气压控制[1]

1目录第一章气压原理1.1气压……………………………21.2压力单位……………………………2第二章气压系统2.1气压系统概要……………………………32.2基本组成……………………………3第三章气压各元件3.1过滤器……………………………43.2调压阀……………………………43.3油雾器……………………………53.4气缸……………………………53.5消音器……………………………63.6分水滤器……………………………63.7气管接头……………………………73.8气压软管……………………………7第四章各元件使用时的注意点4.1调压阀……………………………74.2油雾器……………………………74.3换向阀……………………………84.4气缸……………………………82第一章气压原理1.1气压我们居住的地球周围，都存在空气。该空气层称作大气层，密度因海拔高度而异。高山上的空气密度小，海平面（0米）的空气密度大。干空气的组成如下表所示：成分氮N2氧O2二氧化碳CO2其他气体体积百分比78.02%20.99%0.03%0.078把这些气体加以机械处理（压缩），从而提高其压力。压缩是通过籍由电动马达或内燃机驱动的马达进行，一般将大气压缩到容积的1/8后被利用。1.2压力单位关于力学单位，分为绝对单位和重力单位，一般使用重力单位，但是随着SI单位的引用，逐步采用绝对单位，本教程使用绝对单位。绝对单位和重力单位的差异：绝对单位：长度m、质量kg、时间s重力单位：长度m、重量kgf、时间s重力单位：1（kgf）=1（kg）×g（m/s²）g为重力加速度，约=9.8在绝对单位里，力，表示在单位质量1kg的加速度1m/s²运动时的力，单位用N（牛顿）。1（kgf）=g×（kg）=9.80665×（kg）×（m/s²）=9.80665（N）。为了计算方便，本教程使用1kgf=9.8N。压强表示压力的强度，指单位面积的受力大小。每单位面积1m²受到1N的压力1kgf大小为1pa，每1mm²受到1N的压力为1Mpa。这里，N、pa、Mpa都是国际单位（SI）。一般来说，1kgf/cm²约为9.8×10ֿ²Mpa，综上所得如下：力1（N）约=1/9.8（kgf）1（kgf）约=9.9（N）压强1（Mpa）约=10²/9.8（kgf/cm²）1（kgf/cm²）约=9.8×10ֿ²Mpa由于气压的缘故，以前的表示方法是采用5kgf/cm²、20kgf/cm²这系列的单位。那么5kgf/cm²=0.49Mpa，20kgf/cm²=1.96Mpa，这样的表达方式不太易懂。因此，一般是用10kgf/cm²=0.98Mpa来计算，如果不需太正确的话，可以用10kgf/cm²=1Mpa来计算。3第二章气压系统2.1气压系统概要通过压力油或压缩气体来传递和控制能量的一种系统。在气压系统中，能源介质就是压缩空气。压缩机通过电动马达或内燃机驱动，对空气做功，把气压缩后储存在坚固的储气槽中，然后高压气体沿着狭窄的塑料管或铁管传送到需要气压动力的设备上，让气压缸或其他机具产生动作。2.2基本组成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。通常是由气源装置、储存设备、净化机器、润滑机器、控制阀、驱动组成。图1为气压系统组成图。图1气压系统4第三章气压各元件3.1过滤器为防止气压机器不发生动作不良现象，压缩气体在使用前必须经过过滤器，将空气中的尘埃等杂质除去。过滤器是气压系统常用的一种空气净化装置。3.2调压阀包括安全阀、减压阀等。安全阀：在气压回路中，当气压超过预设压力时，将高压气体排放出来使压力恢复正常。减压阀：将高的输入压力调到规定的输出压力，并能保持输出压力稳定。有直动式和先导式两种。直动式是借助弹簧力直接操纵的调压方式；先导式是用预先调整好的气压来代替直动式调压弹簧进行调压的。图2过滤器图353.3油雾器油雾器是以空气为动力，将润滑油雾化并喷射到压缩空气中去，使该压缩空气具有润滑气动元件的动力。图4为油雾器结构示意图。3.4气压缸是气压系统中的致动元件，高压气体由左侧进入气压缸内开始膨胀，使活塞向右伸出，同时右侧气压缸会将内部剩余空气排出，这样就可以将压缩空气内储藏的能量转换成活塞运动的动能。分为以下两种类型：单作用型：压缩空气仅作用在气缸活塞的一侧，另一侧与大气相通。气缸只在一个方向上做功，气缸活塞在复位弹簧或外力作用下复位。单作用气缸具有一个进气口和一个出气口。出气口必须洁净，以保证气缸活塞运动时无故障。通常，将过滤器安装在出气口上。图5为单作用型气缸的结构图。双作用型：当活塞两侧交替地有压缩空气进入和排除时，其伸出和压回方向均有气压推力作用，式活塞向两个方向运动，两个方向的运动速度均可以通过调整气压而控制。活塞的两侧各有一个进气口，另一侧作为排气口，反之亦然。图6为双作用型活塞结构图。图4油雾器63.5消音器电磁阀、换向阀从排气口排气时，由于出现急剧膨胀，产生一种爆破音。为防止这种噪音装设消声器。通过对气流的阻尼或增加等方法，来降低排气速度和排气功率，从而达到降低噪音目的。消声器的结构如图7所示，在消声器内壁敷设吸声材料，气流从斜孔引入，在A室扩散、减速并被反壁器反射到B室，气流束相互撞击、干涉，进一步减速使噪声再一次被削弱。3.6分水滤器从压缩空气分离出来的污水积累到一定量，通过浮动作用自动排除。图7消音器图8分水滤器73.7气压管接头1）管接头的接头形式：卡箍式管接头，主要适用于棉线编织胶管卡套式管接头，主要适用于有色金属管、硬质尼龙管插入式管接头，主要适用于尼龙管、塑料管2）管接头的形式：弯角、直角、穿板、三通、四通。可根据各自需要选购。3）管接头的接口标称方法：A．根据所连接管路的公称通径标称，俗称“通径”，在选购卡箍式管接头和卡套式管接头时，应注意管子的内径；选用插入式管接头时，应注意管子的外径。常用于三通、四通等分支接头。B．根据管接头的接口螺纹标称，这类接头不常用。C．根据管路的公称通径和接头的接口螺纹组合标称，这类接头常用于气动元件的进、出气口。3.8气压软管要采用能承受作动压力、没有流体泄露、柔软等的管子。材料有橡胶管、尼龙管等。管子的壁厚，应考虑所用管接头的形式选用软管，采用卡箍式管接头和卡套式管接头时应注意管子的内径尺寸；采用插入式管接头时，应注意管子的外径尺寸。第四章各元件使用时的注意点4.1过滤器1．不仅要除掉固杂质，滤清空气中的水分，还要接油水装置随时能取出。2．尽可能安装在方便操作的地方。3．积累污垢的元件会造成过多的压力损失，需要定期清扫、更换。4.2调压阀1．压力设定，考虑到气缸的出力和速度，尽量调低。2．与气缸相接的气管比较长，造成一定的压力损失，因此有时没有把必要的压力给到作动，在进行调压时注意一下。3．减压阀不用时要把旋钮放松旋转回零以免膜片变形。4.3油雾器81．一般应配置在分水滤气器和减压阀之后，用气设备之前较近处。2．使用涡轮润滑油，不能使用轴润滑油。3．滴油量如果滴太多会把设备周围弄脏，如果太少会使设备寿命缩短。通过调节节流可以调节滴油量0—200滴/分内变化。供油量根据使用条件的不同而不同，一般以相对10m³自由空气（标准状态）供给1毫升的油量为基础。也可根据实际情况进行修正。4．油雾器里有沉积物时随时除去。4.4换向阀1．尽可能安装在气缸附近，空气使用量少、经济。2．在恶劣环境下使用时，需要安装保护物（箱、保护盖）。3．使用电磁阀时，需要考虑电压、频率、电流等条件。4.5气缸1．如果安装在作动频率高、振动多的地方时，固定部位和连接部位容易松，因此需要固定器将其固定。2．请记住：活塞在中间停止时，停止位置会错离。3．活塞速度应设为50～500mm/s，可提高耐用性。4．对高速运动气缸，应选择大内径的进气管道；对于负载有变化的情况，为了得到缓慢而平稳的运动速度，可选用带节流装置或气—液阻尼缸，则较易实现速度控制。5．活塞运动速度低于50mm/s时，难以控制速度，会产生失稳(爬行)现象。要注意，流量少会使润滑不够。6．在尘埃飞扬的环境下使用时，为保证活塞杆的功能，可安装保护盖。7．气缸相对运动的配合处都装有密封圈，故在安装时，活塞杆只能承受拉压力载荷，而不允许承受偏心或径向载荷，否则会加速密封圈局部磨损而导致气缸失效。8．使用的温度范围：5～60ºC。9．应保证良好的润滑：气缸活塞与缸筒，活塞杆与端盖之间都采用软质密封，为减小密封圈的磨损；应在运动副表面涂以润滑脂，气源入口应设油雾器，并调节适当的滴油量。