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1、,气动简介,目录,气动技术基础气源系统及净化装置气动执行元件汽缸的维护,气动系统,2023年3月13日星期一,第一单元 气动技术基础,主要内容：气动系统的组成气动系统各部分功能压力和流量的概念气动系统的优缺点,气压传动，是以压缩空气为工作介质进行能量传递和信号传递的一门技术。气压传动的工作原理是利用空压机把电动机或其它原动机输出的机械能转换为空气的压力能，然后在控制元件的作用下，通过执行元件把压力能转换为直线运动或回转运动形式的机械能，从而完成各种动作，并对外做功。,前言,气动系统的基本组成部分包括哪些呢？请大家根据机器的组成部分先思考一下？机器是由三部分组成：原动机（能量的产生或转换）、传动
2、机构（能量的传递、分配和控制）、工作机（能量的消耗）。气动系统的基本组成部分：压缩空气的产生、压缩空气的传输与控制、压缩空气的消耗（工作机）。,一、气动系统的基本组成,一、气动系统的基本组成,1.气源装置2.控制元件 3.执行元件4.辅助元件5.工作介质,压缩机：把机械能转变为气压能。电动机：给压缩机提供机械能，它是把电能转变成机械能。压力开关：达到最高压力时停止电动机；最低压力重新启动电动机。单向阀：阻止压缩空气反方向流动。储气罐：贮存压缩空气。压力表：显示储气罐内的压力。自动排水器：无需人工操作，排掉凝结在储气罐内所有的水。安全阀：当储气罐内的压力超过允许限度，可将压缩空气排出。冷冻式空气
3、干燥器：将压缩空气冷却到零上若干度，以减少系统中的水份。主管道过滤器：它清除主要管道内灰尘、水份和油。主管道过滤器必须具有最小的压力降和油雾分离能力。,二、压缩空气产生系统各组件及主要功能,三、压缩空气消耗系统各组件及主要功能,压缩空气的分支输出管路：压缩空气要从主管道顶部输出到分支管路，以便偶尔出现的凝结水仍留在主管道里，当压缩空气达到低处时，水传到管子的下部，流入自动排水器内，将凝结水去除。自动排水器：每一根下接管的末端都应有一个排水器，最有效的方法是用一个自动排水器，将留在管道里的水自动排掉。空气处理组件：使压缩空气保持清洁和合适压力，以及加润滑油到需要润滑的零件中以延长这些气动组件的寿
4、命方向控制阀：通过对气缸两个接口交替地加压和排气，来控制运动的方向。执行组件：把压缩空气的压力能转变为机械能，图标是一个直线气缸，它也可以是回转执行组件或气动马达等。速度控制阀：能简便实现执行组件的无级调速。,四、气压传动的优缺点,优点：用后空气排入大气，不必设回气管，不污染环境；空气在管内流动阻力小，压力损失小，便于输送；气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易堵塞；气动元件结构简单，易于制造、标准化、系列化、通用化；气动系统在恶劣工作环境中，安全可靠性优于液压等系统；气动系统可实现过载保护，可压缩性气体便于贮存能量；气动设备可以自动降温，长期运行也不会发生过热现象；空气取之不尽，节省购买、
5、贮存、运输的费用。,缺点：工作压力较低，输出功率较小；需要净化和润滑；气信号传递的速度比光、电控制慢，不宜用于高速传递的回路中；排气噪声大，需加消声器；空气的可压缩性，在载荷变化时动作稳定性差。,第二单元 气源系统及净化装置,主要内容：气源系统气源系统的净化装置,一、气源系统,气源系统是为气动设备提供满足要求的压缩空气动力源。气源系统一般由气压发生装置、压缩空气的净化处理装置和传输管路系统组成。,1-空气压缩机；2-后冷却器；3-油水分离器；4、7-贮气罐；5-干燥器；6-过滤器,（一）空气压缩机,可分为容积式空压机和速度式空压机。容积式空压机的工作原理是压缩空压机中气体的体积，使单位体积内空
6、气分子的密度增加以提高压缩空气的压力。速度式空压机的工作原理是提高气体分子的运动速度以此增加气体的动能，然后将气体分子的动能转化为压力能以提高压缩空气的压力。,（二）空压机的使用注意事项,空压机的安装位置。空压机的安装地点必须清洁，无粉尘、通风好、湿度小、温度低且要留有维护保养空间，所以一般要安装在专用机房内。噪音。空压机一运转即产生噪音。必须考虑噪音的防治，如设置隔声罩、设置消声器、选择噪音较低的空压机等。使用专用润滑油并定期更换，启动前应检查润滑油位，并用手拉动传动带使机轴转动几圈，以保证启动时的润滑。启动前和停车后，都应及时排除空压机气罐中水分。,（三）储气罐,1.储气罐的作用：1）使压
7、缩空气供气平稳，减少压力脉动。2）作为压缩空气瞬间消耗需要的储存补充之用。3）储存一定量的压缩空气，停电时可使系统继续维持一定时间。4）可降低空压机的启动-停止频率，其功能相当于增大了空压机的功率。5）利用储气罐的大表面积散热使压缩空气中的一部分水蒸气凝结为水。,二、气源净化装置,要求压缩空气具有一定的压力和足够的流量。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。压缩空气中含有的饱和水分，在一定的条件下会凝结成水，并聚集在个别管道中。在寒冷的冬季，凝结的水会使
8、管道及附件结冰而损坏，影响气动装置的正常工作。压缩空气中的灰尘等杂质，对气动系统中作往复运动或转动的气动元件的运动副会产生研磨作用，使这些元件因漏气而降低效率，影响它的使用寿命。,常见的气源净化装置,1.后冷却器,2.除油器,3.干燥器,（二）气动三联件FRL,第三单元 气动执行元件,主要内容：气缸的分类气缸的结构特点及工作原理气动马达气缸的选择和使用要求,在气动自动化系统中，气缸由于其相对较低的成本、容易安装、结构简单、耐用、各种缸径尺寸及行程可选，因而是应用最广泛的一种执行元件。,一、气缸的分类,在气动系统中，将压缩空气的压力能转换成机械能的元件被称为气动执行元件。可以实现往复直线运动和往
9、复摆动运动的气动执行元件称为气缸；可以实现连续旋转运动的气动执行元件称为气马达。,根据使用条件不同，气缸的结构、形状和功能也不一样。要完全确切地对气缸进行分类较困难，气缸主要的分类方式如下:,1.按结构分类，其分类如图：,2.按尺寸分类,通常将缸径为2.56mm的称为微型气缸825mm为小型气缸32320mm为中型气缸大于320mm为大型气缸,3.按安装方式分类,固定式气缸：气缸安装在机体上固定不动。摆动式气缸：缸体围绕一个固定轴可作一定角度的摆动。,4.按驱动方式分类按驱动气缸时压缩空气作用在活塞端面上的方向分有单作用气缸和双作用气缸两种。,5.按润滑方式分类,可分为给油气缸和不给油气缸两种
10、。给油气缸使用的工作介质是含油雾的压缩空气，对气缸内活塞、缸筒等相对运动部件进行润滑。不给油气缸所使用的压缩空气中不含油雾，是靠装配前预先添加在密封圈内的润滑脂使气缸运动部件润滑的。使用时应注意，不给油气缸也可以给油使用，但一旦给油使用后,则必须一直给油使用,否则将引起密封件过快磨损。这是因为压缩空气中的油雾已将润滑脂洗去,而使气缸内部处于无油润滑状态了。,二、气缸的结构特点及工作原理,（一）普通气缸普通气缸是指缸筒内只有一个活塞和一个活塞杆的气缸。有单作用和双作用气缸两种。,1.单作用气缸,单作用气缸只在动作方向需要压缩空气，故可节约一半压缩空气。主要用在夹紧、退料、阻挡、压入、举起和进给等
11、操作上。,2.双作用气缸,（二）无杆气缸,无杆气杆没有普通气缸的刚性活塞杆，它利用活塞直接或间接实现往复运动。由于没有活塞杆，活塞两侧受压面积相等，双向行程具有同样的推力，有利于提高定位精度。这种气缸的最大优点是节省了安装空间，特别适用于小缸径、长行程的场合。无杆气缸主要分为机械接触式和磁性耦合式两种。通常将磁性耦合无杆气缸称为磁性气缸。,1.机械接触式无杆气缸,2.磁性耦合式无杆气缸,是输出轴被限制在某个角度内做往复摆动的一种气缸，又称为旋转气缸。摆动气缸目前在工业上应用广泛，多用于安装位置受到限制，或转动角度小于3600的回转工作部件，其动作原理也是将压缩空气的压力能转变为机械能。常用的摆
12、动气缸的最大摆动角度分为90、180、270三种规格。按照摆动气缸的结构特点可分为齿轮齿条式和叶片式两类。,（四）摆动气缸,气缸的使用方法,挤压,（冲压）,三、气动马达,气动马达是一种作连续旋转运动的气动执行元件，是一种把压缩空气的压力能转换成回转机械能的能量转换装置，其作用相当于电动机或液压马达，它输出转矩、驱动执行机构作旋转运动。在气压传动中使用广泛的是叶片式、活塞式和齿轮式气马达。,叶片式气动马达的工作原理,压缩空气由A孔输入，小部分经定子两端的密封盖的槽进入叶片底部(图中未表示)，将叶片推出，使叶片贴紧在定于内壁上，大部分压缩空气进入相应的密封空间而作用在两个叶片上，由于两叶片伸出长度
13、不等，就产生了转矩差，使叶片与转子按逆时针方向旋转，作功后的气体由定子上的孔c和B排出。若改变压缩空气的输入方向（即压缩空气由B孔进入，A孔和C孔排出），则可改变转子的转向。,气缸的安装固定,2023年3月13日星期一,第四单元 气缸的维护,主要内容：气缸故障分析与排除,气缸是气压传动系统的主要元件，它把压缩空气的压力能转化为机械能。气缸工作的平稳性直接影响到驱动机构能否正常工作。气缸的爬行现象对驱动机构工作的平稳性影响较大，下面对气缸产生爬行的原因作一分析。（1）气源处理不符合要求由于气源干燥得不够或气缸在高温潮湿的条件下工作，气源内的水分集积于气缸工作腔内，导致活塞或活塞杆工作表面锈蚀，加
14、大了缸筒和活塞密封圈、活塞杆和组合密封困之间的摩擦力。由这种原因引起的爬行现象，在维修中会发现工作腔内有锈水。另外气源中的杂质也会引起气缸出现爬行现象。防范的办法是加强气源的过滤和干燥，定期排放分水滤气器和油水分离器的污水。定期检查分水滤气器是否正常工作。,（2）装配不符合要求 气缸的装配若不符合要求，也会引起气缸出现爬行现象。主要原因有：气缸端盖密封圈压得太死或活塞密封圈的预紧力过大；活塞或活塞杆在装配中出现偏心。防范的办法是适当地减小密封圈的预紧 力或重新安装活塞和活塞杆，使活塞或活塞杆不受偏心载荷。（3）关键的工作表面加工精度不符合要求对气缸来说，缸筒内径的加工精度要求是比较高的，表面粗
15、糙度根据活塞所使用的密封圈的形式而异。用0形橡胶密封圈时为3级精度，粗糙度及a为04；用Y形橡胶密封圈时为45级精度，粗糙度及a为04。圆柱度、圆度误差不能超过尺寸公差的一半，端面与内径的垂直度误差不大于尺寸公差的23。有些气缸，缸筒内壁的粗糙度远远不能满足要求，从而使活塞上的孔用密封圈与缸筒之间的摩擦系数加大，导致气缸起动压力升高，出现爬行现象。活塞上的密封圈损加剧，从而导致气缸内泄现象，不能满足工作要求。防范的办法是提高缸筒和活塞杆工作表面的加工精度。,（4）润滑不良和设计未充分考虑相应使用条件气缸的相对滑动面润滑的好坏，直接影响气缸的正常工作。在装配时，所有气动元件的相对运动工作表面都应涂以润滑脂。在气动系统运行过程中，油雾器应保持正常工作状态。若油雾器出现故障，会使相对运动工作表面之间的摩擦加剧，引起气缸的输出力不足，动作不平稳并出现爬行现象。同时在设计时也应充分考虑气缸的工作环境，防止冷却水喷射到气缸上引起锈蚀。（5）气缸不动作的诊断有时气缸安装不同轴或加了横向负载,都会发现气缸不动作。另外没有气压或气压不足、阀不起作用、润滑不足、负载过大等，气缸也会不动作。气缸活塞杆采用导轨比较理想。如果橡皮管、钢管、铜管等被扭曲、压扁,则气压会降低甚至切断。,Thank you,
