气压传动系统实例
气压传动基本回路及系统应用
2．双向调速回路 （三）快速往复运动回路
a)
b)
（四）速度换接回路
（五）缓冲回路
四、气液联动回路
气液联动是以气压为动力，利用 气液转换器把气压传动变为液压传 动，或采用气液阻尼缸来获得更为 平稳的和更为有效地控制运动速度 的气压传动，或使用气液增压器来 使传动力增大等
（一）气—液转换速度控制回路
（二）气液阻尼缸的速度控制回路
（三）气液增压缸增力回路 （四）气液缸同步动作回路
五、计数回路 （1）由气动逻辑元件组成的计数回路
（2）由气阀组成的计数回路
六、安全保护回路 （1）双手操作回路
（2）互锁回路
七、延时回路
八、往复动作回路 （1）单往复动作回路
（2）连续往复动作回路第源自节 气压传动系统应用实例一、气动机械手
气动机械手回路原理图
二、气液动力滑台气压传 动系统
（一）快进→慢进(工进)→快退 →停止
（二）快进→慢进→慢退→快 退→停止
三、工件夹紧气压传动系统
第十四章 气压传动基本回路及 系统应用实例
第一节 气压传动基本回路
一、换向回路 （一）单作用气缸换向回路
（二）双作用气缸换向回路
二、压力控制回路 （一）一次压力控制回路
（二）二次压力控制回路
（三）高低压切换回路
（四）过载保护回路
三、速度控制回路 （一）单作用气缸速度控制回路
（二）双作用气缸速度控制回路 1．单向调速回路
气压传动系统的工作原理及应用
气压传动系统的工作原理及应用气压传动系统是一种基于气压能量转换的动力传动系统，广泛应用于各个行业中。
本文将介绍气压传动系统的工作原理以及其在工业生产中的应用。
一、气压传动系统的工作原理气压传动系统是利用气压作为动力源进行能量传递和转换的一种传动方式。
它主要通过气源、压缩空气系统和执行机构三部分来实现。
1. 气源部分：气源部分是气压传动系统的能量来源，通常采用压缩空气作为动力源。
通过一个压缩机将空气压缩到一定的压力，然后储存在气罐中供系统使用。
2. 压缩空气系统：压缩空气系统是将气源部分提供的压缩空气传输到各个执行机构的系统。
它由气管、气动阀、压力调节器等组成。
气管将压缩空气传输到各个执行机构，气动阀用于控制气压的开关和调节，压力调节器用于调整系统的工作压力。
3. 执行机构：执行机构是气压传动系统中的关键部件，负责将气压能量转化为机械能以完成特定的任务。
常见的执行机构包括气缸、气动马达等，它们能够根据气压的控制实现线性或旋转运动。
二、气压传动系统的应用气压传动系统由于其简单、可靠、安全等特点，在工业生产中得到了广泛的应用。
以下是气压传动系统在几个常见行业中的应用举例：1. 制造业领域：气压传动系统广泛用于制造业领域，如机械加工、装配线等。
在机械加工中，气压传动系统可用于控制切削工具、夹具和工件移动等，提高加工精度和效率。
在装配线上，气压传动系统可用于控制机械手臂、传送带和夹具等，实现自动化生产。
2. 汽车制造业：气压传动系统在汽车制造业中起到重要的作用。
它被广泛应用于汽车生产线上的各个环节，如焊接、喷漆、组装等。
气压传动系统能够实现对机器人、输送带和各种夹具的控制，提高汽车生产的效率和质量。
3. 化工工业：化工工业中的一些工艺过程需要使用气压传动系统。
例如，在液体输送过程中，气压传动系统能够驱动气动隔膜泵，将液体从一个容器输送到另一个容器，实现精准的液体控制和调节。
4. 煤矿行业：煤矿行业中使用气压传动系统进行煤矿机械的控制和驱动。
气压传动系统的工作原理及组成
气压传动系统的工作原理及组成一、气压传动系统的工作原理气压系统的工作原理是利用空气压缩机将电动机或其它原动机输出的机械能转变为空气的压力能，然后在控制元件的控制和辅助元件的配合下，通过执行元件把空气的压力能转变为机械能，从而完成直线或回转运动并对外作功。
二、气压传动系统的组成典型的气压传动系统，如图10.1.1所示。
一般由以下四部分组成：1．发生装置它将原动机输出的机械能转变为空气的压力能。
其主要设备是空气压缩机。
2．控制元件是用来控制压缩空气的压力、流量和流动发向，以保证执行元件具有一定的输出力和速度并按设计的程序正常工作。
如压力阀、流量阀、方向阀和逻辑阀等。
3．控制元件是将空气的压力能转变成为机械能的能量转换装置。
如气缸和气马达。
4．辅助元件是用于辅助保证空气系统正常工作的一些装置。
如过滤器、干燥器、空气过滤器、消声器和油雾器等。
10.2 气压传动的特点一气压传动的优点1. 以空气为工作介质，来源方便，用后排气处理简单，不污染环境。
2. 由于空气流动损失小，压缩空气可集中供气，远距离输送。
3. 与液压传动相比，启动动作迅速、反应快、维修简单、管路不易堵塞，且不存在介质变质、补充和更换等问题。
4. 工作环境适应性好，可安全可靠地应用于易燃易爆场所。
5. 气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。
压力等级低，固使用安全。
6. 空气具有可压缩性，气动系统能够实现过载自动保护。
二、气压传动的特点1. 由于空气有可压缩性，所以气缸的动作速度易受负载影响。
2. 工作压力较低（一般为0.4Mpa-0.8Mpa），因而气动系统输出力较小。
3. 气动系统有较大的排气噪声。
4. 工作介质空气本身没有润滑性，需另加装置进行给油润滑。
换向阀是利用阀芯与阀体之间的相对运动来变换液流的流动方向，接通或切断油路的液压元件。
换向阀种类很多，是液压系统中用量最大的一种阀类，其品种，名称也比较多，一般可按下列方法分类。
1、按换向阀的结构形式可分为：滑阀式、转阀式、球阀式和锥阀式。
气压传动系统实例及设计
1）指令器；
2）程序控制器,亦称逻辑控制回路；
3）放大/转换器；
4）执行机构；
5）检测装置；
6）显示/报警装置。
根据控制信号的类型，气动程序控制系统可分为时间程序控制系 统、行程程序控制系统和时间—行程混合程序控制系统。根据控制 器的类型，气动程序控制系统可分为全气动程序控制系统、继电器 程序控制系统和可编程（PLC）程序控制系统。
应用X-D线图法设计程序控制回路的步骤如下： 1）根据生产工艺流程要求，列出工作程序框图。 2）绘制X-D线图，判别并消除故障信号。 3）写出所有执行元件的控制信号的逻辑函数式。 4）根据逻辑函数式绘制逻辑原理框图。 5）根据逻辑原理框图绘制程序控制器回路图。
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1.2 简单气压传动系统设计简介
（2）逻辑设计法
1）逻辑运算法。
2）图解法。
3）快速消障法。
4）计算机辅助逻辑综合法。
5）采用步进控制回路或程序器。
（3）分组供气法
是在控制回路中增加若干个控制元件对行程阀采取分组供气的。
液压、液力与气压传动技术
图1.1 解放CA1091型汽车的双回路气压制动系统示意图
1.1 气压传动系统
1.1.2 气动机械手气压传动系统
气动机械手的结构示意图Байду номын сангаас图1.2所示
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图1.2 气动机械手的结构示意图
1.1 气压传动系统
图1.2 A为夹紧缸中，C缸为立柱升降缸； B缸为长臂伸缩缸；D缸为立 柱回转缸。 图14.3机械手的动作顺序为：立柱下降→伸臂→夹紧工件→缩臂→立 柱顺时针转→立柱上升→放开工件→立柱逆时针转。
装置（如制动阀）之间的连接管路，即供能管路。 ② 控制装置与制动器促动装置（如制动气势）之间的连接管路，
液压与气压传动液压系统设计实例
根据系统的工作环境和要求，选择合适的液压介质，如矿 物油、合成油、水等，并确定其清洁度和粘度等参数。
选择合适元件和连接方式
01
选择液压泵和液压马达
根据系统的负载和运动参数，选择合适的液压泵和液压马达，确保其能
够提供足够的流量和压力，并满足系统的效率和精度要求。
02
选择液压缸和阀门
其他常见问题及相应解决方案
气穴现象
产生原因是油液中溶解的气体在低压区析出并形成气泡。解决方案 是减小吸油管路的阻力，避免产生局部低压区。
压力冲击
产生原因是液压阀突然关闭或换向，导致系统内压力急剧变化。解 决方案是在液压阀前设置蓄能器或缓冲装置，吸收压力冲击。
爬行现象
产生原因是液压缸或马达摩擦阻力不均、油液污染等。解决方案是改 善液压缸或马达的润滑条件，使用干净的油液。
关键技术应用
节能环保措施
采用负载敏感技术、电液比例控制技术等 ，提高挖掘机液压系统的控制精度和响应 速度。
通过优化系统设计和选用高效节能元件，降 低挖掘机液压系统的能耗和排放，提高环保 性能。
压力机液压系统性能评估方法论述
评估方法介绍
采用实验测试、仿真分析等方法对压力机 液压系统进行性能评估，获取系统在不同
明确系统的设计目标和约束条件
根据实际需求，明确系统的设计目标，如高效率、 低能耗、高精度等，并考虑成本、空间、重量等 约束条件。
确定系统方案和布局
制定系统原理图
根据设计要求和目标，制定液压系统的原理图，包括液压 缸、液压马达、液压泵、油箱、阀门等元件的连接方式和 控制逻辑。
确定系统布局和安装方式
根据机械设备的结构和空间要求，确定液压系统的布局和 安装方式，包括元件的布置、管路的走向和固定方式等。
案例十二 气压传动系统设计实例分析
气压传动系统设计实例分析气动技术是实现工业生产机械化、自动化的方式之一，由于气压传动本身所具有的独特优点，所以应用日益广泛。
以土木机械为例，随着人们生活水平的不断提高，土木机械的结构越来越复杂，自动化程度不断提高。
由于土木机械在加工时转速高、噪声大，木屑飞溅十分严重。
在这样的条件下采用气动技术非常合适，因此在近期开发或引进的土木机械上，普遍采用气动技术。
下面以八轴仿形铣加工机床为例加以分析。
(1)八轴仿形铣加工机床简介八轴仿形铣加工机床是一种高效专用半自动加工木质工件的机床。
其主要功能是仿形加工，如梭柄、虎形腿等异型空间曲面。
工件表面经粗、精铣，砂光和仿形加工后，可得到尺寸精度较高的木质构件。
八轴仿形铣加工机床一次可加工8个工件。
在加工时，把样品放在居中位置，铣刀主轴转速一般为8000r／min左右。
由变频调速器控制的三相异步电动机，经蜗杆＼蜗轮传动副控制降速后，可得工件的转速范围为15～735r／mino纵向进给由电动机带动滚珠丝杠实现，其转速根据挂轮变化为20～1190r／min或40～2380r／mino工件转速、纵向进给运动速度的改变，都是根据仿形轮的几何轨迹变化，反馈给变频调速器后，再控制电动机来实现的。
该机床的接料盘升降，工件的夹紧松开，粗、精铣，砂光和仿形加工等工序都是由气动控制与电气控制配合来实现的。
(2)气动控制回路的工作原理八轴仿形铣加工机床使用加紧缸B(共8只)，接料盘升降缸A(共2只)，盖板升降缸C，铣刀上、下缸D，粗、精铣缸E，砂光缸F，平衡缸G共计15只气缸。
(3)气控回路的主要特点①该机床气动控制与电气控制相结合，各自发挥自己的优点，互为补充，具有操作简便、自动化程度较高等特点；②砂光缸、铣刀缸和平衡缸均与气容相连，稳定了气缸的工作压力，在气容前面都设有减压阀，可单独调节各自的压力值；③用平衡缸通过悬臂对吃刀量和自重进行平衡，具有气弹簧的作用，其柔韧性较好，缓冲效果好；④接料托盘缸采用双向缓冲气缸，实现终端缓冲，简化了气控回路。
液压与气压传动8-2 典型液压系统实例
一、概述
液压机是用来对金属、木材、塑料等进行压力加工的机械,也是最 早应用液压传动的机械之一。目前液压传动己成为压力加工机械的主 要传动形式。液压机传动系统是以压力变换为主的系统由于用在主传 动,系统压力高,流量大,功率大,因此特别要注意提高原动机功率利用率, 须防止泄压时产生冲击。
二、工况特点及对液压系统的要求
主机动作要求：液压机根据其工作循环要求有快进、减速接近工件、加压、 保压延时、泄压、快速回程及保持（即活塞）停留在行程的任意位置等基 本动作，图8-3为液压机典型工作塞前进、停止和退回等动作。
《液压与气压传动》第8章 典型液压传动系统
四、液压系统的特点 1. 液压系统中各部分相互独立,可根据需要使任一部分单独动作,也可 在执行元件不满载时,各串联的执行元件任意组合地同时动作。 2. 支腿回路中采用双向液压锁6,将前后支腿锁定在一定位置，防止出 现“软腿”现象或支腿自由下落现象。 3. 起升回路、吊臂伸缩、变幅回路均设置平衡阀,以防止重物在自重 作用下下滑。 4.为了防止由于马达泄漏而产生的“溜车”现象,起升液压马达上设有 制动阀,并且松阀用液压力,上阀用弹簧力,以保持在突然失去动力时液压 马达仍能锁住,确保安全。
《液压与气压传动》第8章 典型液压传动系统
四、 YA32-315型四柱万能液压机液压系统特点 1. 采用高压大流量恒功率变量泵供油,既符合工艺要求,又节省能量,这是
压机液压系统的一个特点; 2.本压机利用活塞滑块自重的作用实现快速下行,并用充液阀对主缸充液。
这一系统结构简单,液压元件少，在中、小型液压机是一种常用的方 案；
《液压与气压传动》第8章 典型液压传动系统
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气压传动基本回路及系统应用解读
第一节 气压传动基本回路
一、换向回路 （一）单作用气缸换向回路
（二）双作用气缸换向回路
二、压力控制回路 （一）一次压力控制回路
（二）二次压力控制回路
（三）高低压切换回路
（四）过载保护回路
三、速度控制回路 （一）单作用气缸速度控制回路
（二）双作用气缸速度控制回路 1．单向调速回路
一、气动机械手
气动机械手回路原理图
二、气液动力滑台气压传 动系统
（一）快进→慢进(工进)→快退 →停止
（二）快进→慢进→慢退→快 退→停止
三、工件夹紧气压传动系统
2．双向调速回路 （三）快速往复运动回路
a)
b)
（四）速度换接回路
（五）缓冲回路
四、气液联动回路
气液联动是以气压为动力，利用 气液转换器把气压传动变为液压传 动，或采用气液阻尼缸来获得更为 平稳的和更为有效地控制运动速度 的气压传动，或使用气液增压器来 使传动力增大等
（一）气—液转换速度控制回路
（二）气液阻尼缸的速度控制回路
（三）气液增压缸增力回路 （四）气液缸同步动作回路
五、计数回路 （1）由气动逻辑元件组成的计数回路
（2）由气阀组成的计数回路
六、安全保护回路 （1）双手操作回路
（2）互锁回路
七、延时回路
八、往复动作回路 （1）单往复动作回路
（2）连续往复动作回路源自 第二节 气压传动系统应用实例
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项目六气压传动系统实例
（结合公共实训基地及友嘉机电设备展开）任务一气动机械手气压传动系统
气动机械手是机械手的一种，它具有结构简单，重量轻，动作迅速, 平稳可靠，不污染工作环境等优点。
在要求工作环境洁净、工作负载较小。
自动生产的设备和生产线上应用广
泛，它能按照预定的控制程序动作。
图1为一种简单的可移动式气动机械手的结构示意图。
它由A、B、
C、D四个汽缸组成，能实现手指夹持、手臂伸缩。
立柱升降。
回转四个动作。
图2为一种通用机械手气动系统工作原理图（手指部分分为真空吸
头，既无A气缸部分），要求工作循环为：立柱上升-伸臂-立柱顺时
三个气缸均有三位四通双电控换向阀1、2、7和单向节流阀3、4、
5、6组成换向、调速回路。
各气缸的行程位置均有电气行程开关进行控制。
表1为该机械手在工作循环中各电磁铁的动作顺序表。
图1气动机械手的结构示意图
f A *
图2 为一种通用机械手气动系统工作原理图
面结合表来分析它的工作循环：
按下它的启动按钮，4YA通电，阀7处于上位，压缩空气进入垂直气缸C下腔，活塞杆上升。
当缸C活塞上的挡块碰到电气行程开关a1时，4YA断电，5YA通电, 阀2处于左位，水平气缸B活塞杆伸出，带动真空吸头进入工作点并吸取工作。
当缸B活塞上的挡块电气开关b1时，5YA断电，1YA通电，阀1 处于左位，回转缸D顺时针方向回转，使真空吸头进入下料点下料。
当回转缸D活塞杆上的挡块压下电气行程开关c1时，1YA断电，2YA通电,
阀1处于右位，回转缸b复位。
回转缸复位时，其上挡块碰到电气行程开关cO时，6YA通电，2YA断电,
阀2处于右位，水平缸B活塞杆退回。
水平缸退回时，挡块碰到bO,6YA断电，3YA通电，阀7处于下位，垂直缸
活塞杆下降，到原位时，碰上电气行程开关aO,3YA断电，至此完成一个工作循
环，如再给启动信号。
可进行同样的工作循环。
根据需要只要改变电气行程开关的位置，调节单向节流阀的开度, 即可改变各气缸的运动速度和行程。
任务二数控加工中心气动换刀系统
图3为某数控加工中心气动换刀系统原理图。
该系统在换刀过程中实现主轴定位、主轴送刀、拔刀、向主轴锥孔吹气和插刀动作。
具体工作过程如下：当数控系统发出换刀指令时，主轴停止旋转，同时4YA
通电，压缩空气经气动三联件1、换向阀4、单向节流阀5进入主轴定位缸A的
右腔，缸A的活塞左移，使主轴自动定位。
定位后压下无触点开关，使6YA通
电，压缩空气经换向阀6、梭阀8进入气液增压缸B的上腔。
增压腔的高压油使活塞伸出，实现主轴松刀。
同时使8YA通电，压缩空气经换向阀9、单向节流
阀11进入缸C的上腔，缸C下腔排气，活塞下移实现拔刀。
由回转刀库交换刀具，同时1YA 通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气。
稍后1YA断电、2YA通电。
停止吹气，8YA断电、7YA通电，压缩空气经换向阀
9、单向节流阀10进入缸C的下腔，活塞上移，实现插刀动作。
6YA断电、5YA
通电。
压缩空气经换向阀6进入气液增压缸B的下腔。
使活塞退回。
主轴的机械机构使刀具夹紧。
4YA断电、3YA通电，缸A的活塞在弹簧力作用下复位, 回复到开始状态，换刀结束。
1-气动三联件2、4、6、9-换向阀
插刀
图3数控加工中心气动换刀系统原理图
2- 3、5、10、11单向节流阀7、8-梭阀
任务三气动生产线气压传动系统
机械手是机电一体化设备或自动化生产系统中常用的装置，用来搬运物件或代替人工完成某些操作，根据驱动机械手工作的动力的不同，可分为气动机械手、
械手和注塑机械手，常见的机械手如图4所示。
全伺服机械手
图4常见的机械手
拆装气动机械手
用气动元件组成的机械手为气动机械手。
YL-235A型
光机电一体化实训装置
中的气动机械手及各部分的名称如图5所示。
在本任务中，通过完成机械手拆装
的工作任务，了解气动机械手的组成和工作原理，学会气动机械手的组装。
液压机械手和电动机械手；按照机械手的工作性质, 可分为搬运机械手。
焊接机
助力机械手工业机械手
高难度机械手焊接机械手压铸机械手
4
横走机械手
图5 YL-235A 型光机电一体化实训装置上的气动机械手及各部分名称
工作任务
1、请按要求拆卸YL-235A 型光机电一体化实训装置中的气动机械手。
将左右限位挡块从支架上拆卸下来。
将悬臂气缸从支架上拆卸下来。
取出旋转气缸。
将手臂气缸从悬臂上拆卸下来。
将气爪气缸从手臂上拆卸下来。
2、将拆卸后的YL-235A 型光机电一体化实训装置中的气动机械手按要求组装。
(1) 组装的机械手应与原来相同。
(2)调节左右限位当快上的螺栓，使机械手选装的角度约为 56 ° 0
3、按图6所示的安装图将机械手安装在安装平台上。
机械手左、右摆角与图纸要求相符。
机械手支架固定后，在气缸动作过程中不会发生摇动现象。
4、按图7所示机械手气动系统图连接机械手的气路。
(1)机械手气缸(含气爪)与电磁阀的气路连接。
(2) 气源与电磁阀的气路连接。
(3) 按工艺规范要求完成气路的走线与捆扎。
机械手安装位置的尺寸与图纸要求误差不大于
1mm 。
机械手悬臂安装的高度与图纸要求误差不待遇 1mm 。
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悬臂气缸手臂气缸气爪气缸旋转气缸
图7机械手气动系统图。