气动元件基础知识
第一章概述
气压传动是一种动力传动形式，也是一种能量转换装置，它利用气体的压力来传递能量，与机械传动相比有很多优点，所以近十机年来发展速度很快。目前在很多国民经济领域中，如机床工业，工程机械，冶金，轻工及国防部门应用日益广泛，随着现代科学技术事业的发展气动液压技术已成为一项专门的应用技术领域，目前我国气动元件，液压元件已逐步标准化，规范化，系列化。气压传动的动力传递介质是来自于取之不尽的空气，环境污染小，工程实现容易，所以气压传动较液压传动来说，更是一种易于推广普及实现工业自动化的应用技术，近年来，气动技术在机械，化工，电子，电气，纺织，食品，包装，印刷，轻工，汽车等行业，有尤其在各种自动化生产装备和生产线中得到了广泛的应用，极大地提高了制造业的生产效率和产品质量，作为重要机械基础的气动及液压执行元件的应用，引起了世界各国产业界的普遍重视，气动行业已成为工业国家发展速度最快的行业之一。另一方面，市场的需求和高速发展的自动化技术也促进气动技术的不断发展。
本教案的内容特点是从气动技术基础知识入手，以我公司研制开发的各种气动元件为主，着力介绍其主要工作原理，以及他们相互之间的共性，及个性特点，及正确使用维护保养进行系统阐述。
第二章气动元件
第一节气源设备
定义：产生处理和储存压缩空气的设备
空压机按压力方式可分成1.低压型0.2—1MPa
2.中压型1.0—10MPa
3.高压型>10Mpa
按工作原理可分为：容积型；速度型
按结构形式可分为：活塞式；滑片式；螺杆式；
空压机输出压力Pc=P+∑△P
P—气动执行元件的最高使用压力Mpa
∑△P—气动系统总压力损失0.15—0.2Mpa
空压机安装地点—周围空气必须清洁，粉尘少，湿度少，温度低，通风好，以保证吸入空气质量。
后冷却器—风冷式，水冷式
空压输出的压缩空气温度可达120℃以上，在此温度下，空气中的水分完全呈气态，其作用是将出口的高温空气，冷却至40℃以下，将大量的水蒸汽和油雾器冷凝成液态水滴和油滴以便将它们清除掉。
压缩空气出口温度为：≤100℃时可用风冷
>100℃空气量很大时，用水冷式。
气罐
作用：1.消除压力脉动
2.依靠绝热膨胀及自然冷却降温，进一步分离掉压缩空气中的水分和油分。
3.储存一定量的压缩空气，一方面可解决短时间内用气量大于空压机输出量的矛盾，另一方面可在空压机出现故障或停电时，维持短时间的空气，以便采取措施，保证气动设备的安全。
为便于排出管道的冷凝水，管子倾斜度为3°--5°1/100—3/100
管径的选择：
d=√4q/μπ X10＾3（mm）
q—流量m＾3/S，μ—管内压缩空气的流速m/s。
第二节气源处理元件
1. 空气过滤器（分水滤气器）
原理：从入口流入的压缩空气，经导流的切线方向的缺口强烈旋转，液态油水及固杂质受离心力作用，被甩到水杯的内壁上，再流到底部，除去液态油水和杂质的压缩空气，通过滤芯进一步清除微小固态颗粒，然后从出口流出。
2：减压阀（调压阀）
按调节压力的方式分——①：有直动式减压阀——1：益流式
2：恒量排气式
3：非益流式
②：先导式减压阀。
溢流式减压阀筏的工作原理——靠进气阀口的节流作用减压，靠膜片上的平衡作
用稳定输出压力，调节旋钮可使输出压力在规定范围内任意改变。
先导式减压阀：当减压阀的输出压力较高或配管口径很大时用调压弹簧直接调压，则弹簧势必要过硬，流量变化时输出压力波动较大，筏的结构尺寸会很大，为了克服这些缺点可采用先导式减压阀。
工作原理—与直动式减压阀基本相同，所用的调压空气是由小型的直动式减压阀供给的。
减压阀的选择和使用：
选择使用减压阀应考虑以下几点：
1：要求减压阀精度高时应选用精密型减压阀。
要求减压阀精度不高时应选用普通型减压阀。（QFJ，QTY）
2：确定阀的类型后由所需最大输出量选择通经，决定阀的气原压力时应使其大于最高输出压力0.1Mpa.
3:按气流的流动方向首先安装分水虑气器,其次是减压阀最后是油雾器.并按箭头方向依次安装.
4:减压阀不用时要把旋钮放松旋转回零以免膜片变形.
三:油雾器
油雾器是一种特殊的注油装置.其作用是使润滑油雾化后注入空气流中,随着空气流进入需要润滑的部件,从而达到润滑的目的.其特点是有气流流动就有润滑,无
气流流动时停止润滑,并且具有润滑均匀稳定,通过调节节流可以调节滴油量0—200滴/分内变化,一次油雾器可以在不停气状态下供油，油雾器加油种类为透平一号,油雾器一般应配置在分水滤气器和减压阀之后，用气设备之前较近处，油面不宜超过螺母13的下平面（如图所示）。
油雾气供油量根据使用条件的不同而不同，一般以相对10m3自由空气（标准状态）供给1毫升的油量为基础。也可根据实际情况进行修正。
第三节气动执行元件: 气缸
一：气缸的分类
1：按缸径分类（mm）6，10，12，16，20，25，30，32，40，50，63，80，100，125，140，150，160，180，200，250，320，400，
2：按安装方式分类-有基本型，脚架型，前后发兰型，单双耳环型，中间摆轴型，
单耳支座。
3：按结构形式分类：有缓冲可调型，缓冲不可调型，带磁控开关型,双活塞杆型，双活塞型,增力型,三位型,行程可调型,自锁型.（请转下页）
三章公司的主要产品简介
一:重型气缸系列
重型气缸系列包括QGA，QGB，JB，QGAII，QGBII，该五种气缸是在吸取了国外同类产品的基础上开发改造的新一代产品。它们之间的活塞，缓冲套，螺母，针阀等零件采用了模块化系列化设计五种气缸之间是相互通用的，安装及连接尺寸采用ISO6431国际标准，并采用了新的技术。其中QGBII系列气缸还派生出了多种形式的特殊气缸有：
1):QGBII-H双活塞气缸—是以两台QGBII系列相同缸径对接合成的双活塞气缸，两活塞行程可以相同，也可以不相同活塞运动方向相反,将一端活塞杆固定,可作多位气缸,广泛用于不同自动化要求的场合.
2):耐热气缸(QGBII-R)—外型及连接尺寸同QGBII相同,所有密封件采用氟橡胶材料,可用于钢铁冶金等200°C以下高温的场合。有特殊要求时，本公司还可为您制造耐高温600°C甚至能耐更高温度的气缸。
3):增力气缸（QGBII—J）三位气缸（QGBII-C）—两种均为QGBII系列相同缸径的气缸串联而成的双活塞气缸，两活塞运动方向相同,增力气缸前后活塞连为一体,其杆端输出的推力为单活塞推拉力之和,拉力为单活塞拉力的两倍,三位气缸前后活塞杆单独分开,当前缸行程(S)大于后缸行程(S1)时,前端活塞杆有三个位置,必要条件是S>S1.
4)双活塞杆气缸(QGBII-L)—以BII系列为基础活塞两侧安装两根活塞杆,活塞双向作用,推拉力相同,运动方向速度相同.
5):磁性开关气缸(QGBII-K)—采用磁性活塞与磁感应发讯器配合发出控制信号实现气缸往复自动换向.
6):带阀气缸（QGBII-K）—是将控制元件与执行元组合一体的一种气缸既气缸与换向阀有机的组和为一体具有往复自动换向等多种功能。
7):带阀组和气缸(QGBII-KF)—用带阀气缸加磁性开关组合而成从而实现了带阀与磁性开关的有机组合，具有气缸自动换向和行程任意位置可调的功能。
8):制动气缸(QGBII-Z)—活塞杆带动负载运动时可以在行程中任意位置停止并具有很高的定位精度，特别是在系统突然断气的情况下也可以精确地停止并具有系统的安全保护作用，广泛用于气缸定程和行程的精确调整以及安全自锁的场合。QGA，QGAII气缸均为无缓冲型，QGB，QGBII为缓冲可调型五大系列为重型气缸广泛用于矿石,钢铁,冶金,机械等工业自动化的场合，是机械自动化半自动化的首选元器件。
二:引进气缸系列
LCZ系列气缸为引进、消化德国专有技术生产制造的轻型铝合金气缸,气缸的技术标准符合ISO6431国际标准。具有较强的互换性，是轻工、纺织、电子、食品等工业首选的基础件产品,也是引进设备国产化气动执行元件最佳选择.
1):LCZ系列双作用气缸前后盖采用先进铝合金压铸技术具有重量轻强度高外型美观等特点,与铝合金缸筒相配构成一个完美的铝合金气缸,前后盖采用四拉杆内六角螺柱连接,安装件采用了分体式独立结构,用内六角螺钉连接前后阀兰,单双尾座,角架.中间摆轴可在四拉杆上轴向任意移动后用螺钉定位紧固,可满足用户在使用摆轴所需不同轴向位置的要求.
2):LCZ系列气缸缸径从ф32-ф320共九个系列,以LCZ为基础派生出LCZM无油润滑气缸，LCD长缓冲无油润滑气缸，LZE磁性开关气缸，LZEM磁性开关无油润滑气缸，LCZ-F，LCD-F，LCDM-F，带阀气缸，这些气缸的出现，丰富和扩大了LCZ气缸的使用范围。
3):由于铝合金气缸自身的特点，具有外形美观，重量轻等特点，所以常用于轻工，纺织，面粉等行业，对于使用环境恶劣温度较高的场合，不建议使用，可推荐使用其他形式的气缸
三:LG系列轻形气缸
LG系列轻形气缸是我公司自行研制开发的具有2000年国内同行业先进水平的新一代轻形铝合金气缸。该气缸外形尺寸与日本、台湾相同，可以互换。缸径从φ32-φ125七种规格，带有九种模块结构群体结构形式，11种安装形式，12种连接形式，3种气源连接形式，使其通用性，互换性，可靠性大大增强，外形及安装形式与国内同类产品10A-5，QGBQ可通用互换替代。LG系列轻形气缸为单双作用，缓冲可调普通标准气缸，前后端盖采用铝合金压铸，铝合金缸筒硬质阳极氧化，活塞杆外表面镀铬，活塞采用前进的COP及星形圈密封形式，使气缸启动快，动作反应灵敏，去掉缓冲圈即可成为无缓冲形（LGA），其余尺寸同LGB。在开发设计基本型的基础上，同时又开发出LG群体系列气缸，包括LGK带磁控开关型；LGF带阀型；LGKF带阀开关型；LGL双活塞杆型；LGS双活塞型；LGC三位型；LGT返程调行程型；LGTa进程调行程型。
LGT返程调行程气缸——在标准的LGB气缸的另一端增加了一个螺杆调节装置，通过调节螺杆长度可以调节气缸的返程行程，即活塞杆前端点进程终点不变，而活塞杆返程终点可以调节变化。
LGTa进程调行程型气缸——其结构是在LGL的基础上，一端活塞杆螺纹较长，并安装有调节螺母，通过螺母位置的调节可以气缸前进方向的行程，即活塞杆端返程终点位置不变，而前进行程终点位置可以调节。
其余七种群体结构形式及作用结构同QGBII群体缸中的相同项目的内容。
在LG气缸的八种安装形式中，相对于五大气缸来说，扩展了3种安装形式，TCC 铰轴支座式，CBB单耳支座式，LA横向脚架式，这时用户的使用和安装都较为便利，从而扩大LG气缸在自动化过程应用范围。
LG气缸种的12种连接形式是其他系列气缸中所不有的特点，包括有但耳接杆形式（T），叉型接干式（S）,杆部叉座式（YCA），杆部叉座双悬耳式（CBT），单悬耳式（CAY），单悬耳座式（CA，CB）
由于LG系列所具有的广泛而特殊的作用，所以供市场选择范围很大，市场前景看好，是一种有发展前途的新产品。
四：LMB米型气缸（?32-125）
该气缸除缸筒型材为“米”型，无磁控开关，不可安装中间摆轴无群体系列外，其
余各技术指标、安装及联结形式均同LG系列轻型气缸。
五：DQGI系列群体薄型气缸
所谓薄型气缸是指省空间的气缸即气缸的轴向或径向尺寸比标准气缸有较大的减少，具有结构紧凑，重量轻，占用空间小，轻巧美观，并可带磁发讯装置。我公司的薄型缸系列缸径从12——100共10个规格，缸筒均采用铝型材，通过消化吸收国内先进激素，自行开发设计的一族多品种的薄型缸群体，通过模块组合和标准化设计派生出五种变型系列薄型气缸，形成DQGI群体气缸以满足用户对薄型气缸不同功能，不同用途，多种场合的需要，
群体薄型气缸中除导向薄型气缸（DQGID），夹紧导向薄型缸之外，其它形式同五大系列功能相同。
1.导向薄型缸（DQGID——通过活塞杆与导向板的连接，在两个导杆与缸体配合的引导下带动负载平衡，运行消除了活塞杆的转动，减少了转角误差，从而使所连接的负载具备了良好的平稳性。
2.夹紧导向薄型气缸（DQGI）——通过活塞杆带动压紧板旋转90°后，再移动并压紧工件，作用原理是在活塞杆上加工一个90°大导程螺旋槽，在缸体安装一个固定导向销，插入螺旋槽，当活塞推动活塞杆向前运动时，在销的定位导向下，完成移动和旋转的复合运动，从而完成了夹紧导向这一过程。
六.无杆气缸
行程为L的有活塞杆气缸，沿行程方向的实际占有安装空间约为2.2L，若没活塞杆，则占有安装空间仅为1.2L，其形成缸径比可达50至200，CWC磁性无杆气缸可达3500，没有活塞杆，还能避免由于活塞杆密封圈的损伤而来的故障，没有活塞杆，活塞两侧受压面积相等，具有同样的推力，利于提高定位精度。QGL系列缆索气缸（50~80）以柔性缆索传递气缸输出作用力，CWC系列磁性无杆缸（20~50）时通过磁力来传递功率而带动负载，二者的主要特点是占地面积小、重量轻、占空间位置小，用于场地空间受限制的场合，与普通缸相比可以节约一个行程的长度，特别适用于长行程的场合。
广泛用于数控机床，大型压铸机，注塑机的开门装置上，纸张、布匹、塑料薄膜的切断装置，重物的提升，多功能坐标移动机械手的位移，生产流水线上的工件的传送等。
七. 其他气缸
BGX、QGX、QM、QM-K型微型气缸，缸径φ6-φ40，分别采用端盖与缸筒滚压密封连结和螺纹连接两种方式，单活塞杆、活塞双向作用，有多种安装形式，QM-K可带磁控开关，广泛用于轻工、电子、食品等行业。是自动化行业首选佳品。
SJBI（II）系列前（后）自锁气缸（缸径63、80、100）
前、后自锁气缸是一种指活塞运行到端点时自锁的一种特殊气动执行元件，在气动系统中起安全保护作用，用于垂直或其他方式使用的场合，当系统突然停气时，活塞在前端或后端自锁的作用下，所带负载不会在重力的作用下下落或移动，由于特殊的性能和结构，最大行程不得超过600，最大许用应力负载不超过1410N （缸径100）
ZDG系列自动往复气缸（缸径50、63、80）
在气缸体内安装两个二位三通阀，挡活塞到达端面时压下二位三通阀换向，当活塞在反方向移动到位时，同样液压下二位三通阀换向，由此只有压缩空气进入P 进气口时活塞可以周而复始的往复运动，从而使自动换向得到实现，所以无需磁性开关，电磁筏等，只需接通一个工作气源，既能实现往复动作，如果进气口装节流阀可调节换向动作频率，调节范围由节流阀的调节区间而定。
ZG系列振动气缸（63、80、100）
作用原理与ZDG相似，由于行程设计较短，所以可以产生较高的振动频率，需通过气缸前部法兰将气缸固定于需振动的部件上，接通一个工作气源，既可实现振动动作。其特点是振动频率高，振动力大，所以振动效果好，广泛应用于机械、建材行业，尤其包装机械的振动自动给料、酿造行业酒糙的自动落料可优先选用。CTA伸缩气缸
此产品的作用原理类似于电视的可伸缩天线，大气缸行程中包含小气缸的行程，其特点是占用空间小，可以在不供油状态下正常使用。适用于长行程而轴向安装尺寸受限制的场合，是工业自动装备上不可缺少的气动执行元件。
摆动系列气缸
摆动气缸是利用压缩空气驱动输出轴在一定角度范围内作回转运动的气动执行元件用于物体的转位，翻转，夹紧，阀门的开闭以及机器人的手臂动作等，其结
构原理是利用齿轮齿条的啮合传动，将活塞作往复直线运动变为输出轴的旋转运动，由齿轮轴输出力矩。齿轮轴机构的转轴相连，让外部机构作摆动。
我公司目前生产的QGK。QGKa，LTA，LBA，LTBK，LTAI，六种摆动气缸，缸径从20---125九种规格，有孔式轴式齿轮齿条摆动气缸（QGK，QGKa）齿轮齿条摆动气缸（LTA），微型摆动气缸（LBA）双齿条多位摆动气缸（LTBK）摆动气缸其输出扭矩从0.4---455NM.
输出扭矩的计算M=FCoS20°D/2（NM）
F——气缸输出力（N）
D——齿轮分度圆直径（m）
旋转角度：45°，90°，180°，270°，360°
双齿条多位摆动气缸（LTBK）可根据需要实现双倍，三倍等多倍扭矩。LTAI系列方形摆动气缸的结构形式包含13种，有带开关型（K），单双向增力矩等形式。.（请转下页）
第四章方向控制阀
能改变气体流动方向或通断的控制阀称为方向控制阀。
一、分类
方向控制阀的品种规格相当多，了解其分类的就比较容易掌握他们的特性，以利于选用。
1、按阀内气流的流通方向分类
只允许气流沿一个方向流动的控制阀叫做单向型控制阀，如单向阀、梭阀、双压阀和快速排气阀等。快排阀按其功能也可归入流量控制阀，可以改变气流流动方向的控制阀叫做换向控制阀。如二位三通阀、三位五通阀。
2、按控制方式分类
1）电磁控制电磁线圈通电时，静铁芯对动铁芯产生电磁吸引力，利用电磁力使阀芯切换，以改变气流方向的阀，称为电磁控制换向阀。这种阀易于实现电－气联合控制和复杂控制，能实现远距离操作，故得到广泛的应用。
2）气压控制靠气压力使阀芯切换以改变气流方向的阀称为气压控制换向阀。
这种阀在易燃．易爆．潮湿．粉尘大．强磁场．高温等恶劣工作环境中。以及不能使用电磁控制的环境中，工作安全可靠，寿命长。但气压控制阀的切换速度比电磁阀慢些。
气压控制可分成加压控制．泄压控制．差压控制和延时控制等。
加压控制是指加在阀芯上的控制信号的压力值是渐升的。当压力升至某压力值时，阀被切换。这是常用的气压控制方式。
泄压控制是指加在阀芯上的控制信号的压力值是渐降的。当压力降至某压力值时，阀被切换。用于三位阀中，可省去复位弹簧，电磁先导阀要使用常通式。但泄压控制阀的切换性能不如加压控制阀。
差压控制是利用阀芯两端受气压作用的有效面积不等，在气压作用力的差值下，使阀芯动作而换向。差压控制的阀芯，靠气压复位，不需要复位弹簧。
延时控制是利用气流经过小孔或缝隙被节流后，再向气室内充气，经过一定的时间，当气室内压力升至一定值后，再推动换向阀芯动作而换向，从而达到信号延迟的目的。常用于延时阀和脉冲阀上。
３）人力控制依靠人力使阀芯切换的换向阀称为人力控制换向阀。它可分为手动阀和脚踏阀。
人力控制与其它控制方式相比，具有可按人的意志进行操作．使用频率低．动作速度较慢．操作力不宜大，故阀的通径小等特点。
在手动气动系统中，人力控制阀一般直接操纵气动执行机构。在半自动和自动系统中，多作为信号阀使用。
４）机械控制用凸轮．撞块或其它机械外力推动阀芯动作．实现换向的阀称为机械控制换向阀。这种阀常作为信号阀使用。可用于湿度大．粉尘多．油分多，不宜使用电气行程开关的场合，但不宜用于复杂的控制装置中。
３．按动作方式分类
按动作方式分类，可分为直动式和先导式。直接依靠电磁力．气压力．人力和机械力使阀芯换向的阀，称为直动式换向阀。直动式阀的通径较小。通径小的直动式电磁阀常称作微型电磁阀，常用于小流量控制或作为先导式电磁阀的电磁先导阀。
先导式气阀由先导阀和主阀组成。依靠先导阀输出的气压力，通过控制活塞等推
动主阀阀芯换向。通径大的换向阀大都为先导式换向阀。
先导式气阀又分为内部先导式和外部先导式。先导控制的气源是主阀提供的为内部先导式；先导控制的气源是外部供给的为外部先导式。外部先导式换向阀的切换不受换向阀使用压力大小的影响，故换向阀可在低压或真空压力条件下工作。４．按切换通口数目分类
阀的切换通口包括入口．出口和排气口。按切换通口数目分，有二通阀．三通阀．四通阀．五通阀以及五通以上的阀。
二通阀有一个入口（用Ｐ．ＩＮ或ＳUP表示）和一个出口（用Ａ或ＯＵＴ表示），气开关便是一种二通阀。
三通阀有一个入口．一个出口和一个排气口（用Ｏ．Ｒ或ＥＸＨ表示。也可以是一个入口和两个出口，作为分配阀或两个入口（用Ｐ１和Ｐ２表示）和一个出口，作为选择阀。
二通阀和三通阀有常通式和常断式之分。无控制信号时，Ｐ．Ａ相通为常通式；Ｐ．Ａ断开为常断式。若通道内的流动方向不限定，则称为通断式阀。常通式和常断式阀，不得逆向流动，因逆向压力会造成单向型密封圈不密封或密封失效。目前我公司生产的换向阀有DF系列低功率换向阀，F系列电控滑阀，K系列电控滑阀，K系列电控截止阀，23JD系列电控截止阀，K23JR7截止式脚踏阀，SF 系列手动转阀，KA系列单向阀，L系列单向节流阀，DLA多用节流阀等。.（请转下页）
五章气动元件的正确使用和维护保养
一套气动装置，如果不注意维护保养工作，就会过早损坏或频繁发生故障，使装置的使用寿命大大降低，在对气动装置进行维护保养时，应针对发现的事故苗头，及时采取措施，这样可减少和防止故障的发生，延长元件和系统的使用寿命。因此，企业应制定气动装置的维护保养管理规范，加强管理教育，严格管理。
维护保养工作的中心任务是保证供给气动系统清洁干燥的压缩空气，保证气动系统的气密性，保证油雾润滑元件得到必要的润滑，保证气动元件和系统得到规定的工作条件（如使用压力，电压等），以保证气动执行机构按预定的要求进行工
作。
油雾器最好选用一周补油一次的规格，补油时，要注意油量减少情况。若耗油量太少，应重新调整滴油量，调整后滴油量仍减少或不滴油，应检查油雾器进出口是否装反，油道是否堵塞，所选油雾器的规格是否合适。
每月每季度的维护工作应比每日和每周的维护工作更仔细，但仍限于外部能够检查的范围。其主要内容是：仔细检查各处泄露情况，紧固松动的螺钉和管接头，检查换向阀排出空气的质量，检查各调节部分的灵活性，检查指示仪表的正确性，检查电磁阀切换动作的可靠性，检查气缸活塞杆的质量以及一切从外部能够检查的内容。
维护工作可以分为经常性的维护工作和定期的维护工作。前者是指每天必须进行的维护工作，后者可以是每周，每月或每季度进行的维护工作。维护工作应有记录。维护工作应有记录，以利于今后的故障诊断和处理。
检查漏气时应采用在各个检查点涂肥皂液等办法，因其显示漏气的效果比听声音更灵敏。
检查换向阀排出空气的质量时应注意如下三方面：一是了解排气中所含润滑油是否适度，其方法是将一张清洁的白纸放在换向阀的排气口附近，阀在工作三至四个循环后，若白纸上只有很轻的斑点，表明润滑良好，二是了解排气中是否含有冷凝水，三是了解不该排气的排气口是否有漏气。少量漏气预示着元件的早期损伤（间隙密封阀存在微漏是正常的）。若润滑不良，应考虑油雾器的安装位置是否合适，所选规格是否恰当，滴油量调节得是否合理及管理方法是否符合要求，若有冷凝水排出，应考虑过滤器的位置是否合适，各类除水元件实际和选用是否合理，冷凝水管理是否符合要求。泄露的主要原因是阀内或缸内的密封不良，气压不足等所致。此系密封阀的泄露较大时，可能是阀芯，阀套磨损所致。
气缸活塞杆常露在外面。观察活塞杆是否被划伤，腐蚀和存在偏磨。根据有无漏气，可判断活塞杆与前盖内的导套，密封圈的接触情况，压缩空气的处理质量，气缸是否存在横向载荷等。
像安全阀，紧急开关阀等，平时很少使用。定期检查时，必须确认它们的动作可靠性。
让电磁阀反复切换，从切换声音可判断阀的工作是否正常。对交流电磁阀，若有
蜂鸣声，应考虑动铁心与静铁心没有完全吸合，吸合面有灰尘，分磁环脱落或损坏等。.（请转下页）
第2章 气动基础知识 2.1 气动技术常用单位换算 各换算关系入表2.1所示： 2.2 气动技术常用公式： 一、基本单位：长度l:m ，质量m ：kg ，时间t ：S ，体积：m 3或l 一、基本公式： （一） 力(Force): a m F ?= （2s m kg N ? =）； 牛顿定律 （二） 重量(weight)：g m G ?= （2 s m kg N ?=）； （三） 压力： A F P = ( 2 m N Pa = )； 1Pa=10-5bar 上式为巴斯卡原理(Pascal’s theory) （四） 波义尔定律：见图2.1（说明压力与体 积成反比） 2211V P V P = （五） 查理定律（charle ’s Law ）： 图2.1波义尔定律
22 2111T V P T V P = 说明压力与体积的变 化与温度成正比。 （六） 流量公式：V A Q ?= （s m m s m ? =23）说明 了流量为管路截面积 与流速之乘积，见图2.2。 （七） 自由空气的体积流量： T T P P Q Q a a a ? ? =（ANR m3／min ）或（ N L ／min ） Qa 为我们在一定温度、一定压力作 用下的气体流量转换为在统一标准的自由空气下的体积流量提供了计算方法。在选择空压机、气动三联件及各种样本说明书中所提到的流量、额定流量,都是指自由空气的体积流量。只有在共同的压力标准下评价气体流量的大小才有意义。自由空气状态下单位时间内的体积流量,可用ANR 表示。也可写成 Nl/min 。 （八） 密度：V m = ρ（3 /m kg ） 单位体积的质量 （九） 伯努利力定理 (Bernoulli’s Equation) 常数=+ +2 21v gh p ρρ p 为单位体积流体的压力能，gh ρ为单位体积流体位能，2 21v ρ为单位体积流体的动 能。因此，上述伯努利方程的物理意义是：在密闭管道内作恒定流动的理想流体具有三种形式的能量，即压力能、位能和动能。在流动过程中，三种能量可以相互转化，但各个过流断面上三种能量之和恒为定值。当流体速度愈快，其压力愈低，反之速度减低，压力增加，如图图2.3所示。 （十） 气缸的相关计算： 1． 气缸截面积计算： 42 D A π= （m 2）D:气缸内径(m) 2． 理论力：P A F ?=（N ）P:压力（Pa ） 3． 实际力估算： （1） 单作用气缸的实际正向力：P A F ?=)85.0~4.0( （2） 双作用气缸的实际正向力：P A F ?=)9.0~6.0( （3） 双作用气缸的实际反向力： P d D F ?-=)(4) 9.0~6.0(22π d:活塞杆直径 （十一） 气缸每分钟空气消耗量计算： 图2.3 理想流体伯努利方程 图2.2 流体的流量计算
气动元件基础知识篇 第一章概述 气压传动是一种动力传动形式，也是一种能量转换装置，它利用气体的压力来传递能量，与机械传动相比有很多优点，所以近十机年来发展速度很快。目前在很多国民经济领域中，如机床工业，工程机械，冶金，轻工及国防部门应用日益广泛，随着现代科学技术事业的发展气动液压技术已成为一项专门的应用技术领域，目前我国气动元件，液压元件已逐步标准化，规范化，系列化。气压传动的动力传递介质是来自于取之不尽的空气，环境污染小，工程实现容易，所以气压传动较液压传动来说，更是一种易于推广普及实现工业自动化的应用技术，近年来，气动技术在机械，化工，电子，电气，纺织，食品，包装，印刷，轻工，汽车等行业，有尤其在各种自动化生产装备和生产线中得到了广泛的应用，极大地提高了制造业的生产效率和产品质量，作为重要机械基础的气动及液压执行元件的应用，引起了世界各国产业界的普遍重视，气动行业已成为工业国家发展速度最快的行业之一。另一方面，市场的需求和高速发展的自动化技术也促进气动技术的不断发展。 本教案的编是为公司内部有关人员的短期培训需要而编写，其内容特点是从气动技术基础知识入手，以我公司研制开发的各种气动元件为主，着力介绍其主要工作原理，以及他们相互之间的共性，及个性特点，及正确使用维护保养进行系统阐述。 第二章气动元件 第一节气源设备 定义：产生处理和储存压缩空气的设备 空压机按压力方式可分成1.低压型0.2—1MPa 2.中压型1.0—10MPa 3.高压型>10Mpa 按工作原理可分为：容积型；速度型 按结构形式可分为：活塞式；滑片式；螺杆式； 空压机输出压力Pc=P+∑△P P—气动执行元件的最高使用压力Mpa ∑△P—气动系统总压力损失0.15—0.2Mpa 空压机安装地点—周围空气必须清洁，粉尘少，湿度少，温度低，通风好，以保证吸入空气质量。 后冷却器—风冷式，水冷式 空压输出的压缩空气温度可达120℃以上，在此温度下，空气中的水分完全呈气态，其作用是将出口的高温空气，冷却至40℃以下，将大量的水蒸汽和油雾器冷凝成液态水滴和油滴以便将它们清除掉。 压缩空气出口温度为：≤100℃时可用风冷 >100℃空气量很大时，用水冷式。 气罐 作用：1.消除压力脉动 2.依靠绝热膨胀及自然冷却降温，进一步分离掉压缩空气中的水分和油分。
Q/TX 中国南车集团株洲电力机车有限公司 企业标准 Q/TX01-029-2007 气动元件图形符号 编制日期审核日期批准日期实施日期 段继超 2007-12-13 郭立平 2007-12-18傅成骏 2007-12-27 2008-03-01中国南车集团株洲电力机车有限公司发 布
目 次 前言 (Ⅱ) 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语 (2) 4 总则 (2) 5 符号构成 (2) 6 管路及管路连接 (2) 7 控制机构和控制方法 (2) 8 风源系统元件及装置 (2) 9 控制与调节元件 (2) 10 动作与执行元件及装置 (4) 11 检测与指示 (4) 12 辅助元件及装置 (5) 13 其它 (5)
前 言 本标准由中国南车集团株洲电力机车有限公司提出。 本标准由技术中心技术管理部归口。 本标准起草单位：制动技术开发部、技术管理部。 本标准主要起草人：段继超、黄殿清。 本标准为首次发布。
气动元件图形符号 1 范围 本标准规定了空气管路系统用气动元件图形符号。 本标准适用于机车或动车组及轨道车辆空气管路系统。机车或动车组及轨道车辆其它气动系统也可参照使用。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 786.1-1993 液压气动 图形符号 GB/T 6988.1-1997 电气技术文件的编制 第1部分：一般要求 GB/T 15565 图形符号 术语 GB/T 16900 图形符号表示规则 总则 3 术语 GB/T 15565、GB/T 786.1确定的术语和定义适用于本标准。 4 总则 4.1 符号只表示元（辅）件的功能、操作（控制）方法及外部连接口，不表示元（辅）件的具体结构和参数、连接口的实际位置和元（辅）件的安装位置。 4.2 符号均表示元（辅）件的静止位置或零位置。当元件组成系统，其动作另有说明时，可作例外。 4.3 除特别注明的符号或有方向性的元件符号外，符号在系统中可根据具体情况水平或垂直绘制。 4.4 本标准未列入的图形符号，应根据GB/T 786.1绘制规则和符号进行派生。当无法直接引用或派生时，或有必要特别说明系统中某一元（辅）件的结构及动作原理时，可局部采用结构简图来表示。 4.5 空气管路系统部件图形符号可由本标准规定的两种或以上图形符号组合而成。 4.6 除规定外，符号的大小按GB/T 6988.1-1997中4.3.3有关规定。 5 符号构成
气动元件使用说明 一、气动元件的使用环境： 一）无腐蚀性气体、无阳光直射、无有机溶剂、无化学药品、无明显粉尘、元爆炸性气体、无强磁的场合。 （二）环境温度一般在5℃~50℃之间。 （三）冲击和振动幅度应在气动元件的允许范围内。 （四）供电电压应在气动元件规定范畴内。 二、对使用气体的要求： （一）使用清洁干燥的压缩空气，根据不同的要求，采用相应的气源处理系统。不得使用未经任何处理的压缩空气。 （二）在灰尘多、有水滴、油滴的场合应采取防护措施。 （三）冷凝水多、高温高湿的场合，在过滤器前应配置空气干燥器，后冷却器，自动排水器等。 三、气动元件的润滑： （一）为延长气动元件的使用寿命，除不供油润滑的元件外，一般应给油润滑。给油时应选用流量合适的油雾器。要用符合ISO VG32标准的专用润滑油（本公司供应此种润滑油）不得使用机油、锭子油等对气动密封件有害的润滑剂。 （二）润滑方法将油雾器的注油塞拧下，将专润滑油注入油杯内（亦可拧下油杯注油后再把油杯拧好），测量为油杯容积的80%左右为宜，同时调节滴油速度，使每1m3空气中含有0.5至5滴润滑油即可。检查润滑是否良好，可以将一张清洁的白纸，放在换向阀的排气孔附近，
阀工作三至四个循环后，若纸上只有很轻的斑点，表明润滑良好。（三）对于不给油润滑的元件，一旦给油后，不得停止给油，否则会导致元件工作不良。 （四）更换气动元件的密封件时，在密封件上一定要涂抹规定的润滑油，否则会操作密封件。 四、常用气动元件应用及使用注意事项： <一>配管及管接头： 1、应根据气动系统和气动元件对空气流量，安装方式的不同要求应用相应的配管和管接头。 2、配管前应吹净或洗净管内的油污、灰尘、金属屑，配管于管接头及气动元件连接时不允许将上述杂物及密封带的碎屑及粘接剂混入。 3、管接并没有安装时，请用六角扳手紧固，用力应适宜，否则会损坏元件、伤害人体或造成密封不良。所以要求按下列数据接管。 4、用密封生料带缠绕时，留出1.5~2道丝扣，并按下图（图三）所示的方向缠绕。 5、往单触式管接头上连接气管时，应把气管的端面用专用切管器或用锋利的刀切成直角平面，然后往管接头内插进气管，一直推到气管的端头，通过管接头密封圈到达管接头的尽头，再进去为止。不得在稍遇阻力时就停止。以免插不到头造成泄露。如气管完全连接好，气管就会被销紧爪销死而不会脱落，并被密封圈密封住。在拆气管时按住椭圆（或圆形）管套使销紧爪完全松开，抽出气管。 <二>过滤器：
就我公司目前常用的气控元件进行规命名，使用下表所列元器件时必须按本规执行，未列元器件按样本执行 气路辅助元件 名称型号规格示例图片 命名规则命名示例 快速接头1、螺纹–管径 2、管径–管径 注： 1、一端有螺纹时，螺 纹写前面 2、一端有螺纹且为螺 纹时，在名称后面 加“（）”注明 3、管径有大小时，大 管径写前面ZG1/2-φ12 φ12 -φ12 φ12-φ10 快速接头（）快速接头 快速角接1、螺纹–管径 2、管径–管径ZG1/2-φ12 φ12 - φ12
T型快速三通管径–管径–管径φ12-φ10-φ12 φ12-φ12-φ12 T型快速三通管径–螺纹–管径φ12- ZG1/2-φ12 T型快速三通螺纹–管径–管径ZG1/2 -φ12-φ12 Y型快速三通管径–管径φ12-φ10 φ10-φ10 Y型快速三通螺纹–管径ZG1/2-φ12 快拧接头1、螺纹–管径 2、管径–管径ZG1/2-φ12 φ12 -φ12 快拧接头（）
快拧角接1、螺纹–管径 2、管径–管径ZG1/2-φ12 φ12 - φ12 快拧角接 T型快拧三通管径–螺纹–管径φ12- ZG1/2-φ12 T型快拧三通管径–管径–管径φ12-φ10-φ12 φ12-φ12-φ12 堵头螺纹 注： 1、产品材质在PDM “材料”栏注明 2、默认为金属材质 3、六角头堵头需在名 称上注明ZG1/2 六角头堵头
消声器螺纹 注： 1、无品牌样式要求的 为默认按螺纹命名 2、有品牌或者样式材 料要求的按样本命 名ZG1/2 （默认结构）按样本 节流阀按样本 气管管径 注： 1、默认为橙色PU材 质 2、材料写PDM“材 料”栏 3、颜色写PDM“备 注”栏 4、特殊气管按供应商 φ12
气动技术基本知识 1. 气动技术中常用的单位 1个大气压=760mmHg =1.013bar =101kpa 压力单位换算 1N/㎡=bar 105-=1002.17-?kgf/m ㎡=1002.15-?kgf/c ㎡ 1kgf/c ㎡=0.1Mpa 2. 气动控制装置的特点 ⑴空气廉价且不污染环境，用过的气体可直接排入大气 ⑵速度调整容易 ⑶元件结构紧凑，可靠性高 ⑷受湿度等环境影响小 ⑸使用安全便于实现过载保护 ⑹气动系统的稳定性差 ⑺工作压力低，功率重量比小 ⑻元件在行程中途停止精度低 3. 气动系统的组成 气动系统基本由下列装置和元件组成 (1)气源装置——气动系统的动力源提供压缩空气 (2)空气处理装置——调节压缩空气的洁净度及压力 (3)控制元件 方向控制元件——切换空气的流向 流量控制元件——调节空气的流量 (4)逻辑元件——与或非 (5)执行元件——将压力能转换为机械功 (6)辅助元件——保证气动装置正常工作的一些元件 压缩机 a ）气源装置 储气罐 后冷却器 过滤器 油雾分离器 减压阀 b ）空气调节 油雾器
处理装置空气净化单元 干燥器 其它 电磁阀气缸 气压控制阀带终端开关气缸方向控制阀机械操作阀带制动器气缸 手动阀气缸带锁气缸 其它带电磁阀气缸 其它 速度控制阀 C）控制元件速度控制阀d）执行元件 节流阀 摆动缸 回转执行件 逻辑阀 空气马达管子接头 消音器 e）辅助元件压力计 其它 污染物质的去除能力 污染物质过滤器油雾分离器干燥器 水蒸气 微小水雾 微小油雾 水滴 固体杂质 × × × ○ ○ × ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ○ × 表1 二、空气处理元件 压缩空气中含有各种污染物质。由于这些污染物质降低了气动元件的使用寿命。并且会经常造成元件的误动作和故障。表1列出了各种空气处理元件对污染物的清除能力。 1．空气滤清器 空气滤清器又称为过滤器、分水滤清器或油水分离器。它的作用在于分离压缩空气中的水分、油分等杂质，使压缩空气得到初步净化。
第二章 气动基础知识 2.1 气动技术常用单位换算 各换算关系入表2.1所示： 表2－1 单位换算表 一、长度 （Length ） cm m in ft 1 0.01 0.3937 0.0328 100 1 39.371 3.2809 2.54 0.0254 1 0.0833 30.48 0.3048 12 1 二、质量 (Mass) kg lb 1 2.2 0.4536 1 三、面积 （Area ） cm 2 m 2 in 2 ft 2 1 0.01 0.1550 0.001076 四、重量或力(Force) Kgf （千克力） Kp （千克力） N(Newton) lbf （磅-力） 1 1 9.81 2.2 五、压力 (Pressure) kg ／cm 2 atm lb/in 2(psi) bar MPa(N/m 2) l 0.9678 14.223 0.9807 0.09807 六 、流量 (Flow) m 3／hr Ft 3/hr l ／Min 1 35.317 16.6667 七、体积(Volume) m 3 dm 3或l ft 3 1 1000 35.317 0.02832 28.315 l 2.2 气动技术常用公式： 一、基本单位：长度l:m ，质量m ：kg ，时间t ：S ，体积：m 3 或l 一、基本公式： （一） 力(Force): a m F ?= （2s m kg N ?=）； 牛顿定律 （二） 重量(weight)：g m G ?= （2s m kg N ?=）； （三） 压力： A F P = (2m N Pa =)； 1Pa=10-5 bar 上式为巴斯卡原理(Pascal ’s theory) （四） 波义尔定律：见图2.1（说明压力与体积成 反比） 2211V P V P = （五） 查理定律（charle ’s Law ）： 图2.1波义尔定律