气压传动基础
气压传动
混入压缩空气的油蒸汽可能聚集在贮气罐、管道等处形成易燃物， 有引起爆炸的危险，另一方面润滑油被汽化后会形成一种有机酸， 对金属设备有腐蚀生锈的作用，影响设备寿命。
混在压缩空气中的杂质沉积在元件的通道内，减小了通道面积， 增加了管道阻力。严重时会产生阻塞，使气体压力信号不能正常 传递，使系统工作不稳定甚至失灵。
容器内压力由p1充气到p2所需总时间
t ＝t1+t2 ＝(1.285－p1／p2)τ
τ ＝ 5.217×10－3×（V /kS）(273/Ts)1/2
气压传动基础知识
容器的放气
绝热放气时容器中的温度变化 容器内空气的初始温度为T1，压力为p1，经绝热放气后
温度降低到T2 ，压力降低到p2 ，则放气后温度为 T2=T1(p2/p1)（k-1）/k
压缩空气中含有的饱和水分，在一定条件下会凝结成水并聚集在 个别管段内。在北方的冬天，凝结的水分会使管道及附件结冰而 损坏，影响气动装置正常工作。
压缩空气中的灰尘等杂质对运动部件会产生研磨作用，使这些元 件因漏气增加而效率降低，影响它们的使用寿命。
因此必须要设置除油、除水、除尘，并使压缩空气干燥的提高压缩空
气压传动基础知识
气压发生装置
空气压缩机将机械能转化为气体的压力能，供
气动机械使用。
空气压缩机的分类 分容积型和速度型。
常用往复式容积型压缩机，一般空压机为中压，额
定排气压力1MPa；
低压空压机排气压力0.2MPa； 高压空压机排气压力10MPa。
空气压缩机的选用原则 依据是气动系统所需
气质量、进行气源净化处理的辅助设备。
气压传动基础知识
气压传动、液压传动和液力传动基础知识
气压传动、液压传动和液力传动基础知识一、气压传动篇气压传动以压缩气体为工作介质，靠气体的压力传递动力或信息的流体传动。
传递动力的系统是将压缩气体经由管道和控制阀输送给气动执行元件，把压缩气体的压力能转换为机械能而作功;传递信息的系统是利用气动逻辑元件或射流元件以实现逻辑运算等功能，亦称气动控制系统。
1、气压传动的特点工作压力低，一般为0.3~0.8兆帕，气体粘度小，管道阻力损失小，便于集中供气和中距离输送，使用安全，无爆炸和电击危险，有过载保护能力；但气压传动速度低，需要气源。
2、气压传动的组成气压传动由气源、气动执行元件、气动控制阀和气动辅件组成。
气源一般由压缩机提供。
气动执行元件把压缩气体的压力能转换为机械能，用来驱动工作部件，包括气缸和气动马达。
气动控制阀用来调节气流的方向、压力和流量，相应地分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。
气动辅件包括:净化空气用的分水滤气器，改善空气润滑性能的油雾器，消除噪声的消声器，管子联接件等。
在气压传动中还有用来感受和传递各种信息的气动传感器。
3、气压传动的优点•用空气做介质，取之不尽，来源方便，用后直接排放，不污染环境，不需要回气管路因此管路不复杂；•空气粘度小，管路流动能量损耗小，适合集中供气远距离输送；•安全可靠，不需要防火防爆问题，能在高温，辐射，潮湿，灰尘等环境中工作；•气压传动反应迅速；•气压元件结构简单，易加工，使用寿命长，维护方便，管路不容易堵塞，介质不存在变质更换等问题；4、气压传动的缺点•空气可压缩性大，因此气动系统动作稳定性差，负载变化时对工作速度的影响大；•气动系统压力低，不易做大输出力度和力矩；•气控信号传递速度慢于电子及光速，不适应高速复杂传递系统；•排气噪音大；二、液压传动篇液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。
1、液压传动的基本原理利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。
第七章 气压传动基础知识
第七章气压传动基础知识气压传动(Pneumatic)一词来源于希腊文，原意为风吹。
气压传动是指以压缩空气为工作介质来传递能量和实现控制的一门技术，它包含传动技术和控制技术两个方面的内容。
自20世纪60年代以来，气压传动发展得十分迅速，目前气压传动已成为一门独立的技术领域。
气压传动技术以压缩空气为工作介质传递运动和动力，气压传动具有防火、防爆、节能、高效、无污染等优点。
气压传动同液压传动一样，都是利用流体为工作介质来实现传动，气压传动与液压传动在工作原理、系统构成、元件结构及图形符号等方面有许多相似的地方，在学习气压传动时，液压传动的知识具有一定的参考和借鉴作用。
第一节气压传动概述一．气压传动系统的工作原理及构成1.气压传动系统的构成图7.1所示为用于自动化生产线中加盖拧盖单元的气压传动系统实例。
气压传动与液压传动都是利用流体作为工作介质，具有许多共同点，气压传动系统由以下五个部分组成。
图7.1 加盖拧盖单元的气路原理图（1）动力元件（气源装置）其主体部分是空气压缩机。
它将原动机（如电动机）供给的机械能转变为气体的压力能，为各类气动设备提供动力。
（2）执行元件执行元件包括各种气缸和气动马达。
它的功用是将气体的压力能转变为机械能，输给工作部件。
（3）控制元件控制元件包括各种阀体。
如各种压力阀、方向阀、流量阀、逻辑元件等，用以控制压缩空气的压力、流量和流动方向以及执行元件的工作程序，以便使执行元件完成预定的运动规律。
（4）辅助元件辅助元件是使压缩空气净化、润滑、消声以及用于元件间的连接等所需的装置。
如各种冷却器、分水排水器、气罐、干燥器、过滤器、油雾器及消声器等它们对保持气动系统可靠、稳定和持久地工作起着十分重要的作用。
（5）工作介质工作介质为压缩空气。
气压系统是通过压缩空气实现运动和动力的传递。
2.工作原理气压传动系统的工作原理是利用空气压缩机将电动机或其他原动机输出的机械能转为空气的压力能，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力能转变为机械能，从而完成直线或回转运动并对外做功。
第九章气压传动基础知识
第九章⽓压传动基础知识第9章⽓压传动基础知识⽓压传动是指以压缩空⽓为⼯作介质来进⾏能量传递的⼀种传动形式。
由于它具有防⽕、防爆、节能、⽆污染等优点，因此，⽓动技术已⼴泛应⽤于国民经济的各个部门，特别是在⼯业机械⼿、⾼速机械⼿等⾃动化控制系统中的应⽤越来越多。
本章学习⽬标】1．掌握⽓压传动的组成、⼯作原理及特点2．了解空⽓的基本性质和流动规律9.1 ⽓压传动系统的组成及⼯作原理⽓压传动，是以压缩空⽓为⼯作介质进⾏能量传递和控制的⼀门技术。
⽓压传动的⼯作原理是利⽤空⽓压缩机把电动机或其它原动机输出的机械能转换为空⽓的压⼒能，然后在控制元件的作⽤下，通过执⾏元件把压⼒能转换为直线运动或回转运动形式的机械能，从⽽完成各种动作，并对外做功。
由此可知，⽓压传动系统和液压传动系统类似，也是由五部分组成的，如图9-1-1 所⽰：1．⽓源装置是获得压缩空⽓的装置。
其主体部分是空⽓压缩机，它将原动机供给的机械能转变为⽓体（⼯作介质）的压⼒能。
2．控制元件是⽤来控制压缩空⽓的压⼒、流量和流动⽅向的，以便使执⾏机构完成预定的⼯作循环，它包括各种压⼒控制阀、流量控制阀和⽅向控制阀等。
3．执⾏元件是将⽓体的压⼒能转换成机械能的⼀种能量转换装置。
它包括实现直线往复运动的⽓缸和实现连续回转运动或摆动的⽓马达或摆动马达等。
4．辅助元件是保证压缩空⽓的净化、元件的润滑、元件间的连接及消声等所必须的元件，包括过滤器、油雾器、管接头及消声器等。
5．⼯作介质经除⽔、除油、过虑后的压缩空⽓。
图9-1-1⽓压传动系统的组成1 —电动机2 —空⽓压缩机3 —⽓罐4 —压⼒控制阀5逻辑元件6 —⽅向控制阀 7 —流量控制阀8 —⾏程阀9 —⽓缸10 —消⾳器11 —油雾器12 —分⽔滤⽓器9?2⽓压传动的特点及应⽤9.2.1⽓压传动的特点⽓动技术在国外发展很快，在国内也被⼴泛应⽤于机械、电⼦、轻⼯、纺织、⾷品、医药、包装、冶⾦、⽯化、航空、交通运输等各个⼯业部门。
气压传动基础知识
v2/2+ gz + kp /（k-1）ρ＋ghw= 常数
因气体粘度小，不考虑摩擦阻力和位置高度的影响，则有
v2/2+ kp /（k-1）ρ= 常数
▪ 在低速流动时，气体可认为是不可压缩的（ ρ ＝常数），则有
v2/2+ p /ρ= 常数
动量方程 vdv+dp/ρ =0
二、声速和马赫数
声音引起的波称为“声波”。声波在介质中的传播速度称 为声速。声音传播过程属绝热过程。对理想气体来说，声 音在其中传播的相对速度只与气体的温度有关。气体的声
一、理想气体的状态方程
不计粘性的气体称为理想气体。空气可视为理想气体。
一定质量的理想气体在状态变化的瞬间， 有如下气体状态
方程成立： pV / T = 常量
或 p=ρRT
二、气体状态变化过程
等容过程 p1/T1= p2/T2= 常量
在等容过程中，气体对外不做功，气体与外界的热 交换用于增加（减少）气体的热力学能。
杂质，并将空气中的水分分离出来。
▪ 原理：回转离心、撞击，
▪ 性能指标：过滤度、水分离率、滤灰效 率、流量特性
▪ 油雾器 特殊的注油装置。
▪ 原理 当压缩空气流过时，它将润滑油 喷射成雾状，随压缩空气流入需要的润 滑部件，达到润滑的目的。
▪ 性能指标：流量特性、起雾油量
▪ 减压阀 起减压和稳压作用。 ▪ 气动三大件的安装连接次序：分水过滤器
气动系统由下面几种元件及装置组成
气源装置 压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、 净化的辅助装置。它为系统提供合乎质量要求的压缩空 气。
执行元件 将气体压力能转换成机械能并完成做功动作 的元件，如气缸、气马达。
控制元件 控制气体压力、流量及运动方向的元件，如 各种阀类；能完成一定逻辑功能的元件，即气动逻辑元 件；感测、转换、处理气动信号的元器件，如气动传感 器及信号处理装置。
气压基础知识
气压传动基础知识一、气压传动与控制的定义及工作原理气压传动与控制的定义气压传动与控制技术简称气动，是以压缩空气为工作介质来进行能量与信号的传递，是实现各种生产过程、自动控制的一门技术。
它是流体传动与控制学科的一个重要组成部分。
近几十年来，气压传动技术被广泛应用于工业产业中的自动化和省力化，在促进自动化的发展中起到了极为重要的作用。
气压传动与控制的工作原理通过下面一个典型气压传动系统来理解气动系统如何进行能量传信号传递，如何实现控制自动化。
气动剪切机的气压传动系统1－空气压缩机；2－后冷却器；3－分水排水器；4－贮气罐；5－分水滤气器；6－减压阀；7－油雾器；8－行程阀；9－气控换向阀；10－气缸；11－工料。
以气动剪切机为例，介绍气压传动的工作原理。
图所示为气动剪切机的工作原理图，图示位置为剪切前的情况。
空气压缩机1产生的压缩空气经后冷却器2、分水排水器3、贮气罐4、分水滤气器5、减压阀6、油雾器7、到达换向阀9，部分气体经节流通路进入换向阀9的下腔，使上腔弹簧压缩，换向阀9阀芯位于上端；大部分压缩空气经换向阀9后进入气缸10的上腔，而气缸的下腔经换向阀与大气相通，故气缸活塞处于最下端位置。
当上料装置把工料11送入剪切机并到达规定位置时，工料压下行程阀8，此时换向阀9阀芯下腔压缩空气经行程阀8排入大气，在弹簧的推动下，换向阀9阀芯向下运动至下端；压缩空气则经换向阀9后进入气缸的下腔，上腔经换向阀9与大气相通,气缸活塞向上运动,带动剪刀上行剪断工料。
工料剪下后，即与行程阀8脱开。
行程阀8阀芯在弹簧作用下复位、出路堵死。
换向阀9阀芯上移．气缸活塞向下运动，又恢复到剪断前的状态。
图所示为用图形符号绘制的气动剪切机系统原理图。
气动剪切机系统图形符号在气压传动系统中，根据气动元件和装置的不同功能，可将气压传动系统分成以下四个组成部分，如图所示。
1.气源装置气源装置将原动机提供的机械能转变为气体的压力能，为系统提供压缩空气。
气压传动基本知识
三、气动执行元件
(4)冲击气缸 冲击气缸是把压缩空气的能量转化为活塞高速运动能量 的一种气缸。 (5)伸缩气缸 图10-15为伸缩气缸的结构示意图，其特点是行程长，径 向尺寸较大而轴向尺寸较小，推力和速度随工作行程的变化而变化。
(6)回转气缸 回转气缸的工作原理如图10-16所示。
三、气动执行元件
三、气压传动的优缺点
第二节 气 动 元 件
一、气源装置
二、气动辅助元件 三、气动执行元件 四、气动控制元件 五、气动控制阀的选择
一、气源装置
(一)空气压缩机 1.活塞式空气压缩机的工作原理
图10-2 活塞式空气压缩机的工作原理图 1—排气阀 2—气缸 3—活塞 4—活塞杆 5、6—十字头与滑道 7—连杆 8—曲柄 9—吸气阀 10—弹簧
一、气源装置
4)压缩空气中的灰尘等物质，对有相对运动零件的元件产生研磨作用， 使之磨损严重，泄漏增加，影响它们的使用寿命。 2.几种常见的气源净化装臵 (1)冷却器 冷却器的作用是将空气压缩机排出的气体由140～170℃降
至40～50℃，使压缩空气中的油雾和水气迅速达到饱和，大部分析出
并凝结成水滴和油滴，以便经油水分离器排出。 (2)除油器 除油器的作用是分离并排除压缩空气中凝结的水分、油分 和灰尘等杂质，其结构形式和图形符号如图10-4所示。
三、气动执行元件
图10-12 串联式气-液阻尼缸 的工作原理
(3)薄膜式气缸 薄膜式气缸是一种利用压缩空气通过膜片的变形来
三、气动执行元件
推动活塞杆作直线运动的气缸。
图10-13 薄膜式气缸 a)单作用式 b)双作用式 1—缸体 2—膜片 3—膜盘 4—活塞杆
三、气动执行元件
图10-14 冲击气缸的工作原理 1—活塞杆腔 2—活塞腔 3—蓄能腔 4—喷嘴口 5—中盖 6—泄气口 7
气压传动基础知识
气压传动基础知识说到气压传动，咱们先来个简单的比喻，想象一下你在给气球充气，哇，那股力量是不是很神奇？咻的一声，气球胀得大大的，里面的空气就像是无形的魔法，把气球撑得高高的。
气压传动就是利用这种空气的力量来做事情。
它可不仅仅是气球的专利，很多工业设备都在用这一招呢。
气压传动，顾名思义，就是通过气体的压力来传递力量。
这里面有个小知识点，气体的压力可以通过压缩来增大。
想想你用手捏住气球，气球里边的空气就会被挤压得更紧，压力随之上升。
嘿，这个原理在很多机器上都能找到影子。
比如，气压缸就是个很好的例子。
你看，它像个壮汉，能把重重的物品轻松搬动，真是个力气活儿。
在生活中，气压传动无处不在。
想象一下，你每天早上喝的咖啡机，嘿，那也是靠气压来工作的呢。
水加热后，蒸汽产生的压力推动水流，从而完成了美味咖啡的使命。
真是把科技和生活结合得恰到好处，让人不得不赞叹。
咱们的汽车刹车系统也离不开它。
想象一下，开车在马路上，刹车一踩，瞬间车子就停下来了，这可是气压在发威呢。
气压传动还有个优点，那就是它可以实现快速反应。
想想如果机器需要慢吞吞地工作，那可真是让人着急。
可气压传动不同，咻的一声，力量立马就传递过去，简直是飞快！再加上它的精度也很高，几乎不会出错，真是让人放心。
有些人可能会问，气压传动是不是只有优点呢？嘿，当然不是，任何事物都有两面性。
气压传动的缺点也不少，首先就是设备的维护。
咱们知道，气体总是需要保持一定的压力，一旦系统出现漏气，那可就麻烦大了。
想想你家里的水管，漏水了，水一滴一滴流出去，那心里别提多难受。
而气压系统也是如此，漏气不仅浪费资源，还会影响效率，真是让人头疼的事情。
气压传动的能耗也不容小觑。
虽然它能瞬间传递力量，但要维持这个压力，需要消耗不少电力。
这可就得好好算算账了。
在使用气压传动的时候，安全问题也是个大事。
咱们可不能小看了这一点。
气压过高可能会导致设备的损坏，甚至引发事故。
想想你如果用气筒给轮胎充气，突然压力过大，轮胎炸了，那可就得不偿失。
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(8) 转换器
1) 气电转换器
1－定压螺母
压力继电器的结构原理和符号 a）工作原理 b）符号 2－弹簧 3－微动开关 4－爪枢 5－圆盘
6－膜片
2)
气液转换器
气液转换器的结构原理和符号 a）工作原理 b）符号
二、气动执行元件
(一) 气缸 1．气缸的分类
(1) 按压缩空气的作用方向分
第一节
气压传动的工作原理、组成及优缺点
一、气压传动的工作原理
剪切机气动系统工作原理示意图 a）结构原理 1－空气压缩机 3－分水排水器 5－空气干燥器 7－减压阀 9－机动阀 11－气缸 b）图形符号 2－冷却器 4－气罐 8－油雾器 10－气控换向阀 12－工料 6－空气过滤器
二、气压传动系统的组成 (1)气源装置 (2)执行元件 (3)控制元件 (4)辅助元件
三、气压传动的优缺点 1．优点 1) 以空气为工作介质，不仅易于取得，而且用后可直接排入 大气，处理方便，也不污染环境。 2) 因空气的粘度很小，在管道中流动时的能量损失很小，因 而便于集中供气和远距离输送。 3) 气动动作迅速，调节方便，维护简单，不存在介质变质及 补充等问题。 4) 工作环境适应性好，且工作安全可靠。 5) 气动元件结构简单，成本低，寿命长，易于实现标准化、 系列化和通用化。 2．缺点 1) 运动平稳性较差。 2) 不易获得较大的输出力或力矩。 3) 有较大的排气噪声。
(2) 按气缸的结构特征分 气缸、伸缩式气缸等。
有单作用气缸和双作用气缸。
主要有活塞式气缸、叶片式气缸、薄膜式
(3)按气缸的功能分
有普通气缸和特殊气缸。常用的特殊气缸如气
液阻尼缸、冲击气缸、回转气缸、无油润滑气缸等。
2．几种典型的气缸
(1) 气液阻尼缸
气液阻尼缸
(2) 冲击气缸
冲击气缸的结构原理 1－活塞杆腔 2－活塞腔 3－蓄能腔 7－缸体 4－喷嘴口 5－中盖 6－活塞
(3) 薄膜式气缸
(4) 无油润滑气缸
薄膜式气缸 1－缸体 2－硬芯 3－膜片 4－活塞杆
(二) 气马达 气马达具有尺寸小、重量轻、可正反转且无级调速、起动转矩
较大、操作简单、维修容易、工作安全等优点，但它的输出功率较
小、效率低、耗气量大、噪声大。
叶片式气马达的工作原理 1－定子 2－转子 3－叶片
六、气动系统实例
(一) 气液动力滑台气动系统
1．快进－慢进 (工进)－快退－停止 2．快进－慢进－慢退－快退－停止
气液动力滑台的气动系统 1、3、4－手动阀 2、6、8－行程阀
5－节流阀
7、9－单向阀
10－补油箱
2．双作用气缸的速度控制回路
双作用气缸的速度控制回路 a）换向阀前节流控制 b）换向阀后节流控制
3．缓冲回路
缓冲回路
三、气液联动回路 1．气液转换器的速度控制回路
气液转换器的速度控制回路
1、2－气液转换器
3－液压缸
2．气液阻尼缸的速度控制回路
气液阻尼缸的速度控制回路
3．气液增压回路
气液增压回路 1－气液增压器 2－气液缸
排气节流阀 a）结构原理 b）符号 1－节流口 2－消声套
(2) 快速排气阀
快速排气阀
快速排气阀的应用
(三)方向控制阀
1．单向型控制阀 (1) 或门型梭阀
或门型梭阀
或门型梭阀在手动自动换向 回路中的应用
(2) 与门型梭阀
与门型梭阀
与门型梭阀的应用 1、2－机动阀 3－与门型梭阀 4－换向阀 5－气缸
2．换向型控制阀 气压传动对电磁控制换向阀的应用较为普遍。常用电磁换向阀 的工作原理和符号分别如图a、b、c所示。
直动型单电磁铁电磁换向阀的工作原理和符号 a）电磁铁不通电时的工作状态（常态） b) 电磁铁通电时的工作状态 c) 符号
双电磁铁直动型电磁换向阀的工作原理和符号
a）左位工作状态
b）右位工作状态
第二节
一、气源装置及辅助元件 1．空气压缩机
气动元件
活塞式空气压缩机的工作原理
1－吸气阀 2－排气阀 3－气缸 4－活塞 5－活塞杆 6－滑块 7－滑道 8－连杆 9－曲柄
2．气动辅助元件 (1) 冷却器
冷却器的结构原理和符号 a）结构原理 b）符号
(2) 分水排水器（油水分离器）
分水排水器的结构原理和符号 a）结构原理 b）符号
(3) 过滤器
过滤器的结构原理和符号 a）结构原理 1－旋风叶子 2－存水杯 b）符号 4－挡水板 5－排水阀 3－滤芯
(4) 干燥器
空气干燥器的结构原理和符号 a）结构原理 b）符号
(5) 气罐
(6) 油雾器
油雾器的工作原理和符号 a）工作原理 b）符号
(7) 消声器
消声器的结构原理和符号
四、延时控制回路和同步动作回路 1．延时控制回路
延时控制回路 a）延时输出回路 b）延时退回回路
2．同步动作回路
同步动作回路
1、2－气液缸
3－截止阀
五、逻辑回路 1．与门回路
与门回路及其应用
a）、b）与门回路
c）安全连锁回路
2．或门回路
或门回路及其应用
a）、b）或门回路
c）自动－手动并用回路
三、气动控制元件
(一) 压力控制阀
压力控制阀按其功能分为减压阀（调压阀）、顺序阀和安全阀 （溢流阀）三种。
直动型调压阀 a）结构原理 1－调压手柄 3－下弹簧片 5－阀心 7－阻尼孔 9－复位弹簧
b）符号 2－调压弹簧 4－膜片 6－阀套 8－阀口
(二)流量控制阀 包括节流阀、单向节流阀、排气节流阀和快速排气阀等。 (1) 排气节流阀
c）符号
双电磁铁先导型电磁换向阀的工作原理和符号
a）左位工作状态
b）右位工作状态
c）符号
第三节
一、压力控制回路
气动基本回路及系统实例
1．一次压力控制回路
2．二次压力控制回路
二次压力控制回路 a）二次压力控制回路 b）组合件的简化符号
二、速度控制回路 1．单作用气缸的速度控制回路
单作用气缸的速度控制回路 a）双向速度控制 b）单向速度控制