氣壓傳動控制系統(tǒng)

5.2.1 動力元件 5.2.2 輔助元件 5.2.3 執(zhí)行元件 5.2.4 控制元件 作業(yè) 5.2 氣壓元件 5.2.1 動力元件 動力元件的主體部分是空氣壓縮機，它把電動機輸出的機械 能轉(zhuǎn)換為壓力能輸送給氣動系統(tǒng)。 活塞式空氣壓縮機工作原理圖 1-排氣閥 2-氣缸 3-活塞 4-活塞桿 5-滑塊 6-滑道 7-連桿 8-曲柄 9-吸氣閥 10-彈簧 5.2.2 輔助元件 主要作用是將 140170 高溫壓縮空氣降至 4050 ， 使水和 油變成凝結(jié)的油滴和水滴 ， 容易排出 。 1、冷卻器 油水分離器的作用是將經(jīng)冷卻器降溫析出的水和油等雜質(zhì)從壓縮 空氣中分離出來 ， 使空氣得到初步凈化 。 2、油水分離器 空氣干燥器主要作用是將初步凈化的濕壓縮空氣進一步脫水去雜質(zhì) ，成為干壓縮空氣，以提高壓縮空氣質(zhì)量。 3、空氣干燥器 空氣過濾器主要作用是根據(jù)固體物質(zhì)和空氣分子的大小和質(zhì)量不 同 ， 利用慣性 、 阻隔和吸附的方法濾除壓縮空氣中的水分 、 油滴及雜 質(zhì)微粒 ， 以實現(xiàn)空氣凈化要求 。 4、空氣過濾器 1旋風葉片 2濾心 3存水杯 4擋水板 5排水閥 空氣過濾器結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號 氣罐的作用是消除壓力波動 ， 保證輸出氣流的連續(xù)性；儲存一定數(shù) 量的壓縮空氣 ， 調(diào)節(jié)用氣量或以備發(fā)生故障和臨時需要應急使用；進一 步分離壓縮空氣中的水分和油分 。 5、氣罐 油霧器的主要作用是以壓縮空氣為動力 ， 將潤滑油噴射成霧狀 并混合于壓縮空氣中 ， 使該壓縮空氣具有潤滑氣動元件的能力 ， 以 減輕其對運動零件的表面磨損 ， 改善其工作性能 。 6、油霧器 a)主視圖 b)左視圖 c) 圖形符號 普通型油霧器的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號 消聲器是指能阻止聲音傳播而允許氣流通過的一種氣動元件 ， 主要方法是通過阻尼或加大排氣面積 ， 以降低排氣的速度和功 率 （ 能量 ） 。 7、消聲器 a)結(jié)構(gòu)原理 b)圖形符號 阻性消聲器的結(jié)構(gòu)原理及圖形符號 5.2.3 執(zhí)行元件 氣動執(zhí)行元件就是把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的能量 轉(zhuǎn)換裝置 ， 可分為氣缸和氣馬達 。 1、氣缸 （ 1） 氣缸的分類 1） 按壓縮空氣對活塞端面作用力的方向 ， 分為單作用氣缸和雙 作用氣缸 。 2） 按氣缸的結(jié)構(gòu)特征 ， 分為活塞式氣缸 、 薄膜式氣缸和伸縮式 氣缸 。 3） 按氣缸的安裝形式 ， 分為固定式氣缸 、 軸銷式氣缸 、 回轉(zhuǎn)式 氣缸和嵌入式氣缸 。 4） 按氣缸的功能 ， 分為普通氣缸 、 緩沖氣缸 、 氣 液阻尼氣缸 、 擺動氣馬達 、 沖擊氣缸和步進氣缸 。 單作用氣缸是指氣缸僅有一個方向的運動是氣壓傳動，推動活塞 運動，而返回時要靠外力如彈簧力、膜片張力和自重力等。 1）單作用氣缸 a)工作原理簡圖 b)圖形符號 （ 2）常用氣缸 進氣口只有一個 ， 結(jié)構(gòu)簡單 、 耗氣量少 。 輸出外力小 。 因為用彈簧和膜片等復位 ， 在此起背壓作用 ， 壓 縮空氣的能量不能全部用于作有用功 ， 有一部分能量需要用來克服 彈簧或膜片的彈力 ， 所以活塞桿推力減少 。 行程短 。 缸內(nèi)因為安有彈簧或膜片 ， 占有一定的空間 ， 故活塞 的有效行程縮短 。 輸出力與運動速度穩(wěn)定性較差 。 彈簧等彈性元件的彈力是隨其 大小的變化而變化 ， 從而使推力與運動速度在行程中有變化 。 單作用氣缸特點 它的兩個方向均需要壓縮空氣的能量來推動，以輸 出力和速度，但兩個方向因活塞有效作用面積不一樣， 所以輸出的力與速度也不 同。 單活塞桿雙作用氣缸 D活塞直徑 活塞桿直徑 雙作用氣缸就是雙向作用氣缸，活塞的往復運動均由氣壓傳動來 推動。 2）雙作用氣缸 雙活塞桿氣缸因為兩端活塞桿直徑相同，所以兩端 的有效面積也就相等，氣缸往復運動時的速度和輸出力 均相等。 雙活塞桿雙作用氣缸 缸體固定式 1-缸體 2-工作臺 3-活塞 4-活塞桿 5-機架 活塞固定式 1-缸體 2-工作臺 3-活塞 4-活塞桿 5-機架 氣液阻尼缸是由氣缸和液壓缸組合而成的 ， 它以壓縮空氣為 能源 ， 利用油液的不可壓縮性和控制流量來獲得活塞的平穩(wěn)運動和 調(diào)節(jié)活塞的運動速度 。 3）氣 液阻尼缸 串聯(lián)式氣 -液阻尼缸 薄膜式氣缸是利用膜片在壓縮空氣作用下產(chǎn)生的變形來推動活 塞桿作直線運動的氣缸。 4）薄膜式氣缸 1-缸體 2-膜盤 3-膜片 4-活塞桿 沖擊氣缸能把壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為活塞高速運動的動能 ， 利 用此動能作功 ， 可完成型材下料 、 打印 、 破碎 、 沖壓和鍛造等多種 作業(yè) 。 5）沖擊氣缸 1-活塞桿腔 2-活塞腔 3-蓄能腔 4-噴嘴口 5-中蓋 6-活塞 7-缸體 氣缸的缸體連同缸蓋及導氣頭心可被攜帶著回轉(zhuǎn) ， 活塞桿及活 塞只能直線往復運動 ， 導氣頭體的外接管路固定不動 。 6） 回轉(zhuǎn)氣缸 1-活塞桿 2、 5-密封裝置 3-缸體 4-活塞 6-缸蓋及導氣頭心 7、 8-軸承 9-導氣頭體 選用標準化氣缸 ， 不但互換性好 ， 而且還便于使用 與維修 。 7）標準化氣缸 標準化氣缸 的標記 QGA 無緩沖氣缸 QGB 細桿（標準件）緩 沖氣缸； QGC 粗桿緩沖氣缸； QGD 氣 液阻尼缸； QGH 回轉(zhuǎn)氣缸。 氣動馬達是實現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動或擺動的執(zhí)行元件 ， 它把 壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能 。 2、氣動馬達 雙向旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達 1-葉片 2-定子 3-轉(zhuǎn)子 氣動控制元件的作用是控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力 、 流量 、 流 動方向和發(fā)送信號等 ， 保證氣動執(zhí)行元件具有一定的力 （ 力矩 ） 和 速度 ， 按預定的方向與程序正常地工作 。 5.2.4 控制元件 1、壓力控制閥 壓力控制閥主要用來控制系統(tǒng)中氣體的壓力 ， 滿足 各種壓力要求或用于節(jié)能 。 減壓閥的主要作用就是調(diào)壓和減壓 ， 它把來自氣源 的較高輸入壓力減至設備或分支系統(tǒng)所需的較低的輸出 壓力 ， 可調(diào)節(jié)并保持輸出壓力值的穩(wěn)定 ， 使輸出壓力不 受系統(tǒng)流量 、 負載和壓力值波動的影響 。 減壓閥 減壓閥結(jié)構(gòu)原理及圖形符號 1-調(diào)整手柄 2-調(diào)壓彈簧 3-下彈簧座 4-膜片 5-閥心 6-閥套 7-阻尼孔 8-閥口 9-復位彈簧 10-進氣閥口 11-排氣孔 12-溢流孔 方向控制閥是用來控制氣動系統(tǒng)中壓縮空氣的流向和通、斷 ，從而控制執(zhí)行元件的起、停及運動方向的氣動元件。 2、方向控制閥 （ 1）單向型控制閥 1）單向閥 單向閥是指氣流只能向一個方向流動而不能反向 流動的閥。與液壓單向閥相比，氣動單向閥閥心和閥 座之間有一層密封墊，其他與液壓單向閥基本相同。 A出油口 P 進油口 或門型梭閥的結(jié)構(gòu)相當于兩個單向閥的組合 ， 在氣動邏輯回路 中 ， 起到 “ 或 ” 門的作用 。 2）或門型梭閥 或門型梭閥工作原理圖 當按壓三通手動閥按鈕或使三通閥電磁閥通電時 ，控制信號氣都經(jīng)或門型梭閥進入四通氣控閥右腔， 實現(xiàn)手動 自動回路的轉(zhuǎn)換。 或門型梭閥的應用實例 與門型梭閥又稱與門型棱閥，其結(jié)構(gòu)也相當于兩個單向閥的 組合，在氣動邏輯回路中，起到 “ 與 ” 門的作用。 3）與門型梭閥 與門型梭閥工作原理 只有當 P1和 P2兩口同時有壓縮空氣輸入時， A口才有 壓縮空氣輸出，如圖 c所示；當 P1和 P2兩口壓力不等時， 則氣壓低的壓縮空氣通過 A口輸出。 3）與門型梭閥工作原理 與門型梭閥圖形符號 行程閥 1為工件定位信號，行程閥 2是夾緊工件 信號。當兩個信號同時存在時，與門型梭閥 5才有 輸出，使換向閥 3切換，鉆孔缸 4進給，鉆孔開始。 與門型梭閥的應用 1、 2行程閥 3換向閥 4鉆孔缸 5與門型梭閥 換向型控制閥簡稱換向閥，其作用是改變氣體通道，使氣體流 動方向發(fā)生變化，從而改變氣動執(zhí)行元件的運動方向。 （ 2）換向型控制閥 氣壓換向閥是指利用氣體壓力作為控制信號并驅(qū)動閥心移動 ， 控 制主氣流的通 、 斷或換向的方向控制閥 。 1）氣壓換向閥 單氣控加壓式換向閥的工作原理 電磁換向閥與液壓換向閥一樣 ， 也是利用電磁力的作用實現(xiàn)主閥 換向的 。 2）電磁換向閥 雙電磁鐵直動式電磁換向閥的工作原理和圖形符號 雙電磁鐵先導式電磁換向閥的工作原理和圖形符號 流量控制閥是通過改變閥口的通流截面積來控制壓縮空氣流量 的元件。在氣動系統(tǒng)中，對氣缸的運動速度的調(diào)節(jié)、控制信號延遲 時間的調(diào)節(jié)、油霧器油滴量的控制和氣缸的緩沖能力的調(diào)節(jié)等，均 需要通過調(diào)節(jié)壓縮空氣的流量來實現(xiàn)。 3、流量控制閥 壓縮空氣從 P口輸入，經(jīng)過節(jié)流后從 A口輸出。 通過調(diào)節(jié)螺桿使閥心上下移動，從而改變節(jié)流閥口的 通流截面積，調(diào)節(jié)空氣流量。 （ 1）節(jié)流閥 當壓縮空氣沿正向由 P口到 A口流動時，單向閥 1在氣 壓作用下處于關(guān)閉狀態(tài)，氣流經(jīng)可調(diào)節(jié)流閥 2節(jié)流后從 A 口排出。當氣體反向由 A口到 P口流動時，單向閥 1被推開 ，大部分氣體從阻力小和通流截面積大的單向閥流向 P口 ，只有少量的氣體從節(jié)流閥口流至 P口一同排出。 （ 2）單向節(jié)流閥 氣流從 A口進入閥內(nèi)，由節(jié)流口 1節(jié)流后經(jīng)消聲器 2 排出。因而它不僅能調(diào)速，還能降低排氣噪聲。排氣節(jié) 流閥通常安裝在換向閥的排氣口處與換向閥聯(lián)用，起單 向節(jié)流作用。 （ 3）排氣節(jié)流閥 氣罐在氣壓傳動中有何作用？ 簡述活塞式壓縮機的工作原理。 空氣過濾器有何作用？ 油霧器有何作用？ 簡述氣缸有哪些種類？各有什么特點？ 氣動馬達有何特點？ 作業(yè)