液壓與氣壓傳動(dòng)：氣源裝置及氣動(dòng)元

1、氣 源 裝 置 及 氣 動(dòng) 元 件氣壓傳動(dòng)概述氣源裝置氣動(dòng)輔件氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)控制閥氣動(dòng)邏輯元件氣動(dòng)傳感器及氣動(dòng)儀表概 述一 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理 二 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 利用空氣壓縮機(jī)將電動(dòng)機(jī)或其它原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝獾膲毫δ?，然后在控制元件的控制和輔助元件的配合下，通過執(zhí)行元件把空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，從而完成直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并對外作功。1 電動(dòng)機(jī) 2 空氣壓縮機(jī) 3 儲(chǔ)氣罐 4 壓力控制閥 5 邏輯元件 6 方向控制閥 7 流量控制閥 8 機(jī)控閥 9 氣缸 10 消聲器 11 油霧器 12 空氣過濾器1 氣壓發(fā)生裝置 將原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝獾膲毫δ?。其主要設(shè)備是空氣壓縮

2、機(jī)2 控制元件 是用來控制壓縮空氣的壓力、流量和流動(dòng)方向，以保證執(zhí)行元件具有一定的輸出力和速度并按設(shè)計(jì)的程序正常工作，如壓力閥、流量閥、方向閥和邏輯閥等。3 執(zhí)行元件 是將空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。如氣缸和氣馬達(dá)。4 輔助元件 是用于輔助保證氣動(dòng)系統(tǒng)正常工作的一些裝置。如過濾器、干燥器、空氣過濾器、消聲器和油霧器等。三氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)6 空氣具有可壓縮性，氣動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)過載保護(hù)。優(yōu)點(diǎn)：1 以空氣為工作介質(zhì)，來源方便，用后排氣處理簡單，不污染環(huán)境。2 由于空氣流動(dòng)損失小，壓縮空氣可集中供氣，遠(yuǎn)距離輸送3 與液壓傳動(dòng)相比，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，反應(yīng)快，維護(hù)簡單，管路不易堵塞，且不存在介質(zhì)變質(zhì)

3、、補(bǔ)充和更換等問題。4 工作環(huán)境適應(yīng)性好，可安全可靠地應(yīng)用于易燃易爆場所。5 氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡單、輕便、安裝維護(hù)簡單。壓力等級低，故使用安全。缺點(diǎn)：1 由于空氣有可壓縮性，所以氣缸的動(dòng)作速度易受負(fù)載變化影響。2 工作壓力較低（一般為0.4MPa0.8MPa），因而氣動(dòng)系統(tǒng)輸出力較小。3 氣動(dòng)系統(tǒng)有較大的排氣噪聲。4 工作介質(zhì)空氣本身沒有潤滑性，需另加裝置進(jìn)行給油潤滑。四.氣壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用 隨著工業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化的發(fā)展，氣動(dòng)技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。1 汽車制造業(yè) 現(xiàn)代汽車制造工廠的生產(chǎn)線，尤其是主要工藝的焊接生 產(chǎn)線，幾乎無一例外地采用了氣動(dòng)技術(shù)。如：車身外殼被真空吸盤吸起和放下，在指定

4、工位的夾緊和定位；電焊機(jī)焊頭的快速接近、減速軟著陸后的變壓控制點(diǎn)焊，都采用了各種特殊功能的氣缸及相應(yīng)的氣動(dòng)控制系統(tǒng)。2 半導(dǎo)體電子及家電業(yè) 在彩電、冰箱等家用電器產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)線上，在半導(dǎo)體芯片、印刷電路等各種電子產(chǎn)品的裝配線上，不僅可以看到各種大小不一、形狀不同的氣缸、氣爪，還可以看到許多靈巧的真空吸盤將一般氣爪很難抓起的顯像管、紙箱等物品輕輕地吸住，運(yùn)送到指定位置上。3 生產(chǎn)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn) 在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量的均一性，減輕體力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率，降低成本，都廣泛使用氣動(dòng)技術(shù)。如在機(jī)床、自行車、手表等行業(yè)的零件加工和組裝線上，工件的搬運(yùn)、轉(zhuǎn)位、定位、夾緊、進(jìn)給、裝配等許多工

5、序都使用氣動(dòng)技術(shù)。4 包裝自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn) 氣壓傳動(dòng)還廣泛應(yīng)用于化肥、化工、糧食、食品、藥品等行業(yè)，實(shí)現(xiàn)粉狀、粒狀、塊狀物料的自動(dòng)計(jì)量包裝。5 機(jī)器人技術(shù) 機(jī)器人是現(xiàn)代高科技發(fā)展的結(jié)晶，在裝配機(jī)器人、噴漆機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人以及爬墻、焊接機(jī)器人等機(jī)器人中都采用氣動(dòng)技術(shù)。6 其他領(lǐng)域 如在車輛剎車裝置、車門開閉裝置，魚雷、導(dǎo)彈的自動(dòng)控制裝置等。氣壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展趨勢 近20年來，隨著與電子技術(shù)的結(jié)合，氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓寬，尤其是在各種自動(dòng)化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。1 機(jī)電氣一體化。 由PLC-傳感器-氣動(dòng)元件組成的控制系統(tǒng)仍然是自動(dòng)化技術(shù)的重要方面；發(fā)展與電子技術(shù)相結(jié)合的自適應(yīng)控制氣動(dòng)元件，使氣動(dòng)技

6、術(shù)從“開關(guān)控制”進(jìn)入到高精度的“反饋控制”。2 小型、輕量和低功率元件的超薄、超小型化制造采用鋁合金及塑料等新型材料，并進(jìn)行等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，質(zhì)量大為減輕，如已出現(xiàn)10g重的低功率電磁閥，其功率只有1W0.5W3 高質(zhì)量、高精度、高速度。 電磁閥的壽命達(dá)300萬次以上，氣缸壽命達(dá)2000km6000km；定位精度達(dá)0.5mm0.1mm，小型電磁閥的工作頻率達(dá)數(shù)十赫茲，氣缸速度達(dá)3m/s以上。4 無給油化。 為適應(yīng)食品、醫(yī)藥、生物工程、電子、紡織、精密儀器等行業(yè)的無污染要求，不加潤滑脂的不供油潤滑元件已經(jīng)問世。構(gòu)造特殊，用自潤滑材料制造的無潤滑元件，不僅節(jié)省大量潤滑油，不污染環(huán)境，而且系統(tǒng)簡單，性能穩(wěn)

7、定，成本低，壽命長。第一節(jié) 氣 源 裝 置 氣源裝置是用來產(chǎn)生具有一定壓力和流量的壓縮空氣并將其凈化、處理及儲(chǔ)存的一套裝置。氣源裝置一般由四個(gè)部分組成：1 氣壓發(fā)生裝置 2 凈化、儲(chǔ)存壓縮空氣的裝置和設(shè)備3 傳輸壓縮空氣的管道系統(tǒng) 4 氣動(dòng)三大件氣源裝置一般布置在壓縮空氣站內(nèi)，作為整個(gè)工廠或車間統(tǒng)一氣源。啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)1后，空氣經(jīng)壓縮其壓力和溫度同時(shí)升高，高溫高壓氣體首先進(jìn)入后冷卻器2，降溫冷卻后析出水分和油霧，經(jīng)過油水分離器3除去凝結(jié)的水和油，最后存入儲(chǔ)氣罐4內(nèi)，若為工業(yè)用氣，可以從儲(chǔ)氣罐4中直接引用，若用于氣動(dòng)系統(tǒng)，還需經(jīng)干燥器5和過濾器6，對壓縮空氣進(jìn)行干燥和去除雜質(zhì)后使用。 氣動(dòng)三大件

8、的組成及布置由用氣設(shè)備確定，圖中未畫出。一 氣壓發(fā)生裝置1 空氣壓縮機(jī)的分類 空氣壓縮機(jī)是一種氣壓發(fā)生裝置，它將機(jī)械能轉(zhuǎn)為氣體壓力能的轉(zhuǎn)換裝置。2 空氣壓縮機(jī)的選用原則根據(jù)氣壓系統(tǒng)所需工作壓力和流量選擇，其額定壓力應(yīng)等于或略高于所需工作壓力，其流量應(yīng)等于系統(tǒng)設(shè)備最大耗氣量并考慮管路泄漏等因素。按工作原理分類：a 容積型：壓縮氣體的體積，使氣體分子密度增加以提高其壓力。氣動(dòng)系統(tǒng)中多采用容積型，如活塞式壓縮機(jī)。b 速度型：通過提高氣體運(yùn)動(dòng)速度，使氣體分子具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)為壓力能，如離心式、軸流式。在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞向右移動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)活塞左腔的壓力低于大氣壓力pa，吸氣閥開啟，外界空氣吸入缸內(nèi)，這

9、個(gè)過程稱為壓縮過程。當(dāng)缸內(nèi)壓力高于輸出空氣管道壓力p后，排氣閥打開。壓縮空氣送至輸氣管內(nèi)，這個(gè)過程稱為排氣過程?；钊耐鶑?fù)運(yùn)動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)形成的。曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑塊活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)在排氣過程結(jié)束時(shí)總有剩余容積存在。在下一次吸氣時(shí)，剩余容積內(nèi)的壓縮空氣會(huì)膨脹，從而減少了吸入的空氣量，降低了效率，增加了壓縮功，應(yīng)采取分級壓縮。二 壓縮空氣的凈化裝置和設(shè)備設(shè)置氣源凈化裝置的原因： 空氣壓縮機(jī)排出的壓縮空氣溫度高達(dá)140170度，壓縮空氣中的水分和壓縮機(jī)氣缸里的潤滑油已部分地成為氣態(tài)，這樣油分、水汽及灰塵混合而成雜質(zhì)同壓縮空氣一同排出，這些雜質(zhì)若進(jìn)入氣動(dòng)系統(tǒng)，會(huì)造

10、成管路堵塞和銹蝕，加速元件磨損，泄漏增加，縮短使用壽命，水汽和油汽還會(huì)使氣動(dòng)元件的膜片和橡膠密封件老化和失效，因此必須設(shè)置氣源凈化裝置，以提高壓縮空氣的質(zhì)量。 凈化壓縮空氣主要采用物理、化學(xué)方法。 氣源凈化裝置包括：后冷卻器、油水分離器、儲(chǔ)氣罐、干燥器固態(tài)顆粒慣性分離：撞擊分離、離心分離 攔截過濾：金屬網(wǎng)、燒結(jié)材料、玻璃纖維 重力作用 靜電作用 彌散作用水分液態(tài)：慣性分離撞擊、折轉(zhuǎn)、離心分離 重力沉降 氣態(tài)：壓縮 降溫風(fēng)冷、水冷、絕熱膨脹 冷凍 吸附無熱再生、加熱再生 分子膜分離油分液態(tài)：慣性分離撞擊、折轉(zhuǎn)、離心分離 氣狀溶膠：纖維層多孔濾芯（凝聚式濾芯）攔截、水洗法 氣態(tài)：活性炭吸附1 后冷

11、卻器：安裝在空氣壓縮機(jī)出口管道上。 作用是將高溫壓縮空氣冷卻至4050度，使壓縮空氣中含有的油霧和水汽達(dá)到飽和，析出大部分油滴和水滴，以便經(jīng)油水分離器排出。最常用冷卻器是蛇管式，采用水冷式。熱壓縮空氣在蛇形管中流動(dòng)，冷卻水在水套中流動(dòng)，通過管壁進(jìn)行熱交換，使壓縮空氣獲得冷卻。為了提高降溫效率，使用時(shí)要特別注意冷卻水與壓縮空氣的流動(dòng)方向。2 油水分離器：安裝在后冷卻器之后的管道上。 作用是分離并排除壓縮空氣中所含的水分、油分和灰塵等雜質(zhì)，使壓縮空氣得到初步凈化。圖示為撞擊折回式油水分離器。工作原理：壓縮空氣自入口進(jìn)入分離器殼體后，氣流受隔板阻擋被撞擊折回向下，繼而又回升向上，產(chǎn)生環(huán)形回轉(zhuǎn)，使水滴

12、、油滴和雜質(zhì)在離心力和慣性力作用下，從空氣中分離出來并沉降于殼體底部，由放油水閥定期排出。3 儲(chǔ)氣罐作用：1 用來儲(chǔ)存一定量的壓縮空氣，調(diào)節(jié)空壓機(jī)輸出氣量與用戶耗氣量之間的不平衡狀況，保證連續(xù)、穩(wěn)定的氣流輸出；2 當(dāng)出現(xiàn)空壓力停機(jī)、突然停電等意外事故時(shí)，可用儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)存的壓縮空氣實(shí)施緊急處理； 3 減小壓縮機(jī)輸出氣流脈動(dòng)，穩(wěn)定空壓站管道中的壓力。還能降低壓 縮空氣溫度，分離壓縮空氣中的部分水分和油分。儲(chǔ)氣罐的高度H為其內(nèi)徑D的23倍，其上應(yīng)安裝安全閥和壓力表，以控制和指示儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓力。底部應(yīng)設(shè)置放油、水的接管和閥門，以便定期排放污物。4 干燥器 作用是為了滿足精密氣動(dòng)裝置用氣，把初步凈化的壓

13、縮空氣進(jìn)一步凈化以吸收和排除其中的水分、油分及雜質(zhì)，使?jié)窨諝庾兂筛煽諝?。干燥器的形式有吸附式、加熱式、冷凍式等。圖示為吸附式干燥器，利用具有吸附性能的吸附劑（如硅膠、活性氧化鋁）吸附空氣中水蒸氣的一種空氣凈化裝置。濕空氣從進(jìn)氣管1流入，通過吸附劑層21，過濾網(wǎng)20，上柵板19和下部吸附劑層16后，其中水分被吸附劑層吸收而變得干燥，然后再經(jīng)過鋼絲過濾網(wǎng)15，下柵板14和過濾網(wǎng)12，干燥而潔凈的壓縮空氣從輸出管8排出。三管道系統(tǒng)四 氣動(dòng)三大件分水過濾器、減壓閥、油霧器一起稱為氣動(dòng)三大件。三大件依次無管化連接而成的組件稱為三聯(lián)件。是多數(shù)氣動(dòng)設(shè)備中必不可少的氣源裝置。圖示為氣動(dòng)三聯(lián)件組件。1 過濾器2

14、 油霧器3 減壓閥大多數(shù)情況下，三大件組合使用，其安裝次序依進(jìn)氣方向?yàn)榉炙^濾器、減壓閥、油霧器，應(yīng)安裝在用氣設(shè)備近處。1 分水過濾器 又名空氣過濾器作用是濾除壓縮空氣中的水分、油滴及雜質(zhì)，以達(dá)到氣動(dòng)系統(tǒng)所要求的凈化程度，屬于二次過濾器。分水過濾器可以單獨(dú)使用，也可組成氣動(dòng)三聯(lián)件使用，它主要根據(jù)系統(tǒng)所需流量、過濾精度和容許壓力等參數(shù)來選取，通常垂直安裝在氣動(dòng)設(shè)備入口處，進(jìn)出氣孔不得裝反，使用中注意定期放水，清洗或更換濾芯。2 油霧器 一種特殊的注油裝置。作用是當(dāng)壓縮空氣流過時(shí)，將潤滑油噴射成霧狀，隨壓縮空氣流進(jìn)需要潤滑的部件，達(dá)到潤滑目的。3 減壓閥：起減壓和穩(wěn)壓作用，工作原理與液壓系統(tǒng)減壓閥

15、相同。第二節(jié) 氣 動(dòng) 輔 件一 消聲器氣缸、氣閥等工作時(shí)排氣速度快，氣體體積急劇膨脹，會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪聲，一般可達(dá)100120dB，這種噪聲損害人體健康，惡化工作環(huán)境。通常在排氣口安裝消聲器。消聲器就是通過阻尼或增加排氣面積來降低排氣的速度和功率，從而降低噪聲。消聲器類型：吸收型消聲器、膨脹干涉型、膨脹干涉吸收型二 管道連接件：包括管子和管接頭，是氣動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)脈，起著連接各元件的重要作用，通過它向各氣動(dòng)裝置和控制點(diǎn)輸送壓縮空氣。管件材料有金屬和非金屬之分，金屬管件多用于車間氣源管道和大型氣動(dòng)設(shè)備，非金屬管道用于中小型氣動(dòng)系統(tǒng)元件之間的連接以及需要經(jīng)常移動(dòng)的元件之間的連接，如氣動(dòng)工具。管道連接大多

16、采用螺紋連接式、嵌入式焊接和對接焊接式。在氣動(dòng)系統(tǒng)中元件之間的連接主要用軟管。軟管的特點(diǎn)是可撓性、吸振性、消聲性以及連接、調(diào)整方便等。主要有橡膠管、尼龍管、聚乙烯管。第三節(jié) 氣動(dòng)執(zhí)行元件 氣動(dòng)執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。包括氣缸和氣馬達(dá)。氣缸用于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)，氣馬達(dá)則用于實(shí)現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。一 氣缸與液壓缸相比，氣缸的特點(diǎn)：具有結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，污染小，便于維修，動(dòng)作迅速等，但由于推力小，廣泛應(yīng)用在輕載系統(tǒng)。由于氣體的可壓縮性使氣缸在速度控制、抗負(fù)載影響等方面的性能劣于液壓缸。當(dāng)需要精確地控制運(yùn)動(dòng)速度，減小負(fù)載變化對運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，常用氣-液聯(lián)合裝置等實(shí)現(xiàn)。速度特

17、性氣缸活塞在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，有桿腔和無桿腔不斷進(jìn)行充氣和排氣，且空氣介質(zhì)有可壓縮性，要使氣缸活塞在全行程中保持等速運(yùn)動(dòng)是困難的。通常所說的氣缸速度是指氣缸活塞運(yùn)動(dòng)的平均速度。氣缸的爬行： 使活塞產(chǎn)生“忽停忽走”或忽快忽慢的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。通常選用排氣節(jié)流。氣缸的“自走”：在氣缸的運(yùn)動(dòng)過程中，當(dāng)外界負(fù)載變化較大時(shí)，即使采用排氣節(jié)流調(diào)速也難以使氣缸速度平穩(wěn)。這是因?yàn)樨?fù)載變化時(shí)，空氣介質(zhì)有壓縮性，氣缸兩腔室中的壓力差隨之變化而引起平衡破壞，為了達(dá)到新的平衡，只能依靠兩腔室中氣體的膨脹或壓縮來自行調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)外界負(fù)載突然變大時(shí)，氣缸活塞桿不但不前進(jìn)，反而后退；若負(fù)載突然減小時(shí)，則能引起氣缸活塞向前沖。這種

18、由于外界負(fù)載變化而引起氣缸速度變化的現(xiàn)象稱為“自走”，要消除此現(xiàn)象，可借助氣-液阻尼缸。標(biāo)準(zhǔn)氣缸：最常選用，符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6430, ISO6431 ,ISO6432的普通氣缸 a 標(biāo)準(zhǔn)化氣缸系列和標(biāo)記：用符號“QG”表示氣缸，用符號“A、B、C、D、H”表示五種系列具體標(biāo)記方法： QGA、B、C、D、H缸徑 - 行程五種標(biāo)準(zhǔn)化氣缸系列為：QGA：無緩沖普通氣缸 QGB：細(xì)桿(標(biāo)準(zhǔn)桿)緩沖氣缸QGC：粗桿緩沖氣缸 QGD：氣-液阻尼氣缸QGH：回轉(zhuǎn)氣缸例：標(biāo)記為QGA100125的標(biāo)準(zhǔn)化氣缸，就是缸筒直徑D為100mm，行程s為125mm的無緩沖普通氣缸。b 標(biāo)準(zhǔn)化氣缸主要參數(shù)是缸徑D和行

19、程s，因?yàn)樵谝欢ǖ臍庠磯毫ο?，缸徑D標(biāo)志氣缸活塞桿的理論輸出力，行程s標(biāo)志氣缸的作用范圍。采用外觀精美的鋁型材作為缸筒，前后缸蓋直接由螺釘固定于缸筒上。氣缸的安裝與連接件已標(biāo)準(zhǔn)化。缸筒上的型槽用來插入行程開關(guān)，插入的行程開關(guān)是統(tǒng)一尺寸。其它典型氣缸1. 膜片氣缸主要由膜片和中間硬芯相連來代替普通氣缸中的活塞，壓縮空氣作用在膜片上，依靠膜片在壓力作用下的變形來使活塞桿前進(jìn)，活塞位移較小，一般小于40mm，氣缸靠彈簧復(fù)位，密封性好。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，無泄漏損失，成本低，維修方便，行程較小，適用于氣動(dòng)夾具，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥及短行程工作場合如汽車剎車裝置。2 沖擊氣缸 沖擊氣缸可把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為活塞高

20、速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，利用此動(dòng)能作功，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、沖擊力大和操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，可用于鍛造、沖孔、鉚接、切割和壓配等各個(gè)方面。沖擊氣缸的整個(gè)工作過程可分為三個(gè)階段：第一段：氣源由孔A供氣，孔B排氣，活塞向上運(yùn)動(dòng)并用密封墊封住噴嘴，氣缸上腔成為密封的儲(chǔ)氣腔。第二段：氣源改由孔A排氣，孔B進(jìn)氣，由于上腔氣壓作用在噴嘴上面積較小，而下腔氣壓作用面積大，可使上腔儲(chǔ)存較高的能量。第三段：上腔壓力繼續(xù)增加，下腔壓力繼續(xù)降低，上下腔壓力比大于噴嘴和活塞面積比時(shí)，活塞離開噴嘴上腔的氣體迅速充入到活塞與中蓋間的空間，活塞將以極大的加速度向下運(yùn)動(dòng)，氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞的動(dòng)能，利用這個(gè)能量對工件沖擊作功，

21、產(chǎn)生很大的沖擊力。內(nèi)徑230mm，行程403mm的沖擊氣缸，就可勝任400500kN沖床工作。3 氣-液阻尼缸氣-液阻尼缸是以壓縮空氣為能源，利用液壓缸控制流量來獲得活塞的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)和調(diào)節(jié)活塞的運(yùn)動(dòng)速度。在機(jī)械加工中實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的氣缸，不僅要有足夠的驅(qū)動(dòng)力，用以推動(dòng)刀具進(jìn)行切削加工，同時(shí)還要求運(yùn)動(dòng)速度均勻可調(diào)，在負(fù)載變化的情況下，運(yùn)動(dòng)仍是平穩(wěn)的，普通氣缸不能滿足要求，當(dāng)外界負(fù)載變化較大時(shí)，氣缸可能產(chǎn)生“爬行”或“自走”，影響加工精度。圖示為串聯(lián)式氣-液阻尼缸的工作原理圖及職能符號圖。該缸是由氣缸5和液壓缸4串聯(lián)而成，兩缸的活塞由一根活塞桿帶動(dòng)，故氣缸活塞運(yùn)動(dòng)必然帶動(dòng)液壓缸活塞向同一方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)氣

22、缸5中壓縮空氣推動(dòng)活塞向左移動(dòng)時(shí)，液壓缸4左腔排油時(shí)只能經(jīng)節(jié)流閥3流入液壓缸右腔，所以產(chǎn)生阻尼作用，使活塞桿平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)節(jié)流閥3，即可改變活塞桿平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的速度。反之，氣缸5中壓縮空氣推動(dòng)活塞向右移動(dòng)時(shí)，液壓缸4右腔排油經(jīng)單向閥2流入液壓缸左腔，所以阻尼作用很小，故活塞桿以快速退回。因液壓缸4為雙活塞桿式液壓缸，所以液壓缸兩腔的進(jìn)、排油量基本相等，只有很小量的泄漏，通常只用油杯補(bǔ)油即可。由此可見，氣-液阻尼缸是以壓縮空氣為能源，利用液壓缸控制流量來獲得活塞的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)和調(diào)節(jié)活塞的運(yùn)動(dòng)速度。氣缸的選擇首先，根據(jù)對氣缸的工作要求，選定氣缸的規(guī)格：缸徑和行程。按氣缸的工作要求的行程加上適當(dāng)?shù)挠嗔?，依?/p>

23、值選取相近的標(biāo)準(zhǔn)行程作為預(yù)選行程，以此進(jìn)行軸向負(fù)載檢驗(yàn)（壓桿穩(wěn)定性）、徑向載荷及緩沖性能校核。其次，還應(yīng)考慮：環(huán)境條件（溫度、粉塵、腐蝕性等），安裝方式，活塞桿的連接方式（內(nèi)外螺紋、球鉸等）及行程發(fā)信方法。氣缸行程應(yīng)選擇生產(chǎn)廠商提供的標(biāo)準(zhǔn)行程。而不應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算值選擇。如若氣缸用作推送重物或擠壓工件，當(dāng)氣缸行程到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，工作氣壓作用在活塞上的力完全可能全部作用在缸蓋上，而不是通過活塞桿作用在重物或工件上。也就是說，由于制造公差或安裝公差，氣缸行程到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，重物或工件沒有受到氣缸輸出力的作用。當(dāng)然，選用標(biāo)準(zhǔn)氣缸（比實(shí)際行程來得大）就避免了這種現(xiàn)象的發(fā)生。這就不難理解為什么國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氣缸行

24、程允差全是正公差而沒有負(fù)公差的原因了。第四節(jié) 氣動(dòng)控制閥氣動(dòng)控制元件分為：氣動(dòng)控制閥和氣動(dòng)邏輯元件。氣動(dòng)控制閥是用來控制和調(diào)節(jié)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中壓縮空氣的壓力、流量和氣流方向，保證氣動(dòng)執(zhí)行元件具有一定的力（或力矩）和速度并按設(shè)計(jì)的程序正常的進(jìn)行工作。按照閥在系統(tǒng)中所起的作用分為：壓力控制閥：調(diào)壓和穩(wěn)壓，如減壓閥、溢流閥、順序閥流量控制閥：控制氣體流量，如節(jié)流閥、單向節(jié)流閥等方向控制閥：控制氣流方向與通斷，按其功能分為換向性控制閥和單向型控制閥。氣閥和液壓閥的比較1 使用的能源氣動(dòng)元件和裝置可用空壓站集中供氣，根據(jù)使用要求，各控制點(diǎn)用減壓閥調(diào)節(jié)各自的工作壓力。液壓閥都有回油口，便于油箱收集用過的液壓

25、油。氣動(dòng)控制閥可以通過排氣口直接把壓縮空氣向大氣排放。2 對泄漏的要求液壓對向外的泄漏要求嚴(yán)格，而對元件內(nèi)部的泄漏是允許的，通常將泄漏的油回收到油箱里。液壓管道的泄漏將造成壓力明顯下降。對氣動(dòng)控制閥，除間隙密封的閥以外，原則上不允許泄漏。氣動(dòng)閥內(nèi)部泄漏有導(dǎo)致事故的危險(xiǎn)。對氣動(dòng)管道允許有少許泄漏。3 潤滑要求液壓的工作介質(zhì)是液壓油，不存在潤滑要求，氣動(dòng)的工作介質(zhì)為空氣，常含有水分，無潤滑，因此需要油霧潤滑。閥的零件應(yīng)選擇不易受水腐蝕的材料。4 壓力范圍氣閥的工作壓力范圍比液壓閥低5 使用特點(diǎn)一般氣閥比液壓閥結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，易于集成安裝，閥的工作頻率高，使用壽命長。氣閥向低功率、小型化方向發(fā)展，

26、已出現(xiàn)功率只有1W甚至0.5W的低功率電磁閥，與微機(jī)和PLC直接相連，特別是閥島技術(shù)，適用于氣動(dòng)工業(yè)機(jī)械手、復(fù)雜的生產(chǎn)裝配線等場合。單向型控制閥1 或門型梭閥：相當(dāng)于兩個(gè)單向閥的組合，其作用相當(dāng)于“或門”工作原理：該閥有兩個(gè)輸入口P1、P2，一個(gè)輸出口A，閥芯在兩個(gè)方向上起單向閥的作用。當(dāng)P1口進(jìn)氣時(shí)，閥芯將P2口切斷， P1口與A口相通，A口有輸出；當(dāng)P2口進(jìn)氣時(shí)，閥芯將P1口切斷， P2口與A口相通，A口有輸出；如P1口和P2口都有進(jìn)氣時(shí)，活塞移向低壓側(cè)，使高壓側(cè)進(jìn)氣口與A口相通。如兩側(cè)壓力相等，則先加入壓力一側(cè)與A口相通，后加入一側(cè)則關(guān)閉。或門型梭閥應(yīng)用實(shí)例該回路應(yīng)用或門型梭閥，使手動(dòng)閥

27、和電磁閥均可單獨(dú)操縱控制氣缸的動(dòng)作。2 快速排氣閥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，可加快氣缸往復(fù)動(dòng)作速度。當(dāng)P口進(jìn)氣時(shí)，膜片被壓下封住排氣口，氣流經(jīng)膜片四周小孔、A口流出；當(dāng)氣流反向流動(dòng)時(shí)，A口氣壓將膜片頂起封住P口，A口氣體經(jīng)O口迅速排掉。快速排氣閥應(yīng)用實(shí)例當(dāng)按下定位手動(dòng)換向閥1時(shí)，氣體經(jīng)節(jié)流閥2、快速排氣閥3進(jìn)入單作用缸4，使缸4緩慢前進(jìn)；當(dāng)定位手動(dòng)閥回復(fù)原位時(shí)，氣源切斷，這時(shí)氣缸中的氣體經(jīng)快速排氣閥3快速排空，使氣缸在彈簧作用下迅速復(fù)位，節(jié)省了氣缸回程時(shí)間。 閥島技術(shù)是由著名的德國氣動(dòng)廠家FESTO公司最先發(fā)明并引入應(yīng)用的。 閥島是指按照系統(tǒng)的實(shí)際需求，將各種

28、功能的電磁閥或真空發(fā)生器和各種電氣接口形式結(jié)合在一起的氣電組合單元,并且已將電磁線圈或外部傳感器、命令按扭的輸入或其它輸出控制連線引至電接口部分,電磁閥統(tǒng)一進(jìn)氣、排氣,用戶只需將各個(gè)電磁閥的氣輸出口與相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連,將電接口插頭與相應(yīng)的控制器(PLC或工控機(jī))的接口相連。目前閥島的電接口形式有帶獨(dú)立插頭、帶多針插頭、帶現(xiàn)場總線、帶內(nèi)置PLC等形式,可根據(jù)系統(tǒng)需要選擇。 方便安裝、減少開發(fā)周期、節(jié)省布線時(shí)間、易于診斷和維修 第五節(jié) 氣動(dòng)邏輯元件氣動(dòng)邏輯元件是一種以壓縮空氣為工作介質(zhì)，通過元件內(nèi)部的可動(dòng)部件的動(dòng)作，改變氣流流動(dòng)的方向，從而實(shí)現(xiàn)一定邏輯功能的氣動(dòng)控制元件。在結(jié)構(gòu)原理上，氣動(dòng)邏輯元

29、件基本上是和方向控制閥相同，僅僅是體積、通徑較小，一般用來實(shí)現(xiàn)信號的邏輯運(yùn)算功能。近年來，隨著氣動(dòng)元件小型化以及PLC可編程控制器在氣動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的大量應(yīng)用，氣動(dòng)邏輯元件的應(yīng)用范圍已日益減少。一 氣動(dòng)邏輯元件的分類和特點(diǎn)1 分類a 按工作壓力不同，分為：微壓元件（工作壓力在0.02MPa以下）、低壓元件（工作壓力在0.020.2MPa）和高壓元件（工作壓力在0.20.8MPa)b 按邏輯功能不同，可分為“或門”元件、“與門”元件、“非門”元件、“雙穩(wěn)”元件等。c 按結(jié)構(gòu)不同，分為截止式邏輯元件、膜片式邏輯元件、滑閥式邏輯元件、球閥式邏輯元件。2 特點(diǎn)a 元件孔徑較大，抗污染能力較強(qiáng)，對氣源的

30、凈化程度要求較低。b 元件在完成切換動(dòng)作后，能切斷氣源和排氣孔之間的通道，即具有關(guān)斷能力，無功耗氣量較低。c 負(fù)載能力強(qiáng)，適應(yīng)能力較強(qiáng)，可在各種惡劣環(huán)境下工作。d 在強(qiáng)沖擊振動(dòng)下，有可能使元件產(chǎn)生誤動(dòng)作。二高壓截止式邏輯元件是依靠氣壓信號推動(dòng)閥芯或通過膜片變形推動(dòng)閥芯動(dòng)作，改變氣流通路以實(shí)現(xiàn)一定的邏輯功能。1 與門元件當(dāng)a及b同時(shí)有信號時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)膜片5的面積大于閥芯1的下面積，閥芯下移，封死上閥座3，打開下閥座2，使b與s相通，這樣就有信號輸出。當(dāng)a、b兩孔中只有一個(gè)有氣信號時(shí)，s口均無信號輸出。2 是門元件將與門元件的信號孔b改為氣源P，則成為一個(gè)是門元件。當(dāng)無信號時(shí)，氣源壓力P使閥芯上移，關(guān)閉輸出通道；當(dāng)有信號從a口輸出時(shí)，閥芯下移，氣源氣流可從s口輸出。3 或門元件當(dāng)a輸入口有信號時(shí)，閥板封閉下閥口，a與s 相通，輸出s有氣信號；同樣，b輸入口有氣信號時(shí)，閥板向上封閉閥口，b與s相通，輸出口s也有氣信號輸出；若a、b兩個(gè)口均有輸入，則信號強(qiáng)者將關(guān)閉信號弱者的閥口，輸出s仍然有氣信