1、机械基础机械基础第十五章第十五章 气压传动气压传动机械基础机械基础152 气源装置、辅助元件和执行元件气源装置、辅助元件和执行元件151 气压传动概述气压传动概述153 气动控制元件与基本回路气动控制元件与基本回路154 实训环节实训环节气动回路的搭建气动回路的搭建机械基础机械基础 气压传动是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，利用压缩空气的压力和流动进行能量传送或信号传递的工程技术 空气压缩机产生的高压气体，通过管道输送至气缸，通过脚踏开关控制气缸工作，使活塞杆伸出和返回，从而达到冲孔的目的气动冲床第十五章第十五章 气压传动气压传动15151 1 气压传动概述气压传动概述一、气压传动
2、的工作原理及组成一、气压传动的工作原理及组成气动平口钳通过气缸活塞杆的伸、缩来夹紧、松开工件1气动气动平口钳平口钳工作过程工作过程15151 1 气压传动概述气压传动概述（1）气动平口钳气压传动系统）气动平口钳气压传动系统1）信号控制元件（换向阀5）控制气动控制元件（换向阀6）动作2）气动控制元件分别接通气缸两侧，实现活动钳口的左右运动（2）气动平口钳的夹紧动作）气动平口钳的夹紧动作1）旋转换向阀5的旋钮，阀5左位工作2）换向阀5使换向阀6动作3）气缸左腔进入压缩空气4）活塞向右移动，夹紧工件15151 1 气压传动概述气压传动概述15151 1 气压传动概述气压传动概述（3）气动平口钳的松开
3、动作）气动平口钳的松开动作1）再次旋转换向阀5的旋钮2）换向阀5截断压缩空气3）控制管道排出压缩空气4）换向阀6接通气缸右侧气路5）活塞向左移动，松开工件15151 1 气压传动概述气压传动概述2气压传动气压传动的工作原理的工作原理 气压传动是以压缩空气为工作介质，靠压缩空气的压力传递动力或信息的流体传动 传递动力的系统将压缩空气经由管道和控制阀输送给气动执行元件，把压缩气体的压力能转换为机械能，以推动负载运动15151 1 气压传动概述气压传动概述3气动系统的组成及各部分的作用气动系统的组成及各部分的作用（1）气源装置）气源装置2）空气压缩机（简称空压机）是将原动机（如电动机）的机械能转换为
4、空气的压力能1）气源装置包括空气压缩机及空气净化装置3）空气净化装置用于去除空气中的水分、油分和杂质，提供洁净的压缩空气15151 1 气压传动概述气压传动概述（2）执行元件）执行元件执行元件是把气体压力能转换成机械能，以驱动工作机构的元件，一般指做直线运动的气缸或做旋转运动的气动马达（3）控制调节元件）控制调节元件控制调节元件是对气动系统中气体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的元件，如调压阀、换向阀、节流阀15151 1 气压传动概述气压传动概述（4）辅助元件）辅助元件 辅助元件是指除以上三种元件以外的其他元件，如过滤器、油雾器、消声器（5）工作介质）工作介质气压传动系统的工作介质是清洁
5、的空气15151 1 气压传动概述气压传动概述二、气压传动的特点二、气压传动的特点1气压传动气压传动的优点的优点（1）工作介质为空气，经济方便，不污染环境（2）空气流动损失小，可集中供气，远距离输送，对工作环境的适应性强（3）动作迅速、反应快、管路不易堵塞（4）气动装置结构简单、质量轻、安装维护简单（5）由于空气可压缩，气动系统能过载保护15151 1 气压传动概述气压传动概述2气压传动的缺点气压传动的缺点（1）气缸或气动马达的动作速度受载荷影响较大（2）气动系统工作压力较低，输出的动力较小（3）工作介质没有自润滑性，需要另设润滑装置（4）噪声大15151 1 气压传动概述气压传动概述三、气压
6、传动和液压传动的区别三、气压传动和液压传动的区别第十五章第十五章 气压传动气压传动一、气源装置一、气源装置1空气空气压缩压缩站站1空气压缩机 2后冷却器 3油水分离器 4、7储气罐5干燥器 6过滤器 8加热器 9四通阀2空气压缩机空气压缩机1单向阀 2安全阀 3空气压缩机构4电动机 5压力表 6压力开关7截止阀 8排水器 9储气罐二、气动辅助元件二、气动辅助元件1油水分离器油水分离器油水分离器的作用油水分离器的作用：分离压缩空气中的水分、油分及其他杂质，使压缩空气初步净化1支架 2隔板 3输出口 4进气口 5栅板 6放油水阀（1）压缩空气从进气口4进入（2）气流受隔板2阻挡，被撞击折回向下（3
7、）之后又上升产生环形回转（4）最后从输出口3排出（5）水滴、油滴等杂质分离析出，沉降在壳体底部（6）由放油水阀6定期排出2储气罐储气罐（1）解决空压机输气量和气动设备耗气量的不平衡（2）减小气源输出气流的波动（3）减弱空压机排气压力脉动引起的管道振动（4）进一步分离压缩空气中的水分和油分（5）临时应急供气3排水过滤器排水过滤器排水过滤器用于分离在气体中的水滴、油滴等杂质1旋风叶子 2滤芯 3存水杯4挡水板 5手动排水阀（1）压缩空气进入后产生强烈旋转（2）较大水滴、油滴与存水杯3内壁碰撞分离，沉到杯底（3）微粒灰尘和雾状水汽则被滤芯2拦截滤除（4）清洁的空气从输出口输出4油雾器油雾器油雾器的作
8、用油雾器的作用：将润滑油雾化，并随压缩空气一起进入被润滑部位（1）压缩空气进入阀座7的腔室，再进入存油杯10上腔，油面受压（2）压力油将钢球8顶起（4）管道有方孔，管道不能封死（5）压力油流入视油窗口3内，再滴入喷嘴5中（6）压力油被主管气流从喷嘴引射并雾化1弹簧 2加油孔 3视油窗口 4油量调节阀5喷嘴 6、8钢球 7阀座 9吸油管 10存油杯5气动三联件气动三联件气动三联件：排水过滤器、调压阀和油雾器气动二联件：排水过滤器和调压阀（1）调压阀对气源进行稳压（2）排水过滤器清洁气源（3）油雾器对运动部件润滑6消声器消声器吸收型消声器吸收型消声器当有压气体通过消声罩时，声能量被部分吸收而转化为
9、热能，降低了噪声强度7气管与气管与气动气动管接头管接头1）气管分为硬管和软管两种2）硬管用于固定不动的、不需要经常装拆的地方3）软管用于连接运动部件和临时使用、希望装拆方便的管路（1）气管）气管（2）气动管接头气动管接头外螺纹接头 内螺纹接头 快插接头 卡箍式接头1）插入接管6，弹性片3卡住接管外表面，使接管在受到向外的拉力时不会被拉出2）拆卸时，向内按压按钮5，使弹性片和接管外表面离开，可将接管从接头中抽出三、气缸三、气缸1单作用单杆气缸单作用单杆气缸单作用气缸一侧通压缩空气，另一侧呼吸口接大气1卡环 2导向套 3螺母 4前缸盖 5活塞杆6、12缓冲垫圈 7弹簧 8缸筒 9活塞10导向环 1
10、1活塞密封圈 13后缸盖2双作用双作用单杆单杆气缸气缸压缩空气进入气缸右腔，活塞杆伸出；压缩空气进入气缸左腔，活塞杆收回1压盖 2防尘密封圈 3前缸盖 4缸筒 5活塞杆6活塞 7活塞密封圈 8螺母 9后缸盖第十五章第十五章 气压传动气压传动一、方向控制阀与方向控制回路一、方向控制阀与方向控制回路1方向控制阀方向控制阀（1）单向阀）单向阀单向阀：控制气流只能向一个方向流动而不能反向流动的阀1阀体 2弹簧 3阀芯 4密封垫 5阀盖压缩空气从P口进入，克服弹簧力和摩擦力使阀口开启，压缩空气从A口流出；当P口无压缩空气时，在弹簧力和A口余气压力作用下，阀口关闭（2）换向阀）换向阀 利用换向阀阀芯相对于
11、阀体的运动，可使气路接通或断开，从而使气动执行元件实现启动、停止或变换运动方向按钮式二位三通换向阀按钮式二位三通换向阀 按下阀芯，进气口与工作口相通，排气口被阀芯封闭阀芯把进气口与工作口之间的通道关闭，工作口与排气口相通1）初始状态初始状态2）工作状态工作状态常用气动换向阀的图形符号常用气动换向阀的图形符号2方向方向控制回路控制回路单往复动作回路单往复动作回路1）按下手动换向阀按下手动换向阀1的手动按钮的手动按钮 压缩空气使二位四通气控阀4左位工作，同时压缩空气经换向阀4进入气缸2的左腔，活塞向右行进2）当活塞杆上的挡块压下行程阀当活塞杆上的挡块压下行程阀3时时气控换向阀4右位工作，压缩空气经
12、换向阀4进入气缸2右腔，活塞杆返回，完成一次工作循环二、压力控制阀与压力控制回路二、压力控制阀与压力控制回路1压力控制阀压力控制阀（1）溢流阀）溢流阀溢流阀可通过排出气体的方法降低系统压力，起到保护系统的作用直动式溢流阀直动式溢流阀1调节螺杆 2弹簧 3阀芯1）气体作用在阀芯3上的力小于弹簧力时，溢流阀关闭2）当作用在阀芯3上的作用力大于弹簧力时，阀芯上移，溢流阀开启溢流，气压不再升高溢流阀的使用溢流阀的使用 当气罐或气源的压力超过规定压力值时，溢流阀接通，气罐或空气压缩机输出的压缩空气由溢流阀排入大气（2）调压阀）调压阀调压阀也称为减压阀气源输出的压缩空气的压力高，其波动值也较大调压阀将压力
13、减到设备所需压力，并使压力稳定调压阀调压阀1旋钮 2、3调压弹簧 4溢流阀座 5膜片6阻尼管 7阀杆 8阀芯 9复位弹簧1）减压原理）减压原理输出气流的一部分由阻尼孔进入膜片气室，在膜片5的下方产生一个向上的推力，这个推力使阀芯8上移，把阀口开度关小，使调压阀的输出压力下降调压阀调压阀2）稳压原理）稳压原理输入压力升高时，输出压力也升高。膜片5上的气体推力增大，膜片5上移，阀杆和阀芯上移，节流口减小，输出压力下降输出压力下降，膜片5下移，进气口开度增大，节流作用减小，输出压力又基本上回升至原值3）调压原理）调压原理旋转旋钮1，通过调压弹簧2、3和膜片5等使阀芯8移动，改变节流口的大小，达到调压
14、目的2压力压力控制回路控制回路1缸体 2活塞 3活塞杆 4活动钳身5工件 6固定钳身 7导杆铣床气动夹具夹紧轴类零件需要较大夹紧力，夹紧薄壁类零件需要较小夹紧力高、高、低压转换回路低压转换回路两个调压阀3、4得到不同的压力，二位三通手动换向阀9进行压力转换三、流量控制阀与速度控制回路三、流量控制阀与速度控制回路1流量控制阀流量控制阀（1）节流阀）节流阀1螺母 2压盖 3阀芯螺杆 4阀体旋转阀芯螺杆3，可改变节流口的开度，调节压缩空气的流量（2）排气节流阀）排气节流阀 排气节流阀是在节流阀上增加了消声装置，排气节流阀安装在排气口，调节排入大气中的气体流量1阀芯 2消声装置（3）单向节流阀）单向节
15、流阀 单向节流阀是由单向阀和节流阀并联组成的组合式流量控制阀压缩空气从接口1流向接口2时，单向阀关闭，压缩空气经节流阀通过1）节流进气节流进气压缩空气从接口2反向流通时，单向阀打开，压缩空气经单向阀快速从接口1排出2）快速排气快速排气2速度控制速度控制回路回路（1）采用排气节流阀的气动马达速度控制回路）采用排气节流阀的气动马达速度控制回路在气动马达出气口安装排气节流阀，可达到节流调速的目的知识链接知识链接气动马达气动马达气动马达将压缩空气的压力能转换成旋转的机械能1定子 2叶片 3转子压缩空气分为两路：一路经定子1两端密封盖的槽进入叶片底部将叶片推出另一路进入定子内腔，使叶片带动转子逆时针旋转
16、（2）采用单向节流阀的速度控制回路）采用单向节流阀的速度控制回路1）供气节流调速供气节流调速单向节流阀对气缸进行供气节流，气缸排出的气流通过阀内的单向阀从换向阀的排气口排出2）排气节流调速排气节流调速对气缸排气进行节流控制，其气缸供气是畅通无阻的。气缸活塞的两端都受到气压的作用，改善了气缸的进给性能，能获得较好的平稳性第十五章第十五章 气压传动气压传动15154 4 实训环节实训环节 气动回路的搭建气动回路的搭建一、实训目的一、实训目的 了解空气压缩机、气源辅助元件、气缸、控制元件、气管及管接头的结构，掌握气动回路搭建的基本方法和步骤，培养动手操作能力二、任务描述二、任务描述（1）看懂气动回路
17、图（2）根据图形符号选择相应的气动元件（3）搭建气动回路（4）运行气动回路（5）关闭回路，拆卸气动元件（6）反思与总结三、实训设备及工具三、实训设备及工具搭建气动回路设备及材料清单搭建气动回路设备及材料清单四、任务实施四、任务实施1分析分析气动回路气动回路 气动系统在安装前，首先要看懂气动系统原理图。弄明白所需要的气动元件的结构及工作原理，确定气动元件的安装位置（1）启动系统，气缸开始运动）启动系统，气缸开始运动控制系统：拉动换向阀5的拉杆压缩空气换向阀5上位行程阀2上位换向阀4左侧换向阀4工作动力系统：压缩空气换向阀4左位气缸3左腔活塞向右伸出（2）气缸气缸继续前行继续前行活塞向右伸出时，行
18、程阀2下位工作，将气路封闭，单气控换向阀4不能复位，活塞继续前进（3）气缸返程）气缸返程1）活塞杆到达终点，压下行程阀12）换向阀4的控制气路排气，换向阀4右位工作3）压缩空气通过换向阀4的右位进入气缸右腔，活塞杆返回（4）活塞再次向前）活塞再次向前1）活塞杆返回后，压下行程阀22）控制气路再次接通，换向阀4换向3）活塞再次向右伸出（5）活塞停止运动）活塞停止运动1）拉动手动换向阀5手柄2）换向阀5下位接入系统3）控制气路被截止4）活塞返回并停止2准备设备及准备设备及气动元件气动元件气动控制回路设备及气动元件清单气动控制回路设备及气动元件清单3安装气动安装气动元件元件 注意各气口的位置要与气动
19、回路一致，要便于管路的连接，要检查气动元件安装是否牢固4连接各连接各气动元件气动元件检查气动元件安装和管路连接情况，确保无误6运行运行气动回路气动回路（1）将手动换向阀调至断开气路状态（2）把气动三联件的调压旋钮放松，通电，开启空气压缩机。待空压机工作正常后，再调节气动三联件，使压力在系统工作压力内（3）接通气路，观察气缸运行情况（4）切断气路，观察气缸是否运行7关闭回路，拆卸气动元件关闭回路，拆卸气动元件（1）实验完毕后，关闭空气压缩机，切断电源。待气动回路压力降为零时，拆卸回路，清理气动元件并放回规定的位置（2）清洁试验台8反思与总结反思与总结反思试验过程中出现的问题，总结试验的经验气动实验注意事项气动实验注意事项知识链接知识链接1了解气动实验准则，了解实验操作规程，在老师指导下进行，切勿盲目实验2熟悉气动元件的工作原理和动作条件；禁止强行拆卸，禁止强行旋扭各种气动元件的手柄3实验的过程中，气动元件要稳拿轻放，防止碰撞4禁止带负载启动，以免造成安全事故5不应将压力调得太高（一般压力约0.30.6MPa）6实验过程中，如发现回路中任何一处有问题，应立即关闭空气压缩机。排出故障后，要等到回路释压后才能重新进行实验7实验完毕后，要整理好气动元件；做好气动元件的保养和实验台的整洁制作：王希波第十第十五五章章 气气压传动压传动
