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1、2023/1/8,P.1/34,润滑管理LUBRICATION,管件PIPE,联轴器COUPLING,齿轮GEAR,轴承BEARING,油压HYDRAULIC,设备部,气压PNAUMATIC,损坏件分析FAILURE ANALYSIS,螺栓BOLT,天车CRANE,目 錄,一.气压传动概念、组成;二.常用氣壓元件简介;(1)氣壓控制閥 减压閥 流量阀 電磁閥(2)氣壓執行元件 氣壓缸 氣壓馬達(3)氣壓輔助元件 空氣過濾器 油霧器 氣動三聯件 消聲器 管道与管接头 三.簡單气动回路实例分析;四.氣壓傳動維護要點;,一.气压传动,概念以压缩气体为工作介质，靠气体的压力传递动力的一種流体传动。传递
2、动力是将压缩气体经由管道和控制阀输送给气动执行元件，把压缩气体的压力能转换为机械能而作功；气压传动的特点 工作压力低,气体粘度小，管道阻力损失小，使用安全，无爆炸和电击危险，有过载保护能力；但气压传动速度低，需要气源。氣壓傳動主要分以下四個部分:(1)气源装置 获得压缩空气的装置,(2)控制元件 压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等(3)执行元件 气体的压力能转换成机械能的一种能量轉換裝置(4)辅助元件 它包括过滤器、油雾器、管接头及消声器等,液压传动与气压传动优缺点,消声器,辅助元件,油雾器,气缸,执行元件,分水过滤器,电动机,空气压缩机,气罐,气源装置,控制元件,压力控制阀,逻辑元件,方向
3、控制阀,流量控制阀,行程阀,二.氣壓傳動的組成,在气动系统中，控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号的重要元件，利用它们可以组成各种气动回路，使气动执行元件技设计要求正常工作。气动控制元件，按功能和用途可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三大类。,二.气动控制元件,一.减压阀（调压阀）,减压阀的工作原理:,减压阀是靠进气口的节流作用减压，调节弹簧即可使输出压力在一定范围内改变。减压阀是气动系统中必不可少的一种调压元件,减压阀作用:将较高的输入压力调整到低于输入压力的调定压力输出并能保持输出压力稳定,以保证输出压力稳定,以保证气动系统或装置的工作压力稳定,不受输出空气流
4、量变化和气源压力波动的影响.,降压,升压,拔出,調整手柄,原理:压力为P1的压缩空气，由左端输入经阀口节流后，压力降为P2输出。P2的大小可由调压弹簧进行调节。顺时针旋转旋钮，压缩弹簧及膜片使阀芯下移，增大阀口的开度使P2增大。若反时针旋转旋钮，阀口的开度减小，P2随之减小。,减压阀的工作原理:,压入,减压阀结构原理图,减压阀实物操作图,减压阀一般安装在空气过滤器之后，油雾器之前，并注意不要将其进、出口接反；阀不用时应把旋钮放松，以免膜片经常受压变形而影响其性能。减压阀的调压方式有直动式和先导式两种.直动式是借助弹簧力直接操纵的调压方式;先导式是用预先调整好的气压来代替直动式调压弹簧进行调压的
5、.一般先导式减压阀的流量特性比直动式的好.直动式减压阀,用于管径在2025mm以下,而输出压力在00.63MPa范围内最为适当,超过这个范围必须使用先导式减压阀,减压阀的选用,（2）顺序阀,顺序阀是依靠气路中压力的作用而控制执行元件按顺序动作的压力控制阀，它根据弹簧的预压缩量来控制其开启压力。当输入压力达到或超过开启压力时，顶开弹簧，于是P到A才有输出，反之A无输出。,图11.18 顺序阀工作原理图a)关闭状态 b)开启状态,(3)单向顺序阀,顺序阀一般很少单独使用，往往与单向阀配合在一起，构成单向顺序阀。,(3.1)单向顺序阀原理:,当压缩空气由左端进入阀腔后，作用于活塞3上的气压力超过压缩
6、弹簧3上的力时，将活塞顶起，压缩空气从P经A输出，此时单向阀4关闭。,二.流量控制阀,在气压传动系统中，有时需要控制气缸的运动速度，有时需要控制换向阀的切换时间和气动信号的传递速度，都需要调节压缩空气的流量来实现。流量控制阀就是通过改变阀的通流截面积来实现流量控制的元件。流量控制阀包括 节流阀、单向节流阀、排气节流阀和快速排气阀等。,图11.21所示为圆柱斜切型节流阀的结构图。压缩空气由P口进入，经过节流后，由A口流出。旋转阀芯螺杆，就可改变节流口的开度，这样就调节了压缩空气的流量。由于这种节流阀的结构简单、体积小，故应用范围较广。,(1)节流阀,图11.21 节流阀,单向节流阀是由单向阀和节
7、流阀并联而成的组合式流量控制阀。当气流沿着一个方向，流动时，经过节流阀节流；反方向流动时，单向阀打开。,(2)单向节流阀,图11.22 单向节流阀工作原理图,单向节流阀常用于气缸的调速和延时回路。,符号,三.气压控制换向阀,气压控制换向阀,原理是利用气体压力来使主阀芯运动而使气体改变流向的.气动控制阀与液压控制阀相似.,电磁阀實物圖,左線圈,右線圈,閥體,進排氣孔,气动方向控制阀是用来控制压缩空气的流动方向和气流通断的。,左右各有一个线圈和铁心铁心和小活塞式滑阀相连，用以控制压缩空气的气路。当滑阀杆处在中间位置时，两个线圈都没通电，滑阀把通向气缸的两个气路都堵住，下面的大活塞就停在原来位置不动
8、。如果右线圈里通电把滑阀门杆吸到右边，压缩空气就被送往气缸左端把活塞向右推。反之，如果左线圈里通电把滑阀门杆吸到左边，压缩空气就被送往气缸右端把活塞向左推。,2.1 气压控制换向阀工作原理,气压控制换向阀结构原理图,1.氣壓缸 將壓縮空氣的能量轉變為機械能,實現直線轉動或擺動的傳動裝置稱為氣壓執行元件;在氣壓執行元件中有產生直線運動稱氣壓缸1气缸的分类（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）按结构不同分为活塞式气缸、柱塞式气缸、叶片式气缸、薄膜式气缸（3）按安装方式可分为耳座式、法兰式、轴销式、凸缘式。（4）按气缸的功能分为普通气缸和特殊气缸。,氣壓缸實物圖
9、,排氣口,氣壓執行元件,排氣口,氣壓缸解剖圖,2.氣動馬達,气马达是以压缩空气为工作介质的原动机，它是采用压缩气体的膨胀作用，把压力能转换为机械能的动力装置.叶片式和活塞式气动马达应用比较广泛。气动马达的突出特点是具有防爆、高速等优点，也有其输出功率小、耗气量大、噪声大和易产生振动等缺点。当气压不变时，其转矩、转速、功率均随外载的变化而改变。因此，当产生过载时气动马达的转速会降低甚至于产生停车，具有过载保护作用。,氣動攪拌機,氣動扳手,氣動葫蘆,(2.1)气马达的结构,叶片式气马达与液压叶片马达相似主要包括一个径向装有310个叶片的转子，偏心安装在定子内，转子两侧有前后盖板，叶片在转子的槽内可
10、径向滑动，叶片底部通有压缩空气，转子转动是靠离心力和叶片底部气压将叶片紧压在定子内表面上。定子内有半圆形的切沟，提供压缩空气及排出废气。,图11.16 气马达工作原理图,a)叶片式,当压缩空气从A口进入定子内，会使叶片带动转子逆时针旋转，产生转矩。废气从排气口C排出；而定子腔内残留气体则从B口排出。如需改变气马达旋转方向，只需改变进、排气口即可。,图11.16 气马达工作原理图,(2.2)气马达的工作原理,1.空氣過濾器,过滤器的作用是进一步滤除压缩空气中的杂质。空氣過濾器在气动系统中,应用最普遍。空氣滤气器一般装在减压阀之前，也可单独使用；要按壳体上的箭头方向正确连接其进、出口，不可将进、出
11、口接反，也不可将存水杯朝上倒装。,實物圖 空氣過濾器,輸入,輸出,氣壓輔助元件,从输入口进入的压缩空气被旋风叶片1导向，使气流沿存水杯3的圆周产生强烈的旋转，空气中夹杂的水滴、油污物等在离心力的作用下与存水杯内壁碰撞，从空气中分离出来到杯底。当气流通过滤芯2时，由于滤芯的过滤作用，气流中的灰尘及雾状水分被滤除，洁净的气体从输出口输出。挡水板4可以防止气流的旋涡卷起存水杯中的积水。为保证分水滤气器正常工作，须及时打开手动放水阀5放掉存水杯中的污水。,2.普通空气过滤器的结构原理,普通空气过滤器结构原理图,二.油雾器,气动系统中使用的油雾器是一种特殊的注油装置。油雾器可使润滑油雾化，并随气流进入到
12、需要润滑的部件，在那里气流撞壁，使润滑油附着在部件上，以达到润滑的目的。用这种方法注油，具有润滑均匀、稳定、耗油量少和不需要大的贮油设备等特点。,輸出,輸入,潤滑油,油雾器实物图,压缩空气由入口进入后，通过喷嘴1下端的小孔进入阀座4的腔室内，在截止阀的钢球2上下表面形成压差，由于泄漏和弹簧3的作用，而使钢球处于中间位置，压缩空气进入存油杯5的上腔油面受压，压力油经吸油管6将单向阀7的钢球顶起，钢球上部管道有一个方形小孔，钢球不能将上部管道封死，压力油不断流入视油器9内，再滴入喷嘴1中，被主管气流从上面小孔引射出来，雾化后从输出口输出。节流阀8可以调节流量，使滴油量在每分钟0120滴内变化。,8
13、,1.普通油雾器的结构原理,普通型油雾器（AL系列）：人工补油。自动补油型油雾器（ALF系列）：减少维护工作量。,普通型油霧器,自動補油型油霧器,油雾器主要根据通气流量及油雾粒大小来选择，一般场合选用一次油雾器，油雾器一般安装在减压阀之后，尽量靠近换向阀；油雾器进出口不能接反储油杯不可倒置。油雾器的给油量应根据需要调节，一般的自由空气供给1mL的油量。,普通油雾器的选择,普通油雾器的类型,三.气动三联件,分水滤气器、减压阀和油雾器一起被称为气动三大件。三大件无管连接而成的组件称为三联件。三大件是多数气动系统中不可缺少的气源装置，安装在用气设备近处，是压缩空气质量的最后保证。三大件的安装顺序依进
14、气方向分别为分水滤气器、减压阀和油雾器。在使用中可以根据实际要求采用一件或两件，也可多于三件.目前新结构的三联件平插装在同一支架上，形成无管化连接，其结构紧凑、装拆及更换元件方便.,三聯件,1-分水濾氣器；2-減壓閥；3-油霧器；4-壓力錶,系统,三聯件示意图,四.消声器(silencer),气缸、气马达及气阀等排出的气体速度很高，气体体积急剧膨胀，引起气体振动，产生强烈的排气噪声，有时可达100-120dB。噪声是一种公害，影响人体健康，一般噪声高于85dB就要设法降低。消声器就是通过阻尼或增加排气面积等方法降低排气速度和功率，达到降低噪声的目的。常用的消声器有吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸
15、收型三种。作用：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。,消声器,消声器内部结构图,五、管道与管接头 管道 气动系统中常用的有硬管和软管。硬管以钢管、紫铜管为主，常用于高温高压和固定不动的部件之间连接。软管有各种塑料管、尼龙管和橡胶管等，其特点是经济、拆装方便、密封性好，但应避免在高温、高压、有辐射场合使用。管接头 管接头是连接、固定管道所必需的辅件，分为硬管接头和软管接头两类。硬管接头有螺纹连接及薄壁管扩口式卡套连接，与液压用管接头基本相同。常用软管接头形式如下图。对于通径较大的气动设备、元件、管道等可采用法兰连接。,三.气动系统的基本回路,过滤器 减压阀 油雾器,消声器
16、,气压缸,电磁方向阀,氣壓系統由氣源、氣路、控制元件、執行元件和輔助元件等組成;任何複雜的氣壓系統都是由一些特定功能的氣壓回路組成.,三联件,前进,后退,单向节流阀,速度控制回路就是通过调节压缩空气的流量，来控制气动执行元件的运动速度，使之保持在一定范围内的回路,供气节流多用于垂直安装的气缸供气回路中.1.1 单向调速回路,1.速度控制回路,a）供气节流调速回路 b）排气节流调速,速度控制回路回路有以下特点：（1）气缸速度随负载变化较小，运动较平稳；（2）能承受与活塞运动方向相同的负载。,1.2 双向调速回路 a）采用单向节流阀b）采用排气节流阀,气动系统设备使用中，如果不注意维护保养工作，可
17、能会频繁发生故障和元件过早损坏，装置的使用寿命就会大大降低，造成的经济损失，因此必须给以足够的重视。维护工作的必须做到：,四 氣壓傳動維護,保证供给气动系统的压缩空气足够清洁干燥；保证气动系统的气密性良好；保证润滑元件得到良好的润滑；保证气动元件和系统的正常工作条件（如使用气压、电压等参数在规定范围内）。,气动系统的定期的维护工作定期的维护工作的主要内容是漏气检查和油雾器管理,检查系统各泄漏处 因泄漏引起的压缩空气损失会造成很大的经济损失。此项检查至少应每月一次，任何存在泄漏的地方都应立即进行修补。2)通过对方向阀排气口的检查，判断润滑油是合适度，空气中是否有冷凝水 如润滑不良，检查油雾器滴油
18、是会正常，安装什置是否恰当；如有大量冷凝水排出，检查排除冷凝水的装置是否合适，过滤器的安装位置是否恰当。3)检查安全阀、紧急安全开关动作是否可靠 定期检修时必须确认它们的动作可靠性，以确保设备和人身安全。,4)观察方向阀的动作是否可靠 检查阀芯或密封件是否磨损5)反复开关换向阀观察气缸动作，判断活塞密封是否良好；检查活塞杆外露部分，观察活塞杆是否被划伤、腐蚀和存在偏磨6)对行程阀、行程开关以及行程挡块都要定期检查安装的牢固程度 以免出现动作混乱。上述定期检修的结果应记录下来，作为系统出现故障查找原因和设备大修时的参考。,电磁阀工作原理 电磁阀是由电磁线圈和磁芯组成，是包含一个或几个孔的阀体。当
19、线圈通电或断电时，磁芯的运转将导致流体通过阀体或被切断，以达到改变流体方向的目的。电磁阀的电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成；阀体部分由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等组成。电磁线圈被直接安装在阀体上，阀体被封闭在密封管中，构成一个简洁、紧凑的组合。电磁阀从原理上分为三大类（即：直动式、分步直动式、先导式）从气路或油路上来说，我们在生产中常用的电磁阀有二位三通、二位四通、二位五通等。电磁阀二位是指电磁阀的阀芯有两个不同的工作位置（开、关）。而多少通指电磁阀的阀体上有多少个通道口；比如二位二通电磁阀是一进一出（二个通道、最普通常见）二位三通电磁阀控制液体是一进二出（两出分别是一个常开一个常闭）
20、；气动换向电磁阀是一进一出一排气；液压一进一出一回油。下面简单介绍一下比较常见的二位三通电磁阀以及二位五通电磁阀。,二位三通电磁阀：在气路(或液路)上来说，两位三通电磁阀具有1个进气孔(接进气气源)、1个出气孔(提供给目标设备气源)、1个排气孔(一般安装一个消声器，如果不怕噪音的话也可以不装）。在电气上来说，两位三通电磁阀一般为单电控(即单线圈)。两位三通电磁阀分为常闭型和常开型两种。常闭型指线圈没通电时气路是断的，常开型指线圈没通电时气路是通的。常闭型两位三通电磁阀动作原理：给线圈通电，气路接通，线圈一旦断电，气路就会断开，这相当于“点动”。常开型两位三通单电控电磁阀动作原理：给线圈通电，气
21、路断开，线圈一旦断电，气路就会接通，这也是“点动”。图1图1表示二位三通直动式电磁阀(常断型)结构的简单剖面图及工作原理。线圈通电时，静铁芯产生电磁力，阀芯受到电磁力作用向上移动，密封垫抬起，使1、2接通，2、3断开，阀处于进气状态，可以控制气缸动作。当断电时，阀芯靠弹簧力的作用恢复原状，即1、2断，2、3通，阀处于排气状态。,二位五通电磁阀两位五通电磁阀具有1个进气孔(接进气气源)、1个正动作出气孔和1个反动作出气孔(分别提供给目标设备的一正一反动作的气源)、1个正动作排气孔和1个反动作排气孔(安装消声器)。两位五通电磁阀一般为双电控(即双线圈)。两位五通双电控电磁阀动作原理：给正动作线圈通
22、电，则正动作气路接通(正动作出气孔有气)，即使给正动作线圈断电后正动作气路仍然是接通的，将会一直维持到给反动作线圈通电为止。给反动作线圈通电，则反动作气路接通(反动作出气孔有气)，即使给反动作线圈断电后反动作气路仍然是接通的，将会一直维持到给正动作线圈通电为止。这相当于“自锁”。基于两位五通双电控电磁阀的这种特性，在设计机电控制回路或编制PLC程序的时候，可以让电磁阀线圈动作12秒就可以了，这样可以保护电磁阀线圈不容易损坏。图2,图2表示二位五通直动式电磁阀(常断型)结构的简单剖面图及工作原理。起始状态，1，2进气4，5排气线圈通电时，静铁芯产生电磁力，使先导阀动作，压缩空气通过气路进入阀先导
23、活塞使活塞启动，在活塞中间，密封圆面打开通道，1，4进气，2，3排气当断电时，先导阀在弹簧作用下复位，恢复到原来的状态。常见故障处理电磁阀的故障将直接影响到切换阀和调节阀的动作，常见的故障有电磁阀不动作，应从以下几方面排查：（1）电磁阀线圈烧坏，可拆下电磁阀的接线，用万用表测量，如果开路，则电磁阀线圈烧坏。原因有线圈受潮，引起绝缘不好而漏磁，造成线圈内电流过大而烧毁，因此要防止雨水进入电磁阀。此外，弹簧过硬，反作用力过大，线圈匝数太少，吸力不够也可使得线圈烧毁。紧急处理时，可将线圈上的手动按钮由正常工作时的“0”位打到“1”位，使得阀打开。（2）电磁阀卡住。电磁阀的滑阀套与阀芯的配合间隙很小（
24、小于0.008mm），一般都是单件装配，当有机械杂质带入或润滑油太少时，很容易卡住。处理方法可用钢丝从头部小孔捅入，使其弹回。根本的解决方法是要将电磁阀拆下，取出阀芯及阀芯套，用CCI4清洗，使得阀芯在阀套内动作灵活。拆卸时应注意各部件的装配顺序及外部接线位置，以便重新装配及接线正确，还要检查油雾器喷油孔是否堵塞，润滑油是否足够。（3）漏气。漏气会造成空气压力不足，使得强制阀的启闭困难，原因是密封垫片损坏或滑阀磨损而造成几个空腔窜气。在处理切换系统的电磁阀故障时，应选择适当的时机，等该电磁阀处于失电时进行处理，若在一个切换间隙内处理不完，可将切换系统暂停，从容处理。,课程完毕，敬请指教！,Thanks for your attention!,
