1、華中科技大學華中科技大學華中科技大學氣源裝置及氣動元件氣源裝置及氣動元件華中科技大學華中科技大學華中科技大學n氣動系統由下面幾種元件及裝置組成氣動系統由下面幾種元件及裝置組成n氣源裝置氣源裝置 壓縮空氣的發生裝置以及壓縮空壓縮空氣的發生裝置以及壓縮空氣的存貯、凈化的輔助裝置。它為系統提供氣的存貯、凈化的輔助裝置。它為系統提供合乎質量要求的壓縮空氣。合乎質量要求的壓縮空氣。n執行元件執行元件 將氣體壓力能轉換成機械能并完將氣體壓力能轉換成機械能并完成做功動作的元件，如氣缸、氣馬達。成做功動作的元件，如氣缸、氣馬達。n控制元件控制元件 控制氣體壓力、流量及運動方向控制氣體壓力、流量及運動方向的元件

2、，如各種閥類；能完成一定邏輯功能的元件，如各種閥類；能完成一定邏輯功能的元件，即氣動邏輯元件；感測、轉換、處的元件，即氣動邏輯元件；感測、轉換、處理氣動信號的元器件，如氣動傳感器及信號理氣動信號的元器件，如氣動傳感器及信號處理裝置。處理裝置。n氣動輔件氣動輔件 氣動系統中的輔助元件，如消聲氣動系統中的輔助元件，如消聲器、管道、接頭等。器、管道、接頭等。華中科技大學華中科技大學華中科技大學氣源裝置氣源裝置n氣源裝置為氣動系統提供滿足一定質量要求的壓縮空氣，是氣動氣源裝置為氣動系統提供滿足一定質量要求的壓縮空氣，是氣動系統的重要組成部分。系統的重要組成部分。n氣動系統對壓縮空氣的主要要求：具有一定

3、壓力和流量，并具有氣動系統對壓縮空氣的主要要求：具有一定壓力和流量，并具有一定的凈化程度。一定的凈化程度。n氣源裝置由以下四部分組成氣源裝置由以下四部分組成n氣壓發生裝置氣壓發生裝置空氣壓縮機；空氣壓縮機；n凈化、貯存壓縮空氣的裝置和設備；凈化、貯存壓縮空氣的裝置和設備；n管道系統；管道系統；n氣動三大件。氣動三大件。華中科技大學華中科技大學華中科技大學 氣壓發生裝置氣壓發生裝置空氣壓縮機將機械能轉化為氣體的壓力能，供空氣壓縮機將機械能轉化為氣體的壓力能，供氣動機械使用。氣動機械使用。空氣壓縮機的分類空氣壓縮機的分類 分容積型和速度型。分容積型和速度型。常用往復式容積型壓縮機，一般空壓機為中壓

4、，額常用往復式容積型壓縮機，一般空壓機為中壓，額定排氣壓力定排氣壓力1MPa；低壓空壓機排氣壓力低壓空壓機排氣壓力0.2MPa；高壓空壓機排氣壓力高壓空壓機排氣壓力10MPa。空氣壓縮機的選用原則空氣壓縮機的選用原則 依據是氣動系統所需依據是氣動系統所需要的工作壓力和流量兩個參數。要的工作壓力和流量兩個參數。n空壓機輸出流量空壓機輸出流量 qVn(qVn0+qVn1)/(0.70.8)nqVn0 配管等處的泄漏量配管等處的泄漏量nqVn1 工作元件的總流量工作元件的總流量華中科技大學華中科技大學華中科技大學 壓縮空氣的凈化裝置和設備壓縮空氣的凈化裝置和設備氣動系統對壓縮空氣質量的要求：壓縮空氣

5、要具有一定壓力和足氣動系統對壓縮空氣質量的要求：壓縮空氣要具有一定壓力和足夠的流量，具有一定的凈化程度。不同的氣動元件對雜質顆粒的夠的流量，具有一定的凈化程度。不同的氣動元件對雜質顆粒的大小有具體的要求。大小有具體的要求。 混入壓縮空氣中的油分、水分、灰塵等雜質會產生不良影響：混入壓縮空氣中的油分、水分、灰塵等雜質會產生不良影響： 混入壓縮空氣的油蒸汽可能聚集在貯氣罐、管道等處形成易混入壓縮空氣的油蒸汽可能聚集在貯氣罐、管道等處形成易燃物，有引起爆炸的危險，另一方面潤滑油被汽化后會形成燃物，有引起爆炸的危險，另一方面潤滑油被汽化后會形成一種有機酸，對金屬設備有腐蝕生銹的作用，影響設備受命。一種

6、有機酸，對金屬設備有腐蝕生銹的作用，影響設備受命。 混在壓縮空氣中的雜質沉積在元件的通道內，減小了通道面混在壓縮空氣中的雜質沉積在元件的通道內，減小了通道面積，增加了管道阻力。嚴重時會產生阻塞，使氣體壓力信號積，增加了管道阻力。嚴重時會產生阻塞，使氣體壓力信號不能正常傳遞，使系統工作不穩定甚至失靈。不能正常傳遞，使系統工作不穩定甚至失靈。 壓縮空氣中含有的飽和水分，在一定條件下會凝結成水并聚壓縮空氣中含有的飽和水分，在一定條件下會凝結成水并聚集在個別管段內。在北方的冬天，凝結的水分會使管道及附集在個別管段內。在北方的冬天，凝結的水分會使管道及附件結冰而損壞，影響氣動裝置正常工作。件結冰而損壞，

7、影響氣動裝置正常工作。 壓縮空氣中的灰塵等雜質對運動部件會產生研磨作用，使這壓縮空氣中的灰塵等雜質對運動部件會產生研磨作用，使這些元件因漏氣增加而效率降低，影響它們的使用壽命。些元件因漏氣增加而效率降低，影響它們的使用壽命。因此必須要設置除油、除水、除塵，并使壓縮空氣干燥的提高壓因此必須要設置除油、除水、除塵，并使壓縮空氣干燥的提高壓縮空氣質量、進行氣源凈化處理的輔助設備。縮空氣質量、進行氣源凈化處理的輔助設備。華中科技大學華中科技大學華中科技大學 壓縮空氣凈化設備壓縮空氣凈化設備 一般包括后冷卻器、油水分離器、貯氣罐、干燥器。一般包括后冷卻器、油水分離器、貯氣罐、干燥器。 后冷卻器后冷卻器

8、將空氣壓縮機排出具將空氣壓縮機排出具有有140170的壓縮空氣降至的壓縮空氣降至4050，壓縮空氣中的油霧，壓縮空氣中的油霧和水氣亦凝析出來。冷卻方式有水和水氣亦凝析出來。冷卻方式有水冷和氣冷式兩種。冷和氣冷式兩種。 油水分離器油水分離器 主要利主要利用回轉離心、撞擊、水用回轉離心、撞擊、水浴等方法使水滴、油滴浴等方法使水滴、油滴及其他雜質顆粒從壓縮及其他雜質顆粒從壓縮空氣中分離出來。空氣中分離出來。華中科技大學華中科技大學華中科技大學貯氣罐的主要作用是貯存貯氣罐的主要作用是貯存一定數量的壓縮空氣，減一定數量的壓縮空氣，減少氣流脈動，減弱氣流脈少氣流脈動，減弱氣流脈動引起的管道振動，進一動引起

9、的管道振動，進一步分離壓縮空氣的水分和步分離壓縮空氣的水分和油分。油分。 干燥器的作用是進一步除去壓縮干燥器的作用是進一步除去壓縮空氣中含有的水分、油分、顆粒雜空氣中含有的水分、油分、顆粒雜質等，使壓縮空氣干燥，用于對氣質等，使壓縮空氣干燥，用于對氣源質量要求較高的氣動裝置、氣動源質量要求較高的氣動裝置、氣動儀表等。主要采用吸附、離心、機儀表等。主要采用吸附、離心、機械降水及冷凍等方法。械降水及冷凍等方法。華中科技大學華中科技大學華中科技大學 管道系統和氣動三大件管道系統和氣動三大件氣動三大件：分水過濾器，氣動三大件：分水過濾器，減壓閥，油霧器減壓閥，油霧器 管道系統布置原則管道系統布置原則華

10、中科技大學華中科技大學華中科技大學 氣動三大件氣動三大件氣動三大件是壓縮空氣質量的最后保證。氣動三大件是壓縮空氣質量的最后保證。分水過濾器分水過濾器 作用是除去空氣中的灰塵、作用是除去空氣中的灰塵、雜質，并將空氣中的水分分離出來。雜質，并將空氣中的水分分離出來。 原理：回轉離心、撞擊，原理：回轉離心、撞擊， 性能指標：過濾度、水分離率、濾灰性能指標：過濾度、水分離率、濾灰效率、流量特性效率、流量特性油霧器油霧器 特殊的注油裝置。特殊的注油裝置。 原理原理 當壓縮空氣流過時，當壓縮空氣流過時，它將潤滑它將潤滑油噴射成霧狀，隨壓縮空氣流入需要的油噴射成霧狀，隨壓縮空氣流入需要的潤滑部件，達到潤滑的

11、目的。潤滑部件，達到潤滑的目的。 性能指標：流量特性、起霧油量性能指標：流量特性、起霧油量減壓閥減壓閥 起減壓和穩壓作用起減壓和穩壓作用。氣動三大件的安裝連接次序：分水過濾氣動三大件的安裝連接次序：分水過濾器、減壓閥、油霧器。多數情況下，三器、減壓閥、油霧器。多數情況下，三件組合使用，也可以少于三件，只用一件組合使用，也可以少于三件，只用一件或兩件。件或兩件。注意改正圖中錯誤注意改正圖中錯誤華中科技大學華中科技大學華中科技大學氣動輔件氣動輔件n消聲器消聲器n氣缸、氣閥等工作時排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹，氣缸、氣閥等工作時排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹，會產生刺耳的噪聲。噪聲的強弱隨排氣的速

12、度、排氣量會產生刺耳的噪聲。噪聲的強弱隨排氣的速度、排氣量和空氣通道的形狀而變化。排氣的速度和功率越大，噪和空氣通道的形狀而變化。排氣的速度和功率越大，噪聲也越大，一般可達聲也越大，一般可達100120dB，為了降低噪聲在排，為了降低噪聲在排氣口要裝設消聲器。氣口要裝設消聲器。n消聲器是通過阻尼或增加排氣面積來降低排氣的速度和消聲器是通過阻尼或增加排氣面積來降低排氣的速度和功率，從而降低噪聲的。功率，從而降低噪聲的。n消聲器的類型：吸收型；膨脹干涉型；膨脹干涉吸收性。消聲器的類型：吸收型；膨脹干涉型；膨脹干涉吸收性。n管道連接件管道連接件 包括管子和各種管接頭。包括管子和各種管接頭。n管子可分

13、為硬管和軟管。管子可分為硬管和軟管。 一些固定不動的、不需要經一些固定不動的、不需要經常裝拆的地方使用硬管；連接運動部件、希望裝拆方便常裝拆的地方使用硬管；連接運動部件、希望裝拆方便的管路用軟管。常用的是紫銅管和尼龍管。的管路用軟管。常用的是紫銅管和尼龍管。n管接頭分為卡套式、擴口螺紋式、卡箍式、插入快換式管接頭分為卡套式、擴口螺紋式、卡箍式、插入快換式等。等。華中科技大學華中科技大學華中科技大學氣動執行元件氣動執行元件 普普通通氣氣缸缸 膜片氣缸是一種用壓縮空氣推動膜片氣缸是一種用壓縮空氣推動非金屬膜片作往復運動的氣缸，可非金屬膜片作往復運動的氣缸，可以是單作用式，也可以是雙作用式。以是單作

14、用式，也可以是雙作用式。適用于氣動夾具、自動調節閥及短適用于氣動夾具、自動調節閥及短行程工作場合。行程工作場合。 氣動執行元件是將壓縮空氣的壓力能轉換為機械能的裝置。氣動執行元件是將壓縮空氣的壓力能轉換為機械能的裝置。包括氣缸和氣馬達。實現直線運動和做功的是氣缸；實現旋轉運包括氣缸和氣馬達。實現直線運動和做功的是氣缸；實現旋轉運動和做功的是氣馬達。動和做功的是氣馬達。 氣缸的分類及典型結構氣缸的分類及典型結構華中科技大學華中科技大學華中科技大學無桿氣缸無桿氣缸原理原理 鋁制缸筒鋁制缸筒2 沿軸向方向開沿軸向方向開槽，為防止內部壓縮空氣泄漏和槽，為防止內部壓縮空氣泄漏和外部雜物侵入，槽被內部抗壓

15、密外部雜物侵入，槽被內部抗壓密封件封件4 和外部防塵密封件和外部防塵密封件7 密封，密封，塑料的內外密封件互相夾持固定塑料的內外密封件互相夾持固定著。無桿活塞著。無桿活塞3 兩端帶有唇型密兩端帶有唇型密封圈，活塞兩端分別進、排氣，封圈，活塞兩端分別進、排氣，活塞將在缸筒內往復移動。通過活塞將在缸筒內往復移動。通過缸筒槽的傳動舌片缸筒槽的傳動舌片5，該運動被傳，該運動被傳遞到承受負載的導架遞到承受負載的導架6 上。此時，上。此時，傳動舌片將密封件傳動舌片將密封件4、7擠開，但擠開，但它們在缸筒的兩端仍然是互相夾它們在缸筒的兩端仍然是互相夾持的。因此傳動舌片與導架組件持的。因此傳動舌片與導架組件在

16、氣缸上移動時無壓縮空氣泄漏。在氣缸上移動時無壓縮空氣泄漏。 特點特點 由于獨特的設計，該氣缸只需要較小的安裝空間。由于獨特的設計，該氣缸只需要較小的安裝空間。 組成組成 由缸筒由缸筒2，防塵和抗壓密封件，防塵和抗壓密封件7、4，無桿活塞，無桿活塞3，左右端蓋，左右端蓋1， 傳動舌片傳動舌片5，導架，導架6等組成。等組成。華中科技大學華中科技大學華中科技大學 沖擊氣缸沖擊氣缸 由缸筒、活塞和固定在缸筒上的中蓋組成，中蓋上有一噴嘴。它能由缸筒、活塞和固定在缸筒上的中蓋組成，中蓋上有一噴嘴。它能產生相當大的沖力，可以充當沖床使用。整個工作過程分為三個階段：產生相當大的沖力，可以充當沖床使用。整個工作

17、過程分為三個階段： 復位段復位段 氣源由孔氣源由孔A 供氣，孔供氣，孔B 排氣，活塞上升至密封墊封住噴排氣，活塞上升至密封墊封住噴嘴，氣缸上腔成為密封的儲氣腔。嘴，氣缸上腔成為密封的儲氣腔。 儲能段儲能段 氣源改由孔氣源改由孔B 進氣，孔進氣，孔A 排氣。由于上腔氣壓作用在噴排氣。由于上腔氣壓作用在噴嘴上面積較小，而下腔氣壓作用面積大，故使上腔貯存很高的能嘴上面積較小，而下腔氣壓作用面積大，故使上腔貯存很高的能量。量。 沖擊段沖擊段 上腔壓力繼續升高，下腔壓力繼續降低，當上下腔壓上腔壓力繼續升高，下腔壓力繼續降低，當上下腔壓力比大于活塞與噴嘴面積比時，活塞離開噴嘴，上腔氣體迅速充力比大于活塞與

18、噴嘴面積比時，活塞離開噴嘴，上腔氣體迅速充入活塞與中蓋間的空間。活塞將以極大的加速度向下運動。氣體入活塞與中蓋間的空間。活塞將以極大的加速度向下運動。氣體的壓力能轉換為活塞的動能，產生很大的沖擊力。的壓力能轉換為活塞的動能，產生很大的沖擊力。華中科技大學華中科技大學華中科技大學 氣缸的工作特性氣缸的工作特性氣缸的速度氣缸的速度 在運動過程中氣缸活塞的速度是變化的，通常說氣缸速在運動過程中氣缸活塞的速度是變化的，通常說氣缸速度是指活塞平均速度。度是指活塞平均速度。氣缸的理論輸出力氣缸的理論輸出力 其計算公式與液壓缸相同。其計算公式與液壓缸相同。氣缸的效率和負載率氣缸的效率和負載率 氣缸實際所能輸出的力受摩擦力的影響，其影響程度用氣缸實際所能輸出的力受摩擦力的影響，其影響程度用氣缸效率氣缸效率表示，表示，與缸徑與缸徑D和工作壓力和工作壓力p有關，有關，D增大、增大、p提提高，高，增大，一般在增大，一般在0.70.95之間。之間。 在研究氣缸性能和確定缸徑時，常用到負載率在研究氣缸性能和確定缸徑時，常用到負載率的概念，的概念，定義定義（氣缸實際負載（氣缸實際負載F/氣缸理論輸出力氣缸理論輸出力F0） 。的選的選取與氣缸的負載性質及運動速度有關取與氣缸的負載性質及運動速度有關氣缸的耗氣量氣缸的耗氣量 指氣缸在往復運動時所