氣源裝置及氣動元件課件

氣源裝置及氣動元件課件第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動系統(tǒng)由下面幾種元件及裝置組成氣源裝置壓縮空氣的發(fā)生裝置以及壓縮空氣的存貯、凈化的輔助裝置。它為系統(tǒng)提供合乎質(zhì)量要求的壓縮空氣。執(zhí)行元件將氣體壓力能轉(zhuǎn)換成機械能并完成做功動作的元件，如氣缸、氣馬達?？刂圃刂茪怏w壓力、流量及運動方向的元件，如各種閥類；能完成一定邏輯功能的元件，即氣動邏輯元件；感測、轉(zhuǎn)換、處理氣動信號的元器件，如氣動傳感器及信號處理裝置。氣動輔件氣動系統(tǒng)中的輔助元件，如消聲器、管道、接頭等。第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣源裝置氣源裝置為氣動系統(tǒng)提供滿足一定質(zhì)量要求的壓縮空氣，是氣動系統(tǒng)的重要組成部分。氣動系統(tǒng)對壓縮空氣的主要要求：具有一定壓力和流量，并具有一定的凈化程度。氣源裝置由以下四部分組成氣壓發(fā)生裝置——空氣壓縮機；凈化、貯存壓縮空氣的裝置和設(shè)備；管道系統(tǒng)；氣動三大件。第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

氣壓發(fā)生裝置空氣壓縮機將機械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，供氣動機械使用。空氣壓縮機的分類分容積型和速度型。常用往復(fù)式容積型壓縮機，一般空壓機為中壓，額定排氣壓力1MPa；低壓空壓機排氣壓力0.2MPa；高壓空壓機排氣壓力10MPa?？諝鈮嚎s機的選用原則依據(jù)是氣動系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量兩個參數(shù)?？諌簷C輸出流量qVn＝(qVn0+qVn1)/(0.7～0.8)qVn0——配管等處的泄漏量qVn1——工作元件的總流量第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

壓縮空氣的凈化裝置和設(shè)備氣動系統(tǒng)對壓縮空氣質(zhì)量的要求：壓縮空氣要具有一定壓力和足夠的流量，具有一定的凈化程度。不同的氣動元件對雜質(zhì)顆粒的大小有具體的要求。混入壓縮空氣中的油分、水分、灰塵等雜質(zhì)會產(chǎn)生不良影響：混入壓縮空氣的油蒸汽可能聚集在貯氣罐、管道等處形成易燃物，有引起爆炸的危險，另一方面潤滑油被汽化后會形成一種有機酸，對金屬設(shè)備有腐蝕生銹的作用，影響設(shè)備受命?；煸趬嚎s空氣中的雜質(zhì)沉積在元件的通道內(nèi)，減小了通道面積，增加了管道阻力。嚴(yán)重時會產(chǎn)生阻塞，使氣體壓力信號不能正常傳遞，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定甚至失靈。壓縮空氣中含有的飽和水分，在一定條件下會凝結(jié)成水并聚集在個別管段內(nèi)。在北方的冬天，凝結(jié)的水分會使管道及附件結(jié)冰而損壞，影響氣動裝置正常工作。壓縮空氣中的灰塵等雜質(zhì)對運動部件會產(chǎn)生研磨作用，使這些元件因漏氣增加而效率降低，影響它們的使用壽命。因此必須要設(shè)置除油、除水、除塵，并使壓縮空氣干燥的提高壓縮空氣質(zhì)量、進行氣源凈化處理的輔助設(shè)備。第5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月壓縮空氣凈化設(shè)備

一般包括后冷卻器、油水分離器、貯氣罐、干燥器。后冷卻器將空氣壓縮機排出具有140℃～170℃的壓縮空氣降至40℃～50℃，壓縮空氣中的油霧和水氣亦凝析出來。冷卻方式有水冷和氣冷式兩種。油水分離器主要利用回轉(zhuǎn)離心、撞擊、水浴等方法使水滴、油滴及其他雜質(zhì)顆粒從壓縮空氣中分離出來。第6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月貯氣罐的主要作用是貯存一定數(shù)量的壓縮空氣，減少氣流脈動，減弱氣流脈動引起的管道振動，進一步分離壓縮空氣的水分和油分。

干燥器的作用是進一步除去壓縮空氣中含有的水分、油分、顆粒雜質(zhì)等，使壓縮空氣干燥，用于對氣源質(zhì)量要求較高的氣動裝置、氣動儀表等。主要采用吸附、離心、機械降水及冷凍等方法。第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月管道系統(tǒng)和氣動三大件氣動三大件：分水過濾器，減壓閥，油霧器管道系統(tǒng)布置原則第8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動三大件氣動三大件是壓縮空氣質(zhì)量的最后保證。分水過濾器作用是除去空氣中的灰塵、雜質(zhì)，并將空氣中的水分分離出來。原理：回轉(zhuǎn)離心、撞擊，性能指標(biāo)：過濾度、水分離率、濾灰效率、流量特性油霧器特殊的注油裝置。原理當(dāng)壓縮空氣流過時，它將潤滑油噴射成霧狀，隨壓縮空氣流入需要的潤滑部件，達到潤滑的目的。性能指標(biāo)：流量特性、起霧油量減壓閥起減壓和穩(wěn)壓作用。氣動三大件的安裝連接次序：分水過濾器、減壓閥、油霧器。多數(shù)情況下，三件組合使用，也可以少于三件，只用一件或兩件。注意改正圖中錯誤第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動輔件消聲器氣缸、氣閥等工作時排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹，會產(chǎn)生刺耳的噪聲。噪聲的強弱隨排氣的速度、排氣量和空氣通道的形狀而變化。排氣的速度和功率越大，噪聲也越大，一般可達100～120dB，為了降低噪聲在排氣口要裝設(shè)消聲器。消聲器是通過阻尼或增加排氣面積來降低排氣的速度和功率，從而降低噪聲的。消聲器的類型：吸收型；膨脹干涉型；膨脹干涉吸收性。管道連接件包括管子和各種管接頭。管子可分為硬管和軟管。一些固定不動的、不需要經(jīng)常裝拆的地方使用硬管；連接運動部件、希望裝拆方便的管路用軟管。常用的是紫銅管和尼龍管。管接頭分為卡套式、擴口螺紋式、卡箍式、插入快換式等。第10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動執(zhí)行元件普通氣缸膜片氣缸是一種用壓縮空氣推動非金屬膜片作往復(fù)運動的氣缸，可以是單作用式，也可以是雙作用式。適用于氣動夾具、自動調(diào)節(jié)閥及短行程工作場合。氣動執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置。包括氣缸和氣馬達。實現(xiàn)直線運動和做功的是氣缸；實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動和做功的是氣馬達。氣缸的分類及典型結(jié)構(gòu)第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月無桿氣缸原理鋁制缸筒2沿軸向方向開槽，為防止內(nèi)部壓縮空氣泄漏和外部雜物侵入，槽被內(nèi)部抗壓密封件4和外部防塵密封件7密封，塑料的內(nèi)外密封件互相夾持固定著。無桿活塞3兩端帶有唇型密封圈，活塞兩端分別進、排氣，活塞將在缸筒內(nèi)往復(fù)移動。通過缸筒槽的傳動舌片5，該運動被傳遞到承受負載的導(dǎo)架6上。此時，傳動舌片將密封件4、7擠開，但它們在缸筒的兩端仍然是互相夾持的。因此傳動舌片與導(dǎo)架組件在氣缸上移動時無壓縮空氣泄漏。特點由于獨特的設(shè)計，該氣缸只需要較小的安裝空間。組成由缸筒2，防塵和抗壓密封件7、4，無桿活塞3，左右端蓋1，傳動舌片5，導(dǎo)架6等組成。第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

沖擊氣缸

由缸筒、活塞和固定在缸筒上的中蓋組成，中蓋上有一噴嘴。它能產(chǎn)生相當(dāng)大的沖力，可以充當(dāng)沖床使用。整個工作過程分為三個階段：復(fù)位段氣源由孔A供氣，孔B排氣，活塞上升至密封墊封住噴嘴，氣缸上腔成為密封的儲氣腔。儲能段氣源改由孔B進氣，孔A排氣。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，故使上腔貯存很高的能量。沖擊段上腔壓力繼續(xù)升高，下腔壓力繼續(xù)降低，當(dāng)上下腔壓力比大于活塞與噴嘴面積比時，活塞離開噴嘴，上腔氣體迅速充入活塞與中蓋間的空間?；钊麑⒁詷O大的加速度向下運動。氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞的動能，產(chǎn)生很大的沖擊力。第13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣缸的工作特性氣缸的速度在運動過程中氣缸活塞的速度是變化的，通常說氣缸速度是指活塞平均速度。氣缸的理論輸出力其計算公式與液壓缸相同。氣缸的效率和負載率氣缸實際所能輸出的力受摩擦力的影響，其影響程度用氣缸效率η表示，η與缸徑D和工作壓力p有關(guān)，D增大、p提高，η增大，一般在0.7～0.95之間。在研究氣缸性能和確定缸徑時，常用到負載率β的概念，定義β＝（氣缸實際負載F/氣缸理論輸出力F0）％。β的選取與氣缸的負載性質(zhì)及運動速度有關(guān)氣缸的耗氣量指氣缸在往復(fù)運動時所消耗的壓縮空氣量，其大小與氣缸性能無關(guān)，是選擇空壓機排量的重要依據(jù)。第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣馬達

氣動馬達的特點和應(yīng)用可無級調(diào)速；可雙向旋轉(zhuǎn)；有過載保護作用，過載時轉(zhuǎn)速降低或停轉(zhuǎn)；具有較高的啟動轉(zhuǎn)矩，可直接帶負載啟動；輸出功率相對較小，轉(zhuǎn)速范圍較寬；耗氣量大，效率低，噪聲大；工作可靠，操作方便。氣動馬達在使用中必須得到良好的潤滑葉片式氣馬達的工作原理及特性葉片式氣馬達的工作原理與葉片式液壓馬達相似。特性曲線最大特點是具有軟特性：當(dāng)氣壓不變時，它的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率均隨著外負載的變化而變化。第15頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動控制閥壓力控制閥減壓閥—氣動三大件之一，用于穩(wěn)定用氣壓力。溢流閥—只作安全閥用。順序閥—由于氣缸（馬達）的軟特性，很難用順序閥實現(xiàn)兩個執(zhí)行元件的順序動作流量控制閥用于控制執(zhí)行元件運動速度。節(jié)流閥單向節(jié)流閥排氣節(jié)流閥