第十一章 气压传动第一节 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气压传动的工作原理可通过图 11-1说明 。
图 11-1 剪切机气动系统工作原理示意
a） 结构原理 b） 图形符号
1－空气压缩机 2－冷却器
3－分水排水器 4－气罐
5－空气干燥器 6－空气过滤器
7－减压阀 8－油雾器
9－机动阀 10－气控换向阀
11－气缸 12－工料二,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,而且用后可直接排人大气,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 。
第二节 气动元件一,气源装置及辅助元件
1,空气压缩机其工作原理如图 11-2所示 。
图 11-2 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 （ 图 11-3）
图 11-3 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 （ 图 11-4）
图 11-4 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（图 11-5）
图 11-5 过滤器的结构原理和符号
a） 结构原理 b） 符号
1－ 旋风叶子 2－ 存水杯 3－ 滤芯 4－ 挡水板 5－排水阀
(4) 干燥器（图 11-6）
图 11-6 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 （ 图 11-7）
图 11-7 油雾器的工作原理和符号
a） 工作原理 b） 符号
(7) 消声器 （ 图 11-8）
图 11-8 消声器的结构原理和符号
a） 工作原理 b） 符号
(8) 转换器
1) 气电转换器 （ 图 11-9）
图 11-9 压力继电器的结构原理和符号
a） 工作原理 b） 符号
1－定压螺母 2－弹簧 3－微动开关 4－爪枢 5－圆盘 6－膜片图 11-10 气液转换器的结构原理和符号
a） 工作原理 b） 符号
2) 气液转换器（图 11-10）
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 有单作用气缸和双作用气缸 。
(2) 按气缸的结构特征分 主要有活塞式气缸,叶片式气缸,
薄膜式气缸,伸缩式气缸等 。
(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,介绍几种气缸
(1) 气液阻尼缸 （ 见图 11-11）
图 11-11 气液阻尼缸图 11-12 冲击气缸的结构原理
1－活塞杆腔 2－活塞腔 3－蓄能腔 4－喷嘴口 5－中盖
6－活塞 7－缸体
(2) 冲击气缸（见图 11-12）
(3) 回转气缸 （ 见图 11-13）
图 11-13 回转气缸的工作原理
1－活塞杆 2,5－密封装置 3－缸体 4－活塞 6－缸盖及导气头芯
7,8－轴承 9－导气头体
(4) 薄膜式气缸（见图 11-14）
(5) 无油润滑气缸图 11-14 薄膜式气缸
1－缸体 2－硬芯 3－膜片 4－活塞杆
(二 ) 气马达这里只介绍叶片式气马达的工作原理 。 如图 11-15所示 。
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 。
图 11-15 叶片式气马达的工作原理
1－定子 2－转子 3－叶片三,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,安全阀和顺序阀三种 。 下面只对减压阀作一介绍 。
气动系统中的减压阀常称调压阀,如图 11-16
所示 。
图 11-16 直动型调压阀
a） 结构原理 b） 符号
1－调压手柄 2－调压弹簧
3－下弹簧片 4－膜片
5－阀心 6－阀套
7－阻尼孔 8－阀口
9－复位弹簧
(二 )流量控制阀只介绍排气节流阀,如图 11-17所示图 11-17 排气节流阀
a） 结构原理 b） 符号
1－节流口 2－消声套
(三 )方向控制阀
1,单向型控制阀
(1) 或门型梭阀 如图 11-18,图 11-19所示 。
图 11-18 或门型梭阀图 11-19 或门型梭阀在手动自动换向回路中的应用
(2) 与门型梭阀 如图 11-20,图 11-21所示 。
图 11-20 与门型梭阀图 11-21 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
(3) 快速排气阀 如图 11-22、图 11-23所示。
图 11-22 快速排气阀图 11-23 快速排气阀的应用
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 11-24,图 11-25,图 11-26所示 。
图 11-24 单电磁铁直动型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) 符号图 11-25 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 c） 符号图 11-26 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 气动基本回路及系统实例一,压力控制回路
1,一次压力控制回路
2,二次压力控制回路 (图 11-27)
图 11-27 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 (图 11-28)
图 11-28 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
2,双作用气缸的速度控制回路 (图 11-29)
图 11-29 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 (图 11-30)
图 11-30 缓冲回路三,气液联动回路
1,气液转换器的速度控制回路 (图 11-31)
图 11-31 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 (图 11-32)
图 11-32 气液阻尼缸的速度控制回路
3,气液增压回路 (图 11-33)
图 11-33 气液增压回路
1－气液增压器 2－气液缸四,延时控制回路和同步动作回路
1,延时控制回路 (图 11-34)
图 11-34 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 (图 11-35)
图 11-35 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 (图 11-36)
图 11-36 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 (图 11-37)
图 11-37 或门回路及其应用
a）,b） 或门回路 c） 自动－手动并用回路
3,记忆回路 (图 11-38)
图 11-38 记忆回路及其应用
a)双输出记忆回路 b） 单输出记忆回路 c） 气缸连续往复运动回路
1－手动阀 2－主控阀 3,4－行程阀六,气动系统实例
(一 ) 气液动力滑台气动系统 (见图 11-39)
1,快进－慢进 (工进 )－快退－停止
2,快进－慢进－慢退－快退－停止图 11-39 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
(二 ) 铸造射芯机气动系统 (图 11-40)
按照射芯机动作程序,将气动系统的工作过程分成四个步骤：
(1) 工作台上升和夹紧
(2) 射砂
(3) 工作台下降下降
(4) 加砂图 11-40 2ZZ8625型热芯盒射芯机气动系统
1－总阀 2－过滤器 3－油雾器 4－单向阀 5,6,23－电磁阀 7－顺序阀 8,15－快速排气阀 9－顶升缸 10－压力继电器 11,22－夹紧缸 12－射砂头 13－储气包 14－压力计 16－快速射砂阀 17－闸门密封阀 18－加砂闸门 19－射砂筒 20－闸门气缸 21－排气阀 24－调压阀本 章 结 束
图 11-1 剪切机气动系统工作原理示意
a） 结构原理 b） 图形符号
1－空气压缩机 2－冷却器
3－分水排水器 4－气罐
5－空气干燥器 6－空气过滤器
7－减压阀 8－油雾器
9－机动阀 10－气控换向阀
11－气缸 12－工料二,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,而且用后可直接排人大气,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 。
第二节 气动元件一,气源装置及辅助元件
1,空气压缩机其工作原理如图 11-2所示 。
图 11-2 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 （ 图 11-3）
图 11-3 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 （ 图 11-4）
图 11-4 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（图 11-5）
图 11-5 过滤器的结构原理和符号
a） 结构原理 b） 符号
1－ 旋风叶子 2－ 存水杯 3－ 滤芯 4－ 挡水板 5－排水阀
(4) 干燥器（图 11-6）
图 11-6 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 （ 图 11-7）
图 11-7 油雾器的工作原理和符号
a） 工作原理 b） 符号
(7) 消声器 （ 图 11-8）
图 11-8 消声器的结构原理和符号
a） 工作原理 b） 符号
(8) 转换器
1) 气电转换器 （ 图 11-9）
图 11-9 压力继电器的结构原理和符号
a） 工作原理 b） 符号
1－定压螺母 2－弹簧 3－微动开关 4－爪枢 5－圆盘 6－膜片图 11-10 气液转换器的结构原理和符号
a） 工作原理 b） 符号
2) 气液转换器（图 11-10）
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 有单作用气缸和双作用气缸 。
(2) 按气缸的结构特征分 主要有活塞式气缸,叶片式气缸,
薄膜式气缸,伸缩式气缸等 。
(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,介绍几种气缸
(1) 气液阻尼缸 （ 见图 11-11）
图 11-11 气液阻尼缸图 11-12 冲击气缸的结构原理
1－活塞杆腔 2－活塞腔 3－蓄能腔 4－喷嘴口 5－中盖
6－活塞 7－缸体
(2) 冲击气缸（见图 11-12）
(3) 回转气缸 （ 见图 11-13）
图 11-13 回转气缸的工作原理
1－活塞杆 2,5－密封装置 3－缸体 4－活塞 6－缸盖及导气头芯
7,8－轴承 9－导气头体
(4) 薄膜式气缸（见图 11-14）
(5) 无油润滑气缸图 11-14 薄膜式气缸
1－缸体 2－硬芯 3－膜片 4－活塞杆
(二 ) 气马达这里只介绍叶片式气马达的工作原理 。 如图 11-15所示 。
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 。
图 11-15 叶片式气马达的工作原理
1－定子 2－转子 3－叶片三,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,安全阀和顺序阀三种 。 下面只对减压阀作一介绍 。
气动系统中的减压阀常称调压阀,如图 11-16
所示 。
图 11-16 直动型调压阀
a） 结构原理 b） 符号
1－调压手柄 2－调压弹簧
3－下弹簧片 4－膜片
5－阀心 6－阀套
7－阻尼孔 8－阀口
9－复位弹簧
(二 )流量控制阀只介绍排气节流阀,如图 11-17所示图 11-17 排气节流阀
a） 结构原理 b） 符号
1－节流口 2－消声套
(三 )方向控制阀
1,单向型控制阀
(1) 或门型梭阀 如图 11-18,图 11-19所示 。
图 11-18 或门型梭阀图 11-19 或门型梭阀在手动自动换向回路中的应用
(2) 与门型梭阀 如图 11-20,图 11-21所示 。
图 11-20 与门型梭阀图 11-21 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
(3) 快速排气阀 如图 11-22、图 11-23所示。
图 11-22 快速排气阀图 11-23 快速排气阀的应用
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 11-24,图 11-25,图 11-26所示 。
图 11-24 单电磁铁直动型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) 符号图 11-25 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 c） 符号图 11-26 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 气动基本回路及系统实例一,压力控制回路
1,一次压力控制回路
2,二次压力控制回路 (图 11-27)
图 11-27 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 (图 11-28)
图 11-28 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
2,双作用气缸的速度控制回路 (图 11-29)
图 11-29 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 (图 11-30)
图 11-30 缓冲回路三,气液联动回路
1,气液转换器的速度控制回路 (图 11-31)
图 11-31 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 (图 11-32)
图 11-32 气液阻尼缸的速度控制回路
3,气液增压回路 (图 11-33)
图 11-33 气液增压回路
1－气液增压器 2－气液缸四,延时控制回路和同步动作回路
1,延时控制回路 (图 11-34)
图 11-34 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 (图 11-35)
图 11-35 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 (图 11-36)
图 11-36 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 (图 11-37)
图 11-37 或门回路及其应用
a）,b） 或门回路 c） 自动－手动并用回路
3,记忆回路 (图 11-38)
图 11-38 记忆回路及其应用
a)双输出记忆回路 b） 单输出记忆回路 c） 气缸连续往复运动回路
1－手动阀 2－主控阀 3,4－行程阀六,气动系统实例
(一 ) 气液动力滑台气动系统 (见图 11-39)
1,快进－慢进 (工进 )－快退－停止
2,快进－慢进－慢退－快退－停止图 11-39 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
(二 ) 铸造射芯机气动系统 (图 11-40)
按照射芯机动作程序,将气动系统的工作过程分成四个步骤：
(1) 工作台上升和夹紧
(2) 射砂
(3) 工作台下降下降
(4) 加砂图 11-40 2ZZ8625型热芯盒射芯机气动系统
1－总阀 2－过滤器 3－油雾器 4－单向阀 5,6,23－电磁阀 7－顺序阀 8,15－快速排气阀 9－顶升缸 10－压力继电器 11,22－夹紧缸 12－射砂头 13－储气包 14－压力计 16－快速射砂阀 17－闸门密封阀 18－加砂闸门 19－射砂筒 20－闸门气缸 21－排气阀 24－调压阀本 章 结 束
