《液壓與氣壓傳動(dòng)》（第二版）課件 張興國(guó) 第8-11章 氣壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)、氣源裝置與氣動(dòng)元件、氣壓傳動(dòng)基本回路、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

8.1氣壓傳動(dòng)概述

8.2空氣的物理性質(zhì)

8.3理想氣體狀態(tài)方程

8.4氣體的流動(dòng)規(guī)律氣動(dòng)（Pneumatic）是氣壓傳動(dòng)與控制的簡(jiǎn)稱?，F(xiàn)在氣壓傳動(dòng)技術(shù)一詞的詞根，就是來(lái)源于古代希臘的“風(fēng)吹”的意思。

“風(fēng)吹”

——（Pneuma)8.1氣壓傳動(dòng)概述氣壓傳動(dòng)技術(shù)是以空氣壓縮機(jī)為動(dòng)力源，以壓縮空氣為工作介質(zhì)，進(jìn)行能量傳遞或信號(hào)傳遞的工程技術(shù)。氣壓傳動(dòng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)控制、自動(dòng)控制的重要手段之一。8.1氣壓傳動(dòng)概述8.1.1氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)各種傳動(dòng)與控制方式的比較表8-1各種傳動(dòng)與控制方式的比較

主要方式項(xiàng)目氣壓方式液壓方式機(jī)械方式電氣方式電子方式驅(qū)動(dòng)力較大（可達(dá)數(shù)十kN）大（可達(dá)數(shù)百kN以上）不太大不太大小驅(qū)動(dòng)速度大小小大大響應(yīng)速度稍大大中大大受外負(fù)載影響大較小幾乎沒(méi)有幾乎沒(méi)有幾乎沒(méi)有構(gòu)造簡(jiǎn)單稍復(fù)雜普通稍復(fù)雜復(fù)雜配線，配管稍復(fù)雜復(fù)雜無(wú)較簡(jiǎn)單復(fù)雜溫度影響小于100℃普通小于70℃普通普通大大防潮性排放冷凝水普通普通差差防腐蝕性普通普通普通差差防振性普通普通普通差特差定位精度稍不良稍良好良好良好良好8.1氣壓傳動(dòng)概述8.1.1氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)各種傳動(dòng)與控制方式的比較表8-1各種傳動(dòng)與控制方式的比較（續(xù)）

主要方式項(xiàng)目氣壓方式液壓方式機(jī)械方式電氣方式電子方式維護(hù)簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單有技術(shù)要求技術(shù)要求高危險(xiǎn)性幾乎沒(méi)有問(wèn)題注意防火沒(méi)有特別問(wèn)題注意漏電沒(méi)有特別問(wèn)題信號(hào)轉(zhuǎn)換較難難難易易遠(yuǎn)程操作良好較良好難很好很好動(dòng)力源出現(xiàn)故障有一定應(yīng)付能力若有蓄能器，可短時(shí)應(yīng)付不動(dòng)作不動(dòng)作不動(dòng)作安裝自由度有有小有有承受過(guò)載能力好尚可較難不行不行無(wú)級(jí)變速稍良好良好稍困難稍困難良好速度調(diào)整稍困難容易稍困難容易容易價(jià)格普通稍高普通稍高高8.1氣壓傳動(dòng)概述8.1.1氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)2.氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)3.氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)4.氣動(dòng)元件的發(fā)展趨勢(shì)（1）高質(zhì)量。（2）高精度。（3）高速度。（4）低功耗。（5）小型化。（6）輕量化。（7）無(wú)給油化。（8）復(fù)合集成化。（9）機(jī)電一體化。

5.氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用領(lǐng)域（1）汽車制造行業(yè)。（2）生產(chǎn)自動(dòng)化。（3）機(jī)械設(shè)備。（4）電子半導(dǎo)體家電制造行業(yè)。（5）包裝自動(dòng)化。（6）生命科學(xué)領(lǐng)域。8.1氣壓傳動(dòng)概述8.1.2氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成1.氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本構(gòu)成

一個(gè)典型的氣氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)是由各種控制閥、氣動(dòng)執(zhí)行元件、各種氣動(dòng)輔助元件及氣源凈化元件所組成。圖8-1氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本構(gòu)成8.1氣壓傳動(dòng)概述8.1.2氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成2.氣動(dòng)元件的基本品種

氣動(dòng)元件的基本品種包括：（詳見(jiàn)表8-2）★氣源設(shè)備★氣源處理元件★氣動(dòng)執(zhí)行元件★氣動(dòng)控制元件★氣動(dòng)輔助元件★真空元件8.2空氣的物理性質(zhì)8.2.1空氣的性質(zhì)1.空氣的組成

表8-3干空氣的組成

成分比值氮（N2）氧（O2）氬（Ar）二氧化碳（CO2）其他氣體體積分?jǐn)?shù)（%）78.0320.930.930.030.08質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）75.5023.101.280.0450.0758.2空氣的物理性質(zhì)8.2.1空氣的性質(zhì)2.空氣的基本狀態(tài)參數(shù)

（1）密度(ρ)（2）壓力（p）

①絕對(duì)壓力

②相對(duì)壓力

③真空度

④真空壓力（3）溫度（T）圖8-2絕對(duì)壓力、表壓力和真空度的相互關(guān)系8.2空氣的物理性質(zhì)8.2.1空氣的性質(zhì)3.黏度

表8-4空氣的運(yùn)動(dòng)黏度與溫度的關(guān)系（壓力為0.1Mpa）t/℃05102030406080100ν/(10-4m2·s-1)0.1330.1420.1470.1570.1660.1760.1960.210.2388.2空氣的物理性質(zhì)8.2.1空氣的性質(zhì)4.可壓縮性

5.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、基準(zhǔn)狀態(tài)、理想氣體和完全氣體（1）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（2）基準(zhǔn)狀態(tài)（3）理想氣體（4）完全氣體8.2空氣的物理性質(zhì)8.2.2濕度和含濕量

濕度（1）絕對(duì)濕度

（2）飽和絕對(duì)濕度（3）相對(duì)濕度2.含濕量3.露點(diǎn)8.3理想氣體狀態(tài)方程8.3.1理想氣體狀態(tài)方程

8.3.2氣體狀態(tài)變化過(guò)程

8.3理想氣體狀態(tài)方程1.等溫變化過(guò)程（波意爾法則）

在氣體溫度保持不變（T=常數(shù)）的條件下，一定質(zhì)量氣體所進(jìn)行的狀態(tài)變化過(guò)程，稱為等溫過(guò)程。當(dāng)氣體狀態(tài)變化很慢時(shí)，可視為等溫變化過(guò)程，如氣動(dòng)系統(tǒng)中的氣缸慢速運(yùn)動(dòng)、管道送氣過(guò)程等。

等溫過(guò)程狀態(tài)方程為：或圖8-3氣體等溫變化過(guò)程狀態(tài)圖8.3.2氣體狀態(tài)變化過(guò)程

8.3理想氣體狀態(tài)方程2.等容狀態(tài)過(guò)程（查理法則）

等容過(guò)程狀態(tài)方程為：

在氣體的質(zhì)量、體積保持不變（v=常數(shù)）的條件下，所進(jìn)行的狀態(tài)變化過(guò)程，稱為等容過(guò)程。等容過(guò)程狀態(tài)方程為：或圖8-4氣體等容變化過(guò)程狀態(tài)圖8.3.2氣體狀態(tài)變化過(guò)程

8.3理想氣體狀態(tài)方程3.等壓狀態(tài)過(guò)程（蓋—呂薩克法則）

在氣體壓力保持不變（p=常數(shù)）的條件下，一定質(zhì)量氣體所進(jìn)行的狀態(tài)變化過(guò)程，稱為等壓過(guò)程。

等壓過(guò)程狀態(tài)方程為：或圖8-5氣體等壓變化過(guò)程狀態(tài)圖8.3.2氣體狀態(tài)變化過(guò)程

8.3理想氣體狀態(tài)方程4.絕熱變化過(guò)程（查理法則）

在氣體與外界無(wú)熱量交換條件下，一定質(zhì)量氣體所進(jìn)行的狀態(tài)變化過(guò)程，稱為絕熱過(guò)程。當(dāng)氣體狀態(tài)變化很快，可視為絕熱變化過(guò)程，如氣動(dòng)系統(tǒng)的快速充、排氣過(guò)程。

絕熱過(guò)程狀態(tài)方程為：圖8-6氣體絕熱變化過(guò)程狀態(tài)圖8.3.2氣體狀態(tài)變化過(guò)程

8.3理想氣體狀態(tài)方程5.多變變化過(guò)程圖8-5氣體等壓變化過(guò)程狀態(tài)圖

在沒(méi)有任何制約條件下，一定質(zhì)量氣體所進(jìn)行的狀態(tài)變化過(guò)程，稱為多變過(guò)程。嚴(yán)格地講，氣體狀態(tài)變化過(guò)程大多屬于多變過(guò)程；等容、等壓、等溫、絕熱這四種變化過(guò)程不過(guò)是多變過(guò)程的特例而已。pvn=常數(shù)p1v1n=p2v2n或8.4氣體的流動(dòng)規(guī)律8.4.1氣體流動(dòng)的基本方程

1.連續(xù)性方程

根據(jù)質(zhì)量守恒定律，當(dāng)氣體在管道中做穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，同一時(shí)間流過(guò)每一通流斷面的質(zhì)量為一定值,即為連續(xù)性方程。8.4氣體的流動(dòng)規(guī)律8.4.1氣體流動(dòng)的基本方程

2.運(yùn)動(dòng)方程

8.4氣體的流動(dòng)規(guī)律8.4.1氣體流動(dòng)的基本方程

3.狀態(tài)方程

8.4氣體的流動(dòng)規(guī)律8.4.1氣體流動(dòng)的基本方程

4.伯努利方程（能量方程）8.4氣體的流動(dòng)規(guī)律8.4.2氣動(dòng)元件的通流能力

1.有效截面積S圖8-7節(jié)流閥的有效截面積圖8-8節(jié)流孔的收縮系數(shù)8.4氣體的流動(dòng)規(guī)律8.4.2氣動(dòng)元件的通流能力

2.流量q如果當(dāng)氣流壓力之比p1/p2＞1.893時(shí)，其流量公式為：如果當(dāng)氣流壓力之比p1/p2＜1.893時(shí)，其流量公式為：8.4氣體的流動(dòng)規(guī)律8.4.3充放氣時(shí)間的計(jì)算1．充氣溫度與時(shí)間的計(jì)算2．放氣溫度與時(shí)間的計(jì)算☆本章小結(jié)☆1．理解氣壓傳動(dòng)的基本概念、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本組成，了解空氣的物理性質(zhì)。2．掌握理想氣體的狀態(tài)方程，掌握氣體狀態(tài)變化過(guò)程及其對(duì)應(yīng)方程，掌握氣體流動(dòng)的基本方程及其應(yīng)用。9.1氣源裝置

9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.3氣動(dòng)控制元件

9.4氣動(dòng)輔件氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)由氣源裝置、氣動(dòng)執(zhí)行元件、氣動(dòng)控制元件、氣動(dòng)輔件等組成。氣源裝置為壓縮空氣的發(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)提供滿足質(zhì)量要求的壓縮空氣。氣動(dòng)執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能并完成做功動(dòng)作的元件，如氣缸、氣馬達(dá)。氣動(dòng)控制元件是氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要元件，能實(shí)現(xiàn)氣體壓力、流量及運(yùn)動(dòng)方向的控制，如各種閥類；能完成一定邏輯功能，即氣動(dòng)邏輯元件；能感測(cè)、轉(zhuǎn)換、處理氣壓傳動(dòng)信號(hào)，如氣動(dòng)傳感器及信號(hào)處理裝置。氣動(dòng)輔件是氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的輔助元件，如消聲器、管道、接頭等。9.1氣源裝置

氣源裝置是保證氣壓傳動(dòng)和控制系統(tǒng)正常工作所不可缺少的動(dòng)力源，為氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)提供滿足一定質(zhì)量要求的壓縮空氣，是氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分。

9.1氣源裝置9.1.1氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)壓縮空氣品質(zhì)的要求

若壓縮空氣不經(jīng)處理而直接進(jìn)入管路系統(tǒng)時(shí)，可能會(huì)造成以下不良后果：（1）油液揮發(fā)的油蒸氣聚集在儲(chǔ)氣罐中形成易燃易爆物質(zhì)，可能會(huì)造成事故。（2）油液被高溫汽化后形成有機(jī)酸，對(duì)金屬器件起腐蝕作用。（3）油、水和灰塵的混合物沉積在管道內(nèi)將減小管道內(nèi)徑，使氣阻增大或管路堵塞。（4）在氣溫比較低時(shí)，水汽凝結(jié)后會(huì)使管道及附件因凍結(jié)而損壞，或造成氣流不暢通以及產(chǎn)生誤動(dòng)作。（5）較大的雜質(zhì)顆粒與氣缸、氣馬達(dá)、氣控閥等元件的運(yùn)動(dòng)件之間形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而造成表面磨損，從而降低設(shè)備的使用壽命；或者堵塞控制元件的通道，直接影響元件的性能，甚至使控制失靈。

不同應(yīng)用對(duì)象的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)壓縮空氣質(zhì)量的要求也不同。

ISO85731標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)對(duì)壓縮空氣中的固體塵埃顆粒度、含水率（以壓力露點(diǎn)形式要求）和含油率的要求劃分了壓縮空氣的質(zhì)量等級(jí)。

9.1氣源裝置9.1.1氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)壓縮空氣品質(zhì)的要求9.1氣源裝置9.1.1氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)壓縮空氣品質(zhì)的要求圖9-1壓縮空氣凈化流程示意圖1—空壓機(jī)；2—后冷卻器；3—分離器；4、7—儲(chǔ)氣罐；5—干燥器；6—過(guò)濾器；8—加熱器；9—四通閥9.1氣源裝置9.1.2氣源裝置的組成

氣源裝置一般由三部分組成：（1）產(chǎn)生壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置，如空壓機(jī)；（2）凈化壓縮空氣的輔助裝置和設(shè)備，如過(guò)濾器、油水分離器、干燥器等；（3）輸送壓縮空氣的供氣管道系統(tǒng)。

圖9-2氣源裝置的組成1-空氣壓縮機(jī)；2、13-安全閥；3-單向閥；4-小氣罐；5-排水器；6-電動(dòng)機(jī)；7-壓力開(kāi)關(guān)；8-壓力表；9-截止閥；9-后冷卻器；11-油分離器；12—儲(chǔ)氣罐9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

空氣壓縮機(jī)（空壓機(jī)）是氣壓發(fā)生裝置，是把電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的轉(zhuǎn)換裝置。

9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

1．空壓機(jī)的類型表9-1空壓機(jī)的分類分類方式分類按工作原理分類容積型空壓機(jī)（其工作原理是壓縮氣體的體積，使單位體積內(nèi)氣體分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力。）速度型空壓機(jī)（其工作原理是提高氣體分子的運(yùn)動(dòng)速度，以增加氣體的動(dòng)能，然后將分子動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能以提高壓縮空氣的壓力。）按結(jié)構(gòu)形式分類容積型往復(fù)式（活塞式、膜片式）和旋轉(zhuǎn)式（滑片式、螺桿式、轉(zhuǎn)子式）速度型離心式、軸流式和混流式按性能參數(shù)分類輸出壓力鼓風(fēng)機(jī)（≤0.2MPa）、低壓（0.2~1.0MPa）、中壓（1.0~10MPa）、高壓（10~100MPa）、超高壓（>100MPa）輸出流量微型（<1m3/min）、小型（1~10m3/min）、中型（10~100m3/min）、大型（>100m3/min）按潤(rùn)滑方式分類有油潤(rùn)滑型無(wú)油潤(rùn)滑型9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

2．空壓機(jī)工作原理

（1）活塞式空壓機(jī)——需設(shè)置氣罐

圖9-3單級(jí)單作用活塞式空壓機(jī)工作原理圖1—排氣閥；2—缸體；3—活塞；4—活塞桿；5—滑塊；6—連桿；7—曲柄；8—吸氣閥；9—閥門(mén)彈簧單級(jí)活塞式空壓機(jī)9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

2．空壓機(jī)工作原理

（1）活塞式空壓機(jī)兩級(jí)活塞式空壓機(jī)

圖9-4兩級(jí)活塞式空壓機(jī)工作原理圖9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

2．空壓機(jī)工作原理

（1）活塞式空壓機(jī)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，維修容易，活塞的密封性好，容易實(shí)現(xiàn)大容量和高壓輸出等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是振動(dòng)大、噪聲大，排氣為斷續(xù)進(jìn)行，輸出有脈動(dòng)，需要設(shè)置儲(chǔ)氣罐。工業(yè)上應(yīng)用最普遍的是活塞式空壓機(jī)。

9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

2．空壓機(jī)工作原理

（2）滑片式空壓機(jī)圖9-5滑片式空壓機(jī)工作原理圖優(yōu)點(diǎn)是能連續(xù)排出脈動(dòng)小的壓縮空氣，所以一般無(wú)需設(shè)置儲(chǔ)氣罐，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，操作維修方便，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小。缺點(diǎn)是葉片、轉(zhuǎn)子和機(jī)體之間機(jī)械摩擦較大，產(chǎn)生較高的能量損失，因?yàn)樾室草^低。9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

2．空壓機(jī)工作原理

（3）螺桿式空壓機(jī)優(yōu)點(diǎn)是能輸送出連續(xù)的脈動(dòng)小的壓縮空氣，輸出流量大，不需要設(shè)置儲(chǔ)氣罐，結(jié)構(gòu)中無(wú)易損件，壽命長(zhǎng)，效率高。缺點(diǎn)是制造精度要求高，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲大。且由于結(jié)構(gòu)剛度的限制，只適用于中低壓范圍使用。

圖9-6螺桿式空壓機(jī)工作原理圖9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

（4）膜片式空壓機(jī)2．空壓機(jī)工作原理

圖9-7膜片式空壓機(jī)工作原理圖

膜片式空壓機(jī)能提供0.5Mpa的壓縮空氣。由于它無(wú)需油潤(rùn)滑，無(wú)污染，因此廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和相類似的工業(yè)中。9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

3．空壓機(jī)的選用

首先按空壓機(jī)的特性要求，選擇空壓機(jī)的類型。再根據(jù)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量?jī)蓚€(gè)參數(shù)，確定空壓機(jī)的輸出壓力pc和吸入流量qc。最終選取空壓機(jī)的型號(hào)。表9-2常用壓縮機(jī)技術(shù)性能及特點(diǎn)壓縮機(jī)類型排氣壓力（Mpa）排氣量（m3/min）價(jià)格振動(dòng)噪聲特點(diǎn)活塞式一般在100以下中高很高適用的壓力范圍廣，從低壓到高壓均可使用；排氣量小于100m3/min時(shí)，損失小，熱效率高于回轉(zhuǎn)式；排氣量范圍廣且不受壓力高低的影響，適應(yīng)性較強(qiáng)；機(jī)器零部件多由普通金屬材料制成，工藝要求不太高；外形尺寸、重量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修量大；排氣有脈動(dòng)；排氣中含有潤(rùn)滑油（無(wú)潤(rùn)滑壓縮機(jī)除外）單級(jí)兩級(jí)多級(jí)<0.7<1.0>1.0滑片式一般在6以下中轉(zhuǎn)子平衡時(shí)振動(dòng)低低

運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，排氣連續(xù)、均勻、無(wú)脈動(dòng)，可不裝氣罐穩(wěn)壓；工作機(jī)構(gòu)易磨損（經(jīng)技術(shù)處理后可提高耐磨性能），密封較困難，效率較低，適用于中低壓范圍單級(jí)兩級(jí)<0.5<1.0螺桿式500以下高轉(zhuǎn)子平衡時(shí)振動(dòng)低較低（經(jīng)處理可很低）

輕便、可靠、高速、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，排氣連續(xù)無(wú)脈動(dòng)，可不裝氣罐穩(wěn)壓；制造復(fù)雜；效率較低；適用于中低壓范圍單級(jí)兩級(jí)<0.5<1.0膜片式1以下低高高

氣缸不需潤(rùn)滑，密封性能好；排氣中不含油；排氣不均勻，有脈動(dòng)；適用于小排量、對(duì)壓縮空氣的純度要求較高的場(chǎng)合；壓縮機(jī)的輸出壓力和壽命決定于膜片的材料和結(jié)構(gòu)單級(jí)兩級(jí)<0.4<0.7離心式16~6300高轉(zhuǎn)子平衡時(shí)振動(dòng)低帶消聲過(guò)濾器時(shí)低

轉(zhuǎn)速高，排氣平穩(wěn)無(wú)脈動(dòng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便；排氣中不含油；熱效率較低；運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)欠穩(wěn)定，工作性能隨工作條件變化；適用于低壓、大排量（排量小時(shí)不經(jīng)濟(jì)，排量大時(shí)能耗較低）；機(jī)器體積較小，流量和壓力變化由性能曲線決定單級(jí)<0.4四級(jí)<2.0多級(jí)<10軸流式<10>400高轉(zhuǎn)子平衡時(shí)振動(dòng)低帶消聲過(guò)濾器時(shí)低9.1氣源裝置9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

4．空壓機(jī)的使用與維護(hù)

（1）空壓機(jī)用潤(rùn)滑油。（2）空壓機(jī)的安裝地點(diǎn)。（3）空壓機(jī)起動(dòng)前，應(yīng)檢查潤(rùn)滑油油位是否正常（4）要定期檢查吸入過(guò)濾器的阻塞情況。

9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

5．凈化設(shè)備

（1）后冷卻器風(fēng)冷式后冷卻器

圖9-8風(fēng)冷式后冷卻器9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

5．凈化設(shè)備

（1）后冷卻器水冷式后冷卻器

圖9-9水冷式后冷卻器9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

5．凈化設(shè)備

（2）儲(chǔ)氣罐

儲(chǔ)氣罐的作用是貯存一定數(shù)量的壓縮空氣；消除壓力脈動(dòng)，保證輸出氣流的連續(xù)性；調(diào)節(jié)用氣量或以備發(fā)生故障和臨時(shí)需要應(yīng)急使用；進(jìn)一步分離壓力空氣中的水分和油分。

圖9-10儲(chǔ)氣罐示意圖1—安全閥2—壓力表3—檢修蓋4—排水閥9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

5．凈化設(shè)備

（3）空氣干燥器——作用是用于除去壓縮空氣中的水分，得到干燥空氣。圖9-11冷凍式干燥器工作原理圖圖9-12吸附式干燥器工作原理圖9.1氣源裝置9.1.3空氣壓縮機(jī)及其凈化設(shè)備

5．凈化設(shè)備

（3）空氣干燥器圖9-13高分子隔膜式干燥器工作原理圖圖9-14吸收式干燥器工作原理圖9.1氣源裝置9.1.4氣動(dòng)三聯(lián)件

在氣壓傳動(dòng)技術(shù)中，將分水過(guò)濾器、減壓閥和油霧器統(tǒng)稱為氣動(dòng)“三大件”，它們雖然都是獨(dú)立的氣源處理元件，可以單獨(dú)使用，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)卻又常常組合在一起作為一個(gè)組件使用，因此又稱為“氣動(dòng)三聯(lián)件”。

圖9-15氣動(dòng)三聯(lián)件9.2氣動(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，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或沖擊動(dòng)作。氣動(dòng)執(zhí)行元件分為氣缸和氣馬達(dá)兩大類。氣缸用于提供直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)，輸出力和直線速度或擺動(dòng)角位移；氣馬達(dá)用于提供連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

1．氣缸的結(jié)構(gòu)及工作原理

（1）氣缸的工作原理圖9-16普通雙作用氣缸1，13－彈簧擋圈；2－防塵圈壓板；3－防塵圈；4－導(dǎo)向套；5－桿側(cè)端蓋；6－活塞桿；7－缸筒；8－緩沖墊；9－活塞；9-活塞密封圈；11－密封圈；12－耐磨環(huán)；14－無(wú)桿側(cè)端蓋9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

1．氣缸的結(jié)構(gòu)及工作原理

（2）氣缸的基本構(gòu)造

①缸筒。②端蓋。③導(dǎo)向套。④活塞。⑤活塞桿。

（3）氣缸的安裝形式

①固定式氣缸②軸銷式氣缸③回轉(zhuǎn)式氣缸

④嵌入式氣缸

9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（1）普通氣缸

①單作用氣缸圖9-17單作用氣缸示意圖

9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（1）普通氣缸

②雙作用氣缸

圖9-18單活塞桿式雙作用氣缸示意圖圖9-19雙活塞稈式雙作用氣缸示意圖9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（1）普通氣缸

②雙作用氣缸

圖9-20雙活塞式雙作用氣缸示意圖圖9-21帶緩沖裝置的雙作用氣缸示意圖9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（2）特殊氣缸

①帶磁性開(kāi)關(guān)氣缸圖9-22帶磁性開(kāi)關(guān)氣缸的工作原理圖1－動(dòng)作指示燈；2－保護(hù)電路；3－開(kāi)關(guān)外殼；4－導(dǎo)線；5－活塞；6－磁環(huán)（永久磁鐵）；7－缸筒8－舌簧開(kāi)關(guān)9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（2）特殊氣缸

②薄膜式氣缸圖9-23膜片氣缸式工作原理圖1－缸體；2－膜片；3－膜盤(pán)；4－活塞桿9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（2）特殊氣缸

③省空間氣缸圖9-24薄型省空間氣缸圖9-25自由安裝型省空間氣缸圖9-26橢圓形省空間氣缸9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（2）特殊氣缸

④帶閥氣缸圖9-27帶閥組合氣缸1－管接頭；2－氣缸；3－氣管；4－電磁換向閥；5－換向閥底板；6－單向節(jié)流閥組合件；7－密封圈9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（2）特殊氣缸

⑤鎖緊氣缸（a）鎖緊前（b）鎖緊后圖9-28鎖緊氣缸工作原理圖9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（2）特殊氣缸

⑥氣-液阻尼缸圖9-29氣-液阻尼缸1-油杯；2-單向閥；3-節(jié)流閥；4-液壓油；5-空氣9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（2）特殊氣缸

⑦無(wú)桿氣缸圖9-30磁性耦合式無(wú)桿氣缸工作原理結(jié)構(gòu)圖1-套筒；2-外磁環(huán)；3-外磁導(dǎo)板；4-內(nèi)磁環(huán)；5-內(nèi)磁導(dǎo)板；6-壓蓋；7-卡環(huán)；8-活塞；9-活塞軸；9-緩沖柱塞；11-氣缸筒；12-端蓋；13-進(jìn)、排氣口9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（2）特殊氣缸

⑦無(wú)桿氣缸圖9-31機(jī)械接觸式無(wú)桿氣缸工作原理結(jié)構(gòu)圖l－節(jié)流閥；2－緩沖柱塞；3－密封帶；4－防塵不銹鋼帶；5－活塞；6－滑塊；7－活塞架9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（2）特殊氣缸

⑧擺動(dòng)氣缸圖9-32單葉片式擺動(dòng)氣缸工作原理圖1－葉片2－轉(zhuǎn)子3－定子4－缸體圖9-33齒輪齒條式擺動(dòng)氣缸結(jié)構(gòu)原理1－齒條組件；2－彈簧柱銷；3－滑塊；4－端蓋；5－缸體；6－軸承；7－軸；8－活塞；9－齒輪9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（2）特殊氣缸

⑧擺動(dòng)氣缸表9-4葉片式擺動(dòng)氣缸和齒輪齒條式擺動(dòng)氣缸特點(diǎn)比較品種體積質(zhì)量改變擺動(dòng)角方法設(shè)置緩沖裝置輸出力矩泄漏擺角范圍最低使用壓力擺動(dòng)速度用于中途停止?fàn)顟B(tài)葉片式較小較小調(diào)節(jié)止動(dòng)塊的位置內(nèi)部設(shè)置困難較小微漏較窄較大不宜低速不宜長(zhǎng)時(shí)間使用齒輪齒條式較大較大改變內(nèi)部或外部擋塊位置容易較大很小可較寬較小可以低速可適當(dāng)時(shí)間使用9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

2．氣缸的分類及特點(diǎn)

（2）特殊氣缸

⑨氣動(dòng)手爪

氣動(dòng)手爪實(shí)質(zhì)上是一種變型氣缸，它可以用來(lái)抓起工件，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手各種動(dòng)作。

(a)支點(diǎn)開(kāi)閉型兩爪式(b)滑動(dòng)導(dǎo)軌型兩爪平開(kāi)式(c)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)型三爪式圖9-34氣動(dòng)手爪9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

3．氣缸的技術(shù)參數(shù)

（1）氣缸的特性氣缸的特性分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。氣缸的靜態(tài)特性是指與缸的輸出力及耗氣量密切相關(guān)的最低工作壓力、最高工作壓力、摩擦阻力等參數(shù)。氣缸的動(dòng)態(tài)特性是指在氣缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中氣缸兩腔內(nèi)空氣壓力，溫度，活塞速度、位移等參數(shù)隨時(shí)間的變化情況。它能真實(shí)地反映氣缸的工作性能。

9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

3．氣缸的技術(shù)參數(shù)

（2）氣缸的速度特性（3）氣缸的輸出力（4）氣缸的負(fù)載率η①單桿單作用氣缸②單桿雙作用氣缸③雙桿雙作用氣缸（5）氣缸耗氣量9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

4．氣缸的選用步驟

氣缸的選用應(yīng)根據(jù)工作要求和條件，正確選擇氣缸的類型。以單活塞桿雙作用缸為例說(shuō)明氣缸的選用步驟。（1）預(yù)選氣缸的缸徑。（2）預(yù)選氣缸的行程。（3）選擇氣缸的品種。（4）驗(yàn)算緩沖能力。（5）選擇安裝方式。（6）活塞桿長(zhǎng)度的驗(yàn)算。（7）計(jì)算氣缸的空氣消費(fèi)量和最大耗氣量。（8）選擇磁性開(kāi)關(guān)。（9）其它要求。9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.1氣缸

例9-1氣缸的基本選擇

如圖9-35所示氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)有四個(gè)氣缸，缸A把工件放下，缸B夾緊工件，缸C將工件推至缸D的下方，再由缸D在工件上打字。請(qǐng)選擇四個(gè)氣缸的品種和安裝形式，并說(shuō)明安裝形式的特點(diǎn)。

圖9-35例9-1圖表9-5例9-1氣缸選擇結(jié)果缸號(hào)氣缸品種安裝形式特點(diǎn)A單桿雙作用無(wú)桿側(cè)法蘭型負(fù)載垂直于安裝面B單桿單作用（彈簧壓回）桿側(cè)法蘭型負(fù)載與軸線一致C單桿雙作用單耳環(huán)或雙耳環(huán)允許負(fù)載有點(diǎn)擺動(dòng)D雙桿雙作用（桿不回轉(zhuǎn)）腳座型負(fù)載與軸線一致9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.2氣馬達(dá)

氣馬達(dá)也是一種氣動(dòng)執(zhí)行元件，是將壓縮空氣的壓力能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，它輸出力矩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.2氣馬達(dá)

1．氣馬達(dá)的分類與特點(diǎn)

表9-6各種氣馬達(dá)特點(diǎn)比較種類轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率（kW）每千瓦耗氣量q/（m3/min）特點(diǎn)及應(yīng)用范圍葉片式低轉(zhuǎn)矩高轉(zhuǎn)速≤3小型：1.0~1.4大型：1.8~2.3

制造簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，但低速啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，低速性能差。適用于要求低或中等功率的機(jī)械，如風(fēng)動(dòng)工具、升降機(jī)、拖拉機(jī)、泵、礦山機(jī)械等薄膜式高轉(zhuǎn)矩低速度<11.2~1.4

適用于控制要求很精確、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩極高和速度低的機(jī)械活塞式中高轉(zhuǎn)矩低或中速≤17小型：1.0~1.4大型：1.9~2.3

低速時(shí)有較大的功率輸出和較好的轉(zhuǎn)矩特性，啟動(dòng)準(zhǔn)確，且啟動(dòng)和停止特性均比葉片式好。適用于載荷較大、低速、轉(zhuǎn)矩較高的機(jī)械，如起重機(jī)、絞車、拉管機(jī)等9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.2氣馬達(dá)

1．氣馬達(dá)的分類與特點(diǎn)

氣馬達(dá)與和它起同樣作用的電動(dòng)機(jī)相比，其特點(diǎn)是殼體輕，輸送方便，又因其工作介質(zhì)是空氣，則不必?fù)?dān)心引起火災(zāi)。氣動(dòng)馬達(dá)過(guò)載時(shí)能自動(dòng)停轉(zhuǎn)，而與供給壓力保持平衡狀態(tài)。氣動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)后，阻力減小，阻力變化往往具有很大柔性。因此氣馬達(dá)廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械和氣動(dòng)工具等場(chǎng)合。9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.2氣馬達(dá)

2．氣馬達(dá)的工作原理

圖9-36氣馬達(dá)工作原理圖9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.3真空元件

以真空吸附為動(dòng)力源，作為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的一種手段，已在電子、半導(dǎo)體元件組裝、汽車組裝、自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械、輕工機(jī)械、食品機(jī)械、醫(yī)療器械、印刷機(jī)械、塑料制品機(jī)械、包裝機(jī)械、鍛壓機(jī)械、機(jī)器人等許多方面得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)任何具有較光滑表面的物體，特別對(duì)于非鐵、非金屬且不適合夾緊的物體，如薄的柔軟的紙張、塑料膜、鋁箔，易碎的玻璃及其制品，集成電路等微型精密零件，都可使用真空吸附來(lái)完成各種作業(yè)。

9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.3真空元件

1．真空發(fā)生裝置

圖9-37真空發(fā)生器工作原理圖1-拉瓦爾噴管2-負(fù)壓腔3-接收管9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.3真空元件

1真空發(fā)生裝置

表9-7兩種真空發(fā)生裝置的特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)合

項(xiàng)目真空泵真空發(fā)生器最大真空度可達(dá)101.3kPa}能同時(shí)獲得最大值可達(dá)88kPa}不能同時(shí)獲得最大值吸入流量可很大不大結(jié)構(gòu)復(fù)雜簡(jiǎn)單體積大很小重量重很輕壽命有可動(dòng)件，壽命較長(zhǎng)無(wú)可動(dòng)件，壽命長(zhǎng)消耗功率較大較大價(jià)格高低安裝不便方便維護(hù)需要不需要與配套件復(fù)合化困難容易真空的產(chǎn)生及解除慢快真空壓力脈動(dòng)有脈動(dòng)，需設(shè)真空罐無(wú)脈動(dòng)，不需真空罐應(yīng)用場(chǎng)合適合連續(xù)、大流量工作，不宜頻繁啟停，適合集中使用需供應(yīng)壓縮空氣，宜從事流量不大的間歇工作，適合分散使用。改變材質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)耐熱、耐腐蝕9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.3真空元件

2．真空吸盤(pán)

圖9-38各種形式的吸盤(pán)9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.3真空元件

2．真空吸盤(pán)

表9-8常用吸盤(pán)的吸盤(pán)直徑吸盤(pán)直徑（mm）24681013162025324050平型吸盤(pán)●●●●●●●●●●●●帶肋平型吸盤(pán)●●●●●●●●深凹型吸盤(pán)●●●●風(fēng)琴型吸盤(pán)●●●●●●●●●●9.2氣動(dòng)執(zhí)行元件9.2.3真空元件

2．真空吸盤(pán)

(a)螺紋連接(b)利用緩沖體連接圖9-39吸盤(pán)的安裝形式(a)軸向(b)側(cè)向

圖9-40真空口的取出方向9.3氣動(dòng)控制元件

在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，氣動(dòng)控制元件是用來(lái)調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量和方向等的元件，以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲得必要的力、速度，按規(guī)定的程序正常進(jìn)行工作。氣動(dòng)控制元件按功能可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。9.3氣動(dòng)控制元件9.3.1壓力控制閥

1．減壓閥

（1）直動(dòng)式減壓閥圖9-41直動(dòng)式減壓閥l－調(diào)節(jié)旋鈕；2、3－調(diào)壓彈簧；4－溢流閥座；5－膜片；6－膜片氣室；7－阻尼管；8－閥桿；9－復(fù)位彈簧；9-進(jìn)氣閥；11－排氣孔；12－溢流孔9.3氣動(dòng)控制元件9.3.1壓力控制閥

1．減壓閥

（2）先導(dǎo)式減壓閥

圖9-42內(nèi)部先導(dǎo)式減壓閥l－固定節(jié)流孔;2－噴嘴;3－擋板;4－上氣室;5－中氣室;6－下氣室;7－閥芯;8－排氣孔;9－膜片9.3氣動(dòng)控制元件9.3.1壓力控制閥

2．增壓閥

通過(guò)增壓閥，將工廠氣路中的壓力增加2倍或4倍，但最高輸出壓力小于2Mpa。這樣做與建立高壓氣源相比，可節(jié)省成本和能源。9.3氣動(dòng)控制元件9.3.1壓力控制閥

3．溢流閥（安全閥）

當(dāng)儲(chǔ)氣罐或回路中的壓力超過(guò)某設(shè)定值時(shí)，溢流閥（安全閥）把超過(guò)設(shè)定值的壓縮空氣排入大氣，以保持輸入壓力不超過(guò)設(shè)定值。溢流閥（安全閥）在系統(tǒng)中起限制最高壓力，起過(guò)壓安全保護(hù)作用。圖9-44溢流閥的工作原理1－調(diào)節(jié)手輪；2－調(diào)壓彈簧；3－閥芯9.3氣動(dòng)控制元件9.3.1壓力控制閥

3．溢流閥（安全閥）

圖9-45溢流閥9.3氣動(dòng)控制元件9.3.1壓力控制閥

4．順序閥與單向順序閥

（1）順序閥

順序閥是依靠氣路中氣體壓力的作用來(lái)控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)按順序動(dòng)作的壓力控制閥。

圖9-46順序閥工作原理9.3氣動(dòng)控制元件9.3.1壓力控制閥

4．順序閥與單向順序閥

（2）單向順序閥

順序閥很少單獨(dú)使用，常與單向閥并聯(lián)組合一起使用，這稱為單向順序閥。圖9-47單向順序閥工作原理1－調(diào)節(jié)手輪;2－彈簧;3－活塞;4、6－工作腔5－單向閥9.3氣動(dòng)控制元件9.3.2流量控制閥

在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，對(duì)氣缸運(yùn)動(dòng)速度、信號(hào)延遲時(shí)間、油霧器的滴油量、緩沖氣缸的緩沖能力等的控制，都是依靠控制流量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。控制壓縮空氣流量的閥稱為流量控制閥，是通過(guò)改變閥的流通面積來(lái)實(shí)現(xiàn)流量控制的。流量控制閥包括節(jié)流閥、單向節(jié)流閥和排氣節(jié)流閥等。

9.3氣動(dòng)控制元件9.3.2流量控制閥

1．節(jié)流閥

節(jié)流閥是通過(guò)改變閥的流通面積來(lái)調(diào)節(jié)流量的。用于控制氣缸的運(yùn)動(dòng)速度。圖9-48節(jié)流閥9.3氣動(dòng)控制元件9.3.2流量控制閥

2．單向節(jié)流閥

單向節(jié)流閥是由單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)組合而成的流量控制閥，常用于控制氣缸的運(yùn)動(dòng)速度，故常稱為速度控制閥。單向閥的功能是靠單向型密封圈來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖9-49單向節(jié)流閥9.3氣動(dòng)控制元件9.3.2流量控制閥

3．帶消聲器的排氣節(jié)流閥

帶消聲器的排氣節(jié)流閥通常裝在換向閥的排氣口上，控制排入大氣的流量，以改變氣缸的運(yùn)動(dòng)速度。圖9-50排氣節(jié)流閥1-襯墊；2-調(diào)節(jié)手輪；3-節(jié)流閥芯；4-鎖緊螺母；5-導(dǎo)向套；6-O形圈；7－消聲套；8－蓋；9－閥體9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

能改變氣體流動(dòng)方向或通斷的控制閥稱為方向控制閥，它是氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一類閥。如向氣缸一端進(jìn)氣，并從另一端排氣，再反過(guò)來(lái)，從另一端進(jìn)氣，一端排氣，這種流動(dòng)方向的改變，便要使用方向控制閥。9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

1．方向控制閥分類

（1）按閥內(nèi)氣流的流通方向分類（2）按閥的控制方式分類（3）按閥芯的工作位置數(shù)分類（4）按閥的接口數(shù)目分類（5）按閥芯結(jié)構(gòu)形式分類（6）按控制信號(hào)數(shù)目分類（7）按閥的動(dòng)作方式分類（8）按安裝連接方式分類（9）按閥的密封方式分類（10）按閥的流通能力分類9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

2．換向型方向控制閥

（1）電磁換向閥直動(dòng)式電磁換向閥圖9-51單電控直動(dòng)式電磁閥工作原理圖1－電磁線圈2－閥芯圖9-52雙電控直動(dòng)式電磁閥工作原理圖1、3-電磁鐵2-閥芯使用時(shí)兩電磁鐵不允許同時(shí)得電。9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

2．換向型方向控制閥

（1）電磁換向閥先導(dǎo)式電磁換向閥圖9-53單電控外部先導(dǎo)式電磁換向閥的工作原理9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

2．換向型方向控制閥

（2）氣控?fù)Q向閥圖9-54單氣控加壓截止式換向閥的工作原理9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

2．換向型方向控制閥

（3）機(jī)控?fù)Q向閥圖9-55機(jī)控閥常用的機(jī)械控制方式

9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

2．換向型方向控制閥

（4）人力控制換向閥圖9-56幾種人力控制換向閥實(shí)物圖9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

3．單向型方向控制閥

（1）單向閥圖9-57單向閥結(jié)構(gòu)示意圖9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

3．單向型方向控制閥

（2）梭閥圖9-58梭閥1-閥座2-閥芯3-閥體4-O形圈9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

3．單向型方向控制閥

（2）梭閥圖9-59梭閥的應(yīng)用回路9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

3．單向型方向控制閥

（3）雙壓閥圖9-60雙壓閥9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

3．單向型方向控制閥

（3）雙壓閥圖9-61互鎖回路1、2-機(jī)控?fù)Q向閥3-雙壓閥4-氣控閥5-鉆孔缸9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

3．單向型方向控制閥

（4）快速排氣閥圖9-62快速排氣閥9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

4．方向控制閥的選擇（1）結(jié)構(gòu)形式表9-9結(jié)構(gòu)形式選擇結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)閥芯結(jié)構(gòu)形式座閥式換向行程小，密封性好，對(duì)空氣清潔度要求低于滑柱式，換向力較大滑柱式換向力小，通用性強(qiáng)，雙控式易實(shí)現(xiàn)記憶功能，換向行程大，對(duì)空氣清潔度要求較高滑板式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)多位多通，換向力較大，對(duì)空氣清潔度要求較高動(dòng)作方式直動(dòng)式通徑小，換向頻率高，省電。若主閥芯粘住或動(dòng)作不良，交流電磁線圈易燒毀先導(dǎo)式通徑大，換向頻率低，省電。線圈燒毀事故少。內(nèi)部先導(dǎo)式的使用壓力不能太低，一般在01~0.5Mpa以上；外部先導(dǎo)式的使用壓力可較低，有些可使用真空壓力密封形式彈性密封換向力較大，換向頻率較低，密封性好，故泄漏少，對(duì)空氣清潔度要求低于間隙密封間隙密封換向力較小，換向頻率高，有微漏，對(duì)空氣清潔度要求高9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

4．方向控制閥的選擇（2）控制方式表9-10控制方式的選擇控制方式特點(diǎn)電磁控制適合電、氣聯(lián)合控制和遠(yuǎn)距離控制以及復(fù)雜系統(tǒng)的控制氣壓控制適合易燃、易爆、粉塵多和潮濕等惡劣環(huán)境下的控制和簡(jiǎn)單控制，也用于流體的流量放大和壓力放大機(jī)械控制主要用作行程信號(hào)閥，可選用不同的操作機(jī)構(gòu)人力控制可按人的意志改變控制對(duì)象的狀態(tài)，可選用不同的操作機(jī)構(gòu)，可用于自動(dòng)或手動(dòng)操作的選擇，機(jī)械裝置的啟動(dòng)和停止等。需要保持功能時(shí)，可選用具有定位功能的手動(dòng)閥9.3氣動(dòng)控制元件（3）閥的機(jī)能表9-11閥的機(jī)能的選擇閥的機(jī)能特點(diǎn)二位式單氣、電控控制信號(hào)撤除，閥芯復(fù)位。單電控只一個(gè)電磁先導(dǎo)閥，成本低用于具有兩個(gè)工作位置的場(chǎng)合雙氣、電控具有記憶功能，從安全性考慮，選雙控好。一旦停電，因具有記憶功能，氣缸能保持原狀三位式中封式兩控制口都無(wú)電信號(hào)時(shí)，各通口都封閉。用于氣缸在任意位置的停止或緊急停止。但停止精度不高（在幾毫米以上）中泄式兩控制口都無(wú)電信號(hào)時(shí)，進(jìn)氣口封閉，出口與排氣口接通。氣缸宜水平安裝，一般用于急停時(shí)釋放氣壓，以保證安全?；蚴箽飧滋幱谧杂蔂顟B(tài)，以便于調(diào)整工作中壓式兩控制口都無(wú)電信號(hào)時(shí)，進(jìn)氣同時(shí)與兩出口接通。在氣缸無(wú)桿側(cè)回路中裝減壓閥，實(shí)現(xiàn)中停比中封式快。有少量泄漏仍可維持中停。不適用于負(fù)載變動(dòng)的場(chǎng)合中止式兩控制口都無(wú)電信號(hào)時(shí)，兩出口都被單向閥封閉，氣缸兩腔的壓力可較長(zhǎng)時(shí)間保持不變，實(shí)現(xiàn)氣缸較長(zhǎng)時(shí)間的中停閥的通口數(shù)二位二通控制氣源的通斷、緊急切斷氣源，緊急快速泄壓二位三通可控制單作用氣缸，控制容器的充排氣，控制氣動(dòng)制動(dòng)器，緊急情況下切斷氣源，高低壓切換，做主閥的先導(dǎo)閥二（三）位四、五通可控制雙作用氣缸等多位多通用作氣路分配閥閥的零位狀態(tài)常斷式無(wú)控制信號(hào)時(shí)，出口無(wú)輸出}根據(jù)安全性及合理性來(lái)選擇常通式無(wú)控制信號(hào)時(shí)，出口有輸出通斷式流動(dòng)方向不受限制9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

4．方向控制閥的選擇（4）預(yù)選閥的系列型號(hào)（5）連接方式表9-12連接方式的選擇連接方式特點(diǎn)管式連接簡(jiǎn)單，價(jià)格低，裝拆維修不便，用于簡(jiǎn)單系統(tǒng)板式裝拆時(shí)，不拆下配管，維修方便?？杀苊饨庸苠e(cuò)誤。價(jià)格較高。用于復(fù)雜系統(tǒng)集裝式節(jié)省空間，減少配管，便于維護(hù)（6）確定閥的型號(hào)9.3氣動(dòng)控制元件9.3.3方向控制閥

4．方向控制閥的選擇（7）電氣規(guī)格的選擇（8）標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。表9-13電氣規(guī)格的選擇連接方式規(guī)格、特點(diǎn)交流電磁鐵行程大時(shí)吸力較大。啟動(dòng)電流比保持電流大得多，故動(dòng)鐵芯不能吸合時(shí)，易燒毀線圈；電磁鐵不宜頻繁啟動(dòng)；易發(fā)生蜂鳴聲直流電磁鐵行程大時(shí)吸力小，行程小時(shí)吸力大。電流保持一定，與行程無(wú)關(guān)，故動(dòng)鐵芯不能吸合時(shí)，不會(huì)燒毀線圈。電磁鐵可頻繁啟動(dòng)，無(wú)蜂鳴聲交流電源標(biāo)準(zhǔn)電壓有AC220V、110V；非標(biāo)準(zhǔn)電壓有AC240V、200V、100V、48V、24V、12V直流電源標(biāo)準(zhǔn)電壓有DC24V；非標(biāo)準(zhǔn)電壓有DC110V、100V、48V、12V、6V、5V、3V9.3氣動(dòng)控制元件9.3.4氣動(dòng)邏輯元件

氣動(dòng)邏輯元件是一種以壓縮氣體為工作介質(zhì)，用內(nèi)部可動(dòng)件的動(dòng)作改變氣流的流動(dòng)方向，從而在氣壓傳動(dòng)中實(shí)現(xiàn)邏輯和放大等功能的控制元件。氣動(dòng)邏輯元件按結(jié)構(gòu)形式可分為高壓截止式邏輯元件、滑閥式邏輯元件、膜片式邏輯元件和射流元件。氣動(dòng)邏輯元件的特點(diǎn)有：氣動(dòng)邏輯元件可用在易燃、易爆、強(qiáng)磁、輻射、潮濕和粉塵等惡劣工作環(huán)境中。元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)氣源凈化和穩(wěn)壓要求不高，但響應(yīng)速度較慢，不宜組成復(fù)雜的控制系統(tǒng)。由于元件內(nèi)有可動(dòng)件，在強(qiáng)烈沖擊和振動(dòng)工作環(huán)境中，有產(chǎn)生誤動(dòng)作的可能。9.3氣動(dòng)控制元件1．高壓截止式邏輯元件（1）與門(mén)元件9.3.4氣動(dòng)邏輯元件

圖9-63與門(mén)元件1-閥芯;2-下閥座;3-上閥座;4-放氣孔;5-膜片與門(mén)元件邏輯表達(dá)式為：

S=A·B

9.3氣動(dòng)控制元件1．高壓截止式邏輯元件（2）是門(mén)元件9.3.4氣動(dòng)邏輯元件

是門(mén)元件邏輯表達(dá)式為：

S=A圖9-64是門(mén)元件邏輯符號(hào)9.3氣動(dòng)控制元件1．高壓截止式邏輯元件（3）或門(mén)元件9.3.4氣動(dòng)邏輯元件

或門(mén)元件邏輯表達(dá)式為：

S=A+B圖9-65或門(mén)元件1-閥板;2-上閥口;3-下閥口9.3氣動(dòng)控制元件1．高壓截止式邏輯元件（4）非門(mén)元件9.3.4氣動(dòng)邏輯元件

非門(mén)元件邏輯表達(dá)式為：

S=A圖9-66非門(mén)元件9.3氣動(dòng)控制元件1．高壓截止式邏輯元件（5）禁門(mén)元件9.3.4氣動(dòng)邏輯元件

禁門(mén)元件邏輯表達(dá)式為：

S=A·B圖9-67禁門(mén)元件9.3氣動(dòng)控制元件1．高壓截止式邏輯元件（6）或非門(mén)元件9.3.4氣動(dòng)邏輯元件

或非門(mén)元件邏輯表達(dá)式為：

S=A+B+C圖9-68或非門(mén)元件9.3氣動(dòng)控制元件1．高壓截止式邏輯元件（7）記憶元件9.3.4氣動(dòng)邏輯元件

圖9-69記憶元件1-手動(dòng)按鈕;2-滑塊;3-閥芯;4-閥體9.3氣動(dòng)控制元件2．其他氣動(dòng)邏輯元件9.3.4氣動(dòng)邏輯元件

其他氣動(dòng)邏輯元件還有高壓膜片式邏輯元件和射流元件等。9.4氣動(dòng)輔件9.4.1過(guò)濾器

過(guò)濾器的作用是用于濾除空氣中含有的固體顆粒、水分、油分等各類雜質(zhì)。9.4氣動(dòng)輔件9.4.1過(guò)濾器

（1）空氣過(guò)濾器圖9-70空氣過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)原理1—復(fù)位彈簧;2—保護(hù)罩;3—水杯;4—擋水板;5—濾芯;6—旋風(fēng)葉片;7—卡圈;8—錐形彈簧;9—閥芯;10—手動(dòng)放水按鈕

空氣過(guò)濾器的主要性能指標(biāo)有流量特性、分水效率和過(guò)濾精度。

9.4氣動(dòng)輔件9.4.1過(guò)濾器

（2）分水排水器圖9-71分水排水器1—多孔金屬筒;2—纖維層;3—泡沫塑料;4—過(guò)濾紙

9.4氣動(dòng)輔件9.4.2油霧器

油霧器是一種特殊的注油裝置，其作用是使?jié)櫥挽F化后注入空氣流中，隨著空氣流動(dòng)進(jìn)入需要潤(rùn)滑的部件，達(dá)到潤(rùn)滑的目的。圖9-72油霧器1—立桿;2—截止閥;3—儲(chǔ)油杯;4—吸油管;5—單向閥;6—節(jié)流閥;7—視油器;8—油塞;9—螺母9.4氣動(dòng)輔件9.4.3消聲器

消聲器是通過(guò)對(duì)氣流的阻尼或增加排氣面積等方法，來(lái)降低排氣速度和排氣功率，從而達(dá)到降低噪聲的目的。常見(jiàn)的消聲器有吸收型和膨脹干涉型。

圖9-73閥用消聲器的結(jié)構(gòu)原理圖9.4氣動(dòng)輔件9.4.4其他輔件

1．管件圖9-74幾種常用的管接頭9.4氣動(dòng)輔件9.4.4其他輔件

2．其他常用輔件圖9-75氣電轉(zhuǎn)換器9.4氣動(dòng)輔件9.4.4其他輔件

2．其他常用輔件

（a）空氣式（b）水用式圖9-76數(shù)字式流量開(kāi)關(guān)9.4氣動(dòng)輔件9.4.4其他輔件

2．其他常用輔件（a）膜片式（b）漿葉式圖9-77機(jī)械式流量開(kāi)關(guān)☆本章小結(jié)☆1.了解氣動(dòng)系統(tǒng)對(duì)壓縮空氣品質(zhì)的要求；了解對(duì)氣源進(jìn)行凈化處理的必要性；掌握氣源裝置的基本組成及作用。2.熟悉的常見(jiàn)形式；掌握氣動(dòng)執(zhí)行元件的選用方法及使用注意事項(xiàng)。3.掌握氣動(dòng)控制元件的基本工作原理；掌握氣動(dòng)控制元件的選用方法及注意事項(xiàng)；了解氣動(dòng)邏輯元件的種類及原理。4.了解各種氣動(dòng)輔件的原理及作用。10.2速度控制回路10.1壓力控制回路

10.4位置控制回路10.3方向控制回路

10.5安全保護(hù)回路10.6往復(fù)動(dòng)作回路10.7其他回路2024/6/18134氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)一般都是由最簡(jiǎn)單的基本回路組成。由于基本回路組合方式不同，得到的系統(tǒng)的性能卻各有差異。因此，要設(shè)計(jì)出高性能的氣動(dòng)系統(tǒng)，必須熟悉各種基本回路。

主要包括：

1、壓力控制回路2、速度控制回路

3、換向控制回路4、位置控制回路

5、安全保護(hù)回路

6、往復(fù)動(dòng)作回路

7、同步動(dòng)作回路8、氣液聯(lián)動(dòng)回路

9、記數(shù)回路10、延時(shí)回路

2024/6/18135用于調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)的壓力，使壓力保持在某一規(guī)定的范圍之內(nèi)。10.1壓力控制回路1一次壓力控制回路2024/6/1813610.1壓力控制回路2二次壓力控制回路二次壓力控制回路

高低壓切換回路過(guò)載保護(hù)回路如（a）、（b）所示如（c）所示如（d）所示（c）（d）2024/6/18137功能是控制氣缸運(yùn)動(dòng)速度的回路

。10.2速度控制回路1氣缸調(diào)速回路

單作用氣閥調(diào)速回路雙向（作用氣缸）調(diào)速回路

緩沖回路

2024/6/1813810.2速度控制回路2快速往復(fù)動(dòng)作回路

3速度換接回路

2024/6/1813910.3換向控制回路1單作用氣缸換向回路二位運(yùn)動(dòng)控制換向回路

三位運(yùn)動(dòng)控制換向回路2024/6/1814010.3換向控制回路2雙作用氣缸換向回路二位運(yùn)動(dòng)控制換向回路

三位運(yùn)動(dòng)控制換向回路2024/6/1814110.4位置控制回路1多位置缸的位置控制回路采用串聯(lián)氣缸的位置控制回路

任意位置停止回路

2024/6/1814210.4位置控制回路1多位置缸的位置控制回路多位置缸的位置控制回路

2024/6/1814310.4位置控制回路2用緩沖擋鐵的位置控制回路2024/6/1814410.5安全保護(hù)回路1過(guò)載保護(hù)回路2互鎖回路3雙手操作回路2024/6/1814510.6往復(fù)動(dòng)作回路1單往復(fù)動(dòng)作回路2連續(xù)往復(fù)動(dòng)作回路

2024/6/18146氣液聯(lián)動(dòng)是以氣壓為動(dòng)力，利用氣液轉(zhuǎn)換裝置把氣壓傳動(dòng)變?yōu)橐簤簜鲃?dòng)，或采用氣液阻尼缸來(lái)獲得能更為平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)速度，或使用氣液增壓器來(lái)使傳動(dòng)力增大。10.7其他回路1氣液轉(zhuǎn)換控制回路2氣液增壓缸回路氣液聯(lián)動(dòng)回路2024/6/1814710.7其他回路計(jì)數(shù)回路2024/6/1814810.7其他回路延時(shí)回路2024/6/1814910.7其他回路同步動(dòng)作回路2024/6/18150【本章小結(jié)】1．本章的主要內(nèi)容是氣動(dòng)基本回路和氣動(dòng)常用回路。2．任何復(fù)雜的氣動(dòng)控制回路都可以由具有特定功能的氣動(dòng)基本回路組成。3．通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，掌握氣動(dòng)基本回路的功能、組成及其應(yīng)用場(chǎng)合，為分析和設(shè)計(jì)氣動(dòng)系統(tǒng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。11.1概述1．氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與步驟☆明確系統(tǒng)的工作要求