气动技术

空压技术教育材料教育用空气压机械构成空压机AfterCooler（水冷式冷却器）储压罐冷冻式干燥器(dryer)主管道过滤器FRL（空气净化单元）电磁阀调速阀air气缸基本空压系统(基能)空压分流体系动力源,气压发生部,空气净化部,控制部,制动部来区分.空压系统动力源空气压发生部空气清净化部控制部制动部M电动机空压机稳压罐水冷式冷却器过滤器油雾分离器干燥机压力控制方向控制流量控制其它气缸回转缸气爪气动马达空压回路图压力是?-压力的定义:单位面积上作用的力ex)1m2作用的力N=N/m2=1Pa*一般重力单位):kgf/cm2SI单位换算：103Pa=1KPa103KPa=1MPa来标记空压机械的特性特征特性使用范围动作容易安全性可设置性小型精良部件的组装,小型模具,传送robot等控制容易压力设置速度设置流量设置电磁阀控制,无机械的空气泄漏,可以进行张力调整.环境适应性好防暴性高温,防湿污染对应矿山,化学工厂,煤气.粉刷线,食品机械,半导体工厂能储存紧急时对应停电防范铁路,航空器,停电,紧急对应用各压力单位关系单位PaKPaMPabarmbarkgf/cm2cmH2OmmH2OmmHgp.s.iPa110-310-610-510-210.2×10-61.02×10-3101.97×10-37.5×10-30.15×10-3KPa103110-310-21010.2×10-310.2101.977.50.15MPa0610311010410.21.02×103101.97×1037.5×1030.15×103bar10510210-111031.021.02×10310.2×103750.0614.5mbar10210-110-41011.02×10-31.0210.20.7514.5×10-3kgf/cm298066.598.0798.07×10-30.98980.671100010.000735.5614.22cmH2O98.0698.07×10-398.07×10-60.98×10-30.9810-31100.7414.22×103mmH2O9.8069.807×10-39.807×10-698.07×10-698.07×10-310-40.1173.56×10-31.42×10-3mmHg133.32133.32×10-3133.32×10-61.33×10-31.331.36×10-31.3613.6119.34×10-3p.s.i6894.766.896.89×10-368.95×10-368.9570.31×10-370.31703.0751.711SI单位换算方法名称符号一般单位→SI单位SI单位→一般单位MPa1kgf/㎠≒0.098MPa1MPa≒10.2kgf/㎠N1kgf≒9.8N1N≒0.102kgfN·m1kgf·m≒9.8N·m1N·m≒0.102kgf·m-KPa-1mmHg≒-0.133KPa-1KPa≒-7.5mmHgKg·㎡1kgf·㎝·S2≒0.098kg·㎡1kg·㎡≒10.2kgf·㎝·S动能J1kgf·㎝≒0.098J1J≒0.2kgf·㎝压力波义耳定律温度一定时气体的压力跟体积成反比p1×V1=p2×V2=p3×V3v=1;p=1v=0.5;p=2v=0.2;p=5FFPV=C沙尔定律波义耳·沙尔定律2732730TVV2732730TPP[体积变化][压力变化]TPVTVP000定值(压力是一定)(体积一定)(过滤器)Filter机能及种类Filter的机能消除压缩空气的异物过滤器的分类标准过滤器微型过滤器超微型过滤器过滤度:5um过滤度:0.3um过滤度:0.01um确保空压执行机构的准确工作,对力(出力),速度,运动(动作)进行控制空气压系统重要控制重要控制控制机械控制出力压力控制流量控制方向控制减压阀流量控制阀方向控制阀力(出力)速度速度/动作标准过滤器的构造主体隔板杯组件排水处偏转板滤芯组件密封圈减压阀减压阀)调节空压系统里供应的压缩空气压力,确保安全工作;基本说明特殊说明直动式先导式溢流式非溢流式恒量排气式紧密型大流量型单向节流阀电-气比例阀溢流阀单向节流阀单向节流阀•单向节流阀是有单向阀和节流阀并联而成的组合控制阀;•当气流沿着一个方向,P1-P2流动时经过节流阀节流,反方向流动,单向阀打开,气体从单向阀排出(如图所示)diagram单向阀单向阀节流阀单向阀关闭状态打开状态直动式减压阀直动式*利用手柄直接调节弹簧来改变输出压力•调压阀输出压力的大小可通过旋转手柄,改变弹簧的预压量达到溢流机能1.溢流阀在工作中常常从溢流孔排除少量气体2.如果排除的气体含有害物质,那需要选择非溢流式调压阀身体INOUT密封圈储油杯油雾器的结构原理图调节针阀油雾分离器吸油管截止阀堵头电-气比例阀电-气比例阀•根据电子信号控制空气压力•将电新号依比例地转换成空气压力1.压力远程控制2.数字显示汽缸的构造(单动)耐磨圈活塞衬垫弹簧缓冲环导向套耐压填料头盖活塞缸筒杆盖端部衬垫活塞杆Actuator:利用有体能(空气压)转换成机械性作业做的机械单动气缸复动气缸单向回转双向回转单齿轮式双齿轮式叶片式齿轮式气动马达回转运动往复运动气缸(Actuator)-(驱动部)活塞式轴向径向汽缸的构造(复动)活塞杆杆端螺母导向套活塞杆密封件杆盖螺纹孔缓冲垫拉杆钢管密封圈钢管密封圈缓冲环活塞气缓冲阀活塞密封件耐磨圈头盖导向套Linear汽缸-普通汽缸普通汽缸:只能靠气体的推动力前进或后退，恢复动作要靠弹簧的推力或缩力Linear汽缸–双活塞汽缸双活塞汽缸:直线(前进,后进)全部由气压动作完成的汽缸缓冲器的必要性消除冲击对策:随着自动化专业化程度的发展,对冲击消除的要求越来越高所有运动的物体动能发生E=1/2mv2停止运动时动能转换到冲击能吸收冲击的方法:1)spring(弹簧)2)damper(减震器)3)缓冲器4)shockabsorber(阻尼器)SEAL的种类(气缸)密封圈:防止气压泄漏以及精密维持用的一种填料SEAL-漏泄防止-精密维持活塞(Packing)垫圈(Gasket)动作部/活动部上精密维持固定部精密维持1)(活塞杆密封圈2)(活塞衬垫)3)(防震衬垫)1)(缸筒垫圈)2)(活塞垫圈)缓冲器的原理缓冲器:设置在气缸的排气口部位,能减小排气量串联汽缸:在一根活塞杆上串联多个活塞,因各活塞有效面积总和大,所以增加了输出推力特殊汽缸-[串联]特殊汽缸选项-[双杆]双活塞气缸双活塞杆:汽缸活塞向两个方向运动用途:适用于长行程作业倍力汽缸:气缸断面积增加不大的条件下，由于采用独特的结构，使伸出方向的输出力增大一倍的气缸前进时后进时前进时力是两倍特殊汽缸选项(option)-[排力]双行程汽缸:把汽缸以同一方向连接,可以实现3个位置的控制特殊汽缸选项(option)-[双行程汽缸]双行程汽缸:把汽缸反方向连接,2个行程可以实现4个位置的控制)特殊汽缸选项-[双行程汽缸]在汽缸作动作的中间地方任意位置停止汽缸的中间停止1.机械性装置利用方法2.阀装置利用的方法锁紧装置和气缸部组合而成3位式电磁阀对气压进行控制锁紧汽缸精密锁紧汽缸特殊汽缸选项-[锁紧汽缸]Brake特殊汽缸选项-锁紧汽缸]锁紧汽缸功效-紧急停止-中间停止-落下防止锁紧气缸方向-单向锁-双向锁浮动接头汽缸和工作部的中心会偏,平行度不足的情况下，能够实行保护作用。汽缸设置脚座型耳环型耳轴型法兰型基本型螺丝型特殊actuator–[无杆汽缸]无杆汽缸:没有活塞杆，活塞两侧受压面积相等，具有同样的推力，有利于提高定位精度磁性偶合式机械结合式用磁性力量来使活塞和外部的滑台移动外部滑台和内部活塞是机械性连接磁性无杆气缸凸轮随动导轨型无杆气缸的结构原理图特殊actuator–[RODLESS汽缸]双联气缸1)双气缸内藏2)双导向杆止转3)可根据使用要求定制缸体固定活塞杆固定特殊气缸–[双联气缸]汽缸止转机构汽缸的回转:汽缸在进后退动作时气缸导向杆回转的现象(周向位置不能固定)回转防止对策导向杆截面形状变更活塞杆截面形状变更导向辅助轴增加滚珠花键气爪:在气缸活塞杆上连接一个传动机构,带动气爪夹紧或释放工件.用语气爪,finger,graph分类开关形态:平行开关形,支点开关形爪数:2爪,3爪,4爪特殊气缸–[气爪]摆动气缸单齿条双齿条单叶片双叶片齿轮齿条式叶片式安摆动机构分摆动气缸摆动气缸:利用压缩空气驱动输出轴在一定角度范围内作往复回转运动的气动执行元件.摆动气缸(齿轮齿条型)单齿条型双齿条型齿轮齿条型:利用齿的啮合作旋转运动齿条:平行齿形装置小齿轮:圆柱型齿形装置齿条小齿轮流量控制阀流量控制阀:通过调整汽缸的供给或排气量来调整气缸运动速度的控制阀(速度控制阀)形态基准分类直接安装型直通型控制方式分类进气节流控制排气节流控制摆动气缸(叶片型)叶片型:气压作用在叶片上,带动转轴回转,并输出力矩.叶片流量控制阀(速度控制阀)构造阀侧气缸侧排气节流进气节流阀侧气缸侧流量控制阀(速度控制)启动原理逆止阀:仅单向流动可变孔口:空压单向流动调整进气节流控制,排气节流控制排气节流控制进气节流控制特征进气截流速度控制进气截流控制,排气截流控制排气截流难供给气压的变动快进气容易慢容易作用时间保持气压的时间不进气快慢汽缸选定顺序根据使用汽缸的设备的条件为基准，按以下顺序来选定.使用条件:使用压力,负荷,安装方式,最大驱动速度等选定顺序1.缸径(汽缸内径)选定1)需要的力(负荷和使用压力考虑)2)负荷效率也得考虑.2.末端缓冲的检验(缓冲限度检验):1)最大驱动速度和负荷的关系3.横向荷重及活塞杆挠度检查:行程范围确认1)横向荷重:运动方向的垂直方向作用的情况2)活塞杆挠度:活塞杆回收时检查直线运动程度4.空气消耗(空气消耗量,消耗空气量)1)空气消耗量:电磁阀,汽缸,排管里消耗的空气量2)消耗空气量:最大负荷，驱动速度来动作时必要空气量内径选定(理论出力)力(N)=活塞截面(m2)×压强(N/m2),或者力(lbf)=活塞截面(in2)×压强(lbf/in2)前进力:FE=π/4∙D2×Pg(D=活塞直径,pg=压力)后退力:FR=π/4∙(D2–d2)×Pg(d=活塞杆直径)前进力:FES=π/4∙D2×Pg–Fs(Fs=弹簧产生的力)复动汽缸的情况单动汽缸的情况汽缸内径选定:根据动作形式(使用目的),等结合考虑使用效率来决定理论出力理论出力:F=A(受压面积)xP(使用压力)实际需要的力理论出力:F=η(负荷率)XA(受压面积)xP(使用压力)1.负荷率考虑的理由1)出力方向的作用负荷外考虑某些消极的要素2)汽缸内部的消耗及内部磨擦2.负荷率=实际负荷/理论出力X100％内径选定气缸效率1)把汽缸使用在静负载时:效率η=0.72)把汽缸使用在水平或者垂直时:效率率η=0.53)负载为水平全摩擦情况:效率η=1MMM汽缸上的横向荷重r1r2横向荷重汽缸杆上能承受的力要达到最大出力的1/20(规格事项)汽缸使用时不要给活塞杆加垂直方向的载荷是基本原则F2=Fmax/20F1∙r1=F2∙r2手控阀机械阀外部空气压力气控阀电磁阀方向控制阀选择电磁管的原理电磁芯电流电流铁心磁心里上电流的话铁心的磁性发生磁体发生电磁阀芯的构造方向控制阀方向控制:应用空气的流出(供给,排出)来控制汽缸的回转动作方向控制阀分类1.气口数,位置数2.阀的构造3.动作方法阀芯构造SLIDEVALVE弹性密封间隙密封机械动作弹力动作气压动作电动作I形柱塞电流固定铁心T形柱塞电流芯加动铁心(I形柱塞)加动铁心(T形柱塞)芯固定铁心电磁阀芯的构造方向控制阀(口,位)2/2N.O2/2N.C5/3C.C5/24/23/2N.C3/2N.O5/3E.C5/3P.C通气口数/位数1.通气口数:压缩空气进气/排气的孔(连接处)的数(一个的长方形四边的点数)2.位数:阀的动作个数或者阀状态的个数(组合的长方形的个数)方向控制阀(气口,位置)气口数/位置数1.气口数:空气给/排气的气孔