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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第,1,章 認識氣壓傳動,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),1.2,手動控制送料裝置的設計與調(diào)試,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),本任務要求能讀懂,圖,1-1,所示氣動剪切機的工作原理圖，了解氣動系統(tǒng)的組成，并能說出其工作原理，同時知道空氣的壓力表示方法。,1.1.1,氣壓傳動系統(tǒng)的組成,一、氣源裝置,產(chǎn)生、處理和貯存壓縮空氣的設備稱為氣源設備。它為氣動系統(tǒng)提供符合質(zhì)量要求的壓縮空氣，是氣動系統(tǒng)的一個重要組成部分。典型的氣源裝置的組成如,圖,1-2,所示。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),二、執(zhí)行元

2、件,執(zhí)行元件是氣動系統(tǒng)的末端機構(gòu)，是將氣體的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它包括實現(xiàn)直線往復運動的氣缸和實現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運動或擺動的氣動馬達或擺動馬達等。,1.,單作用活塞式氣缸,單作用活塞式氣缸是指壓縮空氣僅在氣缸的一端進氣推動活塞運動，而活塞的返回則借助其他外力，如重力、彈簧力。,單作用活塞式氣缸有彈簧壓回型和彈簧壓出型，如,圖,1-3(b),所示。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),單作用活塞式氣缸的特點如下,:,由于單邊進氣，故結(jié)構(gòu)簡單，耗氣量小,;,缸內(nèi)安裝了彈簧，縮短了活塞的有效行程,;,彈簧的彈力隨其變形大小而發(fā)生變化，故活塞桿推力和運動速度在行程中有變化,;,

3、彈簧具有吸收動能的能力，因而可減小行程終端的撞擊作用。,單作用活塞式氣缸一般用于行程短且對輸出力和運動速度要求不高的場合，如定位和夾緊裝置等。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),當氣缸工作時，活塞桿上輸出的推力必須克服彈簧的彈力及各種阻力，推力公式為,式中,F,活塞桿的推力,(,工作負載,)(N);,D,活塞直徑,(m);,p,氣缸工作壓力,(Pa);,F,1,彈簧彈力,(N);,-,考慮總阻力損失時的效率，一般,為,0.70.8,。當活塞運動速度,0.2 m/s,時，,取大值,;,當,0.2 m/s,時，,取小值。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),圖,1-3,所

4、示的單作用活塞式氣缸的結(jié)構(gòu)直觀性強，易理解，但難于繪制。在工程實際中，除某些特殊情況外，常用一系列標準的圖形符號繪制，以表示元件的功能。目前我國的液壓與氣壓系統(tǒng)圖采用,GB/T 786.1-2009,所規(guī)定的圖形符號繪制。,圖,1-3(b),中分別表示了單作用氣缸的圖形符號。,2.,雙作用活塞式氣缸,雙作用活塞式氣缸是使用最廣泛的一種最普通的氣缸，它有進、排氣兩個接口，利用壓縮空氣的壓力能使活塞桿實現(xiàn)兩個方向的運動，如,圖,1-4,所示。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),雙作用活塞式氣缸工作時，活塞桿上的輸出力用下式計算。,式中,F,1,當無桿腔進氣時，活塞桿的輸出力,(N);

5、,F,2,當有桿腔進氣時，活塞桿的輸出力,(N);,D,d,活塞和活塞桿直徑,(m;,P,氣缸工作壓力,(Pa);,-,考慮總阻力損失時的效率，一般,為,0.70.8,。當活塞運動速度,0.2 m/s,時，,取大值,;,當,0.2 m/s,時，,取小值。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),三、控制元件,控制元件用于控制壓縮空氣的壓力、流量和流動方向，以便使執(zhí)行元件完成預定的工作循環(huán)。它包括各種方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。,(,一,),方向控制閥,能改變氣體流動方向或通斷的控制閥稱為方向控制閥。方向控制閥分為單向閥和換向閥。,1.,單向閥,有兩個通口，氣流只能向一個方向流動

6、而不能反方向流動的閥稱為單向閥。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),為了防止因氣源壓力下降或因耗氣量增大造成的壓力下降而出現(xiàn)逆流，在儲氣罐的輸出端近處必須安裝單向閥。單向閥只允許壓縮空氣單方向流動，而不允許其逆向流動。,單向閥主要是利用圓錐、圓球、盤片或膜片作為止回塊。單向閥的工作原理如,圖,1-5,所示。當氣體正向流動時，進口氣壓推動止回塊的力大于作用在止回塊上的彈簧力，閥芯被推開，形成流通狀態(tài)。而當壓縮空氣由輸出口進入時，氣體壓力與彈簧力使止回塊頂在閥座上而封閉了通道，氣體不能流通。,單向閥的外形和圖形符號如,圖,1-6,所示，帶彈簧復位的單向閥在常態(tài)下處于常閉狀態(tài)。,上一頁

7、,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),2.,換向閥,(1),換向閥的工作原理。,換向閥是利用閥芯和閥體相對位置的改變，控制各氣口的接通或斷開，以改變氣體的流動方向，實現(xiàn)改變執(zhí)行元件的運動方向的作用。,二位三通手動換向閥的工作原理如,圖,1-7(a),所示。換向閥有,3,個接口，分別是進氣口,P,、出氣口,A,和排氣口,R,。在正常情況下，,A,、,R,兩接口相通，,P,口堵塞,;,當按下推桿時，閥芯向右移動，使,P,、,A,兩接口相通，,R,口堵塞。這種換向閥的閥芯和閥體之間的運動是相對直線運動，所以也稱為滑閥。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),利用各種方向控制閥可以對單作

8、用氣動執(zhí)行元件和雙作用氣動執(zhí)行元件進行換向控制。如,圖,1-7(c),所示，壓下二位三通手動閥，壓縮空氣通過換向閥的,A,口輸出，進入單作用活塞式氣缸，推動氣缸活塞桿向右運動,(,桿伸出,);,松開手動閥，壓縮空氣無法進入氣缸，而氣缸在活塞桿向右運動時進入的壓縮空氣則通過排氣口,R,排出，此時，氣缸活塞桿在彈簧力的作用下向左運動,(,桿縮回,),。,(2),換向閥的“位”和“通”。,“位”和“通”是換向閥的重要概念，不同的“位”和“通”構(gòu)成了不同類型的換向閥。閥芯的工作位置簡稱“位”，閥芯有幾個不同的工作位置就是幾位閥。“通”表示閥體上外部通口，有幾個接口，即為幾通。,上一頁,下一頁,返回,1

9、.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),進氣口一般用,P,或,IN,表示，出氣口一般用,A,或,OUT,表示，排氣口與大氣相通，通常用,O,或,R,表示。若無控制信號時，,P,和,A,相通則稱為常通式，,P,和,A,斷開則稱為常閉式。,在換向閥的圖形符號中，方格表示工作位置，兩個方格表示二位，三個方格表示三位。,方格內(nèi)箭頭表示閥內(nèi)空氣的流動方向,;,方格內(nèi)“”表示空氣流動通道被阻塞,;,方格內(nèi)“”表示與大氣相通自由排放。,三位閥有,3,個工作位置，若閥芯處于中間位置,(,也稱零位,),，各通口呈封閉狀態(tài)，則稱為中位封閉式閥,;,若出口與排氣口相通，則稱為中位泄壓式閥,;,若出口與進口相通，則稱為中位加壓式閥,

10、;,若在中位泄壓式閥的兩個出口內(nèi)裝上單向閥，則稱為中位止回式閥。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),換向閥的閥芯處于不同的工作位置時，各通口之間的通斷狀態(tài)是不同的。常見的二位和三位換向閥的圖形符號如,表,1-1,所示。,(3),換向閥的分類。,換向閥的分類主要是依據(jù)控制方式和工作位置數(shù)、通口數(shù)進行。換向閥的控制方式如,表,1-2,所示。,常用換向閥的圖形符號及其含義如,表,1-3,所示。,(,二,),壓力控制閥,控制與調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力大小的閥稱為壓力控制閥。,圖,1-1,中的元件,6,為減壓閥，減壓閥的作用是用來降壓，使其輸出壓力與氣動設備所需壓力一致，并保持該壓力的穩(wěn)定。,上

11、一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),四、輔助元件,使壓縮空氣凈化、潤滑、消聲及用于元件間連接等所需的裝置和元件稱為輔助元件，如用于元件間的連接管道、顯示壓力大小的壓力計等。,五、工作介質(zhì),1.,壓縮空氣的壓力,壓力是由于氣體分子因熱運動相互碰撞，在容器的單位面積上產(chǎn)生的力，相當于物理學中的壓強，用,P,表示。即,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),式中,P,壓強,(N/m,2,或,Pa),工程中也常用,kPa(,千帕,),、,MPa(,兆帕,),kgf/cm,2,bar(,巴,),作為計量單位。,1 kgf/cm,2,稱為一個工程大氣壓。,1 Mpa=1 x 10,3,k

12、Pa=10 bar=10.2 kgf/cm,2,。,靜止的氣體和液體具有下列特性。,靜止的氣體和液體的壓力，垂直作用于氣體和液體接觸的表面,;,靜止的氣體和液體中，任一點的各個方向的壓力均相等。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),壓力可用絕對壓力、相對壓力及真空度等方法來度量。絕對壓力是指以絕對真空作為基準所表示的壓力。相對壓力是指以大氣壓力作為基準所表示的壓力。由壓力表測得的壓力都是相對壓力，所以相對壓力也稱表壓力。當絕對壓力低于大氣壓時，習慣上稱為出現(xiàn)真空。因此真空度是指比大氣壓力小的那部分數(shù)值，即,真空度,=,大氣壓力一絕對壓力,(1-5),絕對壓力、相對壓力和真空度的相互

13、關(guān)系如,圖,1-8,所示。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),2.,空氣的濕度,不含水蒸氣的空氣稱為干空氣,;,含有水蒸氣的空氣稱為濕空氣?？諝庾鳛閭鲃咏橘|(zhì)，其干濕程度對傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命都有直接影響。若空氣中含有的水蒸氣量較大，則此濕空氣在一定的溫度和壓力條件下，會在氣動系統(tǒng)的局部管道、氣動元件中凝結(jié)成水滴，使氣動元件和管道腐蝕、生銹，縮短使用壽命，甚至造成系統(tǒng)失靈。因此，氣動系統(tǒng)對空氣的含水量有明確的規(guī)定，并采取必要的措施防止水分進入系統(tǒng)。,濕度的表示方法有絕對濕度和相對濕度。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),絕對濕度是指每立方米濕空氣中含有的水蒸氣的

14、質(zhì)量，也就是濕空氣的水蒸氣密度。濕空氣中水蒸氣的含量是有限的，在一定溫度下，當濕空氣中所含水蒸氣的量達到最大限度時的絕對濕度叫飽和絕對濕度。,絕對濕度只能說明濕空氣中所含水蒸氣的多少，但不能說明空氣所具有的吸收水蒸氣的能力，所以常用相對濕度來表達這種能力。,相對濕度是指在某溫度和總壓力不變的條件下，絕對濕度與飽和絕對濕度的比值。一般來說，相對空氣濕度在,60%70%,內(nèi)，人體感覺較舒適。而在氣動系統(tǒng)中使用的空氣，則是相對濕度越低越好。,當溫度下降時，空氣中水蒸氣的含量降低，因此對減少空氣中所含水分來說，降低進入氣動設備的空氣溫度是十分有利的。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),氣

15、壓傳動系統(tǒng)中也常采用降溫法來消除濕空氣中的水分。當大氣冷卻達到某一溫度時，水分達到飽和，這一溫度稱為露點溫度。如果空氣繼續(xù)冷卻，那么它不能保留所有的水分，過量的水分以小液滴的形式凝結(jié)出來形成冷凝水。降溫法就是利用此原理除去空氣中的水分的。,綜上所述，氣壓傳動系統(tǒng)由五部分組成，具體歸納如,表,1-4,所示。,1.1.2,氣壓傳動系統(tǒng)的特點與應用,由于氣壓傳動具備了許多突出的優(yōu)點，因此，氣壓傳動控制技術(shù)在電子工業(yè)、包裝機械、印刷機械、食品機械等領(lǐng)域應用廣泛。,氣壓傳動的特點如下,:,工作介質(zhì)來源方便，不污染環(huán)境,;,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),空氣茹度小，能量損失小，宜于遠程傳

16、輸及控制,;,工作環(huán)境適應性好，可在易燃、易爆、多塵埃、強輻射、震動等惡劣工作環(huán)境下進行正常工作,;,易實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化,;,元件易實現(xiàn)系列化、標準化和通用化，便于設計、生產(chǎn),;,工作壓力低,(,一般低于,1 MPa),，不易獲得較大的輸出力和轉(zhuǎn)矩,;,由于空氣的可壓縮性大，氣壓傳動的速度穩(wěn)定性差，給系統(tǒng)的位置和速度控制精度帶來很大影響，一般采用氣液聯(lián)動方能獲得較理想的效果。,排氣噪聲大，須加消聲器,;,氣壓傳動的工作介質(zhì)本身沒有潤滑性，需另外加油霧器進行潤滑。,上一頁,下一頁,返回,1.1,認識氣壓傳動系統(tǒng),隨著工業(yè)的發(fā)展，氣動技術(shù)已發(fā)展為包含傳動、控制與檢測在內(nèi)的自動化技術(shù)。由于工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展，氣動控制技術(shù)以提高系統(tǒng)可靠性、降低總成本為目標，研究和開發(fā)系統(tǒng)控制技術(shù)和機、電、液、氣綜合技術(shù)。氣動元件當前發(fā)展的特點和研究方向主要是節(jié)能化、小型化、輕量化、位置控制的高精度化，以及與電子學相結(jié)合的綜合控制技術(shù)。,氣壓傳動在各類行業(yè)中的應用如,表,1-5,所示。,上一頁,返回,1.2,手動控制送料裝置的設計與調(diào)試,圖,1-9,為送料裝置的工作示意圖，工作要求為,:,當工件加工完成后，按