液压、液力与气压传动技术,主编,第十章 气 动 元 件,1.进一步认识气动系统各元件的结构特点、作用。 2.了解气源装置的组成和各部分功用。 3.熟悉各种气动控制阀的结构和原理。 1.能正确选择气动执行元件，能正确对空压机、净化装置等进行安装。 2.熟悉各元件的职能符号。 3.知道常见气动元件的使用、维护常识。 第一节 气源装置及气动辅助元件 第二节 气缸和气马达 第三节 气动控制元件,1.进一步认识气动系统各元件的结构特点、作用。,2.了解气源装置的组成和各部分功用。,3.熟悉各种气动控制阀的结构和原理。,1.能正确选择气动执行元件，能正确对空压机、净化装置等进行安装。,2.熟悉各元件的职能符号。,3.知道常见气动元件的使用、维护常识。,第一节 气源装置及气动辅助元件,一、气压系统对压缩空气的要求及净化 1.气压系统对压缩空气的要求 1)要求压缩空气具有一定的压力和足够的流量，能满足气压系统的需求。 2)对压缩空气有一定的净化要求，不得含有水分、油分。 3)有些气压装置和气压仪表还要求压缩空气的压力波动要小，能稳定在一定的范围之内才能正常工作。 2.压缩空气净化的原因 1)在一定的压力、温度条件下，压缩空气中的水蒸气因饱和而凝结成水滴，并积聚在气压元件或气压装置的管道中。,第一节 气源装置及气动辅助元件,2)混在压缩空气中的油蒸气一方面可能聚集在储气罐、管道和气压系统的容腔中形成易燃物，有引起爆炸的危险；另一方面可使气压系统或气压元件结构中使用的橡胶、塑料等密封材料老化，影响元件工作寿命，且排气对环境会产生一定的污染。 3)压缩空气中含有灰尘等杂质，对气压系统中往复运动或转动的部件(如气缸、气马达、气控阀等)会产生磨损作用，使气压元件产生漏气，效率降低，影响气压元件的工作寿命。 4)压缩空气中混入灰尘、水分、油分等杂质后会混合形成一种胶体状杂质沉积在气压元件上，它们会堵塞节流孔或气流管道，使气压信号不能正常传递，造成气压元件或气压系统工作不稳定或者失灵。 3.气源装置的组成和布置,第一节 气源装置及气动辅助元件,图10 - 1 气源装置的组成和布置示意图 1空气压缩机 2冷却器 3油水分离器 4、7储气罐 5干燥器 6过滤器 8加热器 9四通阀,4.空气压缩机 1)按工作原理分，空压机可分为容积型和速度型(叶片式)两种。,第一节 气源装置及气动辅助元件,2)按排气压力p分，空压机可分为鼓风机(p0.2MPa)、低压空压机(0.2MPap1MPa)、中压空压机(1MPap10MPa)、高压空压机(10MPap100MPa)。 3)按输出流量q分，空压机可分为微型空压机(q0.017m3/s)、小型空压机(0.017m3/sq0.17m3/s)、中型空压机(0.17m3/sq1.7m3/s)、大型空压机(q1.7m3/s)。,图10 - 2 立式活塞式空压机工作原理图 1活塞 2气缸 3排气阀 4排气管 5过滤器 6进气管 7进气阀,第一节 气源装置及气动辅助元件,(1)立式空气压缩机的工作原理 图10 - 2所示为立式活塞式空压机工作原理图，立式是指气缸中心线垂直于地面。 (2)卧式空气压缩机的工作原理 图10 - 3所示为卧式活塞式空压机工作原理，卧式是指气缸中心线平行于地面。,图10 - 3 卧式空压机工作原理 1排气阀 2气缸 3活塞 4活塞杆 5空气过滤器 6进气管 7连杆 8曲柄 9进气阀 10弹簧,第一节 气源装置及气动辅助元件,(1)输出压力的选择 若整个气压系统中各执行机构对空压机的工作压力有不同要求，可按其中最大压力来考虑。 (2)空压机或空压站供气量的选择 二、气源净化装置的主要元件 气源净化设备一般包括后冷却器、油水分离器、干燥器、空气过滤器、储气罐。 1.后冷却器 2.油水分离器,图10 - 4 撞击折回并环形回转式油水分离器,第一节 气源装置及气动辅助元件,3.储气罐 4.干燥器,图10 - 6 吸附式干燥器 1湿空气进气管 2顶盖 3、5、10法兰 4、6再生空气排气管 7再生空气进气管 8干燥空气输出管 9排水管 11、22密封垫 12、15、20铜丝过滤网 13毛毡 14下栅板 16、21吸附剂层 17支承板 18筒体 19上栅板,第一节 气源装置及气动辅助元件,5.空气过滤器 1)有足够的过滤能力。 2)能承受一定的工作压力，主要指过滤器壳体耐压能力应能承受其所在管路的工作压力。 3)有足够的过滤精度。 4)过滤器滤芯应易于清洗和更换。 5)在一定的温度下，过滤器应有足够的耐久性。 三、气压辅助元件 气压辅件包括分水滤气器、油雾器和消声器等，它们对系统的性能、效率、温升、噪声和寿命等的影响很大，也是气压传动系统不可缺少的组成部分。 1.分水滤气器,第一节 气源装置及气动辅助元件,图10 - 7 分水滤气器 1旋风叶子 2存水杯 3挡水板 4滤芯 5手动排水阀,第一节 气源装置及气动辅助元件,2.油雾器,图10 - 8 QIU型普通一次油雾器 1立杆 2截止阀 3储油杯 4吸油管 5单向阀 6调节针阀 7视油器 8油塞 9螺母,第一节 气源装置及气动辅助元件,3.消声器 1)吸收型消声器是依靠吸声材料来消声的。 2)膨胀干涉型消声器的结构简单，相当于一段比排气孔口径大的管件。 3)膨胀干涉吸收型消声器是上述两种消声器的组合，也称混合型消声器。,第二节 气缸和气马达,1)与液压执行元件相比，气动执行元件的运动速度快，工作压力低，适用于低输出力的场合。 2)相对于机械传动来说，气动执行元件的结构简单，制造成本低，维修方便，便于调节其输出力的大小和速度。 3)由于气体的可压缩性使气动执行元件在速度控制、抗负载影响等方面的性能劣于液压执行元件。 一、气缸的分类及结构原理 气缸有多种形式，分类方法也很多，常用的有以下几种。 1)按压缩空气作用在活塞端面上的方向，可分为单作用气缸和双作用气缸。 2)按结构特点可分为活塞式气缸、叶片式气缸、薄膜气缸、气-液阻尼缸等。,第二节 气缸和气马达,3)按安装方式可分为耳座式气缸、法兰式气缸、轴销式气缸和凸缘式气缸。 4)按气缸的功能可分为普通气缸和特殊气缸。,图10 - 9 普通双作用气缸的结构原理图 1后缸盖 2密封圈 3缓冲密封圈 4活塞密封圈 5活塞 6缓冲柱塞 7活塞杆 8缸筒 9缓冲节流阀 10导向套 11前缸盖 12防尘密封圈 13磁铁 14导向环,第二节 气缸和气马达,二、其他类型的缸 1.气-液阻尼缸 2.气动液压缸,图10 - 10 气-液阻尼缸工作原理图 1油杯 2、3单向阀 4节流阀 5气缸 6液压缸,第二节 气缸和气马达,3.薄膜气缸,图10 - 12 薄膜气缸结构的组成 a)单作用式 b)双作用式 1缸体 2膜片 3活塞杆,4.冲击气缸,第二节 气缸和气马达,图10 - 13 冲击气缸工作原理图 1蓄能腔 2活塞腔 3活塞杆腔 4喷嘴口 5中盖 6排泄口 7活塞 8缸体 A、B进、排气口,第二节 气缸和气马达,三、气压马达的分类及特点 常用的气压马达有叶片式和活塞式两种。 四、气马达的结构原理 1.叶片式气马达,图10 - 14 叶片式气马达的结构原理图,第二节 气缸和气马达,2.活塞式气马达,图10 - 15 径向活塞式气马达的工作原理 1配气阀套 2配气阀 3气缸体 4活塞 5连杆组件 6曲轴,第三节 气动控制元件,一、压力控制阀 气动与液压传动不同，一个空压站输出的压缩空气通常可供多台气动装置使用。 1.减压阀 (1)直动式减压阀 图10 - 16所示为常用的直动式减压阀。,图10 - 16 直动式减压阀 1调节旋钮 2、3压缩弹簧 4溢流阀座 5膜片 6膜片气室 7阻尼管 8阀芯 9复位弹簧 10进气阀口 11排气孔 12溢流孔,第三节 气动控制元件,(2)先导式减压阀 先导式减压阀是使用预先调整好压力的空气来代替直动式调压弹簧进行调压的。,图10 - 17 定值器 a)定值器结构图 b)定值器工作原理图 1过滤器 2溢流口 3、8、15膜片 4喷嘴 5挡板 6、9、10、14、17、20弹簧 7调压手柄 11稳压阀芯 12稳压阀口 13恒节流口 16排气口 18阀杆 19主阀芯,第三节 气动控制元件,2.溢流阀,图10 - 18 气动溢流阀的几种典型结构形式 a)活塞式 b)球阀式 c)膜片式 d)先导式,第三节 气动控制元件,3.顺序阀,图10 - 19 单向顺序阀的工作原理 a)开启状态 b)关闭状态,第三节 气动控制元件,二、流量控制阀 气动系统中常用的流量控制阀有简式节流阀、单向节流阀和排气消声节流阀等。 1.简式节流阀 2.单向节流阀,图10 - 20 简式节流阀 1手轮 2阀芯 3阀套 4阀体,第三节 气动控制元件,3.排气消声节流阀,图10 - 22 气压系统的排气消声节流阀的结构图,三、方向控制阀 方向控制阀是在气动控制回路中用来控制气体流动方向和气流通断的气动控制元件。 1.单向型方向控制阀,第三节 气动控制元件,(1)梭阀 梭阀相当于两个单向阀的组合。,图10 - 23 梭阀的工作原理 a)结构图 b)图形符号,(2)双压阀 双压阀也相当于两个单向阀的组合结构，,第三节 气动控制元件,其作用相当于“与门”。,图10 - 24 双压阀的工作原理 a)结构图 b)图形符号,(3)快速排气阀 图10 - 25所示为快速排气阀的工作原理图。,第三节 气动控制元件,图10 - 25 快速排气阀的工作原理图 a)结构图 b)图形符号,2.换向型方向控制阀,第三节 气动控制元件,1.气压传动系统对其工作介质有哪些质量要求？应采取什么措施来达到所要求的质量？ 2.常用的汽源处理装置包括哪些气动元/辅件？在使用时应按怎样的次序进行排列？如果颠倒了，将会产生什么问题？ 3.油水分离器的作用是什么？为什么它能将油和水分开？ 4.简述不加热再生式干燥器的工作原理。 5.过滤器有哪些类型？其作用分别是什么？ 6.油雾器的作用是什么？试简述其工作原理。 7.气动方向控制阀有哪些类型？各自具有什么功能？ 8.减压阀是如何实现减压、调压的？ 9.试说明排气节流阀的工作原理、主要特点及用途。 10.气压换向阀与液压换向阀的主要区别是什么？,第三节 气动控制元件,一、训练目的 1)认识气动元件的实际结构，加深对其工作原理及应用的理解。 2)学会识别气动元件，并能正确拆装气动元件。 二、训练准备 空压机、气源处理装置、压力阀、方向阀、流量阀、气缸等实物及模型，常用钳工工具。 三、训练内容及要求 1.元件认识 2.空压机的拆装(以汽车制动系统空压机为例) 1)拆卸前找出进气、排气位置，然后拆掉空滤总成和缸盖总成，观察吸气阀片和排气阀片的结构。,第三节 气动控制元件,2)拆掉连杆螺栓、螺母，取下连杆盖，将活塞连杆组合件从曲轴箱上部抽出。 3)去掉活塞销挡圈，压出活塞销使活塞与连杆分离。 4)清洗零件，检查各零件是否符合要求。 5)按与拆卸相反的顺序进行组装，组装前保证零件清洁并吹干零件。 1)装上垫片后的连杆螺栓、螺母，要按规定的力矩值拧紧。 2)缸盖装配螺栓，应由内向外、按对角线的次序拧紧。 3.顺序阀的拆装 1)参照气动控制阀的结构图按顺序进行拆卸，并按顺序摆放元件。 2)拆卸时观察各组成部分的结构。,第三节 气动控制元件,3)拆卸完毕，清洗元件并吹干，检查调节机构是否正常，并分析阀的调节或控制过程。 4)按与拆卸相反的顺序进行装配，注意弹簧的装配位置。 四、安全注意事项 1)拆装时要注意零件的装配顺序。 2)元件要轻拿轻放。 3)避免将零件的表面磕碰、划伤。,