smc氣動培訓(xùn)教程-氣動理論基礎(chǔ)課件

品質(zhì)管理課培訓(xùn)教材主講：張亞東氣動（Pneumatic)理論知識-----精品文檔------第一章概論氣動技術(shù)是以空氣壓縮機(jī)為動力源，以壓縮空氣為工作介質(zhì)，進(jìn)行能量傳遞的工程技術(shù)，是實現(xiàn)各種生產(chǎn)控制、自動控制的重要手段之一。

發(fā)展原因：1加工技術(shù)的提高，材料和密封技術(shù)的發(fā)展、新工藝的出現(xiàn)以及電子技術(shù)的結(jié)合2工業(yè)機(jī)械化、自動化發(fā)展，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的需求（市場的需求）-----精品文檔------第一節(jié)氣動技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1汽車制造業(yè)：車身外殼的吸起和放下、點焊。2電子、半導(dǎo)體制造業(yè)：顯象管的吸起，芯片的搬運(yùn)、壽命實驗3生產(chǎn)自動化的實現(xiàn)：搬運(yùn)、轉(zhuǎn)位、定位、加緊、進(jìn)給、裝卸、裝配4包裝自動化的實現(xiàn)：化肥的計量、粘稠、有毒氣體包裝

高頻、準(zhǔn)確、平穩(wěn)、省人-----精品文檔------第二節(jié)氣動技術(shù)的特點機(jī)械方式：凸輪、杠桿、連桿、齒輪和轉(zhuǎn)動軸

電氣方式：限位開關(guān)、繼電器、延時器、電磁離合器

電子方式：半導(dǎo)體元件

液壓方式：液壓閥、缸

氣動方式：氣動閥、缸從驅(qū)動、環(huán)境、操作、價格等方面考慮，揚(yáng)長避短結(jié)合使用自動化方式:-----精品文檔------氣動方式優(yōu)點：1氣動裝置結(jié)構(gòu)簡單、輕便、安裝維護(hù)簡單。壓力等級低，故使用安全。工作介質(zhì)是取之不盡、用之不完的空氣，空氣本身不花錢。輸出力及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易?？煽啃愿撸褂脡勖L。利用空氣的可壓縮性，可貯存能量，實現(xiàn)集中供氣。全氣動控制具有防火、防暴、耐潮的能力。7由于空氣流動損失小，壓縮空氣可集中供應(yīng)，遠(yuǎn)距離輸送。-----精品文檔------氣動方式缺點：由于空氣有壓縮性，氣缸的動作速度易受負(fù)載的變化而變化。氣缸在低速運(yùn)動時，由于摩擦力占推力的比例較大，氣缸穩(wěn)定性不如液壓缸。氣缸的輸出力比液壓缸小。-----精品文檔------第三節(jié)氣動技術(shù)發(fā)展動向高質(zhì)量：閥3000萬次缸（2000~5000）KM高精度：0.5~0.1mm0.01μm0.1mg高速度:10hz3m/s低功耗:1~0.5w小型化輕量化:鋁合金、塑料無給油化：低成本、壽命長復(fù)合集成化機(jī)電一體化：可編程控制器+傳感器+氣動元件-----精品文檔------第二章氣動執(zhí)行元件將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動、擺動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、夾持的元件稱為氣動執(zhí)行元件。-----精品文檔------第一節(jié)氣動元件與系統(tǒng)的基本構(gòu)成氣源設(shè)備：空氣壓縮機(jī)、后冷卻器、氣罐氣源處理元件：過濾器、干燥器氣動控制元件：壓力、方向、速度控制閥氣動執(zhí)行元件：氣缸、氣馬達(dá)、氣爪氣動輔助元件：油霧器、消音器、管接頭-----精品文檔-----------精品文檔------1-增壓閥2-五通電磁閥3-儲氣罐-----精品文檔------第二節(jié)氣缸的分類

按結(jié)構(gòu)分：有活塞式、非活塞式

-----精品文檔------標(biāo)準(zhǔn)型：CJ、CQ2、CM2、CG1、MB省空間型：CU、CQ2高精度型：CX、CXS、MGP/Q帶導(dǎo)桿型：MGP/Q帶閥型、無桿型、止動性、中停型、落下防止型、計測型(以上機(jī)種為中國工廠常加工的機(jī)種）按功能分類：-----精品文檔------基本型：不帶安裝件的氣缸有S、B、A型腳座型：L型法蘭型：F、G型按安裝方式分類：耳環(huán)型：C、D、E型耳軸型：T、U型固定式擺動式-----精品文檔------按緩沖方式分類：無緩沖墊緩沖：設(shè)置聚氨酯橡膠墊氣緩沖設(shè)置液壓緩沖器-----精品文檔------給油氣缸：由壓縮空氣帶入油霧不給油氣缸：靠預(yù)先在密封圈內(nèi)添加的潤滑脂來保證。按潤滑方式分類：目前，絕大多數(shù)系列的氣缸都是不給油式。需注意的是，它也可給油使用，單一旦給油，就必須保持給油，如中途停止給油，因潤滑脂已被油沖洗掉而是它處于無潤滑狀態(tài)，使密封件過快磨損。-----精品文檔------限位開關(guān)式很少用磁性開關(guān)式常用按位置檢測方式分類：按驅(qū)動方式分類單作用氣缸雙作用氣缸-----精品文檔-----------精品文檔-----------精品文檔-----------精品文檔-----------精品文檔-----------精品文檔-----------精品文檔-----------精品文檔-----------精品文檔-----------精品文檔-----------精品文檔------請看樣品-----精品文檔------第三節(jié)氣缸的基本構(gòu)造由于氣缸的使用目的不同，氣缸的構(gòu)造是多種多樣的，但使用最多的是單桿雙作用氣缸。-----精品文檔------缸筒內(nèi)徑的大小代表了氣缸輸出力的大小?；钊诟淄矁?nèi)作平穩(wěn)的往復(fù)運(yùn)動，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)Ra0.8μm。對鋼管缸筒，內(nèi)表面還應(yīng)鍍硬鉻，以減少摩擦阻力和磨損，并能防止腐蝕。缸筒材質(zhì)：高碳鋼管、高強(qiáng)度鋁合金、黃銅、不銹鋼。注意：帶磁性開關(guān)的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸缸筒材質(zhì)：不銹鋼、鋁合金或黃銅。缸筒-----精品文檔------進(jìn)排氣通口：緩沖機(jī)構(gòu)（部分）密封圈、防塵圈（桿側(cè)端蓋）：防止漏氣、防塵。導(dǎo)向套（桿側(cè)端蓋）：提高氣缸的導(dǎo)向精度，承受活塞桿上少量的橫向載荷，減少活塞桿伸出時的下彎量，延長氣缸使用壽命；材質(zhì)：燒結(jié)含油合金、鉛青銅鑄件。材質(zhì)：可鍛鑄鐵、鋁合金壓鑄（輕、防銹）、黃銅（微型缸）端蓋-----精品文檔------氣缸中的受力元件。活塞密封圈：防止活塞左右兩腔相互串氣；活塞耐磨環(huán)：提高氣缸導(dǎo)向性；聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂活塞的寬度：由密封圈尺寸和必要的滑動部分長度來決定。（滑動部分太短，易引起早期磨損和卡死）材質(zhì)：鋁合金、鑄鐵、黃銅（小缸徑）活塞-----精品文檔------氣缸中的重要受力元件材質(zhì)：高碳鋼、表面經(jīng)鍍硬鉻處理，不銹鋼，以防腐蝕，并提高密封圈的耐磨性。活塞桿-----精品文檔------第四節(jié)缸筒與端蓋的連接方法整體型：采用鍛造工藝把缸筒與一側(cè)端蓋作成一體，另一側(cè)端蓋與缸筒使用鉚接或用卡圈固定。用于微型缸和中小型缸。-----精品文檔------鉚接型：在端蓋上開有溝槽，將缸筒兩端壓鉚入端蓋溝槽內(nèi)，形成一體，用于中小型缸。CJ2、CM2螺紋連接型：缸筒與端蓋上有連接螺紋，將它們連接在一起。用于中小型缸。CG1法蘭型：缸筒和端蓋上都有法蘭，用螺栓將它們連在一起，用于省空間的中小型缸。CUW拉桿型：用四根拉桿將兩端蓋與缸筒夾緊在一起，端蓋與缸筒之間有密封圈。用于行程不太長也不太短的大中型氣缸。MB、C95、CA-----精品文檔------第五節(jié)密封動密封：回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動的部件密封；靜密封：靜止件部分的密封；要求：既能保證密封，滑動摩擦力又小。-----精品文檔------壓縮密封圈：將密封圈放入密封溝槽內(nèi)時，便有一定的預(yù)壓縮量，靠密封面上的接觸面壓力阻塞泄露通路。氣壓密封圈：靠氣壓力將密封圈的唇部壓緊在密封面上以保證密封。-----精品文檔-----------精品文檔------指氣缸的功能和規(guī)格是普遍使用的、結(jié)構(gòu)容易制造的、制造廠通常作為通用產(chǎn)品供應(yīng)市場的氣缸。第三章標(biāo)準(zhǔn)氣缸-----精品文檔------第一節(jié)單作用氣缸S型氣缸：彈簧壓回型T型氣缸：彈簧壓出型特點：氣缸結(jié)構(gòu)簡單，耗氣量少；縮短了氣缸的有效行程；作用力隨壓縮行程而變化；彈簧具有吸收動能的能力，可減少行程終端的撞擊作用。在彈簧側(cè)設(shè)有呼吸孔，最好有過濾片應(yīng)用范圍：行程短，對輸出力和運(yùn)動速度要求不高的場合。-----精品文檔------分類：單活塞桿型：普通常用型雙活塞桿型：活塞兩側(cè)受壓面積相等，兩側(cè)運(yùn)動行程和輸出力相等。工作臺第二節(jié)雙作用氣缸特點：

1、活塞前進(jìn)或后退都能輸出力；2、結(jié)構(gòu)簡單-----精品文檔-----------精品文檔------前因：運(yùn)動速度大時，緊靠緩沖墊已不足吸收活塞對端蓋的沖擊力構(gòu)成：氣緩沖裝置是由緩沖套、緩沖密封圈和緩沖閥等組成。第三節(jié)氣緩沖氣缸-----精品文檔-----------精品文檔------1、當(dāng)活塞向右運(yùn)動時，右緩沖套接觸右緩沖密封圈，活塞右側(cè)便形成一個封閉氣室（稱為緩沖腔）。2、緩沖腔氣體根據(jù)緩沖閥開度向外排氣；3、活塞繼續(xù)右行，氣體絕熱壓縮，壓力上升；4、壓力對活塞產(chǎn)生反作用力，使活塞減速，停止，避免撞擊注意：彈跳現(xiàn)象工作原理-----精品文檔------可調(diào)緩沖氣缸：帶緩沖閥，通過調(diào)節(jié)緩沖閥的開度，可改變緩沖能力。緩沖行程不宜太長：因緩沖密封圈有節(jié)流作用，活塞動作反應(yīng)慢。不可調(diào)緩沖氣缸：開有恒節(jié)流孔，形成背壓，起到緩沖作用。加大恒節(jié)流孔，可使氣缸的運(yùn)動速度增大。分類提示：液壓緩沖器運(yùn)動件質(zhì)量大，運(yùn)動速度很高的氣缸。-----精品文檔------要求：缸筒必須是導(dǎo)磁性弱，隔磁性強(qiáng)的材料（硬鋁、不銹鋼、黃銅）。有觸電舌簧型（AC、DC）、無觸電固態(tài)電子型（DC）第四節(jié)帶磁性開關(guān)的氣缸-----精品文檔------工作原理：1、在非磁性體的活塞上安裝一個永久性磁鐵磁環(huán)：橡膠磁鐵、塑料磁鐵；2、隨活塞移動的磁環(huán)靠近開關(guān)時，舌簧開關(guān)的兩根簧片被磁化而相互吸引，觸點閉合，反之，斷開，發(fā)出電信號。3、信號控制相應(yīng)電磁閥切換。-----精品文檔------特點：1、使用方便，結(jié)構(gòu)緊湊，2、可靠性好，壽命長，成本低、反映快安裝方法：1、用鋼帶固定2、固定在導(dǎo)軌上3、卡固在拉桿上4、直接安裝-----精品文檔------安裝位置：在活塞應(yīng)停止位置使活塞固定，讓開關(guān)在活塞的上方左右移動，找出開關(guān)吸合時位置，左右吸合位置的中間位置。最高靈敏位置。使用注意事項1、從安全考慮，間距應(yīng)比最大磁滯距離大3mm;2、不得裝在強(qiáng)磁場;3、兩缸筒間距大于40mm;4、速度不得大于磁性開關(guān)能檢測的最大速度Vmax=Lmin/Tc（當(dāng)速度過大時，選用帶延時功能的磁性開關(guān)）5、擰緊安裝螺釘扭矩要適當(dāng)：偏移、損壞-----精品文檔------第五節(jié)氣缸的特性1、當(dāng)活塞兩側(cè)的壓力差達(dá)到氣缸的最低工作壓力以上時，活塞開始移動。靜摩擦力降為動摩擦力，稍有抖動2、隨外負(fù)載和排氣回路的阻抗大小等因素的不同，導(dǎo)致活塞的運(yùn)動速度及氣缸的有效輸出力的變化規(guī)律也不同。P1、p2、u一、氣缸的瞬態(tài)特性(氣缸的運(yùn)動狀態(tài))延遲時間、到達(dá)時間-----精品文檔------u0

—理論基準(zhǔn)速度，mm/s;S—排氣回路的合成有效面積，mm2；A—排氣側(cè)活塞的有效面積，cm2；最大速度:um平均速度：v二、氣缸的速度特性：

u0=1920*S/A當(dāng)速度小于50mm/s時，摩擦阻力和氣體的可壓縮性，出現(xiàn)“爬行”當(dāng)速度大于500mm/s時，摩擦生熱加劇，加速密封件的磨損，加大沖擊力。-----精品文檔------氣缸活塞桿受到的軸向負(fù)載力F與氣缸的理論值之比。負(fù)載率由負(fù)載的運(yùn)動狀態(tài)而定。三、氣缸的理論輸出力氣缸的使用壓力作用在活塞有效面積上產(chǎn)生的推力或拉力。F0=π/4D2p四、氣缸的負(fù)載率り氣缸的最低使用壓力至最高使用壓力的范圍。0.15~0.25，1~1.5MP五、使用壓力范圍-----精品文檔------七、環(huán)境溫度和介質(zhì)溫度：（軟化、硬化脆裂）

非磁性開關(guān)氣缸：5~700C磁性開關(guān)氣缸：5~600C六、耐壓性能：氣缸的最高使用壓力為1.5倍，保壓1min時氣缸狀況。八、泄漏量：

氣缸處于靜止?fàn)顟B(tài)，從無桿側(cè)和有桿側(cè)交替輸入最低壓力和最高壓力，從活塞處（內(nèi)泄漏）及活塞桿和管接頭等處（外泄漏）的泄漏流量。根據(jù)JISB8377標(biāo)準(zhǔn)，外（內(nèi)）泄漏不得大于3+0.15d（D）mL/min-----精品文檔------九、耐久性:在活塞桿的軸向施加負(fù)載率為50%的負(fù)載，向氣缸通入最高使用壓力，調(diào)節(jié)速度控制閥，使活塞運(yùn)動速度達(dá)到200mm/s,活塞沿全行程作往復(fù)運(yùn)動，氣缸仍保證合格的累計行程。不低于3000km十、氣缸的耗氣量:

用于選用其他處理元件-----精品文檔------第六節(jié)氣缸的選用一、預(yù)選氣缸的缸徑1、根據(jù)氣缸的負(fù)載狀態(tài)，確定氣缸的軸向負(fù)載力F2、根據(jù)負(fù)載的運(yùn)動狀態(tài)，預(yù)選氣缸的負(fù)載率り３、根據(jù)氣源提供條件，確定氣缸使用壓力-----精品文檔------三、選擇氣缸的品種二、預(yù)選氣缸行程-----精品文檔------1、根據(jù)氣缸的運(yùn)動狀態(tài)是輸出力還是拉力、負(fù)載率り、氣缸的行程L和氣缸的動作時間t,可查得氣缸的理論基準(zhǔn)速度u0；2、根據(jù)氣缸的運(yùn)動狀態(tài)是輸出推力還是拉力以及負(fù)載率り，可查得氣缸的最大速度um與理論基準(zhǔn)速度u0之比α，從爾求出氣缸的最大速度um；3、負(fù)載運(yùn)動的動能1/2Mum2和緩沖力的比較；四、演算緩沖能力-----精品文檔------七、計算氣缸的空氣消費量和所要空氣量；八、選擇磁性開關(guān)；九、選擇活塞桿端部接頭；十、確定充（放）氣回路中的各種氣動元件；五、選擇安裝方式六、活塞桿長度的演算；活塞桿端承受的橫向負(fù)載大小與氣缸行程的關(guān)系；-----精品文檔------用氣缸水平推動臺車，負(fù)載質(zhì)量M=150kg，臺車與床面間的摩擦系數(shù)μ=0.3，氣缸行程L=300mm,要求氣缸的動作時間t=0.8s,供給壓力p=0.5MPa,配管長l=3m,選擇缸徑及其充（放）氣回路的元件組合。例題答案-----精品文檔------解：軸向負(fù)載力F=μmg=0.3*150*9.8=450KN根據(jù)表，預(yù)選負(fù)載率り=25%，得氣缸的理論輸出力F0=1800N由p=0.5MPa,算出缸徑為67.7mm,故應(yīng)選缸徑D=80mm,已知L=300mm,t=0.8s,り=25%，查出理論基準(zhǔn)速度u0=500mm/s,α=1.05，則氣缸的最大速度um=525mm/s.故負(fù)載運(yùn)動的最大動能Em=1/2Mum2=20.7J,查圖，MB80不能滿足緩沖能力的要求，故選用MB100。-----精品文檔------常見的氣缸是由五部分組成的，試分析各部分的主要作用和基本功能?？荚囶}1-----精品文檔------答：常見的氣缸由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封圈等組成；其中1）缸筒內(nèi)徑的大小代表了氣缸輸出力的大小，支撐活塞在缸筒內(nèi)作平穩(wěn)的往復(fù)滑動；2）端蓋上設(shè)有進(jìn)排氣通孔，有的在端蓋設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)，桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)，桿側(cè)端蓋上設(shè)有緩沖套，以提高氣缸的導(dǎo)向精度，承受活塞桿上少量的橫向載荷，減少活塞桿伸出時的下彎量，延長氣缸使用壽命；3）活塞是氣缸中的受壓力零件，為防止活塞左右兩腔相互串氣，設(shè)有活塞密封圈，活塞上的耐磨環(huán)可提高氣缸的導(dǎo)向性，活塞的寬度由密封圈尺寸和必要的滑動部分長度決定；4）活塞桿是氣缸中重要的受力零件。-----精品文檔------氣缸里面存在兩個滑動接觸面，試分析為防止出現(xiàn)密封不良，工藝上都采取了什么措施?？荚囶}2--