气动基础知识 第一部分 气动三联件 气动三联件的组成  气动三联件是在气动控制系统的入口所必须的器件。  它的组成是由过滤器、 减压阀、 油雾器三位一体 过滤器 减压阀 油雾器 过滤器 减压阀 油雾器 第一部分 气动三联件 1 过滤器 1. 1 过滤器的作用  过滤器的作用是将压缩空气里的杂质, 油污, 水份等过滤掉, 存放在过滤器里, 达到使压缩空气干燥, 清洁的目的。  过滤器应定期排污 过滤器 减压阀 油雾器 排污口 第一部分 气动三联件 1. 2 过滤器的工作原理  压缩空气进入过滤器内部后, 因导流板的导向, 产生了强烈的旋转, 在离心力作用下, 压缩空气中混有的大颗粒固体杂质和液态水滴等被甩到滤杯内表面上, 在重力作用下沿壁面沉降至底部, 然后,经过这样预净化的压缩空气通过滤芯流出。  为防止造成二次污染, 滤杯中每天都应该是空的。  必须进行日常的检查, 以免水面升高从而污染过滤器滤芯  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 第一部分 气动三联件 2 减压阀 2. 1 减压阀的作用  减压阀的作用是用来调整压缩空气压力的。  减压阀调整到合适的压力后, 应将锁定装置锁定, 避免误操作。 解锁 锁定 2 4 6 8 10 40 80 120 lbf/in2 bar P1 P2 反馈孔 膜片 主阀芯 调压弹簧 溢流孔 第一部分 气动三联件 2. 2 减压阀的结构 • 把压力P1降低到合适的工作压力P2 • 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 2 4 6 8 10 40 80 120 lbf/in2 bar P1 P2 第一部分 气动三联件 2. 3 减压阀的工作原理 • 把压力P1降低到合适的工作压力P2 • 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 2 2 4 4 6 6 8 8 10 10 40 40 80 80 120 120 lbf/in2 bar bar P1 P1 P2 P2 lbf/in2 第一部分 气动三联件 • 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 2 4 6 8 10 40 80 120 lbf/in2 bar P1 P1 P2 P2 第一部分 气动三联件 2 4 6 8 10 40 80 120 lbf/in2 bar P1 P1 P2 P2 • 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 第一部分 气动三联件 • 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 2 4 6 8 10 40 80 120 lbf/in2 bar P1 P1 P2 P2 第一部分 气动三联件 • 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 P1 P1 P2 P2 2 4 6 8 10 40 80 120 lbf/in2 bar 第一部分 气动三联件 • 压力设定好之后, 压下调压旋钮, 即可实现锁定 2 4 6 8 10 40 80 120 lbf/in2 bar P1 P1 P2 P2 第一部分 气动三联件 第一部分 气动三联件 2. 4 减压阀使用注意 ①确认进气口连接正确“ ” ⇒接反可能引起故障和误动作。 ②压力设定范围保持在一次侧的85%以下。 ⇒可能会使压力降过大。 ③设定时解除锁定。 设定后锁定旋钮。 ⇒防止设定压力变动。 IN OUT 第一部分 气动三联件 3 油雾器 3. 1 油雾器的作用  因气动控制系统里, 很多气缸需用油润滑, 所以在气路里,就加入了油雾器, 目的是将油雾器里的油通过气管送到气缸里,达到润滑气缸的目的; 第一部分 气动三联件 3. 2 油雾器的结构和工作原理 限流器 当压缩空气通过油雾器时,其在油室与视油器之间产生一个压降, 该压降使油液经吸油管上升, 并经喷嘴引射到压缩空气中, 油滴被雾化, 随压缩空气流出。 必须仔细调节油滴数。 第一部分 气动三联件 第一部分 气动三联件 达到一定流量才开始滴油 第一部分 气动三联件 3. 3 油雾器使用注意 1. 润滑油 请使用透平1号油〔无添加剂〕 I S O VG3 2 。 2. 油的滴下量 加压下流量一般为10L/滴。 每天检查油的滴下量。 3. 滴下最小流量 使用空气量少的话会发生不滴油。 滴油快慢调节 第二部分 气缸 一 气缸类别 气缸 单作用 双作用 单作用 双作用 单活塞杆 双活塞杆 磁性耦合 机械耦合 绳索,钢缆 有杆 无杆 单活塞 双活塞 活塞式 平膜式 滚动膜片 皮囊 膜片式 第二部分 气缸 二 典型气缸 1 双作用活塞式气缸 1. 1 双作用气缸结构  气缸一般由缸筒, 前后缸盖, 活塞, 活塞杆,密封件和紧固件等零件组成。  缸有与活塞杆相连的活塞, 活塞上装有密封圈。为防止漏气和外部灰尘的侵入, 前缸盖上装有密封圈和防尘圈。  双作用气缸被活塞分为两个腔室: 有活塞杆的称为有杆腔(前腔) , 无活塞的称为无杆腔(后腔) 。 导向环 活塞 密封圈 活塞杆 密封圈 缸体 后端盖 前端盖 第二部分 气缸 1. 2 双作用气缸工作原理 当从无杆腔端的气口输入压缩空气时, 推动活塞前进, 使活塞杆伸出。 同样,当有杆腔气口输入压缩空气时, 活塞杆退回到初始位置。 通过交替进气和排气,活塞杆伸出和退回, 气缸实现往复直线运动。 有 杆腔 进(出)气口 进(出)气口 无杆腔 密封件 第二部分 气缸 2 单作用活塞式气缸 这种气缸在缸盖一端气口输入压缩空气使活塞杆伸出(或退回) , 而另一端靠弹簧, 自重或其它外力等使活塞杆恢复到初始位置 弹簧 第二部分 气缸 3 磁偶式气缸 1 -套筒 2-外磁环 3-外磁导板 4-内磁环 5-内磁导板 6-压盖 7-卡环 8-活塞 9-活塞轴 1 0-缓冲柱塞 11 -气缸筒 1 2-端盖 1 3-进、 排气口 活塞通过磁力带动缸体外部的移动体做同步移动, 其结构如图4所示。 它的工作原理是:在活塞上安装一组高强磁性的永久磁环, 磁力线通过薄壁缸筒与套在外面的另一组磁环作用, 由于两组磁环磁性相反, 具有很强的吸力。 当活塞在缸筒内被气压推动时, 则在磁力作用下, 带动缸筒外的磁环套一起移动。气缸活塞的推力必须与磁环的吸力相适应。 第二部分 气缸 4 机械接触式气缸 l-节流阀 2-缓冲柱塞 3-密封带 4-防尘不锈钢带 5-活塞 6-滑块 7-活塞架 机械接触式无杆气缸, 其结构如下图3所示。 在气缸缸管轴向开有一条槽, 活塞与滑块在槽上部移动。 为了 防止泄漏及防尘需要, 在开口部采用聚氨脂密封带和防尘不锈钢带固定在两端缸盖上, 活塞架穿过槽, 把活塞与滑块连成一体。 活塞与滑块连接在一起, 带动固定在滑块上的执行机构实现往复运动。 这种气缸的特点是: 1) 与普通气缸相比, 在同样行程下可缩小1/2安装位置; 2) 不需设置防转机构; 3) 适用于缸径10~80mm, 最大行程在缸径≥40mm时可达7m; 4) 速度高, 标准型可达0. 1~0. 5m/s; 高速型可达到0. 3~3. 0m/s。 其缺点是:1) 密封性能差, 容易产生外 泄漏。 在使用三位阀时必须选用中压式; 2) 受负载力小, 为了增加负载能力, 必须增加导向机构。 第二部分 气缸 5 齿轮齿条式摆动气缸 齿轮齿条式摆动气缸是通过连接在活塞上的齿条使齿轮回转的一种摆动气缸, 其结构原理如下图7所示。 活塞仅作往复直线运动, 摩擦损失少, 齿轮传动的效率较高, 此摆动气缸效率可达到95%左右。 单齿条式 双齿条式 齿轮齿条式摆动气缸 1 -齿条组件 2-弹簧柱销 3-滑块 4-端盖 5-缸体 6-轴承 7-轴 8-活塞 9-齿轮 第二部分 气缸 6 薄膜气缸 图为膜片气缸的工作原理图。 膜片有平膜片和盘形膜片两种 一般用夹织物橡胶、 钢片或磷青铜片制成, 厚度为 5~6mm (有用 1~2mm 厚膜片的) 。 图所示的膜片气缸的功能类似于弹簧复位的活塞式单作用气缸, 工作时, 膜片在压缩空气作用下推动活塞杆运动。 它的优点是: 结构简单、 紧凑、 体积小、 重量轻、 密封性好、 不易漏气、 加工简单、 成本低、 无磨损件、 维修方便等, 适用于行程短的场合。 缺点是行程短, 一般不趁过50mm。 平膜片的行程更短, 约为其直径的1/10。 薄膜气缸 1 -缸体 2-膜片 3-膜盘 4-活塞杆 第二部分 气缸 7 带阀组合气缸 带阀气缸是由气缸、 换向阀和速度控制阀等组成的一种组合式气动执行元件。 如下图6所示,它省去了连接管道和管接头, 减少了能量损耗, 具有结构紧凑, 安装方便等优点。 带阀气缸的阀有电控、 气控、 机控和手控等各种控制方式。 阀的安装形式有安装在气缸尾部、 上部等几种。 如下图4所示, 电磁换向阀安装在气缸的上部, 当有电信号时, 则电磁阀被切换, 输出气压可直接控制气缸动作 1 -管接头 2-气缸 3-气管 4-电磁换向阀 5-换向阀底板 6-单向节流阀组合件 7-密封圈。 第二部分 气缸 三 气缸密封圈  气缸用密封圈有QY 型、 C 型、 CK 型、 J 型、 ZHM 型聚氨脂橡胶密封圈及QH 型外露骨架橡胶缓冲密封圈  气缸密封圈的使用条件: 压缩空气为介质、 介质温度为 – 20~+80℃、 工作压力不超过1. 6 MPa 。  QY 型用于气缸活塞和活塞杆上起单向密封作用;  C 型和CK 型适用于无油润滑气缸的活塞和活塞杆上起双向密封作用;  J 型为活塞杆防尘用;  ZHM 型用于活塞杆的防尘密封;  QH 型为缓冲用密封圈。 第二部分 气缸 1 活塞用QY型气缸密封圈 第二部分 气缸 2 活塞杆用QY型气缸密封圈 第二部分 气缸 3 活塞用C型无油润滑密封圈 第二部分 气缸 4 活塞杆用CK型无油润滑密封圈 第二部分 气缸 5 活塞杆用J型防尘圈 第二部分 气缸 6 活塞杆用ZHM组合型防尘圈 第二部分 气缸 7 QH型外露骨架缓冲密封圈 第二部分 气缸 四 气缸故障判断及基本维修 1 气缸故障判断  好的气缸: 用手紧紧堵住气孔, 然后用手拉活塞轴, 拉的时候有很大的反向力, 放的时候活塞会自动弹回原位; 拉出推杆再堵住气孔, 用手压推杆时也有很大的反向力, 放的时候活塞会自动弹回原位。  坏的气缸: 拉的时候无阻力或力很小, 放的时候活塞无动作或动作无力缓慢, 拉出的时候有反向力但连续拉的时候慢慢减小; 压的时候没有压力或压力很小, 有压力但越压力越小。 气孔 第二部分 气缸 2 气缸维修安全注意事项  气缸在动作过程中, 不能将身体任何部分置于其行程范围内, 以免受伤.  在维修设备上的气缸时, 必须先切除气源, 保证缸体内气体放空, 直至设备处于静止状态方可作业.  在维修气缸结束后, 应先检查身体任何部分未置于其行程范围内, 方可接通气源试运行. 接通气源时, 应先缓慢冲入部分气体, 使气缸冲气至原始位置,再插入接头. 备注: 如果有起槽的部件, 用1500#砂纸磨光滑, 防止漏气和保证不会增加密封圈的磨损; 如果推杆或缸体起槽太深, 磨损的很厉害, 换了 新的密封圈也用不了 很长的时间; 推杆, 缸体和密封圈座变形的, 不能维修。 第三部分 气动控制阀 气动控制阀 连续控制 断续控制 压力控制阀(如减压阀) 流量控制阀(如截流阀) 方向控制阀(如电磁阀) 逻辑控元件(如阀岛) 压力比例控制阀 流量比例控制阀 伺服控制阀 1 气动控制阀类别 第三部分 气动控制阀 2 电磁阀原理 2. 1 二位三通电磁气阀原理 图为直动式二位三通电磁阀, 图示位置为阀处于断电关闭状态。 此时, 1, 2不通, 2, 3相通, 阀没有输出。 当通电时,铁芯受电磁力作用被吸向上, 1, 2相通,排气口封闭, 阀有输出。 (为了避免排气声太大, 3的位置安装消音器) 第三部分 气动控制阀 2. 2 二位五通电磁气阀原理 图为二位五通电磁阀, 图示位置为阀处于断电关闭状态。 此时, 1, 4不通, 2有输出,4排气。 当通电时, 铁芯受电磁力作用被吸向上, 4有输出, 2, 3接通, 2排气。 断电时, 阀杆在弹簧力作用下复位。 (为了避免排气声太大, 3和5的位置安装消音器) 第三部分 气动控制阀 2. 3 二位五通双电磁气阀原理 带记忆(在电气回路中设电气联锁, 防止同时通电, 线圈烧毁) 图为二位五通双电磁阀, 图示位置为阀处于右边通电状态。 此时, 1, 4不通, 2有输出, 4排气。 左边通电时, 铁芯受电磁力作用被吸向上, 4有输出, 2, 3接通, 2排气。 左右断电时, 阀杆处于自由状态。 (为了 避免排气声太大, 3和5的位置安装消音器) 第三部分 气动控制阀 2. 4 电磁气阀运行检查  在通气的状态下, 按动电磁阀的手动按钮, 观察该电磁阀是否有切换。  如果没有切换, 更换该电磁阀。  更换电磁阀前应查看铭牌, 注意型号, 规格是否相符, 包括电源, 工作电压,通径, 螺纹接口等.  安装后应进行通气, 通电试验, 检查阀换向动作是否正常, 手动装置正常. 第四部分 气动辅助元件 一 快速接头 1 带螺纹快速接头 1 ) G1/8 —> Φ 6: 一端是基本尺寸为英制1/8“的螺纹接头(管螺纹) , 另一端为可以接外径为6 mm的配管。 2 ) M8 —> Φ 6: 一端是公称尺寸为8mm的螺纹接头, 另一端为可以接外径为6 mm的配管。 上面两个型号里的配管都是公制形式的, 即单位是mm, 例Φ 6, 表示管的外径是6mm。 其实还有一种英制表示的配管, 用Φ 1/8或1/8, 这样表示管的外径是1/8" 第四部分 气动辅助元件 如何知道螺纹的代号是多少?  对于M开头的, M8表示螺纹大径是8mm, 卡尺一量螺纹的最外面的尺寸, 取个整,就是型号。  对于G开头的, 或者说是对于英制螺纹来说, 同样用卡尺量下螺纹的最外面的尺寸, 但这个只是大径尺寸(mm) , 在下表中找多对应的代号。 螺纹代号 基本尺寸 大径mm d 螺距mm p 每英寸牙数 中径mm d2=D2 小径外螺纹 d3 G 1/8 1/8" 9.728 0.907 28 9.147 8.566 G 1/4 1/4" 13.157 1.337 19 12.301 11.445 G 3/8 3/8" 16.662 1.337 19 15.806 14.95 G 1/2 1/2" 20.955 1.814 14 19.793 18.631 G 5/8 5/8" 22.911 1.814 14 21.749 20.587 G 3/4 3/4" 26.441 1.814 14 25.279 24.117 G 7/8 7/8" 30.201 1.814 14 29.039 27.877 G 1 1" 33.249 2.309 11 31.77 30.291 G 1 1/8 1 1/8" 37.897 2.309 11 36.418 34.939 G 1 1/4 1 1/4" 41.91 2.309 11 40.431 38.952 G 1 3/8 1 3/8" 44.323 2.309 11 42.844 41.365 G 1 1/2 1 1/2" 47.803 2.309 11 46.324 44.845 螺纹代号 基本尺寸 大径mm d 螺距mm p 每英寸牙数 中径mm d2=D2 小径外螺纹 d3 G 1 3/4 1 3/4" 53.746 2.309 11 52.267 50.788 G 2 2" 59.614 2.309 11 58.135 56.656 G 2 1/4 2 1/4" 65.71 2.309 11 64.231 62.752 G 2 1/2 2 1/2" 75.184 2.309 11 73.705 72.226 G 2 3/4 2 3/4" 81.534 2.309 11 80.055 78.576 G 3 3" 87.884 2.309 11 86.405 84.926 G 3 1/4 3 1/4" 93.98 2.309 11 92.501 91.022 G 3 1/2 3 1/2" 100.33 2.309 11 98.351 97.372 G 3 3/4 3 3/4" 106.68 2.309 11 105.201 103.722 G 4 4" 113.03 2.309 11 111.55 110.072 G 4 1/2 4 1/2" 125.73 2.309 11 124.251 122.772 G 5 5" 138.43 2.309 11 136.951 135.472 G 5 1/2 5 1/2" 151.13 2.309 11 149.651 148.172 G 6 6" 163.83 2.309 11 162.351 160.872 第四部分 气管快速接头 2 不带螺纹快速接头 变径快速接头 同直径快速接头 第四部分 气管快速接头 3 带调速阀快速接头 第四部分 气动辅助元件 二 气管 气管有PU管和尼龙管之分 气管表示方法: 第四部分 气动辅助元件 三 消音器 铜质消音器 塑料消音器