气动技术基本知识
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气动技术培训课件.一、教学内容本课件主要基于《气动技术基础》教材的第3章和第4章内容,详细讲解气动元件的工作原理、气动系统的设计及调试。
具体内容包括:气动元件的分类及功能、气动系统的基本回路、气动控制系统的设计原则、气动系统的安装与调试等。
二、教学目标1. 掌握气动元件的分类、功能及工作原理,能正确选用气动元件。
2. 学会设计简单的气动控制系统,了解气动系统的安装与调试方法。
3. 能够分析和解决气动系统运行过程中出现的问题。
三、教学难点与重点难点:气动控制系统的设计原则及方法,气动系统的安装与调试。
重点:气动元件的工作原理,气动系统的基本回路。
四、教具与学具准备1. 教具:气动技术培训课件,气动元件实物,气动系统演示装置。
2. 学具:气动元件手册,气动系统设计软件,笔记本。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示气动元件实物和气动系统演示装置,让学生对气动技术产生直观的认识。
2. 理论讲解:讲解气动元件的分类、功能及工作原理,气动系统的基本回路。
3. 例题讲解:以实际案例为例,讲解气动控制系统的设计原则及方法。
4. 随堂练习:让学生设计简单的气动控制系统,并进行安装与调试。
六、板书设计1. 气动元件分类及功能2. 气动系统基本回路3. 气动控制系统设计原则4. 气动系统安装与调试方法七、作业设计1. 作业题目:设计一个简单的气动控制系统,并进行安装与调试。
2. 答案:根据教材和课堂讲解,完成作业。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本次课程的教学效果,学生的掌握程度。
2. 拓展延伸:学习更高级的气动控制系统设计方法,了解气动技术在现代工业中的应用。
本课件以实践情景引入,结合理论讲解、例题讲解和随堂练习,旨在让学生掌握气动技术的基本原理和方法,提高其解决实际问题的能力。
通过课后反思和拓展延伸,促使学生不断进步,为气动技术的应用打下坚实基础。
重点和难点解析1. 气动控制系统设计原则及方法2. 气动系统的安装与调试3. 例题讲解与实践操作一、气动控制系统设计原则及方法1. 确保系统安全、可靠、经济、节能。
气动技术培训资料气动技术培训资料(一)气动技术是一种利用压缩气体进行工程控制和传动的技术领域。
它在各个行业中广泛应用,包括生产制造、工程建设、能源管理等等。
通过学习气动技术,我们可以了解气动元件的工作原理、气动回路的设计与搭建以及气动系统的操作和维护等内容。
下面将为大家介绍一些气动技术培训资料,以帮助大家更好地理解和应用气动技术。
一、气动元件的工作原理气动元件是气动系统中重要的组成部分,它们能够实现压缩空气的输送、转换和控制。
在气动技术培训中,我们首先需要了解气动元件的工作原理。
1.1 阀门类气动元件阀门类气动元件包括单向阀、调节阀、电磁阀等,它们通过控制压缩空气的通断和流量来实现气动系统的控制。
其中,单向阀的作用是只允许空气单向流动,而调节阀则可以根据需要调整空气的流量和压力。
电磁阀通过电磁原理实现气体的通断和控制。
1.2 执行元件类气动元件执行元件类气动元件主要包括气缸和气动马达等。
气缸是将气压能转变为机械能的装置,常用于推动、拉动和升降物体。
气动马达则将气压能转化为机械能,在工程设备中常用于驱动旋转运动。
以上是气动元件的一些基本工作原理,深入学习气动元件的工作原理可以帮助我们更好地理解和应用气动技术。
二、气动回路的设计与搭建气动回路是指由气动元件组成的传动系统,用于完成特定的工作任务。
在气动技术培训中,学习气动回路的设计与搭建是必不可少的。
2.1 回路的设计气动回路的设计是根据工作任务的要求和气动元件的性能特点来确定的。
在设计气动回路时,我们需要考虑以下几个方面:首先,需要明确工作任务的要求,包括工作轨迹、推力大小等参数。
其次,根据工作任务的要求,选择适当的气动元件进行组合,包括阀门类和执行元件类。
最后,根据设计要求确定气路布置、管线布局和阀门的控制方式等。
2.2 回路的搭建回路的搭建需要根据设计图纸进行操作,包括将气动元件按照一定的布局连接好,保证气体能够在回路中正常流动。
在搭建回路时,需要注意以下几个方面:首先,确保气动元件的连接口没有漏气现象,可以使用密封圈等密封材料增加密封性能。
《气动基础知识》课件一、教学内容本节课主要围绕《气动基础知识》教材的第一章“气动系统概述”进行展开。
详细内容包括气动系统的基本组成、工作原理、气动元件的功能及分类等。
具体章节为1.1节“气动系统简介”,1.2节“气动系统的基本组成”及1.3节“气动元件的分类及功能”。
二、教学目标1. 了解气动系统的基本组成,掌握气动系统的工作原理。
2. 掌握气动元件的分类及功能,能够正确区分和应用各种气动元件。
3. 能够分析并解决简单的气动系统故障。
三、教学难点与重点教学难点:气动元件的分类及功能,气动系统的故障分析。
教学重点:气动系统的基本组成,气动系统的工作原理。
四、教具与学具准备1. 教具:气动系统演示模型、PPT课件、视频资料。
2. 学具:气动元件实物、气动系统图解、练习题。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示气动系统演示模型,让学生直观地了解气动系统的实际应用,激发学习兴趣。
2. 理论讲解:1) 介绍气动系统的基本组成,解释工作原理。
2) 讲解气动元件的分类及功能,结合实物进行展示。
3. 例题讲解:分析一个简单的气动系统故障,引导学生运用所学知识解决问题。
4. 随堂练习:分发练习题,让学生现场解答,巩固所学知识。
六、板书设计1. 气动系统的基本组成2. 气动系统的工作原理3. 气动元件的分类及功能4. 气动系统故障分析及解决方法七、作业设计1. 作业题目:1) 列出气动系统的基本组成,并简述其工作原理。
2) 画出气动元件的分类图,并说明各类型元件的功能。
2. 答案:1) 气动系统的基本组成为:气源装置、执行元件、控制元件、辅助元件。
2) 气动元件分类图略。
3) 故障分析及解决方法略。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对气动系统的基本概念和组成有了较为清晰的认识,但对气动元件的分类及功能掌握不够扎实,需要在下节课进行巩固。
2. 拓展延伸:引导学生了解气动系统在现代工业中的应用,探索气动技术的前沿发展。
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 0.39370.0328 100 1 39.3713.2809 2.54 0.0254 1 0.0833 30.48 0.3048 12 1 二、质量(Mass)kg lb1 2.20.4536 1三、面积(Area ) cm 2 m 2 in 2 ft 2 1 0.01 0.15500.001076 四、重量或力(Force) Kgf(千克力) Kp (千克力) N(Newton) lbf (磅-力)1 1 9.812.2 五、压力(Pressure) kg /cm 2atm lb/in 2(psi) bar MPa(N/m 2) l 0.9678 14.2230.9807 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 0.0283228.315l2.2 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 ⋅= (2smkg N ⋅=);(三) 压力:A F P =(2mN 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222111T 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 ⋅= (smm s m ⋅=23)说明了流量为管路截面积与流速之乘积,见图2.2。
2024年气动基础知识培训课件一、教学内容本次教学内容选自《气动技术基础》教材第1章至第3章,主要涉及气动元件的基础理论、气动系统的基本构成及工作原理。
详细内容包括:气动元件的分类及功能、气动系统的设计原则、气动控制阀的类型及选用、气缸的结构及性能参数、气动马达的应用、气动系统故障诊断与维护。
二、教学目标1. 掌握气动元件的分类、功能及选型原则,能够根据实际需求设计气动系统;2. 了解气动系统的基本构成和工作原理,能够分析气动系统故障并进行简单维护;3. 培养学生的动手实践能力和团队协作精神,提高解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点教学难点:气动系统的设计原则、气动控制阀的类型及选用、气动系统故障诊断与维护。
教学重点:气动元件的分类及功能、气动系统的基本构成及工作原理、气缸的结构及性能参数。
四、教具与学具准备教具:气动元件实物、气动系统模型、PPT课件、黑板、粉笔。
学具:教材、笔记本、计算器、画图工具。
五、教学过程1. 导入:通过展示气动系统在实际应用中的图片和视频,引起学生的兴趣,引导学生进入学习状态。
2. 理论讲解:(1)讲解气动元件的分类、功能及选型原则;(2)介绍气动系统的基本构成和工作原理;(3)分析气动控制阀的类型及选用;(4)阐述气缸的结构及性能参数;(5)介绍气动马达的应用;(6)讲解气动系统故障诊断与维护。
3. 实践操作:(1)分组讨论,设计一个简单的气动系统,并选用合适的气动元件;(2)利用气动元件实物,搭建气动系统模型,观察并分析系统的工作状态;(3)进行气动系统故障诊断与维护的实践操作。
4. 例题讲解:结合教材,讲解气动系统设计的相关例题。
5. 随堂练习:布置一些气动系统设计的练习题,让学生巩固所学知识。
六、板书设计1. 气动元件的分类及功能;2. 气动系统的基本构成及工作原理;3. 气动控制阀的类型及选用;4. 气缸的结构及性能参数;5. 气动系统故障诊断与维护。
七、作业设计1. 作业题目:(1)简述气动元件的分类及功能;(2)阐述气动系统的基本构成和工作原理;(3)分析一个气动系统的故障原因,并提出解决方法。
气动技术基本知识气动技术是通过空气流动来实现力或运动控制的一种技术。
它利用气体的压缩和膨胀特性,通过控制空气流动的方向、速度和压力,实现对机械设备的控制和驱动。
气动技术的基本原理是利用压缩空气作为介质传递能量。
通过压缩空气产生的压力和流量,可以驱动气缸、旋转马达等执行器,实现对机械设备的运动控制。
在气动系统中,一般会使用压缩空气作为动力源,通过压缩机将大气中的空气压缩至一定的压力水平,然后通过管道将压缩空气传输至需要的位置。
气动系统由压缩机、制气装置、管道、执行器和控制装置等组成。
其中,压缩机负责将大气中的空气压缩,并将压缩空气输送至制气装置。
制气装置的主要作用是除去压缩空气中的杂质和水分,确保其纯净度和干燥度,防止对系统和执行器的损坏。
管道用于将压缩空气从制气装置传输至执行器的位置,通常需要考虑管道的直径、长度和材质等参数。
执行器接受压缩空气的驱动,将其能量转化为机械运动,完成相应的任务。
控制装置用于对气动系统进行控制和调节,通常包括各种传感器、阀门、计时器、压力表等。
气动技术具有很多优点。
首先,气动系统的动作速度快,响应时间短,能够满足高速运动的需求。
其次,气动系统具有较高的功率密度,可以在较小的空间内提供较大的动力输出。
此外,气动元件结构简单、可靠性高,维修和更换方便,成本较低。
另外,气动系统还具有防腐、不易受污染等特点,适用于恶劣的工作环境。
然而,气动技术也存在一些缺点。
由于气体的可压缩性,气动系统在传递动力和运动过程中会有一定的能量损失。
此外,气动系统所使用的压缩空气需要经过制气装置处理,增加了系统的复杂性和成本。
此外,在一些对静音要求较高的环境下,气动系统可能产生噪音。
总的来说,气动技术是一种常用的力和运动控制技术,被广泛应用于机械制造、自动化生产线、工业机器人等领域。
了解气动技术的基本原理和构成,可以帮助人们更好地应用和维护气动系统,提高生产效率和产品质量。
气动技术在工业领域中得到了广泛应用,并成为实现力和运动控制的重要手段。
气动技术基本知识目录1. 气动技术概述 (3)1.1 气动技术的定义与应用 (4)1.2 气动技术的历史与发展 (5)2. 气动力学基础 (7)2.1 流体力学原理 (7)2.2 伯努利原理 (9)2.3 压差与流体动力 (10)3. 气动系统设计 (11)3.1 空口设计 (12)3.2 管道与管件设计 (13)3.3 阀门与调节器选择 (15)4. 气动元件 (16)4.1 气缸与活塞 (17)4.2 电磁阀与继电器 (18)4.3 空气压缩机与真空发生器 (19)5. 气动控制 (20)5.1 原理与方法 (22)5.2 逻辑控制器 (23)5.3 通讯协议与接口 (25)6. 气动应用 (26)6.1 工业自动化 (27)6.2 移动机器与机器人 (29)6.3 医疗设备 (30)7. 气动系统维护与保养 (31)7.1 日常维护 (32)7.2 故障诊断与排除 (33)7.3 更新与升级 (34)8. 安全与法规遵从 (36)8.1 气体类型与分类 (37)8.2 安全标准与规范 (38)8.3 应急措施与培训 (40)9. 节能减排 (41)9.1 气动系统的能效 (43)9.2 气动改造与效能提升 (44)9.3 环境影响与对策 (46)10. 气动技术发展趋势 (47)10.1 智能化与自动化 (48)10.2 信息化与数据管理 (50)10.3 绿色节能技术 (52)1. 气动技术概述又称航空力学,是一门研究气体流动与其周围物体的相互作用的科学,核心在于理解介于固体和流体之间的能量和力转化过程。
它涵盖了气流的本性、流动规律、力和机遇的预测以及如何应用这些原理来设计、优化和控制各种飞行器、机械设备和工程系统。
流体力学:研究流体静力学和流体力学的基本原理,包括压力、流速、粘滞性和伯努利定律等。
气流场分析:通过数值方法和实验方法,分析流体在不同形状结构周围运动的特性。
气动外形设计:根据气动原理,设计出具有良好阻力系数、升力和操控性的飞机、火箭、汽车等外形。
气动技术基本知识空气的基本性质气体状态参数密度ρ:单位体积内所含气体的质量称为密度。
单位为kg/m³。
压力p:压力可用绝对压力、表压力和真空度来衡量。
绝对压力:以绝对真空作为起点的压力值。
一般在表示绝对压力的符号的右下脚标注“ABS”,即PABS表压力:高出当地大气压的压力值。
由压力表测得的压力值即为表压力。
在工程计算中,常将当地大气压力用标准大气压力代替,即令Pa=101325Pa真空度:低于当地大气压的压力值。
真空压力:绝对压力与大气压之差。
真空压力在数值上与真空度相同,但应在其数值前加负号。
温度T :在工程计算中常用热力学温度T,其单位名称为开[尔文],单位符号为K,和我们生活中的摄氏温度(℃)换算关系为:T=t+T0,T0=273.15K。
气体状态参数气体状态方程空气的物理性质波义尔法则(等温)一定质量的气体,若其状态变化是在温度不变的条件下进行的,则称为等温过程。
P1V1=P2V2例如,大气罐中的气体长时间的经小孔向外放气,气罐中气体的状态变化过程可看作是等温过程。
查理法则(等容)一定质量的气体,若其状态变化是在体积不变的条件下进行的,则称为等容过程。
P1/T1=P2/T2密闭气罐中的气体,由于外界环境温度的变化,使罐内气体状态发生变化的过程也可看作等容过程。
盖-吕莎克法则(等压)一定质量的气体,若其状态变化是在压力不变的条件下进行的,则称为等压过程。
V1/V2=T1/T2负载一定的密闭气罐,被加热或放热时,缸内气体便在等压过程中改变气缸的容积。
流体力学的基本知识伯努利方程式有效截面积S值理想气体流过最小截面积为S的收缩喷管,当流动处于壅塞流态(指压缩空气通过收缩管或拉瓦尔管,在最小截面处达到声速时,若上游总压力和总温度保持一定,无论怎样降低管道下游的压力,通过管道的质量流量都不会增大的现象,只是在声速流和超声速流状态才存在),元件的有效截面积S值大小几乎不受元件上游总压和总温的影响。
1、气动技术是以压缩空气为介质,以空气压缩机为动力源,实现能量传递或信号传递与控制的工程技术。
2、气动是气动技术或气压传动与控制的简称。
它是流体传动与控制的重要组成技术之一,也是实现工业自动化和机电一体化的重要途径。
3、一个较完善的机电一体化系统包括动力部分、执行部分、机械部分、检测传感部分、控制部分、信息处理部分,各部分之间通过接口相联系。
通过控制系统发送控制信号,由执行部分产生力和运动的输出。
4、气动技术的优点:简单、方便:气动装置结构简单、轻便、安装维护方便。
输出速度大:气缸动作速度一般为50~500mm/s,比液压和电气方式的速度快。
有良好的缓冲性:对冲击负载和负载过载具有较强的适应能力。
可靠性高、使用寿命长:电器元件的有效动作次数约为数百万次,而电磁阀(如SMC公司生产的电磁阀)的寿命大于3000万次,小型阀超过1亿次。
无污染:工作介质是空气,无污染。
安全性:气动压力等级低,具有防火、防爆、耐潮的能力,与液压方式相比可在高温条件下使用,同时,对于振动、腐蚀具有较强的耐受力,因而,具有很高的安全性。
在很多特殊场合具有不可比拟的优越性。
成本低:在自动化系统中,与单纯分别采用机械、电气、液压的传动与控制方式相比,气动方式成本低,经济性好。
5、气动技术的缺点:能量利用率低:电气传动的效率在90%以上,液压传动的的效率为70~80%,气压传动的的效率为30~40%。
实施精确控制的难度较大:气体的压缩性大。
6、气动元件的制造过程:精密压铸、挤压成型、精密加工、表面处理、装配、性能测试7、气源设备气源设备:空气压缩机:产生压缩空气的动力源气源处理设备:过滤器:清除压缩空气中的水分、油污和灰尘;干燥器:进一步清除压缩空气中的水分;自动排水器:自动排除冷凝水8、气动元件的类型及其功能气动执行元件:气缸:推动工件作直线运动。
摆动气缸:推动工件在一定角度范围内作摆动气马达:驱动工件作连续旋转运动。
气爪:抓取工件。
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。
2.油雾分离器油雾分离器又称除油滤清器。
它与空气滤清器不同之处仅在于所用过滤元件不同。
空气滤清器不能分离油泥之类的油雾,原因是当油粒直径小于2~3цm 时呈干态,很难附着在物体上,分离这些微粒油雾需用凝聚式过滤元件,过滤元件的材料有:1) 活性炭2) 用与油有良好亲和能力的玻璃纤维、纤维素等制成的多孔滤芯 3. 空气干燥器为了获得干燥的空气只用空气滤清器是不够的,空气中的湿度还是几乎达100%。
当湿度降时,空气中的水蒸气就会变成水滴。
为了防止水滴的产生,在很多情况下还需要使用干燥器。
干燥器大致可分为冷冻式和吸附式两类。
4. 空气处理装置空气滤清器、调压阀和油雾器等组合在一起,即称为空气处理装置。
a) 空气处理三联件(FRL 装置)空气处理三联件俗称气动三大件。
它是由滤清器、调压阀和油雾器三件组成的, b) 空气处理双联件这是由组合式过滤器减压阀与油雾器组成的空气处理装置。
c)空气处理四联件它是由滤清器、油雾分离器、调压阀和油雾器四件组成,用于需要优质压缩空气的地方。
5.调压阀(减压阀)调压阀是输出压力低于输入压力,并保持输出压力稳定的压力控制元件。
由于大多是与滤清器和油雾器连成一体使用,所以把它分在空气处理元件一类中。
6.油雾器气动系统中有很多装置都有滑动部分如:气缸体与活塞,阀体与阀芯等。
为了保证滑动部分的正常工作需要润滑,油雾器是提供润滑油的装置三、控制元件一、方向控制阀方向控制阀是气动控制回路中用来控制气体流动方向和气流通断,从而使气路中的执行元件能按要求方向进行动作的元件。
在各类元件中,方向控制阀的种类最多。
主要有换向阀和单向阀两大类。
前者包括电磁阀,气控阀等,后者主要有单向阀,梭阀等,应用都很广泛。
1.换向阀换向阀主要有转阀和滑阀两大类本公司主要使用滑阀结构的换向阀。
滑阀依靠其中的滑柱式阀芯处在不同位置上来接通或切断气路的。
一般地讲,阀芯的切换位置主要有二个或三个,即有二位阀和三位阀之分。
表2二通三通四通五通二位中位封闭中位加压中位卸压三位APA A A P P P RR A P RB A B P R 2R 1A P R A B RP A B R 2P R 1A B RP A B R 2P R 1A B RP A B R 2P R 1表中□代表了阀的一个切换位置,故而有几个长方形表示该阀是几位的。
长方形中的箭头表示在该位置上气流流动的方向,┻则表示在这一位置上气流被切断。
二位阀有自复位和自保持两种。
三位阀的阀芯除了可以停在阀体的两端外,还可有一个中间位置。
气动阀通过气压信号切换阀芯,分成直接作动式和间接作动式两种,气动阀犹如去掉了电磁线圈后的电磁阀。
由于采用气压信号控制,所以动作慢,不能指望像电磁阀那样高速动作,但寿命一般都较长。
气动控制阀与电磁阀的区别是不用电磁铁,因而控制信号不是电信号而是气压信号,常用于防爆场合或不用电的简易生产线上。
2. 单向阀如图1单向阀只允许气流沿一个方向流动而不能反向流动。
单向阀用在气路中需要防止空气逆流的场合,还可用在气源停止供气时需要保持压力的地方。
梭阀相当于两个单向阀合成,有两个进气口,一个出气口,因而无论哪个进气口进气,出口总有输出,且出口总和压力高的进气口相联。
双压阀则是“与”的功能,只有两口均有气流时才会使出口有输出。
图2为快速排气阀的工作原理。
当P腔进气后,活塞上移,阀口2开,阀口1闭,P A 接通。
当排气时,活塞下移,阀口2闭1开,A R接通,管路气体从R口排出。
快速排气阀主要用于气缸排气,以加速气缸的动作。
二、流量控制阀在气动系统中,如要对气缸运动速度加以控制或需要延时元件计时时,就要控制压缩空气的流量。
在流量控制时,只要设法改变管道的截面就可。
流量控制阀分为节流阀,速度控制阀和排气节流阀数种等。
1.节流阀可调式节流阀依靠改变的流通面积来调节气流。
2.速度控制阀速度控制阀由节流阀和单向阀组合而成。
故而又叫单向节流阀,通过调节流量达到控制执行元件速度的目的。
三、压力控制阀压力控制阀是利用阀芯上的气压作用力和弹簧力保持平衡来进行工作的,平衡状态的任何破坏都会使阀芯位置产生变化,其结果不是改变阀口开度的大小(例如溢流阀、减压阀),就是改变阀口的通断(例如安全阀,顺序阀)。
1. 溢流阀溢流阀由进口(P)处的气压压力控制阀芯动作,当进口处压力达到预设值时阀芯克服弹簧力动作使得进、出口导通,从而实现溢流作用。
如图3(a)所示。
(a) (b)2.减压阀减压阀则是由出口处压力驱动阀芯,当出口处压力达到预设值时阀芯克服弹簧力动作使得进、出口截断,从而实现减压作用。
如图3(b)所示。
各种阀的符号见附表1四、执行元件气动系统中将压缩空气的压力转换成机械能,从而实现所要求运动的驱动元件,称为执行元件。
它分为气缸和气动马达两大类。
相对于液压和机械传动,它结构简单,维修方便。
但由于压缩空气的压力通常为0.3-0.6Mpa故而输出力小。
气缸是用压缩空气作动力源,产生直线运动或摆动,输出力或力矩做功的元件。
主要气缸主要类型和特点见附表2。
五、气动回路(一)回路设计基础1)路的构成(图4)2)控制方式(二)驱动回路1.驱动气缸的基本回路在通常使用的气缸中有单作用气缸和双作用气缸。
以下介绍驱动这些气缸的基本回路。
1)单作用气缸只在一个方向上的运动靠压缩空气驱动,靠弹簧力的作用回程。
图5为使用单作用气缸作往复运动的气路图。
换向阀(电磁阀)使用二位三通阀。
换向阀的P口与气源净化装置相连接,A口与气缸相连接。
速度控制阀接在换向阀与气缸之间。
速度控制阀有方向性,连接时不可接反。
回路的动作动原理如下:在初始位置时,P口封闭,气缸的气缸盖一侧通过速度控制阀的单向阀和换向阀直接与大气相通。
气缸活塞靠弹簧力的作用停止于完全缩回的位置.当电磁阀通电换向时,气源通过速度控制阀给气缸供气,压缩弹簧使活塞前进.调整速度控制阀节流孔的大小,可以控制活塞前进速度.当电磁阀断电恢复到初始位置时,P口再次封闭,气缸内空气排出.活塞在弹簧力作用下后退并返回原点.这时气缸的速度不能控制.2)双作用气缸的驱动回路图6为使双作用气缸作往复运动的气路图。
换向阀使用二位五通阀(二位四通阀也可以),换向阀的P口与气源静化装置相连接。
A口与气缸杆一侧的接口相连,B口与气缸盖一侧的接口相连。
速度控制阀接在换向阀与气缸之间(注意方向与单作用气缸时相反)。
在初始位置时,P口与气缸杆一侧相通,另一方面,气缸盖一侧通过换向阀与大气相通。
这时气缸活塞处于后死点的位置上。
当电磁阀通电换向时,气缸盖一侧通压缩空气,气缸杆一侧空气排出,活塞前进。
活塞的速度由速度控制阀①调整。
当电磁阀断电回到初始位置时,气缸杆一侧充气,气缸盖一侧排气,活塞后退。
后退的速度由速度控制阀②调整。
2.气缸的速度控制回路基于不同的目的和条件,可使用各种回路对气缸进行速度控制。
下面介绍通常使用的基本回路。
b)入口节流式这种方式通过调节供给气缸的流量,对气缸的速度加以控制。
图7示出了这种方式的路图。
来自换向阀的空气流过速度控制阀时,单向阀关闭,气流只有通过节流阀流向气缸,因为节流阀是可调的,所以通过调整节流阀便可设定气缸活塞的速度。
气流反向流动时,即从气缸一侧流向阀一侧时,单向阀打开,空气流量不受控制(自由流)。
在入口节流方式中,气缸出口一侧排气较快,因而容易受到所供气压变动的影响。
对于所加负载为变动负载的情况,速度稳定性差,因而除了特殊回路(例如防止失控回路等),一般都采用下面将要介绍的出口节流式。
这种方式通过调节气缸的排气流量来控制气缸速度。
图8示出了这种方式的回路图。
注意,速度控制阀的方向与入口节流式相反。
来自换向阀的空气流过速度控制阀时,单向阀打开,于是成为自由流,气流在不受控制的情况下流向气缸。
而来自气缸一侧的空气使单向阀关闭,由节流阀调节流量,从而控制气缸活塞的速度。
在气缸的两个口都按出口节流式连接速度控制阀时,活塞靠两侧的压差(由排气一侧的速度控制阀调整)动作。
因此,在负载变动的情况下,它比入口节流方式有更好的速度稳定性。
出口节流是应用得最普通的方式。
因为气缸的进气气流不经过节流阀,所以不需要单向阀。
在调节排气流量来实现速度控制这一点上,它同出口节流式完全相同,不过,如果气缸与换向阀之间的管路较长,这一部分就成了气罐,使回路的响应变差,负载变动时,速度就会不稳定。
图9为排气节流式的回路图。
3.基本回路,应用各种机能不同的电磁换向阀,可以构成不同的驱动回路。
下面介绍几种基本的驱动回路。
a)单作用气缸的往复动作回路图5所示的即为单作用气缸的往复动作回路。
但由于它是采用单向的入口节流方式,所以气缸活塞的速度只有在伸出时受到控制。
如果希望在缩回时(靠弹簧力作用)控制其速度,可以在换向阀与气缸之间,再反向串联一个速度调节阀,构成出口节流调速,或是在换向阀的R口上连接一个节流阀,构成排气节流方式。