第十氣壓傳動(dòng)

第十氣壓傳動(dòng)二、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成:

1．動(dòng)力元件2．執(zhí)行元件3．控制元件4．輔助元件氣壓傳動(dòng)存在的缺點(diǎn)是：

1．由于空氣的可壓縮性，氣動(dòng)裝置的動(dòng)作穩(wěn)定性差。

2．由于工作壓力低，氣動(dòng)裝置的出力受到一定限制。

3．氣動(dòng)裝置中的信號傳遞速度比光、電控制速度慢。

4．氣動(dòng)裝置的噪音大空氣的物理性質(zhì)氣壓傳動(dòng)是以壓縮空氣作為工作介質(zhì)進(jìn)行能量的傳遞和控制的一種傳動(dòng)形式?？諝獾慕M成主要成分有氮?dú)?、氧氣和一定量的水蒸氣。含水蒸氣的空氣稱為濕空氣，不含水蒸氣的空氣稱為干空氣?？諝獾拿芏葐挝惑w積內(nèi)空氣的質(zhì)量?？諝獾恼扯葰怏w在流動(dòng)過程中，空氣質(zhì)點(diǎn)之間相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻力的性質(zhì)。較液體的粘度小很多，隨溫度的升高而升高。第二節(jié)氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識空氣的物理性質(zhì)空氣的壓縮性和膨脹性體積隨壓力和溫度而變化的性質(zhì)分別表征為壓縮性和膨脹性?？諝獾膲嚎s性和膨脹性遠(yuǎn)大于固體和液體的壓縮性和膨脹性。濕空氣所含水份的程度用濕度和含濕量來表示。濕度的表示方法有絕對濕度和相對濕度之分。壓縮空氣的析水量壓縮空氣一旦冷卻下來，相對濕度將大大增加，到溫度降到露點(diǎn)以后，水蒸氣就要凝析出來。理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體的狀態(tài)方程不計(jì)粘性的氣體稱為理想氣體?？諝饪梢暈槔硐霘怏w。一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)變化的瞬間，有如下氣體狀態(tài)方程成立

pV/T=常量或p=ρRT氣體狀態(tài)變化過程等溫過程

p1V1=p2V2=常量絕熱過程一定質(zhì)量的氣體和外界沒有熱量交換時(shí)的狀態(tài)變化過程叫做絕熱過程。

p1V1k

=p2V2k

=常量氣動(dòng)系統(tǒng)中快速充、排氣過程可視為絕熱過程。氣體的流動(dòng)規(guī)律氣體流動(dòng)基本方程連續(xù)性方程ρ1v1A1=ρ2v2A2

（注意ρ1≠ρ2）伯努利方程因氣體可以壓縮（ρ≠常數(shù)），又因氣體流動(dòng)很快，來不及與周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換，按絕熱狀態(tài)計(jì)算，則有v2/2+gz+kp/（k-1）ρ＋ghw=常數(shù)因氣體粘度小，不考慮摩擦阻力，則有v2/2+gz+kp/（k-1）ρ=常數(shù)在低速流動(dòng)時(shí)，氣體可認(rèn)為是不可壓縮的（ρ＝常數(shù)），則有v2/2+gz+p/ρ=常數(shù)氣動(dòng)元件的通流能力定義:氣動(dòng)元件的通流能力，是指單位時(shí)間內(nèi)通過閥、管路等的氣體質(zhì)量。有效截面積由于實(shí)際流體存在粘性，流速的收縮比節(jié)流孔實(shí)際面積小，此最小截面積稱為有效截面積，它代表了節(jié)流孔的通流能力。充氣、放氣溫度與時(shí)間的計(jì)算定積容器充氣問題充氣時(shí)引起的溫度變化向容器充氣的過程視為絕熱過程，容器內(nèi)壓力由p1升高到p2，，容器內(nèi)溫度也由室溫T1升高到T2，充氣后的溫度為T2=kTs/［1+p1(k-1)/p2］式中:Ts為熱力學(xué)溫度，設(shè)定Ts=Ti；k為絕熱指數(shù)。但容器內(nèi)溫度下降至室溫，其內(nèi)的氣體壓力也要下降，下降后的穩(wěn)定值為p=p2T1/T2充氣過程

充氣時(shí)，容器中的壓力逐漸上升，充氣過程基本上分為聲速和亞聲速兩個(gè)充氣階段。當(dāng)容器中氣體壓力小于臨界壓力，在最小截面處氣流的速度都是聲速，流向容器的氣體流量將保持為常數(shù)。在容器中壓力達(dá)到臨界壓力以后，管中氣流的速度小于聲速，流動(dòng)進(jìn)入亞聲速范圍，隨著容器中壓力的上升，充氣流量將逐漸降低。

氣缸、氣閥等工作時(shí)排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹，會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪聲。梭閥兩個(gè)單向閥的組合，相當(dāng)于“或門”。在低速流動(dòng)時(shí)，氣體可認(rèn)為是不可壓縮的（ρ＝常數(shù)），則有v2/2+gz+p/ρ=常數(shù)v2/2+gz+kp/（k-1）ρ＋ghw=常數(shù)2．由于工作壓力低，氣動(dòng)裝置的出力受到一定限制。簡單壓力控制回路采用溢流式減壓閥對氣源實(shí)行定壓控制。消聲器的類型：吸收型；性能指標(biāo)：過濾度、水分離率、濾灰效率、流量特性耗氣量大，效率低，噪聲大；雙作用氣缸換向回路用三位五通換向閥除控制雙作用缸伸、縮換向外，還可實(shí)現(xiàn)任意位置停止。二、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成:但容器內(nèi)溫度下降至室溫，其內(nèi)的氣體壓力也要下降，下降后的穩(wěn)定值為氣體狀態(tài)變化過程空氣的壓縮性和膨脹性遠(yuǎn)大于固體和液體的壓縮性和膨脹性。原理當(dāng)壓縮空氣流過時(shí)，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(dá)到潤滑的目的。第三節(jié)氣壓傳動(dòng)能源元件及輔助元件氣壓傳動(dòng)能源元件是各種空氣壓縮機(jī)，是氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的核心元件氣源裝置氣源裝置為氣動(dòng)系統(tǒng)提供滿足一定質(zhì)量要求的壓縮空氣，是氣動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分。氣動(dòng)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(jī)；凈化、貯存壓縮空氣的裝置和設(shè)備；管道系統(tǒng)；氣動(dòng)三大件。

氣壓發(fā)生裝置空氣壓縮機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，供氣動(dòng)機(jī)械使用。空氣壓縮機(jī)的分類：容積型和速度型?？諝鈮嚎s機(jī)的選用原則：依據(jù)是氣動(dòng)系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量兩個(gè)參數(shù)。壓縮空氣的凈化裝置和設(shè)備氣動(dòng)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(dòng)元件對雜質(zhì)顆粒的大小有具體的要求?；烊雺嚎s空氣中的油分、水分、灰塵等雜質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不良影響，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(jìn)行氣源凈化處理的輔助設(shè)備。一般包括后冷卻器、油水分離器、貯氣罐、干燥器管道系統(tǒng)和氣動(dòng)三大件氣動(dòng)三大件：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(shí)，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(dá)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。簡單的同步回路采用剛性零件把兩尺寸相同的氣缸的活塞桿連接起來。具有較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可直接帶負(fù)載啟動(dòng)；空氣的壓縮性和膨脹性遠(yuǎn)大于固體和液體的壓縮性和膨脹性。油霧器特殊的注油裝置。單作用氣缸快速返回回路，活塞返回時(shí)，氣缸下腔通過快速排氣閥排氣。元件流道孔道較大，抗污染能力較強(qiáng)（射流元件除外）；T2=kTs/［1+p1(k-1)/p2］油霧器特殊的注油裝置。有過載保護(hù)作用，過載時(shí)轉(zhuǎn)速降低或停轉(zhuǎn)；空氣壓縮機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，供氣動(dòng)機(jī)械使用。溢流閥—只作安全閥用。消聲器的類型：吸收型；雙手操作回路只有同時(shí)按下兩個(gè)啟動(dòng)用手動(dòng)換向閥，氣缸才動(dòng)作，對操作人員的手起到安全保護(hù)作用。v2/2+gz+kp/（k-1）ρ=常數(shù)因氣體可以壓縮（ρ≠常數(shù)），又因氣體流動(dòng)很快，來不及與周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換，按絕熱狀態(tài)計(jì)算，則有氣動(dòng)輔件消聲器氣缸、氣閥等工作時(shí)排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹，會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪聲。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。第四節(jié)氣動(dòng)傳動(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)。實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和做功的是氣缸；實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和做功的是氣馬達(dá)。氣缸的分類：活塞式和膜片式活塞式又分單活塞式和雙活塞式單活塞式又分有活塞桿和無活塞桿無活塞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(jìn)、排氣，活塞將在缸筒內(nèi)往復(fù)移動(dòng)。通過缸筒槽的傳動(dòng)舌片5，該運(yùn)動(dòng)被傳遞到承受負(fù)載的導(dǎo)架6上。此時(shí)，傳動(dòng)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(dòng)舌片與導(dǎo)架組件在氣缸上移動(dòng)時(shí)無壓縮空氣泄漏。無活塞桿氣缸的結(jié)構(gòu)圖氣動(dòng)馬達(dá)

氣動(dòng)馬達(dá)的特點(diǎn)和應(yīng)用可無級調(diào)速；可雙向旋轉(zhuǎn)；有過載保護(hù)作用，過載時(shí)轉(zhuǎn)速降低或停轉(zhuǎn)；具有較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可直接帶負(fù)載啟動(dòng)；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(dòng)馬達(dá)在使用中必須得到良好的潤滑第五節(jié)氣壓傳動(dòng)調(diào)節(jié)與控制元件壓力控制閥減壓閥—?dú)鈩?dòng)三大件之一，用于穩(wěn)定用氣壓力。溢流閥—只作安全閥用。流量控制閥

流量控制閥：用于控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度。節(jié)流閥單向節(jié)流閥排氣節(jié)流閥方向控制閥：方向控制閥：換向閥氣壓控制換向閥（加壓控制、泄壓控制、差壓控制）電磁控制換向閥，電、氣控制換向閥機(jī)械控制換向閥人力控制換向閥

單向閥梭閥兩個(gè)單向閥的組合，相當(dāng)于“或門”?？焖倥艢忾y氣動(dòng)邏輯元件它是通過元件內(nèi)部的可動(dòng)部件的動(dòng)作改變氣流方向來實(shí)現(xiàn)一定邏輯功能的氣動(dòng)控制元件。氣動(dòng)邏輯元件的特點(diǎn)元件流道孔道較大，抗污染能力較強(qiáng)（射流元件除外）；元件無功耗氣量低；帶負(fù)載能力強(qiáng)；連接、匹配方便簡單，調(diào)試容易，抗惡劣工作環(huán)境能力強(qiáng)；運(yùn)算速度較慢，在強(qiáng)烈沖擊和振動(dòng)條件下，可能出現(xiàn)誤動(dòng)作。一次壓力控制回路一次壓力控制回路電接觸式壓力表根據(jù)貯氣罐壓力控制空壓機(jī)的起、停，一旦貯氣罐壓力超過一定值時(shí)，溢流閥起安全保護(hù)作用。簡單壓力控制回路采用溢流式減壓閥對氣源實(shí)行定壓控制。第六節(jié)氣壓傳動(dòng)基本回路過載保護(hù)回路過載保護(hù)回路正常工作時(shí)，閥1得電，使閥2換向，氣缸活塞桿外伸。如果活塞桿受壓的方向發(fā)生過載，則順序閥動(dòng)作，閥3切換，閥2的控制氣體排出，在彈簧力作用下?lián)Q至圖示位置，使活塞桿縮回。換向回路

單作用氣缸換向回路用三位五通換向閥可控制單作用氣缸伸、縮、任意位置停止。換向回路

雙作用氣缸換向回路用三位五通換向閥除控制雙作用缸伸、縮換向外，還可實(shí)現(xiàn)任意位置停止。速度控制回路

氣閥調(diào)速回路單作用氣缸調(diào)速回路用兩個(gè)單向節(jié)流閥分別控制活塞桿的升降速度。速度控制回路單作用氣缸快速返回回路，活塞返回時(shí)，氣缸下腔通過快速排氣閥排氣。氣液聯(lián)動(dòng)速度控制回路

串聯(lián)調(diào)速回路通過兩個(gè)單向節(jié)流閥，利用液壓油不可壓縮的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的無級調(diào)速，油杯為補(bǔ)充漏油而設(shè)。信號輸出。邏輯表達(dá)式S=a+b邏輯符號氣液聯(lián)動(dòng)速度控制回路

氣液缸并聯(lián)且有中間位置停止的變速回路氣缸活塞桿端滑塊空套在液壓阻尼缸活塞桿上，當(dāng)氣缸運(yùn)動(dòng)到調(diào)節(jié)螺母6處時(shí)，氣缸由快進(jìn)轉(zhuǎn)為慢進(jìn)。液壓阻尼缸流量由單向節(jié)流閥2控制，蓄能器能調(diào)節(jié)阻尼缸中油量的變化。但容器內(nèi)溫度下降至室溫，其內(nèi)的氣體壓力也要下降，下降后的穩(wěn)定值為電磁控制換向閥，電、氣控制換向閥氣源裝置為氣動(dòng)系統(tǒng)提供滿足一定質(zhì)量要求的壓縮空氣，是氣動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分。但容器內(nèi)溫度下降至室溫，其內(nèi)的氣體壓力也要下降，下降后的穩(wěn)定值為油霧器特殊的注油裝置。單活塞式又分有活塞桿和無活塞桿p1V1k=p2V2k=常量氣缸、氣閥等工作時(shí)排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹，會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪聲。空氣的壓縮性和膨脹性遠(yuǎn)大于固體和液體的壓縮性和膨脹性。有過載保護(hù)作用，過載時(shí)轉(zhuǎn)速降低或停轉(zhuǎn)；有過載保護(hù)作用，過載時(shí)轉(zhuǎn)速降低或停轉(zhuǎn)；具有較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可直接帶負(fù)載啟動(dòng)；單活塞式又分有活塞桿和無活塞桿如果活塞桿受壓的方向發(fā)生過載，則順序閥動(dòng)作，閥3切換，閥2的控制氣體排出，在彈簧力作用下?lián)Q至圖示位置，使活塞桿縮回。性能指標(biāo)：過濾度、水分離率、濾灰效率、流量特性位置控制回路串聯(lián)氣缸定位氣缸由多個(gè)不同行程的氣缸串聯(lián)而成。換向閥1、2、3依次得電和同時(shí)失電，可得到四個(gè)定位位置。位置控制回路

任意位置停止回路當(dāng)氣缸負(fù)載較小時(shí)，可選擇圖a所示回路，當(dāng)氣缸負(fù)載較大時(shí)，應(yīng)選擇圖b所示回路。安全保護(hù)回路雙手操作回路