5.2.1 动力元件 5.2.2 辅助元件 5.2.3 执行元件 5.2.4 控制元件作业

第第 55 章气压传动控制技章气压传动控制技术术

5.2.1 5.2.1 动力元件动力元件 5.2.2 5.2.2 辅助元件辅助元件 5.2.3 5.2.3 执行元件执行元件 5.2.4 5.2.4 控制元件控制元件

作业作业

55.22 气压元件气压元件

第第 55 章气压传动控制技章气压传动控制技术术5.2.1 动力元件

动力元件的主体部分是空气压缩机，它把电动机输出的机械能转换为压力能输送给气动系统。

活塞式空气压缩机工作原理图

1- 排气阀　 2- 气缸　 3- 活塞　 4- 活塞杆　 5- 滑块6- 滑道　 7- 连杆　 8- 曲柄　 9- 吸气阀　 10- 弹簧

第第 55 章气压传动控制技章气压传动控制技术术5.2.2 辅助元件

主要作用是将 140~170℃ 高温压缩空气降至 40~50℃ ，使水和油变成凝结的油滴和水滴，容易排出。

1 、冷却器


油水分离器的作用是将经冷却器降温析出的水和油等杂质从压缩空气中分离出来，使空气得到初步净化。

2 、油水分离器


空气干燥器主要作用是将初步净化的湿压缩空气进一步脱水去杂质，成为干压缩空气，以提高压缩空气质量。

3 、空气干燥器

空气过滤器主要作用是根据固体物质和空气分子的大小和质量不同，利用惯性、阻隔和吸附的方法滤除压缩空气中的水分、油滴及杂质微粒，以实现空气净化要求。

4 、空气过滤器


1 －旋风叶片　 2 －滤心　 3 －存水杯　 4 －挡水板　 5 －排水阀

空气过滤器结构示意图及图形符号


气罐的作用是消除压力波动，保证输出气流的连续性；储存一定数量的压缩空气，调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用；进一步分离压缩空气中的水分和油分。

5 、气罐

油雾器的主要作用是以压缩空气为动力，将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空气中，使该压缩空气具有润滑气动元件的能力，以减轻其对运动零件的表面磨损，改善其工作性能。

6 、油雾器


a) 主视图　 b) 左视图　 c) 图形符号

普通型油雾器的结构示意图及图形符号


消声器是指能阻止声音传播而允许气流通过的一种气动元件，主要方法是通过阻尼或加大排气面积，以降低排气的速度和功率（能量）。

7 、消声器

a) 结构原理 b) 图形符号

阻性消声器的结构原理及图形符号

第第 55 章气压传动控制技章气压传动控制技术术5.2.3 执行元件

气动执行元件就是把压缩空气的压力能转变为机械能的能量转换装置，可分为气缸和气马达。 1 、气缸

（ 1 ）气缸的分类1 ）按压缩空气对活塞端面作用力的方向，分为单作用气缸和双

作用气缸。2 ）按气缸的结构特征，分为活塞式气缸、薄膜式气缸和伸缩式

气缸。3 ）按气缸的安装形式，分为固定式气缸、轴销式气缸、回转式

气缸和嵌入式气缸。4 ）按气缸的功能，分为普通气缸、缓冲气缸、气－液阻尼气缸

、摆动气马达、冲击气缸和步进气缸。


　　单作用气缸是指气缸仅有一个方向的运动是气压传动，推动活塞运动，而返回时要靠外力如弹簧力、膜片张力和自重力等。

1 ）单作用气缸

a) 工作原理简图　　　　　　　　　　 b) 图形符号

（ 2 ）常用气缸


①进气口只有一个，结构简单、耗气量少。②输出外力小。因为用弹簧和膜片等复位，在此起背压作用，压

缩空气的能量不能全部用于作有用功，有一部分能量需要用来克服弹簧或膜片的弹力，所以活塞杆推力减少。③行程短。缸内因为安有弹簧或膜片，占有一定的空间，故活塞

的有效行程缩短。④输出力与运动速度稳定性较差。弹簧等弹性元件的弹力是随其

大小的变化而变化，从而使推力与运动速度在行程中有变化。

单作用气缸特点


　　它的两个方向均需要压缩空气的能量来推动，以输出力和速度，但两个方向因活塞有效作用面积不一样，所以输出的力与速度也不同。

① 单活塞杆双作用气缸

D －活塞直径　　ｄ－活塞杆直径

　　双作用气缸就是双向作用气缸，活塞的往复运动均由气压传动来推动。

2 ）双作用气缸


　　双活塞杆气缸因为两端活塞杆直径相同，所以两端的有效面积也就相等，气缸往复运动时的速度和输出力均相等。

② 双活塞杆双作用气缸

缸体固定式

1- 缸体　 2- 工作台　 3- 活塞　 4- 活塞杆　 5- 机架


活塞固定式

1- 缸体　 2- 工作台　 3- 活塞　 4- 活塞杆　 5- 机架


气－液阻尼缸是由气缸和液压缸组合而成的，它以压缩空气为能源，利用油液的不可压缩性和控制流量来获得活塞的平稳运动和调节活塞的运动速度。

3 ）气－液阻尼缸

串联式气 - 液阻尼缸


薄膜式气缸是利用膜片在压缩空气作用下产生的变形来推动活塞杆作直线运动的气缸。

4 ）薄膜式气缸

1- 缸体　 2- 膜盘　 3- 膜片　 4- 活塞杆


冲击气缸能把压缩空气的能量转化为活塞高速运动的动能，利用此动能作功，可完成型材下料、打印、破碎、冲压和锻造等多种作业。

5 ）冲击气缸

1- 活塞杆腔　 2- 活塞腔　 3-蓄能腔　 4- 喷嘴口　 5- 中盖　 6- 活塞　 7- 缸体


气缸的缸体连同缸盖及导气头心可被携带着回转，活塞杆及活塞只能直线往复运动，导气头体的外接管路固定不动。

6 ）回转气缸

1- 活塞杆　 2 、 5-密封装置　 3- 缸体　 4- 活塞　 6- 缸盖及导气头心　 7 、 8- 轴承　 9-导气头体


选用标准化气缸，不但互换性好，而且还便于使用与维修。

7 ）标准化气缸

标准化气缸的标记

QGA—无缓冲气缸

QGB—细杆（标准件）缓冲气缸；

QGC—粗杆缓冲气缸；

QGD—气—液阻尼缸；

QGH—回转气缸。


　气动马达是实现连续旋转运动或摆动的执行元件，它把压缩空气的压力能转换为机械能。

2 、气动马达

双向旋转叶片式气动马达

1- 叶片　 2- 定子　 3- 转子


　气动控制元件的作用是控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号等，保证气动执行元件具有一定的力（力矩）和速度，按预定的方向与程序正常地工作。

5.2.4 控制元件

1 、压力控制阀

　压力控制阀主要用来控制系统中气体的压力，满足各种压力要求或用于节能。　


　　减压阀的主要作用就是调压和减压，它把来自气源的较高输入压力减至设备或分支系统所需的较低的输出压力，可调节并保持输出压力值的稳定，使输出压力不受系统流量、负载和压力值波动的影响。　　

减压阀

减压阀结构原理及图形符号

1- 调整手柄　 2- 调压弹簧 3-下弹簧座　 4- 膜片 5- 阀心　 6- 阀套 7- 阻尼孔 8- 阀口

9-复位弹簧　 10- 进气阀口 11- 排气孔　 12-溢流孔


　　方向控制阀是用来控制气动系统中压缩空气的流向和通、断，从而控制执行元件的起、停及运动方向的气动元件。　　

2 、方向控制阀

（ 1 ）单向型控制阀

1 ）单向阀

　单向阀是指气流只能向一个方向流动而不能反向流动的阀。与液压单向阀相比，气动单向阀阀心和阀座之间有一层密封垫，其他与液压单向阀基本相同。


A －出油口　　 P －进油口


　或门型梭阀的结构相当于两个单向阀的组合，在气动逻辑回路中，起到“或”门的作用。

2 ）或门型梭阀

或门型梭阀工作原理图


　　当按压三通手动阀按钮或使三通阀电磁阀通电时，控制信号气都经或门型梭阀进入四通气控阀右腔，实现手动—自动回路的转换。

或门型梭阀的应用实例


　　与门型梭阀又称与门型棱阀，其结构也相当于两个单向阀的组合，在气动逻辑回路中，起到“与”门的作用。

3 ）与门型梭阀

与门型梭阀工作原理


　　只有当 P1 和 P2两口同时有压缩空气输入时， A口才有压缩空气输出，如图 c所示；当 P1 和 P2两口压力不等时，则气压低的压缩空气通过 A口输出。

3 ）与门型梭阀工作原理

第第 55 章气压传动控制技章气压传动控制技术术与门型梭阀图形符号


　　行程阀 1 为工件定位信号，行程阀 2 是夹紧工件信号。当两个信号同时存在时，与门型梭阀 5才有输出，使换向阀 3切换，钻孔缸 4 进给，钻孔开始。

与门型梭阀的应用

1 、 2 －行程阀　 3 －换向阀　 4 －钻孔缸　 5 －与门型梭阀


　　换向型控制阀简称换向阀，其作用是改变气体通道，使气体流动方向发生变化，从而改变气动执行元件的运动方向。

（ 2 ）换向型控制阀


　气压换向阀是指利用气体压力作为控制信号并驱动阀心移动，控制主气流的通、断或换向的方向控制阀。

1 ）气压换向阀

单气控加压式换向阀的工作原理


　电磁换向阀与液压换向阀一样，也是利用电磁力的作用实现主阀换向的。

2 ）电磁换向阀


双电磁铁直动式电磁换向阀的工作原理和图形符号


双电磁铁先导式电磁换向阀的工作原理和图形符号


　　流量控制阀是通过改变阀口的通流截面积来控制压缩空气流量的元件。在气动系统中，对气缸的运动速度的调节、控制信号延迟时间的调节、油雾器油滴量的控制和气缸的缓冲能力的调节等，均需要通过调节压缩空气的流量来实现。　　

3 、流量控制阀


　　压缩空气从 P口输入，经过节流后从 A口输出。通过调节螺杆使阀心上下移动，从而改变节流阀口的通流截面积，调节空气流量。

（ 1 ）节流阀


　　当压缩空气沿正向由 P口到 A口流动时，单向阀 1在气压作用下处于关闭状态，气流经可调节流阀 2 节流后从 A口排出。当气体反向由 A口到 P口流动时，单向阀 1被推开，大部分气体从阻力小和通流截面积大的单向阀流向 P口，只有少量的气体从节流阀口流至 P口一同排出。

（ 2 ）单向节流阀


　　气流从 A口进入阀内，由节流口 1 节流后经消声器 2 排出。因而它不仅能调速，还能降低排气噪声。排气节流阀通常安装在换向阀的排气口处与换向阀联用，起单向节流作用。

（ 3 ）排气节流阀


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