气动执行机构及其原理
气动执行机构工作原理
气动执行机构工作原理
气动执行机构工作原理是基于气动原理和控制技术的一种机电传动装置。
它通过控制压缩空气的流动方式，使得执行机构能够实现一定的运动或力的输出。
气动执行机构的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 气源供气：气动执行机构的压缩空气是通过气源供应系统提供的。
气源一般包括空气压缩机、气体储气罐等。
气源供气时，通过调节阀门可以控制气源的压力大小。
2. 控制气流：控制气动执行机构的运动需要调控气流的流向和流量。
通常通过气控单元来实现，它包括气动阀门、电磁阀、气动开关等。
通过打开或关闭这些气控元件，可以改变气源的流向和流量。
3. 转换为机械运动：当气流进入气动执行机构内部时，它会作用于内部的活塞或薄膜等工作元件上。
通过气压的作用，活塞向前或向后运动，从而带动连杆、摩擦轮等机械部件实现运动。
4. 力的输出：根据不同的应用需求，气动执行机构可以输出不同的力或运动。
当气源压力足够高时，可以通过放大机构来增大力的输出。
同时，通过分别控制进气口和排气口的流量大小，也可以实现不同的速度和力的调控。
需要注意的是，气动执行机构的工作过程中，因为气源的压力和流量是通过控制元件来调控的，所以控制系统的稳定性和准
确性对其工作性能有着重要影响。
一个完善的气动执行机构应该具备控制方便、运动平稳、可靠性高等特点。
气动执行机构的工作原理
气动执行机构的工作原理
气动执行机构是一种使用气体压力来产生机械运动的装置。
其工作原理基于气体的压力传递和控制，包括以下几个关键步骤：
1. 压力供给：气动执行机构通过气源供给系统获得压缩空气或其它气体，一般由气压驱动器或空气压缩机提供。
2. 压力传输：气源供给的压缩气体通过管道或软管传输到气动执行机构中。
通常采用高压气体进入气室中，然后通过控制阀门进行流量控制。
3. 压力控制：通过控制阀门或其他调节装置，可以控制气体的流量和压力。
不同的控制方式和装置会产生不同的动作效果，如单向阀门、双向阀门、调节阀或比例阀等。
4. 动力转换：气动执行机构根据控制阀门的开闭程度和气流控制来转换气体能量为机械运动。
当气体压力进入气室时，推动活塞或膜片等机件运动，从而实现物体的推拉、转动等动作。
5. 反馈控制：有些气动执行机构需要定位或反馈控制，可以通过安装传感器、限位器或开关等装置来检测位置和运动。
这些信号可以与控制系统相连，使其能够控制和监测气动执行机构的运行状态。
总之，气动执行机构通过气源供给气体，并通过控制阀门调节气流，将气体能量转换为机械运动。
它们在自动化控制系统中被广泛应用，常见的应用包括气动缸、气动马达和气动阀门等。
气动执行器原理及结构
气动执行机构原理及结构检修岗位1.懂工作原理气动执行机构接受气动控制器或阀门定位器输出的气压信号，并将其转换成相应的推杆直线位移，以推动调节阀动作。
2.懂设备机构气动执行机构主要有两种类型：薄膜式与活塞式。
薄膜式执行机构简单、动作可靠、维修方便、价格低廉，是最常用的一种执行机构；活塞式执行机构允许操作压力可达500kpa，因此输出推力大，但价格较高。
气动执行机构又可分为有弹簧和无弹簧两种，有弹簧的气动执行机构较之无弹簧的气动执行机构输出推力小、价格低。
气动执行机构有正作用和反作用两种形式。
当信号压力增加时推杆向下动作的叫正作用式执行机构；信号压力增加时推杆向上动作的叫反作用式执行机构气动薄膜执行机构使用弹性膜片将输入气压转变为推杆的推力，通过推杆使阀芯产生相应的位移，改变阀的开度，气动活塞式执行机构以汽缸内的活塞输出推力，由于汽缸允许压力较高，可获得较大的推力，并容易制成长行程执行机构。
一个典型的气动薄膜型执行机构主要由弹性薄膜、压缩弹簧和推杆组成。
2.1图为薄膜气动阀结构示意图当信号压力P进入气室时，此时压力乘以膜片的有效面积得到推力，使推杆移动，弹簧受压，直到弹簧产生的反作用力与薄膜上的推力平衡为止。
信号压力越大，推力越大，推杆的位移计弹簧的压缩量也越大。
推杆的位移范围就是执行机构的行程。
推杆则从零走到全行程，阀门就从全开（或全关）到全关（或全开）。
一般控制气源的装置有电磁阀，全开或全关，定位器能实现调节作用。
气动活塞式执行机构气动活塞式执行机构，其基本部分为气缸，气缸内活塞随气缸两侧压差而移动。
两侧可以分别输入一个固定信号和一个变动信号，或两侧都输入变动信号。
它的输出特性有比例式及两位式两种。
两位式是根据输入执行机构活塞两侧的操作压力的大小，活塞从高压侧推向低压侧，使推杆从一个极端位置移到另一极端位置。
比例式是在两位式基础上加有阀门定位器后，使推杆位移与信号压力成比例关系。
此外，还有一种长行程执行机构，其结构原理与活塞式执行机构基本相同，它具有行程长、输出力矩大的特点，输出转角位移为90o，直线位移为40～200mm，适用于输出角位移和力矩的场合。
气动执行机构
气动执行机构概述气动执行机构是一种利用气体压力驱动的机械装置，广泛应用于工业生产线和自动化系统。
它能够将气动能量转化为机械能量，从而实现各种线性或旋转运动。
工作原理气动执行机构的工作原理基于压缩空气的供给和释放。
当气源提供压缩空气到气动执行机构时，其内部的活塞或齿轮会受到压力的作用而产生运动。
这种运动可以被用于实现推动、拉动、旋转等动作。
组成部分气动执行机构由以下几个主要组成部分构成：1.气缸：气缸是气动执行机构的核心部件，用于容纳压缩空气并产生推拉力。
根据气缸的构造形式，可以分为单作用气缸和双作用气缸。
2.活塞杆：活塞杆连接气缸和推动装置，通过接收气压的变化来实现线性运动。
在双作用气缸中，活塞杆分为两个端口，可以实现双向运动。
3.阀门：阀门用于控制气缸的进气和排气，以实现气体的供给和释放。
常见的阀门类型包括单向阀、电磁阀和比例阀。
4.推动装置：推动装置是气动执行机构实现机械运动的关键部件。
它可以是链轮、齿轮、滑块等，通过与活塞杆相连，将气压转化为线性或旋转运动。
5.传感器：传感器在气动执行机构中起着监测和反馈作用。
它可以检测活塞杆的位置、气体的压力等参数，并将这些信息传输给控制系统。
优势和应用气动执行机构具有以下优势和广泛的应用领域：1.高效可靠：由于气动执行机构不需要电源，只需使用压缩空气作为驱动力，因此具有高效和可靠的特点。
它可以在恶劣的环境条件下正常工作，如高温、高湿度、有爆炸危险等。
2.易于控制：气动执行机构的速度和力都可以通过调整气压进行控制。
通过改变进气和排气的速度和时间，可以实现精确的动作控制。
3.节能环保：气动执行机构不会产生电磁辐射和电磁污染，能够满足环保和节能的要求。
此外，由于在压缩空气中能量富集，其储存和传输也相对较容易。
4.应用广泛：气动执行机构广泛应用于各个行业，如汽车制造、机械加工、物流搬运等。
它们被用于推动机械臂、控制阀门、传送带和自动化生产线等。
使用注意事项在使用气动执行机构时，需要注意以下几点：1.避免过载：在设计和使用气动执行机构时，需要确保其工作负荷不超过其额定能力。
气动执行器工作原理
气动执行器工作原理
气动执行器是一种利用压缩空气或气体驱动的设备，用于实现机械装置的运动控制。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 控制气源：气动执行器通过控制气源的供应来实现运动控制。
通常使用的气源是压缩空气，通过一个气源系统将压缩空气输送给气动执行器。
2. 气源输入：压缩空气经过气源系统后被输送到气动执行器的气缸中。
气源输入通常通过阀门或其他控制装置进行调节和控制。
3. 气缸工作：气源进入气缸后，通过气缸内的活塞来实现运动。
活塞可根据需要进行正、负方向的运动，并可以在规定的行程范围内进行滑动。
4. 控制机构：气动执行器的运动是通过控制机构实现的。
控制机构中通常包括一个配气装置，用于控制气源的进入和排气的通道。
5. 工作过程：气动执行器根据控制信号来控制气缸内压力的增减，进而驱动活塞进行运动。
比如，当控制信号指示气缸工作时，气源进入气缸推动活塞向前运动；当控制信号消失时，气路关闭，气缸内压力减小，活塞受力变化导致返回或停止运动。
6. 控制信号传递：控制信号通常通过电气或电子装置来发送和接收。
例如，可以通过开关、传感器或计算机来控制气动执行
器的工作。
总的来说，气动执行器工作原理是通过控制气源和气缸内的活塞运动来实现机械装置的控制与运动。
不同的气动执行器形式和应用领域可能存在一些差异，但以上原理是它们的基本工作原理。
气动执行机构的结构原理
第十九章：气动执行机构检修一、概述气动执行器以无油压缩空气为动力，驱动阀门或挡板动作。
主要有以下几种类型：气动调节阀、电磁阀、电信号气动长行程执行机构。
二、气动调节阀气动调节阀由气动执行机构和调节阀两部分组成。
气动执行机构以无油压缩空气为动力，接受气信号20～100kpa并转换成位移，驱动调节阀以调节流体的流量。
为了改善阀门位置的线性度，克服阀杆的摩擦力和消除被调介质压力变化等的影响，提高动作速度，使用气动阀门定位器与调节阀配套，从而使阀门位置能按调节信号实现正确的定位。
气源质量应无明显的油蒸汽、油和其他液体，无明显的腐蚀气体、蒸汽和溶剂。
带定位器的调节阀气源中所含固体微粒数量应小于0.1g/m3,且微粒执行应小于60цm,含油量应小于10 g/m3。
常用的气动调节阀由气动薄膜调节阀和气动活塞调节阀。
⒈气动薄膜调节阀气动薄膜执行机构气源压力最大值为500kpa。
执行机构分正作用和反作用两种型式，正作用式信号压力增大，调节阀关小，又称气关式；反作用是信号压力增大，调节阀也开大，又称气开式。
⒉气动活塞调节阀气动活塞执行机构气源压力的最大值为700kpa。
与气动薄膜执行机构相比，在同样行程条件下，它具有较大的输出力，因此特别适合于高静压、高差压的场合。
⒊气动隔膜阀气动隔膜阀根据所选择的隔膜或衬里材质的不同，可适用于各种腐蚀性介质管路上，作为控制介质流动的启闭阀。
例如，化学水处理程序控制用的阀门，常采用气动隔膜发执行机构并与电磁阀配合，实现阀门的全开或全关控制。
⒋阀门定位器有电气信号和气信号两种。
气动阀门定位器与气动调节阀配套使用。
定位器的气源压力大小与执行机构的型式及其压力信号范围(或弹簧压力范围)有关。
例如ZPQ—01定位器与ZM系列气动薄膜执行机构配套时，若执行机构压力信号范围为0.02～0.1Mpa，则气源压力为0.14Mpa；若压力信号范围为0.04～0.2Mpa，则气源压力为0.28Mpa；若ZPQ—02定位器与ZS—02系列活塞式执行机构配套时，压力信号范围为0.02～0.1Mpa时，气源压力为0.5Mpa。
气动执行器结构及原理
气动执行器结构及原理 The final edition was revised on December 14th, 2020.气缸结构与原理学习气动执行机构气动执行机构俗称又称气动执行器（英文：Pneumatic actuator ）按其能源形式分为气动，电动和液动三大类，它们各有特点，适用于不同的场合。
气动执行器是执行器中的一种类别。
气动执行器还可以分为单作用和双作用两种类型：执行器的开关动作都通过气源来驱动执行，叫做DOUBLE ACTING (双作用)。
SPRING RETURN (单作用)的开关动作只有开动作是气源驱动，而关动作是弹簧复位。
气动执行机构简介气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，其执行机构有薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式。
活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合；而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。
拨叉式气动执行器具有扭矩大、空间小、扭矩曲线更符合阀门的扭矩曲线等特点，但是不很美观；常用在大扭矩的阀门上。
齿轮齿条式气动执行机构有结构简单，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点，在发电厂、化工，炼油等对安全要求较高的生产过程中有广泛的应用。
齿轮齿条式：齿轮齿条：活塞式：气动执行机构的缺点控制精度较低，双作用的气动执行器，断气源后不能回到预设位置。
单作用的气动执行器，断气源后可以依靠弹簧回到预设位置工作原理说明班当压缩空气从A管咀进入时，气体推动双活塞向两端(缸盖端)直线运动，活塞上的齿条带动旋转轴上的齿轮逆时针方向转动90度，阀门即被打开。
此时气动执行阀两端的气体随B管咀排出。
反之，当压缩空气从B官咀进入气动执行器的两端时，气体推动双塞向中间直线运动，活塞上的齿条带动旋转轴上的齿轮顺时针方向转动90度，阀门即被关闭。
此时气动执行器中间的气体随A管咀排出。
以上为标准型的传动原理。
根据用户需求，气动执行器可装置成与标准型相反的传动原理，即选准轴顺时针方向转动为开启阀门，逆时针方向转动为关闭阀门。
气动执行器结构及原理
气缸结构与原理学习气动执行机构气动执行机构俗称气动头又称气动执行器（英文：Pneumatic actuator ）执行器按其能源形式分为气动，电动和液动三大类，它们各有特点，适用于不同的场合。
气动执行器是执行器中的一种类别。
气动执行器还可以分为单作用和双作用两种类型：执行器的开关动作都通过气源来驱动执行，叫做DOUBLE ACTING (双作用)。
SPRING RETURN (单作用)的开关动作只有开动作是气源驱动，而关动作是弹簧复位。
气动执行机构简介气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，其执行机构有薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式。
活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合；而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。
拨叉式气动执行器具有扭矩大、空间小、扭矩曲线更符合阀门的扭矩曲线等特点，但是不很美观；常用在大扭矩的阀门上。
齿轮齿条式气动执行机构有结构简单，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点，在发电厂、化工，炼油等对安全要求较高的生产过程中有广泛的应用。
齿轮齿条式：齿轮齿条：活塞式：编辑本段气动执行机构的缺点控制精度较低，双作用的气动执行器，断气源后不能回到预设位置。
单作用的气动执行器，断气源后可以依靠弹簧回到预设位置编辑本段工作原理说明班当压缩空气从A管咀进入气动执行器时，气体推动双活塞向两端(缸盖端)直线运动，活塞上的齿条带动旋转轴上的齿轮逆时针方向转动90度，阀门即被打开。
此时气动执行阀两端的气体随B管咀排出。
反之，当压缩空气从B官咀进入气动执行器的两端时，气体推动双塞向中间直线运动，活塞上的齿条带动旋转轴上的齿轮顺时针方向转动90度，阀门即被关闭。
此时气动执行器中间的气体随A管咀排出。
以上为标准型的传动原理。
根据用户需求，气动执行器可装置成与标准型相反的传动原理，即选准轴顺时针方向转动为开启阀门，逆时针方向转动为关闭阀门。
单作用(弹簧复位型)气动执行器A管咀为进气口，B管咀为排气孔(B管咀应安装消声器)。
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减压阀
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减压阀的工 作原理
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? 压力设定好之后，压下调压旋钮 ，即可实现锁定
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油雾器
合
油雾器的使用场
气缸
油雾器
油雾器的工作 可 调 原式理 油 雾 器 构 造
限流器
油雾器
最小滴下流 可 变 式 量油①雾 器 工 作 原 理
电磁阀
作用：完成对压缩仪表空气的过 滤和减压功能
b.三联件（过滤器、减压阀、油
雾器，压力表为可选件 ） 作用：完成对压缩仪表空气的过
滤和减压功能，并对空气 进行润滑。
过滤减压阀
过滤器减压阀图形符号
两联件
三联件
u 一体化过滤器减压阀 u 过滤空气中的杂质与灰尘
空气过滤器
空气过滤器的使用目的
?脏空气
?干净空气
目录
Pneumatic Accessories & Theory
气动执行机 构附件
GGC常用的气 动原理图
2
气动执一 行机过滤构减附压阀件
二 电磁阀
三 限位开关 四 定位器 五 气控阀 六 快速排气阀 七 保位阀 八 压力开关 九 调速阀 十 手动操作机构
过滤减压阀
1. 过滤减压阀
a. 二联件（过滤器、减压阀）
减压阀
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减压阀的工作原理
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? 在调节压力之前，需要把调压旋 钮向上拔，以便能够转动旋钮
? 顺时针旋转调压旋钮，使压力P2 增大
? 调压弹簧的弹簧力使得主阀芯 打开
? 这时压力P2逐渐升高，在与弹簧 力达到平衡之后，维持在压力P2
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减压阀
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间接控制
按阀芯结构分类
阀芯结构
截止式 滑柱式 滑板式
密封形式
弹性密封（橡胶密封） 间隙密封（金属密封）
电磁阀
电磁阀
分类 1 、两位两通电磁阀
{ 按操使用习惯分类
2 、两位三通电磁阀 3 、两位四通电磁阀 4 、两位五通电磁阀
5 、三位五通电磁阀
电磁阀
电磁铁 结构
I型
直动式
动铁芯 静铁芯 线圈
行程（气隙） T型
电磁阀
两位五通结构图(2)
电磁阀
两位五通结构图(3)
电磁阀
两位五通动作演示（气缸式）
进气 排气
电磁线圈
双作用执行器
不带电状态
电磁阀
两位五通动作演示（气缸式）
排气 进气
电磁线圈
双作用执行机构
带电状态
电磁阀
两位五通动作演示（气缸式）
电磁阀
两位三通电磁阀冗余控制回路
典型常用的一个电磁阀控制来自气源减压阀的工 作原理
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? 当气流量发生变化时，主阀芯保 持在一定的开度，使得出口压力 P2维持在设定压力的位置
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减压阀
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减压阀的工 作原理
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? 出口压力P2 增加时，多余的压 力从溢流口流出，使P2 降低到 设定的压力
? 滤芯使用2年或压力降 下0.1MPa就应更换滤芯 ，避免滤芯破损
? 从水杯目视滤芯，如果 其发黑，说明滤芯过脏 ，应该更换
减压阀
减压阀的使用场合
减压并实现 稳压
减压阀
减压阀的结构
调压弹簧 反馈孔
溢流孔 膜片
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主阀芯
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减压阀
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减压阀的工 作原理
主阀芯卡死而烧毁线圈。
内部先导式
外部先导式
A B
RPR
外部先导压力
电磁阀
两位三通结构图
电磁阀
两位三通动作过程演示（气缸式）
进气
排气
气缸
电磁线圈
弹簧复位执行器
不带电状态
电磁阀
两位三通动作过程演示（气缸式）
进气 排气
气缸
电磁线圈
弹簧复位执行器
带电状态
电磁阀
两位三通动作过程演示（膜片式）
电磁阀
两位五通结构图(1)
电磁阀 S
1oo1 存在潜在危险：
1. 不能识别故障 2. 必须关闭维护 3. 不容易确认电磁阀的状态 4. 电磁阀维护周期短
阀门
电磁阀
Pneumatic Accessories & Theory
Update Presentation Name or Confidentiality Status Under Footer Menu
February 4, 2020
Tyco Flow Control Confidential – Not For Publication or Distribution
I 型电磁铁吸力较小，适合于直流电 磁铁和小型交流电磁铁，常用作小 型直动式和先导式电磁铁。
T 型电磁铁吸力强，行程长，体积 大，适合于交流电磁铁，主要用于 行程较大的直动式电磁铁。
电磁阀
先导式
利用电磁先导阀输出先导压力，此先导压力控制主阀芯换向
先导式特点：
AB RPR
1、结构复杂，动作频率比直动式的低。 2、先导阀体积小，电磁吸力小，故耗电量少 3、主阀芯行程不受电磁控制部分的影响，不会因
2. 电磁阀
? 电磁阀的定 义 ? 电磁阀的应用领域 ? 连接气动执 行器的种 类 ? 电磁阀分类 ? 两位三通 电磁阀冗余控制回路 ? 电磁阀的连接形式与 标准
电磁阀
电磁阀的 定义 定义：用电磁铁操纵阀芯移动的阀，一般是通过控制气动执行器的运动过程
实现对阀门的打开与关闭。 分类：3/2 WAY, 4/2 WAY & 5/2 WAY .
? 把压力P1降低到合适的工作压
力P2
44
66
22
4400
8800 112200
88
llbbff//iinn 22 bbaarr
1100
? 当调压阀前后流量不发生变化 时，压力稳定在P2
? 流量的变化使主阀芯打开到足
够的开度以满足在压力P2下的
流量
? 压力P2可以通过固定在调压阀 上的压力表调节
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空气过滤器
挡水板
楔型导流板
滤芯
空气过滤器
空气过滤器的工作原理
空气过滤器
空气过滤器的工作原理
? 分离并收集杂质 ? 带斜槽的切口使得压缩空气进入
之后发生强烈旋转 ? 空气中的液态水和固体颗粒随着
旋转的离心作用分离并沉积下来 ? 档水板使得分离出的水和固体颗
粒不会粘附在过滤器上
空气过滤器
? 必须进行日常的检查， 以免水面升高从而污染 过滤器滤芯
气动执行器
电磁阀
阀门
电磁阀
电磁阀的应
? 炼油
用领域
? 油气开采
? 化工
? 食品饮料生产
? 医药生产
? 海水淡化与水处理
? 造纸
? 电力
电磁阀 膜片式
连接气动执行 器的种类 气缸式
电磁阀
按操作方式分类
人力操作
按钮式
电磁阀 分手类柄式
脚踏板式
机械操作 电气操作 气压控制
柱塞式 直动式 直接控制
滚轮杠杆式 先导式