項目六氣動元件的識別與應(yīng)用.ppt

項目六 氣動元件的識別與應(yīng)用,【學(xué)習(xí)目標(biāo)】,1.培養(yǎng)目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生對各種氣壓元件的性能識別與功能分析能力； 培養(yǎng)學(xué)生對各種氣壓元件的性能測試與應(yīng)用能力； 其它能力見項目1。 2.知識目標(biāo) 學(xué)習(xí)各種氣壓元件的組成、工作原理及性能參數(shù)； 學(xué)習(xí)各種氣壓元件的分類、應(yīng)用及性能評價方法。,任務(wù)l 氣源裝置及氣動輔助元件的識別與應(yīng)用,【任務(wù)描述】 氣源裝置是氣壓傳動系統(tǒng)中的重要組成部分，給系統(tǒng)提供足夠清潔、干燥且具有一定壓力和流量的壓縮空氣。 空氣壓縮機(jī)排出的壓縮空氣溫度高達(dá)l700C，且含有汽化的潤滑油、水蒸氣和灰塵等給氣動系統(tǒng)造成不利影響的污染物。所以由空氣壓縮機(jī)排出的壓縮空氣需經(jīng)降溫、除油、除水、除塵和干燥，使其達(dá)到一定的使用要求。 氣動輔助元件是使壓縮空氣凈化、潤滑、消聲以及元件間的連接等所需要的一些裝置，主要包括空氣過濾器、油霧器、氣動三聯(lián)件、消聲器等。,【任務(wù)分析】,空氣壓縮機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是氣動系統(tǒng)的動力源。 過濾器的作用是濾除壓縮空氣中的雜質(zhì)微粒，達(dá)到氣壓傳動系統(tǒng)所要求的凈化程度，在氣動系統(tǒng)中起著重要作用。常用的過濾器有一次過濾器和二次過濾器。 油霧器是一種特殊的注油裝置，其作用是使?jié)櫥挽F化后注入空氣流中，隨著空氣流進(jìn)入需要潤滑的部件，達(dá)到潤滑的目的。 氣動三聯(lián)件是指將空氣過濾器、減壓閥和油霧器三種氣源處理元件組裝在一起。 消聲器是通過阻尼或增加排氣面積等方法降低排氣的速度和功率，達(dá)到降低噪聲的目的，一般有三種：吸收型、膨脹干涉型和膨脹干涉吸收型。,【知識與技能】,一、氣源裝置 空氣壓縮站是氣壓傳動系統(tǒng)的動力源裝置。,1空氣壓縮機(jī)；2后冷卻器；3貯氣罐,1.空氣壓縮機(jī) 空氣壓縮機(jī)是空壓站的心臟部分，它是把電動機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置。圖6.2所示為空氣壓縮機(jī)的工作原理示意圖及外形圖。,1曲柄；2連桿；3活塞；4缸體；5排氣閥；6排氣管；7進(jìn)氣閥；8進(jìn)氣管；9空氣過濾器,2后冷卻器,后冷卻器的作用就是安裝在空壓機(jī)排氣口處，將空壓機(jī)出口的高壓空氣冷卻到4050，將大量水蒸氣和油霧冷凝成液態(tài)水滴和油滴，從空氣中分離出來。,5空壓機(jī)使用時應(yīng)注意的事項,（1）空壓機(jī)的安裝地點必須清潔，應(yīng)無粉塵、通風(fēng)好、濕度小、溫度低，且要留有維護(hù)保養(yǎng)的空間，所以一般要安裝在專用機(jī)房內(nèi)。 （2）因為空壓機(jī)一運轉(zhuǎn)就產(chǎn)生噪聲，所以必須考慮噪聲的防治，如設(shè)置隔聲罩、設(shè)置消聲器、選擇噪聲較低的空壓機(jī)等。一般而言，螺桿式空壓機(jī)的噪聲較小。 （3）使用專用潤滑油并定期更換，啟動前應(yīng)檢查潤滑油位，并用手拉動傳動帶使機(jī)軸轉(zhuǎn)動幾圈，以保證啟動時的潤滑。啟動前和停車后都應(yīng)及時排除空壓機(jī)氣罐中的水分。,二、輔助元件,1油水分離器 油水分離器用于分離壓縮空氣中所含有的油分和水分，安裝在后冷卻器和貯氣罐之間，按結(jié)構(gòu)形式分有環(huán)形回轉(zhuǎn)式、撞擊折回式、離心旋轉(zhuǎn)式、水浴式及以上形式的組合使用等。,2空氣干燥器,空氣干燥器的作用就是吸收和排出壓縮空氣中的水分、油分和雜質(zhì)，使?jié)窨諝庾兂筛煽諝獾难b置。 目前使用的干燥方法很多，主要有冷凍法、吸附法、機(jī)械法和離心法等。,3空氣過濾器,空氣過濾器的作用是濾除外界空氣和壓縮空氣中的水分、灰塵、油滴和雜質(zhì)，達(dá)到系統(tǒng)所要求的凈化程度。常用的有一次過濾器、二次過濾器和高效過濾器。,1旋風(fēng)葉子；2濾芯；3存水杯； 4擋水板；5排水閥,4油霧器,油霧器是一種特殊的注油裝置，它以壓縮空氣為動力，將潤滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中，隨著壓縮空氣進(jìn)入需要潤滑的部位，達(dá)到潤滑氣動元件的目的。,5消聲器,消聲器是一種能阻礙聲音傳播而讓氣流通過的、防治空氣動力性噪聲的主要設(shè)備。（1）吸收型消聲器。（2）膨脹干涉型消聲器。 （3）膨脹干涉吸收型消聲器。,【自我檢測】,1.簡述活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理。 2.簡述油霧器的工作原理及分類。 3.氣電轉(zhuǎn)換器和電氣轉(zhuǎn)換器在氣動系統(tǒng)中各有何作用? 4.氣源裝置中為什么要設(shè)置儲氣罐，其容積和尺寸應(yīng)如何確定?,任務(wù)2 氣動執(zhí)行元件的識別與應(yīng)用,【任務(wù)描述】 氣動執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。執(zhí)行元件包括氣缸和氣馬達(dá)。氣缸用以實現(xiàn)直線運動；氣馬達(dá)用于實現(xiàn)連續(xù)和不連續(xù)的回轉(zhuǎn)運動。 本任務(wù)主要目標(biāo)： 氣缸的工作原理及其組成; 氣動馬達(dá)的工作原理及其組成。,【任務(wù)分析】,氣馬達(dá)可分為連續(xù)回轉(zhuǎn)式和擺動式兩類，連續(xù)回轉(zhuǎn)式氣馬達(dá)又可分為容積式和透平式，常用氣馬達(dá)以容積式為主。最常用的氣馬達(dá)是葉片式和徑向活塞式氣馬達(dá)。 由于氣缸應(yīng)用十分廣泛，根據(jù)使用條件不同，其結(jié)構(gòu)、形狀也有多種形式，本任務(wù)主要介紹氣馬達(dá)和氣缸的分類、用途及工作原理，能夠識別氣馬達(dá)和氣缸，并正確選用氣馬達(dá)和氣缸。,【知識準(zhǔn)備】,一、 氣缸的結(jié)構(gòu) 1.活塞式氣缸 活塞式氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理與液壓缸基本類似，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種氣缸。圖6.19所示為QGA系列無緩沖標(biāo)準(zhǔn)型氣缸結(jié)構(gòu)圖。,2薄膜式氣缸,薄膜式氣缸分為單作用式和雙作用式兩種。單作用式薄膜氣缸的結(jié)構(gòu)如圖6.20所示，,1缸體；2活塞桿；3膜片；4膜盤；5進(jìn)氣口；6、7進(jìn)、出氣口,3氣液阻尼氣缸,氣液阻尼氣缸是由氣缸和液壓缸組合而成，它以壓縮空氣為能源，利用油液的不可壓縮性控制流量，來獲得活塞的平穩(wěn)運動和調(diào)節(jié)活塞的運動速度。,4沖擊氣缸,沖擊氣缸能產(chǎn)生相當(dāng)大的沖力，可充當(dāng)沖床使用。圖6.22所示為普通型沖擊氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖。,1、9端蓋；2、10進(jìn)、出氣口；3噴嘴口；4中蓋； 5低壓排氣閥；6活塞；7活塞桿；8缸體,二、氣馬達(dá),1氣馬達(dá)的工作原理 氣馬達(dá)是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動的機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。,2氣壓馬達(dá)的選用,選擇氣壓馬達(dá)主要從負(fù)載狀態(tài)出發(fā)，在變負(fù)載場合，主要考慮速度的范圍和所需的轉(zhuǎn)矩；在均衡負(fù)載場合，則主要考慮工作速度。葉片式氣壓馬達(dá)比活塞式氣壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速高，當(dāng)工作速度低于空載最大轉(zhuǎn)速的25%時，最好選用活塞式氣壓馬達(dá)。擺動式氣壓馬達(dá)一般可按工作要求自行設(shè)計。 氣壓馬達(dá)使用時應(yīng)在氣源入口處設(shè)置油霧器，并定期補油，以保證氣壓馬達(dá)得到良好的潤滑。,【自我檢測】,1.單作用氣缸內(nèi)徑D=68mm，復(fù)位彈簧最大反力F=150N，工作壓力p=0.5MPa，負(fù)載效率為0.4,求該氣缸的推力為多少? 2.單桿雙作用氣缸內(nèi)徑D=125mm，活塞桿直徑d=36mm，工作壓力聲p=0.5MPa，氣缸負(fù)載效率為0.5，求該氣缸的拉力和推力各為多少? 3.單桿雙作用氣缸內(nèi)徑D=100mm，活塞桿直徑d=40mm，行程L=450mm，進(jìn)退壓力均為P=0.5MPa，在運動周期T=5s下連續(xù)運轉(zhuǎn)，=0.9，求一個往返行程所消耗的自由空氣量為多少? 4.單葉片擺動式氣馬達(dá)的內(nèi)半徑r=50mm，外半徑R=300ram，進(jìn)排氣口的壓力分別為0.6MPa和0.15MPa，葉片軸向?qū)挾菳=320mm，效率=05，輸入流量為0.4m3min，v=0.6，求其輸出轉(zhuǎn)矩T和角速度為多少?,任務(wù)3 氣動控制閥的識別與應(yīng)用,【任務(wù)描述】 氣動系統(tǒng)中，控制元件是控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量、流動方向和發(fā)送信號的重要元件，利用它們可以組成各種氣動回路，使氣動執(zhí)行元件按設(shè)計要求正常工作。 【任務(wù)分析】 氣動系統(tǒng)的控制元件主要是控制閥，它用來控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的方向、壓力和流量，按其作用和功能可分為：方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。氣動控制閥在功用和工作原理等方面與液壓控制閥相似，僅在結(jié)構(gòu)上有所不同。 本任務(wù)主要介紹氣動控制閥的識別和選用，方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥及氣動邏輯控制閥的分類及工作原理。,【知識與技能】,一 、方向控制閥 方向控制閥按壓縮空氣在閥內(nèi)的作用方向，可分為單向型控制閥和換向型控制閥。 1單向型控制閥 （1）單向閥。,1閥套；2閥芯；3彈簧；4密封墊；5密封圈,（2）梭閥。兩個單向閥的組合，其作用相當(dāng)于“或門”。,（3）雙壓閥。兩個單向閥的組合，其作用相當(dāng)于“與門”。,雙壓閥在互鎖回路中的應(yīng)用,（4）快速排氣閥?？焖倥艢忾y常裝在換向閥和氣缸之間，它使氣缸不通過換向閥而快速排出氣體，從而加快氣缸的往復(fù)運動速度，縮短工作周期。,快速排氣閥的工作原理圖和圖形符號,快速排氣閥的應(yīng)用,2換向型控制閥,換向型控制閥是利用主閥芯的運動而使氣流改變運動方向的，其分類、工作原理和功用都與液壓換向閥相同。,二、壓力控制閥,氣壓控制閥與液壓控制閥在工作原理及分類方法上基本相同，現(xiàn)介紹幾種目前應(yīng)用較多、有代表性的氣壓控制閥。 1減壓閥 減壓閥的減壓和穩(wěn)壓原理是：靠進(jìn)氣口的節(jié)流作用減壓，通過輸出壓力的負(fù)反饋，在膜片上產(chǎn)生的力與彈簧平衡。 （1）直動式減壓閥,QTY型直動式減壓閥,1調(diào)節(jié)旋扭;2、3調(diào)壓彈簧；4溢流口；5膜片 6氣室；7閥桿；8阻尼管；9復(fù)位彈簧；,（3）減壓閥的選擇, 要求調(diào)壓精度高的系統(tǒng)，應(yīng)選擇先導(dǎo)式減壓閥；無特殊調(diào)壓精度要求的系統(tǒng)，可選擇直動式減壓閥。 根據(jù)最大輸出流量，確定減壓閥通徑。 根據(jù)氣源壓力確定減壓閥額定輸入壓力。最低輸入壓力應(yīng)大于最高輸出壓力0.1MPa。 減壓閥如串聯(lián)在回路中，為提高使用壽命，常安裝在水分濾氣器之后、油霧器之前。 減壓閥不用時，應(yīng)旋松手柄，放松彈簧，避免膜片長期受壓變形。 （4）減壓閥應(yīng)用回路。圖6.35所示的是減壓閥應(yīng)用實例，該回路常用于氣動設(shè)備之前，可根據(jù)需要用同一氣源系統(tǒng)得到兩種工作壓力，也稱為二次壓力控制回路。,2溢流閥,溢流閥也稱安全閥，有直動式和先導(dǎo)式兩種結(jié)構(gòu)。,直動式溢流閥,先導(dǎo)式溢流閥,圖6.38 溢流閥的應(yīng)用,3順序閥,順序閥常與單向閥并聯(lián)組合成一體，稱為單向順序閥。,單項順序閥的工作原理圖 1調(diào)壓手柄；2調(diào)壓彈簧；3閥板；4閥左腔；5閥右腔；6單項閥,單項順序閥的結(jié)構(gòu),單項順序閥的應(yīng)用 1手動換向閥；2氣動換向閥；3單項順序閥,三、流量控制閥,1節(jié)流閥 圖6.42所示的是節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)，它由閥體、閥座、閥芯和調(diào)節(jié)螺桿組成。,1閥座；2調(diào)節(jié)螺桿；3閥芯；4閥體,2.單向節(jié)流閥,圖6.43所示的是單向節(jié)流閥工作原理。,單向節(jié)流閥的結(jié)構(gòu) 1調(diào)節(jié)螺桿；2彈簧； 3單向閥閥片；4節(jié)流閥閥片,3排氣節(jié)流閥,排氣節(jié)流閥的工作原理與節(jié)流閥相同，只是安裝在元件的排氣口處，直接擰在換向閥的排氣口上，用來控制執(zhí)行元件的運動速度并降低排氣的噪聲。,1閥座；2密封圈；3閥芯；4消聲套；5閥套； 6鎖緊法蘭；7鎖緊螺母；8旋柄,四、邏輯控制閥,邏輯閥是常用的氣動邏輯元件之一。它是在氣控信號作用下使閥中的可動部件動作，來完成一定的邏輯功能。在前面所講到的梭閥和雙壓閥也具有邏輯功能，從結(jié)構(gòu)上看，它們與邏輯閥沒有本質(zhì)的差別，所不同的是氣動控制閥的輸出功率較大，尺寸大，而氣動邏輯閥的輸出功率較小，尺寸小。氣動邏輯閥的種類很多，按工作壓力可分為高壓（0.2MPa0.8MPa）、低壓（0.02MPa0.2MPa）、微壓元件（<0.02MPa），按邏輯功能分為“是門”、“或門”、“非門”元件和雙穩(wěn)元件等，按結(jié)構(gòu)形式分為截止式、滑閥式和膜片式邏輯元件等。,【自我測試】,1.氣動方向控制閥有哪些類型？各具有什么功能？ 2.試述直動式減壓閥的工作原理，并指出氣動減壓閥與液壓減壓閥有何異同點? 3.什么是氣動邏輯元件?試述“是門”、“與門”、“或門”、“非門” 的邏輯功 能，并繪出其邏輯符號。,