液压与气动技术第十章气压传动

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1、第10章气压传动10.1气压传动概述10.2气源装置和辅助元件10.3气动执行元件10.4气动控制元件10.5气动基本回路10.6气动系统应用与分析10.1气压传动概述10.1.1气动技术的特点气压传动所具有的特点与其他传动方式的比较见表10-2。1.气压传动的优点①气动动作迅速、反应快（0.02s），调节控制方便，维护简单，不存在介质变质、补充等问题。②便于集中供气和远距离输送控制；因空气黏度小（约为液压的万分之一），在管内流动阻力小，压力损失小。③气动系统对工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境工作时，安全可靠性优于液压、电子和电气系统。下一页返回

2、10.1气压传动概述④由于空气具有可压缩性，能够实现过载保护，也便于储气罐储存能量，以备急需。⑤以空气为工作介质，易于取得，节省了购买、储存、运输介质的费用和麻烦，用后的空气直接排入大气，处理方便，也不污染环境。⑥气动元件结构简单，成本低，寿命长，易于标准化、系列化和通用化。⑦因排气时气体膨胀，温度降低，可以自动降温。⑧与液压传动一样，操作控制方便，易于实现自动控制。上一页下一页返回10.1气压传动概述2.气压传动的缺点①运动平稳性较差，因空气可压缩性较大，其工作速度受外负载影响大。②工作压力较低（0.3~1MPa），不易获得较大的输出力或转矩。③空气净化处理较复杂，气源中的杂质及水蒸气

3、必须净化处理。④因空气黏度小，润滑性差，因此需设润滑装置。⑤有较大的排气噪声。上一页下一页返回10.1气压传动概述10.1.2气压传动系统的组成如图10-1所示为用于气动剪切机的气压传动实例。气压传动与液压传动都是利用流体作为工作介质，具有许多共同点。气压传动系统由以下五个部分组成。1.动力元件（气源装置）其主体部分是空气压缩机（图中元件1）。它将原动机（如电动机）供给的机械能转变为气体的压力能，为各类气动设备提供动力。为了方便管理并向各用气点输送压缩空气，用气量较大的厂矿企业都专门建立压缩空气站。2.执行元件执行元件包括各种气缸（图中元件11）和气动马达。它的功用是将气体的压力能转变为

4、机械能，带动工作部件做功。上一页下一页返回10.1气压传动概述3.控制元件控制元件包括各种阀体，如各种压力阀（图中元件7）、方向阀（图中元件9、10）、流量阀、逻辑元件等，用以控制压缩空气的压力、流量和流动方向以及执行元件的工作程序，以便使执行元件完成预定的运动规律。4.辅助元件辅助元件是使压缩空气净化、润滑、消声以及用于元件间连接等所需的装置，如各种冷却器、分水排水器、气罐、干燥器、油雾器（图中元件2、3、4、5、6、8）及消声器等。它们对保持气动系统可靠、稳定和持久工作起着十分重要的作用。5.工作介质工作介质即传动气体，为压缩空气。气压系统是通过压缩空气实现运动和动力传递的。上一页下

5、一页返回10.1气压传动概述10.1.3气压传动系统的工作原理图10-1（a）所示为气动剪切机的工作过程的结构原理简图（图示位置为工料被剪前的情况），工料12由上料装置（图中未画出）送入剪切机并到达规定位置时，机动阀9的顶杆受压而使阀内通路打开，气控换向阀10的控制腔便与大气相通，阀芯受弹簧力作用而下移。由空气压缩机1产生并经过初次净化处理后储藏在气罐4中的压缩空气，经空气干燥器5、空气过滤器6、减压阀7和油雾器8及气控换向阀10，进入气缸11的下腔；气缸上腔的压缩空气通过阀10排入大气。此时，气缸活塞向上运动，带动剪刃将工料切断。上一页下一页返回10.1气压传动概述工料剪下后，即与机动

6、阀脱开，机动阀9复位，所在的排气通道被封死，气控换向阀10的控制腔气压升高，迫使阀芯上移，气路换向，气缸活塞带动剪刃复位，准备下一次工作循环。由此可以看出，剪切机构克服阻力切断工料的机械能是由压缩空气的压力能转换后得到的。同时，由于换向阀的控制作用使压缩空气的通路不断改变，气缸活塞带动剪切机机构频繁地实现剪切与复位的交替动作。图10-1（b）所示为该系统的职能图形符号。可以看出，气动职能图形符号和液压职能图形符号有很明显的一致性和相似性，但也存在不少重大区别之处，例如，气动元件向大气排气，就不同于液压元件回油接入油箱的表示方法。上一页返回10.2气源装置和辅助元件向气动系统提供压缩空气的

7、装置称为气源装置。气动系统各部分气动元件使用的压缩空气都是从气源装置获得的。气源装置的主体部分是空气压缩机，由空气压缩机产生的压缩空气，因为不可避免的含有过高的杂质（灰尘、水分等），不能直接输入气动系统使用，还必须进行降温、除尘、除油、过滤等一系列处理后才能用在气动系统。这就需要在空气压缩机出口管路上安装一系列辅助元件，如冷却器、油水分离器、过滤器、干燥器等。此外，为了提高气动传动系统的工作性能，还需要用到其他辅助元件，如油雾器、转