液压与气压传动 作者 陈金艳 第9章.ppt

第9章 气源装置、辅助元件及气动执行元件 本章主要内容 9.1 气压传动概述 9.2 气源装置 9.3 气源净化装置及辅助元件 9.4 气缸 9.5 气动马达 9.1 气压传动概述 9.1.1气压传动系统的工作原理及组成 1.气压传动系统的工作原理 气压传动系统的工作原理是利用空气压缩机将电动机或其它原动机输出的机械能转变为空气的压力能，然后在控制元件的控制和辅助元件的配合下，通过执行元件把空气的压力能转变为机械能，从而完成直线或回转运动并对外做功。 2.气压传动系统的组成 典型的气压传动系统，如图9-1所示 (1) 气压发生装置:它将原动机输出的机械能转变为空气的压力能。其主要设备是空气压缩机。 (2) 控制元件:是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行元件具有一定的输出力和速度并按设计的程序正常工作。如压力阀、流量阀、方向阀和逻辑阀等。 (3) 执行元件:是将空气的压力能转变为机械能的能量转换装置。如气缸和气马达。 (4) 辅助元件:是用于辅助保证气动系统正常工作的一些装置。如过滤器、干燥器、空气过滤器、消声器和油雾器等。 9.1.2 气压传动的特点 1.气压传动的优点 (1) 以空气为工作介质，来源方便，用后排气处理简单，不污染环境。 (2) 由于空气流动损失小，压缩空气可集中供气，远距离输送。 (3) 与液压传动相比，气动动作迅速、反应快、维护简单、管路不易堵塞，且不存在介质变质、补充和更换等问题。 (4) 工作环境适应性好，可安全可靠地应用于易燃易爆场所。 (5) 气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力等级低，故使用安全。 (6) 空气具有可压缩性，气动系统能够实现过载自动保护。 2.气压传动的缺点 (1) 由于空气有可压缩性，所以气缸的动作速度易受负载变化影响。 (2) 工作压力较低（一般为0．4MPa～0.8MPa），因而气动系统输出力较小。 (3) 气动系统有较大的排气噪声。 (4) 工作介质空气本身没有润滑性，需另加装置进行给油润滑。 9.2 气源装置 气源装置是用来产生具有足够压力和流量的压缩空气并将其净化、处理及储存的一套装置。图9-2所示为常见的气源装置。其主要由以下元件组成。 9.3 气源净化装置及辅助元件 9.3.1　气源装置 １．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。 （2） 要求压缩空气有一定的清洁度和干燥度 清洁度是指气源中含油量、含灰尘杂质的质量及颗粒大小都要控制在很低范围内。干燥度是指压缩空气中含水量的多少，气动装置要求压缩空气的含水量越低越好。 2．压缩空气站的设备组成及布置 压缩空气站的设备一般包括产生压缩空气的空气压缩机和使气源净化的辅助设备。压缩空气站设备组成及布置示意图如图9-3所示。 9.3.2 气动辅助元件 气动辅助元件分为气源净化装置和其他辅助元件两大类。 1．气源净化装置 压缩空气净化装置一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器、过滤器等。 2．其他辅助元件 （1） 油雾器 油雾器是一种特殊的注油装置。它以空气为动力，使润滑油雾化后，注入空气流中，并随空气进入需要润滑的部件，达到润滑的目的。 （2）消声器 气压传动系统之中，气缸、气阀等元件工作时，排气速度较高，气体体积急剧膨胀，会产生刺耳的噪声。噪声的强弱随排气的速度、排量和空气通道的形状而变化。排气的速度和功率越大，噪声也越大，一般可达100～120dB，为了降低噪声可以在排气口装消声器。消声器就是通过阻尼或增加排气面积来降低排气速度和功率，从而降低噪声的。 气动元件使用的消声器一般有三种类型：吸收型消声器、膨胀干涉型消声器和膨胀干涉吸收型消声器。常用的是吸收型消声器。图9-11是吸收型消声器的结构简图。 （3）管道连接件 管道连接件包括管子和各种管接头。有了管子和各种管接头，才能把气动控制元件、气动执行元件以及辅助元件等连接成一个完整的气动控制系统，因此，实际应用中，管道连接件是不可缺少的。 气动系统中使用的管接头的结构及工作原理与液压管接头基本相似，分为卡套式、扩口螺纹式、卡箍式、插入快换式等。 9.4 气动执行元件 气动系统常用的执行元件为气缸和气马达。气缸用于实现直线往复运动，输出力和直线位移。气马达用于实现连续回转运动，输出力矩和角位移。 9.4.1 气缸的分类及工作原理 1.气缸的分类 气缸主要由缸筒、活塞、活塞杆、前后端盖及密封件等组成，如图9-12所示为普通气缸结构。 9.4.2 气马达 1. 气马达的工作原理 图9-13是叶片式气马达工作原理图。 2. 气马达的特点 由于气马达具有如下