1、项目六 气动元件与基本回路v任务任务6.1 气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件v气源装置及气动辅助元件主要起产生、净化、贮气源装置及气动辅助元件主要起产生、净化、贮存、润滑压缩空气等作用，保证气压传动系统正存、润滑压缩空气等作用，保证气压传动系统正常运行。常运行。v气源装置是气压传动系统的动力部分，这部分元气源装置是气压传动系统的动力部分，这部分元件性能的好坏直接关系到气压传动系统能否正常件性能的好坏直接关系到气压传动系统能否正常工作；气动辅助元件更是气压传动系统正常工作工作；气动辅助元件更是气压传动系统正常工作必不可少的组成部分。必不可少的组成部分。6.1.1 气源装置气源装置产生、处理和
2、贮存压缩空气的装置称为气源装置。气源装置一般由气压产生、处理和贮存压缩空气的装置称为气源装置。气源装置一般由气压发生装置；净化、贮存压缩空气的装置和设备；传输压缩空气的管道系发生装置；净化、贮存压缩空气的装置和设备；传输压缩空气的管道系统；气动三大件等四个部分组成。统；气动三大件等四个部分组成。气源装置是气压传动系统的动力源装置，其心脏部分是空气压缩机（简气源装置是气压传动系统的动力源装置，其心脏部分是空气压缩机（简称空压机）。称空压机）。1 1.空气压缩机的分类空气压缩机的分类气动系统中最常用的空压机是往复气动系统中最常用的空压机是往复活塞式压缩机。活塞式压缩机。2空气压缩机的工作原理空气压
3、缩机的工作原理3空气压缩机的选用空气压缩机的选用选择空气压缩机的依据是气动系统所需要的工作压力和流量两个参数。选择空气压缩机的依据是气动系统所需要的工作压力和流量两个参数。图图6-1 空压站的组成示意图空压站的组成示意图1.后冷却器后冷却器冷却器按冷却方式不同有水冷式和风冷式两种。水冷却方式最为常用，冷却器按冷却方式不同有水冷式和风冷式两种。水冷却方式最为常用，其结构形式有蛇管式、套管式、列管式和散热片式。其结构形式有蛇管式、套管式、列管式和散热片式。2.储气罐储气罐储气罐有立式和卧式两种，一般以立式居多。储气罐有立式和卧式两种，一般以立式居多。3油水分离器油水分离器分离压缩空气中所含的油分、
4、水分和灰尘等杂质。分离压缩空气中所含的油分、水分和灰尘等杂质。1.冷却器的结构及图形符号冷却器的结构及图形符号 2.储气罐结构图及图形符号储气罐结构图及图形符号 3.油水分离器结构图及图形符号油水分离器结构图及图形符号6.1.2 辅助元件辅助元件4.空气干燥器空气干燥器吸收和排出压缩空气里的水分。吸收和排出压缩空气里的水分。5.空气过滤器空气过滤器滤除压缩空气中所含的液态水滴、油滴、固体粉尘颗粒及其他杂质。滤除压缩空气中所含的液态水滴、油滴、固体粉尘颗粒及其他杂质。6油雾器油雾器 4.干燥器的结构及图形符号干燥器的结构及图形符号 5.过滤器结构图及图形符号过滤器结构图及图形符号 6.油雾器结构
5、图及图形符号油雾器结构图及图形符号6.1.2 辅助元件辅助元件7.气动三联件气动三联件分水过滤器、减压阀和油雾器三个元件无管连接而成的组件。分水过滤器、减压阀和油雾器三个元件无管连接而成的组件。8消声器消声器 7.气动三联件的结构及图形符号气动三联件的结构及图形符号 8.消声器结构图及图形符号消声器结构图及图形符号 6.1.2 辅助元件辅助元件任务实施：气动三联件的连接任务实施：气动三联件的连接气动三大件的模块式连接方式如图气动三大件的模块式连接方式如图6-11所示。所示。图图6-11 气动三大件的模块式连接方式气动三大件的模块式连接方式 知识拓展：气动管道系统知识拓展：气动管道系统1气动系统
6、的管道与管接头气动系统的管道与管接头 气动系统中常用的输气管有硬管和软管两种。气动系统中常用的输气管有硬管和软管两种。管接头是连接、固定管道所必需的辅件。管接头是连接、固定管道所必需的辅件。2气动系统管道的布置原则气动系统管道的布置原则输出管道的布置应尽量与其他管网输出管道的布置应尽量与其他管网(如暖气管道、煤气管道、供水管如暖气管道、煤气管道、供水管道等道等)统筹考虑，统一根据现场的实际情况因地制宜地安排。统筹考虑，统一根据现场的实际情况因地制宜地安排。根据气动系统对供气可靠性的要求，采用不同的供气网络。根据气动系统对供气可靠性的要求，采用不同的供气网络。管路进入车间以后，应设置压缩空气入口
7、装置管路进入车间以后，应设置压缩空气入口装置3气动系统管道的安装气动系统管道的安装项目六项目六气动元件与基本回路气动元件与基本回路v 任务任务6.2 气动元件气动元件v通过对常用气压元件作用、结构和工作原理的学通过对常用气压元件作用、结构和工作原理的学习，具有正确选择气压元件的能力，具有正确分习，具有正确选择气压元件的能力，具有正确分析、判断液压传动系统中液压元件常见故障及排析、判断液压传动系统中液压元件常见故障及排除故障的能力。为后续气动系统工作原理的分析除故障的能力。为后续气动系统工作原理的分析打下良好的基础。打下良好的基础。6.2.1 气动执行元件气动执行元件气动执行元件的作用是将压缩空
8、气的压力能转换为机械能，驱动工作部气动执行元件的作用是将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动工作部件工作做功的能量转换装置。件工作做功的能量转换装置。1.气缸气缸1）根据使用条件不同，其结构、形状也有多种形式，其分类方法也很）根据使用条件不同，其结构、形状也有多种形式，其分类方法也很多。多。2）标准气缸的结构特点）标准气缸的结构特点标准气缸的结构和参数都已标准化、系列化、通用化。标准气缸的结构和参数都已标准化、系列化、通用化。图图 6-17 QGA 系列无缓冲标准气缸系列无缓冲标准气缸 图图6-18 QGB 系列有缓冲标准气缸系列有缓冲标准气缸6.2.1 气动执行元件气动执行元件3）特殊气缸）特
9、殊气缸特殊气缸有很多种类，这里只介绍膜片式气缸、冲击气缸和无杆气缸。特殊气缸有很多种类，这里只介绍膜片式气缸、冲击气缸和无杆气缸。图图6-19 膜片式气缸膜片式气缸 图图6-20 冲击气缸的工作原理图冲击气缸的工作原理图6.2.1 气动执行元件气动执行元件2.气动马达气动马达气动马达是将压缩空气的压力能转换成机械能的装置气动马达是将压缩空气的压力能转换成机械能的装置,输出转速和转矩输出转速和转矩，属气动系统的执行元件。气动马达按结构形式可分为，属气动系统的执行元件。气动马达按结构形式可分为:叶片式、活塞叶片式、活塞式、齿轮式等。式、齿轮式等。图图 6-22 叶片式气动马达叶片式气动马达6.2.
10、2 气动控制元件气动控制元件-控制阀控制阀气动控制元件主要有控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀气动控制元件主要有控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀类；能完成一定逻辑功能的元件，即气动逻辑元件；感测、转换、处理类；能完成一定逻辑功能的元件，即气动逻辑元件；感测、转换、处理气动信号的元器件，如气动传感器及信号处理装置等三大类。气动信号的元器件，如气动传感器及信号处理装置等三大类。1.压力控制阀压力控制阀压力控制阀是用来控制气动系统中压缩空气的压力、满足各种负载所需压力控制阀是用来控制气动系统中压缩空气的压力、满足各种负载所需压力压力(推力推力)的装置。的装置。1）减压阀）减压阀
11、 2）溢流阀）溢流阀(安全阀安全阀)3）顺序阀）顺序阀图图6-23 直动式减压阀直动式减压阀图图6-24 溢流阀的工作原理溢流阀的工作原理6.2.2 气动控制元件气动控制元件-控制阀控制阀2.流量控制阀流量控制阀流量控制阀通过控制气体流量来控制气动执行元件的运动速度流量控制阀通过控制气体流量来控制气动执行元件的运动速度1）节流阀）节流阀 2）单向节流阀）单向节流阀图图6-26 节流阀的结构节流阀的结构图图6-27 单向节流阀工作原理图单向节流阀工作原理图6.2.2 气动控制元件气动控制元件-控制阀控制阀3）排气节流阀）排气节流阀排气节流阀的节流原理和节流阀一样，也是靠调节通流面积来调节流量排气
12、节流阀的节流原理和节流阀一样，也是靠调节通流面积来调节流量的。的。3.方向控制阀方向控制阀方向控制阀用来改变气流的流动方向或通、断方向控制阀用来改变气流的流动方向或通、断图图6-29 排气节流阀的结构图排气节流阀的结构图6.2.2 气动控制元件气动控制元件-控制阀控制阀1）单向型控制阀）单向型控制阀 2）换向型控制阀）换向型控制阀3）梭阀）梭阀方向控制阀用来改变气流的流动方向或通、断方向控制阀用来改变气流的流动方向或通、断图图6-30 单向阀的工作原理图及图形符号单向阀的工作原理图及图形符号图图6-31 滑柱式换向型控制阀工作原理图滑柱式换向型控制阀工作原理图图图6-32 为梭阀结构图图及符号
13、为梭阀结构图图及符号6.2.3 气动控制元件气动控制元件-逻辑元件逻辑元件气动逻辑元件是一种采用压缩空气为工作介质，通过元件内部的可动部气动逻辑元件是一种采用压缩空气为工作介质，通过元件内部的可动部件件(如膜片等如膜片等)的动作改变气流流动的方向，从而实现一定逻辑功能的的动作改变气流流动的方向，从而实现一定逻辑功能的控制元件。控制元件。1.气动逻辑元件的分类气动逻辑元件的分类2.截止式气动逻辑元件的工作原理及结构截止式气动逻辑元件的工作原理及结构1）是门和与门元件）是门和与门元件 图图6-35“是门是门”和和“与门与门”元件及逻辑关系元件及逻辑关系6.2.3 气动控制元件气动控制元件-逻辑元件
14、逻辑元件2）或门元件）或门元件图图6-36“或门或门”元件及逻辑关系元件及逻辑关系 3）非门和禁门元件）非门和禁门元件 图图 6-37 “非门非门”和和“禁门禁门”元件及逻辑关系元件及逻辑关系6.2.3 气动控制元件气动控制元件-逻辑元件逻辑元件4）或非元件）或非元件图图 6-38 “或非或非”元件及逻辑关系元件及逻辑关系 5）双稳和单记忆元件）双稳和单记忆元件 图图 6-39 “双稳双稳”元件及逻辑关系元件及逻辑关系图图 6-40 “单记忆单记忆”元件及逻辑关系元件及逻辑关系任务实施：气动元件的认识和拆装任务实施：气动元件的认识和拆装1设备和工具准备设备和工具准备（a）单向节流阀）单向节流阀
15、 （b）压力调节阀）压力调节阀 （c）二位三通电磁换向阀）二位三通电磁换向阀 （d）机动换向阀）机动换向阀 2实施步骤实施步骤1）节流阀拆装）节流阀拆装2）电磁换向阀拆装）电磁换向阀拆装3溢流阀拆装溢流阀拆装三、注意事项三、注意事项知识拓展知识拓展1 1气动伺服阀气动伺服阀气动伺服阀是一种以机械量去控制气体动力的部件，在系统中既起控制气动伺服阀是一种以机械量去控制气体动力的部件，在系统中既起控制作用又起机械量作用又起机械量 与气动量的转换作用。与气动量的转换作用。2 2气气液阻尼缸液阻尼缸气气液阻尼缸是由气缸和液压缸组合而成，它以压缩空气为能源，利用液阻尼缸是由气缸和液压缸组合而成，它以压缩空
16、气为能源，利用油液的不可压缩性控制流量，来来获得活塞的平稳移动和调节活塞的运油液的不可压缩性控制流量，来来获得活塞的平稳移动和调节活塞的运动速度。动速度。图图6-42 6-42 串联式气串联式气液阻尼缸的工作原理图液阻尼缸的工作原理图3 3气动比例阀气动比例阀 图图6-43 6-43 电电-气比例阀结构原理图气比例阀结构原理图项目六 气动元件与基本回路v任务任务6.3 气压传动基本回路气压传动基本回路v气压传动回路均由一些具有特定功能的基本回路气压传动回路均由一些具有特定功能的基本回路组成。这些基本回路主要包括方向控制回路、速组成。这些基本回路主要包括方向控制回路、速度控制回路、压力控制回路、
17、调速回路和行程控度控制回路、压力控制回路、调速回路和行程控制回路等。制回路等。6.3.1 方向控制回路方向控制回路方向控制控制回路是用来控制系统中执行元件的启动、停止或改变运动方向控制控制回路是用来控制系统中执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路。常用的是换向回路。方向的回路。常用的是换向回路。1 1单作用气缸换向回路单作用气缸换向回路 2.2.双作用气缸换向回路双作用气缸换向回路 1.一次压力控制回路一次压力控制回路 3.改变气缸作用面积的压力控制回路改变气缸作用面积的压力控制回路 2二次压力控制回路二次压力控制回路 6.3.2 压力控制回路压力控制回路6.3.3 速度控制回路速度控制回路
18、1.两个单向节流阀的速度控制回路两个单向节流阀的速度控制回路 2.一个节流阀和一个快速排气阀的速度控制回路一个节流阀和一个快速排气阀的速度控制回路3.两个单向节流阀的排气节流调速回路两个单向节流阀的排气节流调速回路 4.带消声器的排气节流调速回路带消声器的排气节流调速回路5.利用气液转换器的调速回路利用气液转换器的调速回路 6.气气液阻尼缸速度控制回路液阻尼缸速度控制回路气动逻辑回路是把气动阀按逻辑关系组合而成的回路。气动阀把气气动逻辑回路是把气动阀按逻辑关系组合而成的回路。气动阀把气信号按逻辑关系可组信号按逻辑关系可组 成成“是是”、“或或”、“与与”、“非非”等逻辑回等逻辑回路。采用这些逻
19、辑回路主要目的是进行信号的变换。路。采用这些逻辑回路主要目的是进行信号的变换。1）是回路2）非回路3）或回路4）或非回路5）与回路6）禁回路7）记忆回路8）脉冲回路9）延时回路 6.3.4 气动逻辑回路气动逻辑回路 1.双手操作安全回路双手操作安全回路 2.过载保护回路过载保护回路 3互锁回路互锁回路 6.3.5 压力控制回路压力控制回路任务实施：液压基本回路分析任务实施：液压基本回路分析1双手控制气缸往复运动回路设计双手控制气缸往复运动回路设计 2分析如图分析如图6-59 所示气动回路的工作过程，并指出各元件的名称。所示气动回路的工作过程，并指出各元件的名称。图图6-59 气动回路的工作过程
20、分析气动回路的工作过程分析3气动计数回路分析气动计数回路分析 图图 6-60 一位二进制计数回路一位二进制计数回路知识拓展：气动传感器及放大器知识拓展：气动传感器及放大器气动传感器是利用气体流量和压力的变化，检测并输出被控参数气动传感器是利用气体流量和压力的变化，检测并输出被控参数(如位如位置、形状、尺寸、转速等各种物理量置、形状、尺寸、转速等各种物理量)的变化信号。的变化信号。1.气动传感器的工作原理及应用气动传感器的工作原理及应用 图图 6-61 喷嘴挡板式传感器喷嘴挡板式传感器 图图 6-62喷嘴挡板式传感器使用举例喷嘴挡板式传感器使用举例图图 6-63 反射式传感器反射式传感器 图图
21、6-64 用反射式检测器检测尺寸用反射式检测器检测尺寸知识拓展：气动传感器及放大器知识拓展：气动传感器及放大器1.气动传感器的工作原理及应用气动传感器的工作原理及应用 图图 6-65 遮断式传感器遮断式传感器 图图 6-66 遮断式传感器应用遮断式传感器应用2.气动放大器气动放大器 由于传感器测得的信号较弱，要想由这些信号推动系统中的后级逻辑元由于传感器测得的信号较弱，要想由这些信号推动系统中的后级逻辑元件和执行元件动作，必须将其放大。放大信号的工作由放大器完成。件和执行元件动作，必须将其放大。放大信号的工作由放大器完成。气动系统中常用的放大器有膜片式功率气动系统中常用的放大器有膜片式功率 放大器、滑柱式功率放大器、放大器、滑柱式功率放大器、泄气型功率放大器和不泄气型功率放大器。泄气型功率放大器和不泄气型功率放大器。
