(gòu)4電動機(jī)5壓力表6壓力開關(guān)7截止

7、閥8排水器9儲氣罐0CLSSPH§ 15 -2氣源裝置.輔助元件和執(zhí)行元件:0CLSSPH§ 15 -2氣源裝置.輔助元件和執(zhí)行元件0CLSSPH§ 15 -2氣源裝置.輔助元件和執(zhí)行元件二、氣動輔助元件1.油水分離器油水分離器的作用：分離壓縮空氣中的水分、 油分及其他雜質(zhì)，使壓縮 空氣初步凈化0CLSSPH§ 15 -2氣源裝置.輔助元件和執(zhí)行元件0CLSSPH§ 15 -2氣源裝置.輔助元件和執(zhí)行元件0CLSSPH§ 15 -2氣源裝置.輔助元件和執(zhí)行元件(1) 壓縮空氣從進(jìn)氣口4進(jìn)入(2) 氣流受隔板2阻擋，被撞 擊折回向下(3

8、) 之后又上升產(chǎn)生環(huán)形回轉(zhuǎn)(4) 最后從輸出口3排出(5) 水滴、油滴等雜質(zhì)分離析 出，沉降在殼體底部(6) 由放油水閥6定期排出1支架 2隔板 3輸出口4進(jìn)氣口 5柵板 6放油水閥OCLSSPH§15-2氣源裝置、輔助元件和執(zhí)行元件 “(8莎“私金保律岀版私 S亠OCLSSPH§15-2氣源裝置、輔助元件和執(zhí)行元件OCLSSPH§15-2氣源裝置、輔助元件和執(zhí)行元件2.儲氣罐(1) 解決空壓機(jī)輸氣量和氣動設(shè)備耗氣量的不平衡(2) 減小氣源輸出氣流的波動(3) 減弱空壓機(jī)排氣壓 力脈動引起的管道振動(4) 進(jìn)一步分離壓縮空 氣中的水分和油分臨時應(yīng)急供氣OCLSSP

9、H§ 15 -2氣源裝置、輔助元件和執(zhí)行元件3.排水過濾器排水過濾器用于分離在氣體中的水滴、油滴等雜質(zhì)(1) 壓縮空氣進(jìn)入后產(chǎn)生強(qiáng)烈旋 轉(zhuǎn)(2) 較大水滴、油滴與存水杯3內(nèi)壁碰撞分離，沉到杯底(3) 微粒灰塵和霧狀水汽則被濾 芯2攔截濾除(4) 清潔的空氣從輸出口輸出1旋風(fēng)葉子2濾芯3存水杯4擋水板5手動排水閥4.油霧器油霧器的作用：將潤滑油霧化，并隨壓縮 空氣一起進(jìn)入被潤滑部位(1) 壓縮空氣進(jìn)入閥座7的腔室， 再進(jìn)入存油杯10上腔，油面受壓(2) 壓力油將鋼球8頂起(4) 管道有方孔，管道不能封死(5) 壓力油流入視油窗口3內(nèi)，再 滴入噴嘴5中(6) 壓力油被主管氣流從噴嘴引 射

10、并霧化1彈簧2加油孔3視油窗口 4油量調(diào)節(jié)閥5噴嘴 6、8鋼球 7閥座 9吸油管 10存油杯氣動二聯(lián)件：排水過濾器和調(diào)壓閥壓力表5氣動三聯(lián)件氣動三聯(lián)件：排水過濾器、調(diào)壓閥和油霧器(1) 調(diào)壓閥對氣源進(jìn)行穩(wěn)壓(2) 排水過濾器清潔氣源(3) 油霧器對運(yùn)動部件潤滑6.消聲器吸收型消聲器當(dāng)有壓氣體通過消聲罩時，聲能量被部分吸收而轉(zhuǎn)化為熱能，降低了噪聲強(qiáng)度7.氣管與氣動管接頭（1）氣管1）氣管分為硬管和軟管兩種2）硬管用于固定不動的、不需要經(jīng)常裝拆的地方3）軟管用于連接運(yùn)動部件和臨時使用、希望裝拆 方便的管路1234561）插入接管6,彈性片3卡住 接管外表面，使接管在受到 向外的拉力時不會被拉出2）

11、拆卸時，向內(nèi)按壓按鈕5 ,使彈性片和接管外表面離 開，可將接管從接頭中抽出三、氣缸1.單作用單桿氣缸單作用氣缸一側(cè)通壓縮空氣，另一側(cè)呼吸口接大氣呼吸口進(jìn)氣口1234 567 89 101112131 環(huán) 2導(dǎo)向套 3螺母 4前缸蓋5活塞桿6、12緩沖墊圈7彈簧8缸筒9活塞10導(dǎo)向環(huán)11活塞密封圈13后缸蓋:§ 15 -2氣源裝置、輔助元件和執(zhí)行元件OCLSSPH2. 雙作用單桿氣缸壓縮空氣進(jìn)入氣 缸右腔，活塞桿 伸出；壓縮空氣 進(jìn)入氣缸左腔， 活塞桿收回:I32571468 91壓蓋2防塵密封圈3前缸蓋4缸筒5活塞桿6活塞7活塞密封圈8螺母9后缸蓋OCLSSPH§ 15 -

12、2氣源裝置.輔助元件和執(zhí)行元件四、常用氣源、氣動執(zhí)行元件及輔助元件的圖形符號元件名稱空氣壓縮機(jī)氣源（無特殊要求的壓 縮空氣）單作用單桿缸（靠彈簧力復(fù)位， 彈簧腔有呼吸口）雙作用單桿缸圖形符號*>-|A A Al .II 11 ,AAA-111=ii1 1元件名稱氣動馬達(dá)過濾器壓力表過濾器（帶手動排水分離器）圖形符號*元件名稱油霧器消聲器氣動三聯(lián)件（包括手動排水過濾器、手動調(diào)節(jié)式調(diào)壓 閥、壓力表和油霧器）圖形符號卜（詳細(xì)示意圖）（簡化圖）§15-3氣動控制元件與基本回路一、方向控制閥與方向控制回路1. 方向控制閥(1)單向閥單向閥：控制氣流只能向一個方向流動而不能反向流動的閥壓縮

13、空氣從尸口進(jìn)入，克服彈簧力和摩擦力使閥 口開啟，壓縮空氣從/口流出；當(dāng)尸口無壓縮空氣 時，在彈簧力和力口余氣壓力作用下，閥口關(guān)閉/1234 51閥體 2彈簧 3閥芯 4密封墊 5閥蓋（2）換向閥利用換向閥閥芯相對于 閥體的運(yùn)動，可使氣路接 通或斷開，從而使氣動執(zhí) 行元件實(shí)現(xiàn)啟動、停止或 變換運(yùn)動方向按鈕式二位三通換向閥1）初始狀態(tài)閥芯把進(jìn)氣口與工作 口之間的通道關(guān)閉， 工作口與排氣口相通2）工作狀態(tài)按下閥芯，進(jìn)氣 口與工作口相通， 排氣口被閥芯封閉§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟:常用氣動換向閥的圖形符號序號名稱圖形符號說明1二位三通換向閥推壓控制機(jī)構(gòu)，彈簧復(fù)位2V匚

14、WV滾輪杠桿控制，彈簧復(fù)位3薩T WV單作用電磁鐵操縱，彈簧復(fù)位，定位銷手動定位4二位四通換向閥單作用電磁鐵操縱，彈簧復(fù)位5二位五通換向閥三亠一丄M推壓控制機(jī)構(gòu)，彈簧復(fù)位6 4皿單氣控制，彈簧復(fù)位74亠丄f雙氣控制8三位四通換向閥；x彈簧對中，雙作用電磁鐵直接操縱， 中位各氣口全部關(guān)閉，系統(tǒng)保持壓力§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟2. 方向控制回路單往復(fù)動作回路§153 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟壓縮空氣使 二位四通氣控 閥4左位工作， 同時壓縮空氣 經(jīng)換向閥4進(jìn)入 氣缸2的左腔， 活塞向右行進(jìn)2）當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程閥3時氣控?fù)Q向閥4右位工 作，壓

15、縮空氣經(jīng)換 向閥4進(jìn)入氣缸2右 腔，活塞桿返回， 完成一次工作循環(huán)二、壓力控制閥與壓力控制回路1.壓力控制閥(1)溢流閥溢流閥可通過排出氣體 的方法降低系統(tǒng)壓力， 起到保護(hù)系統(tǒng)的作用直動式溢流閥1）氣體作用在閥芯3上的力 小于彈簧力時，溢流閥關(guān)閉2）當(dāng)作用在閥芯3上的作 用力大于彈簧力時，閥芯 上移，溢流閥開啟溢流， 氣壓不再升髙1調(diào)節(jié)螺桿2彈簧3閥芯:§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟溢流閥的使用當(dāng)氣罐或氣源的壓力 超過規(guī)定壓力值時，溢 流閥接通，氣罐或空氣 壓縮機(jī)輸出的壓縮空氣 由溢流閥排入大氣調(diào)壓閥也稱為減壓閥氣源輸出的壓縮空氣的壓力 高，其波動值也較大調(diào)壓閥將壓力

16、減到設(shè)備所需 壓力，并使壓力穩(wěn)定調(diào)壓閥1）減壓原理輸出氣流的一部分由阻尼孔進(jìn)入 膜片氣室，在膜片5的下方產(chǎn)生 一個向上的推力，這個推力使閥 芯8上移，把閥口開度關(guān)小，使 調(diào)壓閥的輸出壓力下降1旋鈕2、3調(diào)壓彈簧4溢流閥座5膜片6阻尼管7閥桿8閥芯9復(fù)位彈簧調(diào)壓閥2）穩(wěn)壓原理輸入壓力升高時，輸出壓力也升 高。膜片5上的氣體推力增大， 膜片5上移，閥桿和閥芯上移， 節(jié)流口減小，輸出壓力下降輸出壓力下降，膜片5下移，進(jìn)氣口開度增大，節(jié)流作用減小，輸出壓力又基本上回升至原值3）調(diào)壓原理旋轉(zhuǎn)旋鈕1,通過調(diào)壓彈 簧2、3和膜片5等使閥芯 8移動，改變節(jié)流口的大 小，達(dá)到調(diào)壓目的2.壓力控制回路銃床氣動夾具

17、夾 緊軸類零件需要 較大夾緊力，夾 緊薄壁類零件需 要較小夾緊力1缸體 2活塞 3活塞桿 4活動鉗身5工件6固定鉗身7導(dǎo)桿§153 氣動控制元件與基本回路I也展魁盟高、低壓轉(zhuǎn)換回路兩個調(diào)壓閥3、4得到不同的壓力，二位三通手動換向閥9進(jìn)行壓力轉(zhuǎn)換§ 15 3氣動控制元件與基本回路1遡 1§ 15 3氣動控制元件與基本回路1遡 1§ 15 3氣動控制元件與基本回路1遡 11.流量控制閥1螺母2壓蓋3閥芯螺桿4閥體三、流量控制閥與速度控制回路(1)節(jié)流閥旋轉(zhuǎn)閥芯螺桿3,可改變節(jié)流口 的開度，調(diào)節(jié)壓縮空氣的流量§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽

18、霸盟§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟（2）排氣節(jié)流閥排氣節(jié)流閥是在節(jié)流閥上增加了消聲裝置，排氣節(jié)流閥安裝在排氣口，調(diào)節(jié)排入大氣中的氣體流量§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟1閥芯2消聲裝置§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟(3)單向節(jié)流閥單向節(jié)流閥是由單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)組成的組合式流量控制閥§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟§ 1

19、5 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟1）節(jié)流進(jìn)氣2）快速排氣§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟壓縮空氣從接口 1流向接 口2時，單向閥關(guān)閉，壓 縮空氣經(jīng)節(jié)流閥通過壓縮空氣從接口 2反向流通 時，單向閥打開，壓縮空氣 經(jīng)單向閥快速從接口 1排出§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟§ 15 3 氣動控制元件與基本回路I盜賽霸盟§ 15 3氣動控制元件與基本回路1遡 1kt:§ 15 3氣動控制元件與基本回路1遡 1§ 15 3氣動控制元件與基本回路1遡 11

20、02.速度控制回路(1)采用排氣節(jié)流閥的氣動馬達(dá)速度控制回路在氣動馬達(dá)出氣口安 裝排氣節(jié)流閥，可達(dá) 到節(jié)流調(diào)速的目的氣動馬達(dá)知諛煙接氣動馬達(dá)將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能 壓縮空氣分為兩路：一路經(jīng)定子1兩端密封蓋的槽 進(jìn)入葉片底部將葉片推出 另一路進(jìn)入定子內(nèi)腔，使葉 片帶動轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)1定子2葉片3轉(zhuǎn)子（2）采用單向節(jié)流閥的速度控制回路1）供氣節(jié)流調(diào)速單向節(jié)流閥對氣缸進(jìn)行 供氣節(jié)流，氣缸排出的 氣流通過閥內(nèi)的單向閥 從換向閥的排氣口排出2）排氣節(jié)流調(diào)速對氣缸排氣進(jìn)行節(jié)流控制， 其氣缸供氣是暢通無阻的。氣缸活塞的兩端都受到氣壓 的作用，改善了氣缸的進(jìn)給 性能，能獲得較好的平穩(wěn)性§

21、; 15-4實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)氣動回路的搭建§154實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)氣動回路的搭建一、實(shí)訓(xùn)目的了解空氣壓縮機(jī)、氣源輔助元件、氣缸、控 制元件、氣管及管接頭的結(jié)構(gòu)，掌握氣動回路 搭建的基本方法和步驟，培養(yǎng)動手操作能力§ 15-4實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)氣動回路的搭建二、任務(wù)描述(1) 看懂氣動回路圖(2) 根據(jù)圖形符號選擇相應(yīng)的氣動元件(3) 搭建氣動回路(4)運(yùn)行氣動回路(5) 關(guān)閉回路，拆卸氣動元件反思與總結(jié)§ 15-4實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)氣動回路的搭建OCLSSPH§ 15-4實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)氣動回路的搭建三、實(shí)訓(xùn)設(shè)備及工具搭建氣動回路設(shè)備及材料清單序號數(shù)量1氣動試驗(yàn)臺（包括空氣壓縮機(jī)、氣動三聯(lián)件、壓力

22、表等）12雙作用單出桿氣缸13單氣控二位五通換向閥14二位二通行程閥25二位=通手動換向閥16氣管及管接頭若干§ 15-4實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)氣動回路的搭建四、任務(wù)實(shí)施1.分析氣動回路氣動系統(tǒng)在安裝前，首 先要看懂氣動系統(tǒng)原理圖 o弄明白所需要的氣動元 件的結(jié)構(gòu)及工作原理，確 定氣動元件的安裝位置(1)啟動系統(tǒng)，氣缸開始運(yùn)動控制系統(tǒng)：拉動換向閥5的 拉桿一壓縮空氣f換向閥5 上位f行程閥2上位f換向 閥4左側(cè)一換向閥4工作4廠L11!/血1111動力系統(tǒng)：壓縮空氣f換向 閥4左位f氣缸3左腔f活塞 向右伸出OCLSSPH§ 15-4實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)氣動回路的搭建OCLSSPH（2）氣缸繼續(xù)前行

23、活塞向右伸出時，行程 閥2下位工作，將氣路封 閉，單氣控?fù)Q向閥4不能 復(fù)位，活塞繼續(xù)前進(jìn)OCLSSPH§ 15-4實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)氣動回路的搭建（3）氣缸返程1）活塞桿到達(dá)終點(diǎn)，壓 下行程閥12）換向閥4的控制氣路 排氣，換向閥4右位工作3）壓縮空氣通過換向閥 4的右位進(jìn)入氣缸右腔， 活塞桿返回OCLSSPH§ 15-4實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)氣動回路的搭建（4）活塞再次向前1）活塞桿返回后，壓下行程閥22）控制氣路再次接通，換向閥4換向3）活塞再次向右伸出笨Hlllillllllllllllllll實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)（5）活塞停止運(yùn)動1）拉動手動換向閥5手柄2）換向閥5下位接入系統(tǒng)3）控制氣路被截止4）活塞返回并停止氣動回路的搭建0CLSSPH彳囲莎劭私舍保漳岀版祝2.準(zhǔn)備設(shè)備及氣動元件氣動控制回路設(shè)備及氣動