液壓與氣壓傳動(dòng)第13周教案

教師課堂教學(xué)備課紙授課班級(jí)授課時(shí)間課題名稱(chēng)授課方式氣壓傳動(dòng)的工作原理及組成1掌握氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的原理與組成，各部分的功用。2掌握氣源裝置的組成和作用。3掌握氣缸、氣馬達(dá)的類(lèi)型的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)和原理。第七章氣源裝置及輔助元件第一節(jié)氣壓傳動(dòng)的工作原理及組成1.氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成從上面實(shí)例可知?dú)鈮簜鲃?dòng)系統(tǒng)由以下五個(gè)部分組成：(1)氣源裝置氣源裝置是壓縮空氣的發(fā)生裝置，其主體部分是空氣壓縮機(jī)，并經(jīng)凈化裝置凈化，為各類(lèi)氣壓傳動(dòng)設(shè)備提供潔凈的壓縮空氣。(2)執(zhí)行元件執(zhí)行元件是氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的能量輸出裝置，主要為氣缸和氣馬達(dá)，它們將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。(3)控制元件用以控制壓縮空氣的壓力、流量、流動(dòng)方向以保證系統(tǒng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有一定的輸出動(dòng)力和速度的元件。即各類(lèi)壓力閥、流量閥、方向閥和邏輯閥等。(4)輔助元件過(guò)濾器、油霧器、消聲器、干燥器和轉(zhuǎn)換器等。它們對(duì)保持系統(tǒng)正常、可靠、穩(wěn)定和持久地工作起著十分重要的作用。(5)工作介質(zhì)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中所用的工作介質(zhì)是空氣。2．氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)(1)氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1)工作介質(zhì)為空氣，來(lái)源經(jīng)濟(jì)方便，用過(guò)之后可直接排入大氣，處理簡(jiǎn)單，不污染環(huán)2)由于空氣流動(dòng)損失小，壓縮空氣可集中供氣，作遠(yuǎn)距離輸送。3)氣壓傳動(dòng)具有動(dòng)作迅速、反應(yīng)快、維護(hù)簡(jiǎn)單、管路不易堵塞的特點(diǎn)，且不存在介質(zhì)4)對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)性好，可安全應(yīng)用于易燃易爆場(chǎng)所。5)氣壓傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。6)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)載自動(dòng)保護(hù)。(2)氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)1)由于空氣具有可壓縮性，所以氣缸的動(dòng)作速度受負(fù)載的影響比較大。2)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作壓力較低，因而氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)輸出動(dòng)力較小。3)工作介質(zhì)空氣沒(méi)有自潤(rùn)滑性，需要另設(shè)裝置進(jìn)行給油潤(rùn)滑。工作介質(zhì)為空氣，理論上把完全不含有蒸汽的空氣稱(chēng)為干空氣。而實(shí)際上自然界中的度對(duì)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和使用壽命都有著一定的影響。第二節(jié)氣源裝置站的設(shè)備布置示意圖。圖7－2壓縮空氣站的設(shè)備布置示意圖1．活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理－3活塞式空氣壓縮機(jī)工作原理選擇空氣壓縮機(jī)主要以氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量為依據(jù)。(1)排氣壓力一般氣動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力為0.5~0.8Mpa，選用額定排氣壓力為0.7~1Mpa的空氣壓縮機(jī)。(2)排氣流量把所有氣動(dòng)元件和裝置在一定時(shí)間內(nèi)的平均耗氣量之和作為確定空氣縮機(jī)站供氣量的依據(jù)。后冷卻器安裝在空氣壓縮機(jī)的出口，它的作用是將空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫壓縮空氣由140~170℃降低到40~50℃，使壓縮空氣中的油霧和水汽達(dá)到飽和，使其大部分析出并凝結(jié)(1)風(fēng)冷式后冷卻器器(2)水冷式后冷卻器7－5蛇管式后冷卻器結(jié)構(gòu)油器撞擊折回并環(huán)形回轉(zhuǎn)式除油器結(jié)構(gòu)貯氣罐的作用是：(1)消除排氣壓力波動(dòng)，保證輸出氣流的穩(wěn)定性；(2)當(dāng)空壓機(jī)發(fā)生雜質(zhì)。4．空氣干燥器空氣干燥器的作用是吸收和排除壓縮空氣中的水分、油分和雜質(zhì)。從空壓機(jī)輸出的壓縮空氣經(jīng)過(guò)后冷卻器、除油器和貯氣罐的初步凈化處理后以能滿(mǎn)足一般氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的使用業(yè)上常用的是冷凍法和吸附法。(1)冷凍式干燥器它是使壓縮空氣冷卻到一定的露點(diǎn)溫度，析出空氣中的水分。圖7－9不加熱再生式干燥器工作原理圖(2)吸附式干燥器它主要是利用具有吸附性能的吸附劑，表面能夠吸附水分的特性來(lái)清除水分的，從而達(dá)到干燥、過(guò)濾的目的。圖7-8所示為一種常見(jiàn)不加熱再生式干燥器。第三節(jié)輔助元件主要輔助元件有過(guò)濾器、油霧器、消聲器、轉(zhuǎn)換器等。過(guò)濾器的作用是濾除壓縮空氣中的油污、水分和灰塵等雜質(zhì)。常用的過(guò)濾器分一次過(guò)濾器，二次過(guò)濾器和高效過(guò)濾器。一次過(guò)濾器也稱(chēng)簡(jiǎn)易過(guò)濾器，它由殼體和濾芯所組成，空氣進(jìn)入空壓機(jī)之前，必須經(jīng)過(guò)22．二次過(guò)濾器二次過(guò)濾器也稱(chēng)空氣過(guò)濾器或分水濾氣器，壓縮空氣從輸入口進(jìn)入后，被引入旋風(fēng)葉子1，旋風(fēng)葉子上有許多成一定角度的缺口，迫使空氣沿切線方向產(chǎn)生強(qiáng)烈獲得較大的離心力與存水杯的內(nèi)壁碰撞，從空氣中分離出來(lái)沉到水杯底部。油霧器是一種特殊的注油裝置，它以壓縮空氣為動(dòng)力，將潤(rùn)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(rùn)滑的部位，達(dá)到潤(rùn)滑氣動(dòng)元件的目的。圖7-10所示為普通型油霧器(一次油霧器)的結(jié)構(gòu)圖。1普通型油霧器的結(jié)構(gòu)原理圖三、氣源處理裝置空氣過(guò)濾器、減壓閥和油霧器組合在一起構(gòu)成氣源處理裝置，通常稱(chēng)為氣動(dòng)三聯(lián)件。在氣動(dòng)系統(tǒng)工作過(guò)程中，由于排出氣體速度很高，氣體體積急劇膨脹，產(chǎn)生渦流，引起常用的消聲器有三種型式：吸收型、膨脹干涉型和膨脹干涉吸收型。(1)吸收型消聲器主要利用吸聲材料來(lái)降低噪聲，如圖7-11所示。其工作原理是：當(dāng)(2)膨脹干涉型消聲器膨脹干涉型消聲器結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，相當(dāng)于一段比排氣孔口徑大的管件。當(dāng)氣流通過(guò)時(shí)，讓氣流在管道里膨脹、擴(kuò)散、反射、相互干涉而消聲。其結(jié)構(gòu)如圖7-12器示意圖轉(zhuǎn)換器是一種可以將電、液、氣信號(hào)發(fā)生相互轉(zhuǎn)換的輔件。常用的有氣電、電氣、氣液氣液轉(zhuǎn)換器是一種把空氣壓力轉(zhuǎn)換成相同液體壓力的氣動(dòng)元件。根據(jù)氣與油之間接觸的狀況分為隔離式與非隔離式兩種結(jié)構(gòu)。圖7-13所示為非隔離式氣液轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)原理。2．電-氣轉(zhuǎn)換器圖7-14所示為電-氣轉(zhuǎn)換器的工作原理，是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣信號(hào)的元件。第八章氣動(dòng)執(zhí)行元件第一節(jié)氣缸氣缸的種類(lèi)很多，分類(lèi)的方法也不同，一般按壓縮空氣作用在活塞端面上的方向、結(jié)構(gòu)、功能和安裝形式來(lái)分類(lèi)。1．按壓縮空氣在活塞端面作用力方向(1)單作用氣缸(2)雙作用氣缸2．按氣缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有活塞式、薄膜式、柱塞式、擺動(dòng)式氣缸等。3．按氣缸的功能(1)普通氣缸(2)特殊氣缸4．按氣缸的安裝方式分為耳座式、法蘭式、軸銷(xiāo)式和凸緣式。原理1．普通氣缸(1)單作用氣缸如圖8-1所示為彈簧復(fù)位式單作用氣缸。式單作用氣缸(2)雙作用氣缸圖8-2所示為單桿雙作用氣缸結(jié)構(gòu)圖。2．特殊氣缸(1)氣液阻尼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和控制流量來(lái)獲得活塞的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)活塞的運(yùn)動(dòng)速度。(2)薄膜式氣缸如圖8-4所示為薄膜式氣缸，它是一種利用膜片在壓縮空氣作用下產(chǎn)所示兩種。薄膜式氣缸中的膜片有平膜片和盤(pán)形膜片兩種，因受膜片變形量限制，活塞位移(3)沖擊氣缸沖擊氣缸把壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為活塞高速運(yùn)動(dòng)能量的一種氣缸?；钊畲笏俣瓤梢赃_(dá)到10m/s以上，利用此動(dòng)能做功，與同尺寸的普通氣缸相比，其沖擊能要大沖擊氣缸有普通型和快速型兩種，它們的工作原理相同，圖8-5所示為普通沖擊氣缸8－5普通沖擊氣缸的結(jié)構(gòu)原理圖沖擊氣缸在結(jié)構(gòu)上分為活塞桿腔5、活塞腔4和蓄能腔1三個(gè)工作腔，以及帶有排氣1)壓縮空氣進(jìn)入沖擊氣缸活塞桿腔，蓄能腔與活塞腔通大氣，活塞上移至上限位置，封住中蓋上的噴嘴，中蓋與活塞間的環(huán)型空間經(jīng)排氣小孔與大氣相通。2)蓄能腔進(jìn)氣，其壓力逐漸上升，在與中蓋噴嘴口相密封接觸的活塞面上，其承受的向下推力逐漸增大，與此同時(shí)，活塞桿腔排氣，其壓力逐漸變小，活塞桿腔活塞下端面上的3)當(dāng)活塞上端推力大于下端的推力時(shí)，活塞立即離開(kāi)噴嘴口向下運(yùn)動(dòng)，在噴嘴打開(kāi)瞬間，活塞腔與蓄能腔立刻連通，活塞上端的承壓面突然增大為整個(gè)活塞面，于是活塞在巨大的壓力差作用下，加速向下運(yùn)動(dòng)，使活塞、活塞桿等運(yùn)動(dòng)部件在瞬間加速達(dá)到很高的速度，獲得最大沖擊速度和能量。(4)擺動(dòng)氣缸擺動(dòng)氣缸也稱(chēng)擺動(dòng)氣馬達(dá)，是一種在小于360°角度范圍內(nèi)做往復(fù)擺動(dòng)的°，雙理圖(5)磁性開(kāi)關(guān)氣缸的兩根簧片被磁化而相互吸引，觸點(diǎn)閉合；當(dāng)磁環(huán)移開(kāi)開(kāi)關(guān)后，簧片失磁，觸點(diǎn)斷開(kāi)。觸點(diǎn)(6)帶閥組合氣缸有多種不同有組合。帶有電磁閥和單向節(jié)流閥的帶閥缸，在前后缸蓋上的進(jìn)排氣口上均有一個(gè)由單向節(jié)流閥和螺栓組成的組合件，通過(guò)它來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)排氣的流量，以調(diào)節(jié)氣缸的運(yùn)動(dòng)速度。(7)雙軸氣缸件時(shí)，這種結(jié)構(gòu)可以抗扭轉(zhuǎn)。(8)氣動(dòng)手指氣缸氣動(dòng)手指氣缸能實(shí)現(xiàn)各種抓取功能，是現(xiàn)代氣動(dòng)機(jī)械手的關(guān)鍵部件。第二節(jié)氣動(dòng)馬達(dá)氣動(dòng)馬達(dá)是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的轉(zhuǎn)換裝置，工作時(shí)輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)。馬達(dá)的分類(lèi)及特點(diǎn)常用氣動(dòng)馬達(dá)有葉片式、活塞式、薄膜式等類(lèi)型。氣動(dòng)馬達(dá)和電動(dòng)機(jī)相比，有如下特點(diǎn)。(1)工作安全。適用于惡劣的工作環(huán)境。(2)有過(guò)載保護(hù)作用，不會(huì)因過(guò)載而發(fā)生燒毀。(3)能夠順利實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。能快速啟動(dòng)和停止。(4)滿(mǎn)載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，其溫升較小。(5)功率范圍及轉(zhuǎn)速范圍較寬。(6)單位功率尺寸小