篇一：气动元件基础知识篇
气动元件基础知识篇
第一章 概述
气压传动是一种动力传动形式，也是一种能量转换装置，它利用气体的压力来传递能量，与机械传动相比有很多优点，所以近十机年来发展速度很快。目前在很多国民经济领域中，如机床工业，工程机械，冶金，轻工及国防部门应用日益广泛，随着现代科学技术事业的发展气动液压技术已成为一项专门的应用技术领域，目前我国气动元件，液压元件已逐步标准化，规范化，系列化。气压传动的动力传递介质是来自于取之不尽的空气，环境污染小，工程实现容易，所以气压传动较液压传动来说，更是一种易于推广普及实现工业自动化的应用技术，近年来，气动技术在机械，化工，电子，电气，纺织，食品，包装，印刷，轻工，汽车等行业，有尤其在各种自动化生产装备和生产线中得到了广泛的应用，极大地提高了制造业的生产效率和产品质量，作为重要机械基础的气动及液压执行元件的应用，引起了世界各国产业界的普遍重视，气动行业已成为工业国家发展速度最快的行业之一。另一方面，市场的需求和高速发展的自动化技术也促进气动技术的不断发展。
本教案的编是为公司内部有关人员的短期培训需要而编写，其内容特点是从气动技术基础知识入手，以我公司研制开发的各种气动元件为主，着力介绍其主要工作原理，以及他们相互之间的共性，及个性特点，及正确使用维护保养进行系统阐述。
第二章 气动元件
第一节 气源设备
定义：产生处理和储存压缩空气的设备
空压机按压力方式可分成1.低压型 0.2—1MPa
2.中压型 1.0—10MPa
3.高压型 >10Mpa
按工作原理可分为：容积型；速度型
按结构形式可分为：活塞式；滑片式；螺杆式；
空压机输出压力Pc=P+∑△P
P—气动执行元件的最高使用压力Mpa
∑△P—气动系统总压力损失0.15—0.2Mpa
空压机安装地点—周围空气必须清洁，粉尘少，湿度少，温度低，通风好，以保证吸入空气质量。
后冷却器—风冷式，水冷式
空压输出的压缩空气温度可达120℃以上，在此温度下，空气中的水分完全呈气态，其作用是将出口的高温空气，冷却至40℃以下，将大量的水蒸汽和油雾器冷凝成液态水滴和油滴以便将它们清除掉。
压缩空气出口温度为：≤100℃时可用风冷
>100℃空气量很大时，用水冷式。
气罐
作用：1.消除压力脉动
2.依靠绝热膨胀及自然冷却降温，进一步分离掉压缩空气中的水分和油分。
3.储存一定量的压缩空气，一方面可解决短时间内用气量大于空压机输出量的矛盾，另一方面可在空压机出现故障或停电时，维持短时间的空气，以便采取措施，保证气动设备的安全。
为便于排出管道的冷凝水，管子倾斜度为3°--5°1/100—3/100
管径的选择：
d=√4q/μπ X10＾3（mm）
q—流量m＾3/S，μ—管内压缩空气的流速m/s。
第二节 气源处理元件
1. 空气过滤器（分水滤气器）
原理：从入口流入的压缩空气，经导流的切线方向的缺口强烈旋转，液态油水及固杂质受离心力作用，被甩到水杯的内壁上，再流到底部，除去液态油水和杂质的压缩空气，通过滤芯进一步清除微小固态颗粒，然后从出口流出。
2：减压阀（调压阀）
按调节压力的方式分——①：有直动式减压阀——1：益流式
2：恒量排气式
3：非益流式
②：先导式减压阀。
溢流式减压阀筏的工作原理——靠进气阀口的节流作用减压，靠膜片上的平衡作用稳定输出压力，调节旋钮可使输出压力在规定范围内任意改变。
先导式减压阀：当减压阀的输出压力较高或配管口径很大时用调压弹簧直接调压，则弹簧势必要过硬，流量变化时输出压力波动较大，筏的结构尺寸会很大，为了克服这些缺点可采用先导式减压阀。
工作原理—与直动式减压阀基本相同，所用的调压空气是由小型的直动式减压阀供给的。 减压阀的选择和使用：
选择使用减压阀应考虑以下几点：
1：要求减压阀精度高时应选用精密型减压阀。
要求减压阀精度不高时应选用普通型减压阀。（QFJ，QTY）
2：确定阀的类型后由所需最大输出量选择通经，决定阀的气原压力时应使其大于最高输出压力0.1Mpa.
3:按气流的流动方向首先安装分水虑气器,其次是减压阀最后是油雾器.并按箭头方向依次安装.
4:减压阀不用时要把旋钮放松旋转回零以免膜片变形.
三:油雾器
油雾器是一种特殊的注油装置.其作用是使润滑油雾化后注入空气流中,随着空气流进入需要润滑的部件,从而达到润滑的目的.其特点是有气流流动就有润滑,无气流流动时停止润滑,并且具有润滑均匀稳定,通过调节节流可以调节滴油量0—200滴/分内变化,一次油雾器可以在不停气状态下供油，油雾器加油种类为透平一号,油雾器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，油面不宜超过螺母13的下平面（如图所示）。
油雾气供油量根据 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。
第三节气动执行元件
一：气缸的分类
1：按缸径分类（mm）6，10，12，16，20，25，30，32，40，50，63，80，100，125，140，150，160，180，200，250，320，400，
2：按安装方式分类-有基本型，脚架型，前后发兰型，单双耳环型，中间摆轴型，单耳支座。 3：按结构形式分类：有缓冲可调型，缓冲不可调型，带磁控开关型,双活塞杆型，双活塞型,增力型,三位型,行程可调型,自锁型.
第三章主要产品简介
一:915系列气缸
五大系列包括QGA，QGB，JB，QGAII，QGBII，五种气缸它们之间的活塞，缓冲套，螺母，针阀等零件采用了模块化系列化设计五种气缸之间是相互通用的，安装及连接尺寸采用ISO6431国际标准，并采用了新其中QGBII系列气缸还派生出了多种形式的特殊气缸有：
1):QGBII-H双活塞气缸—是以两台QGBII系列相同缸径对接合成的双活塞气缸，两活塞行程可以相同，也可以不相同活塞运动方向相反,将一端活塞杆固定,可作多位气缸,广泛用于不同自动化要求的场合.
2):耐热气缸(QGBII-R)—外型及连接尺寸同QGBII相同,所有密封件采用氟橡胶材料,可用于钢铁冶金等2 00°以下高温的场合。
3):增力气缸（QGBII—J）三位气缸（QGBII-C）—两种均为QGBII系列相同缸径的气缸串联而成的双活塞气缸，两活塞运动方向相同,增力气缸前后活塞连为一体,其杆端输出的推力为单活塞推拉力之和,拉力为单活塞拉力的两倍,三位气缸前后活塞杆单独分开,当前缸行程(S)大于后缸行程(S1)时,前端活塞杆有三个位置,必要条件是S>S1.
4)双活塞杆气缸(QGBII-L)—以BII系列为基础活塞两侧安装两根活塞杆,活塞双向作用,推拉力相同,运动方向速度相同.
5):磁性开关,气缸(QGBII-K)—采用磁性活塞与磁感应发讯器配合发出控制信号实现气缸往复自动换向.
6):带阀气缸（QGBII-K）—是将控制元件与执行元组合一体的一种气缸既气缸与换向阀有机的组和为一体具有往复自动换向等多种功能。
7):带阀组和气缸(QGBII-KF)—用带阀气缸加磁性开关组合而成从而实现了带阀与磁性开关的有机组合，具有气缸自动换向和行程任意位置可调的功能。
8):制动气缸(QGBII-Z)—活塞杆带动负载运动时可以在行程中任意位置停止并具有很高的定位精度，特别是在系统突然断气的情况下也可以精确地停止并具有系统的安全保护作用，广泛用于气缸定程和行程的精确调整以及安全自锁的场合。
QGA，QGAII气缸均为无缓冲型，QGB，QGBII为缓冲可调型五大系列为重型气缸广泛用于矿石,钢铁,冶金,机械等工业自动化的场合，是机械自动化半自动化的首选元器件。 二:引进系列气缸
LCZ系列气缸为引进德国专有技术生产制造的轻型铝合金气缸,是机械部第一批基础件
名优产品,气缸的技术标准符合ISO6431国际标准具有较强的互换性是轻工,纺织,电子食品等工业首选的基础件产品,也是引进设备国产化气动执行元件最佳选择.
1):LCZ系列双作用气缸前后盖采用先进铝合金压铸技术具有重量轻强度高外型美观等特点,与铝合金缸筒相配构成一个完美的铝合金气缸,前后盖采用四拉杆内六角螺柱连接,安装件采用了分体式独立结构,用内六角螺钉连接前后阀兰,单双尾座,角架.中间摆轴可在四拉杆上轴向任意移动后用螺钉定位紧固,可满足用户在使用摆轴所需不同轴向位置的要求.
2):LCZ系列气缸缸径从ф32-ф320共九个系列,以LCZ为基础派生出LCZM无油润滑气缸，LCD长缓冲无油润滑气缸，LZE磁性开关气缸，LZEM磁性开关无油润滑气缸，LCZ-F，LCD-F，LCDM-F，带阀气缸，这些气缸的出现，丰富和扩大了LCZ气缸的使用范围。
3):由于铝合金气缸自身的特点，具有外形美观，重量轻等特点，所以常用于轻工，纺织，面粉等行业，对于使用环境恶劣温度较高的场合，不建议使用，可推荐使用其他形式的气缸。 三:LG系列轻形气缸
LG系列轻形气缸是我公司自行研制开发的具有2000年国内同行业先进水平的新一代轻形铝合金气缸。缸径从φ32-φ125七种规格，带有九种模块结构群体结构形式，11种安装形式，12种连接形式，3种气源连接形式，使其通用性，互换性，可靠性大大增强，外形及 安装形式与国内同类产品10A-5，QGBQ可通用互换替代。LG系列轻形气缸为单双作用，缓冲可调普通标准气缸，前后端盖采用铝合金压铸，铝合金缸筒硬质阳极氧化，活塞杆外表面镀铬，活塞采用前进的COP及星形圈密封形式，使气缸启动快，动作反应灵敏，去掉缓冲圈即可成为无缓冲形（LGA），其余尺寸同LGB。
在开发设计基本型的基础上，同时又开发出LG群体系列气缸，包括LGK带磁控开关型；LGF带阀型；LGKF带阀开关型；LGL双活塞杆型；LGS双活塞型；LGC三位型；LGT返程调行程型；LGTa进程调行程型。
LGT返程调行程气缸——在标准的LGB气缸的另一端增加了一个螺杆调节装置，通过调节螺杆长度可以调节气缸的返程行程，即活塞杆前端点进程终点不变，而活塞杆返程终点可以调节变化。
LGTa进程调行程型气缸——其结构是在LGL的基础上，一端活塞杆螺纹较长，并安装有调节螺母，通过螺母位置的调节可以气缸前进方向的行程，即活塞杆端返程终点位置不变，而前进行程终点位置可以调节。
其余七种群体结构形式及作用结构同QGBII群体缸中的相同项目的内容。
在LG气缸的八种安装形式中，相对于五大气缸来说，扩展了3种安装形式，TCC铰轴支座式，CBB单耳支座式，LA横向脚架式，这时用户的使用和安装都较为便利，从而扩大LG气缸在自动化过程应用范围。
LG气缸种的12种连接形式是其他系列气缸中所不有的特点，包括有但耳接杆形式（T），叉型接干式（S）,杆部叉座式（YCA），杆部叉座双悬耳式（CBT），单悬耳式（CAY），单悬耳座式（CA，CB）
由于LG系列所具有的广泛而特殊的作用，所以供市场选择范围很大，市场前景看好，是一种有发展前途的新产品。
四：DQGI系列群体薄型气缸
所谓薄型气缸是指省空间的气缸即气缸的轴向或径向尺寸比标准气缸有较大的减少，具有结构紧凑，重量轻，占用空间小，轻巧美观，并可带磁发讯装置。
薄型缸系列缸径从12——100共10个规格，缸筒均采用铝型材，通过消化吸收国内先进激素，自行开发设计的一族多品种的薄型缸群体，通过模块组合和标准化设计派生出五种变型系列薄型气缸，形成DQGI群体气缸以满足用户对薄型气缸不同功能，不同用途，多种场合的需要，
群体薄型气缸中除导向薄型气缸（DQGID），夹紧导向薄型 缸之外，其它形式同五大系列功能相同。
1.导向薄型缸（DQGID——通过活塞杆与导向板的连接，在两个导杆与缸体配合的引导下带动负载平衡，运行消除了活塞杆的转动，减少了转角误差，从而使所连接的负载具备了良好的平稳性。
2.夹紧导向薄型气缸（DQGI）——通过活塞杆带动压紧板旋转90°后，再移动并压紧工件，作用原理是在活塞杆上加工一个90°大导程螺旋槽，在缸体安装一个固定导向销，插入螺旋槽，当活塞推动活塞杆向前运动时，在销的定位导向下，完成移动和旋转的复合运动，从而完成了夹紧导向这一过程。
五.无杆气缸
行程为L的有活塞杆气缸，沿行程方向的实际占有安装空间约为2.2L，若没活塞杆，则占有安装空间仅为1.2L，其形成缸径比可达50至200，CWC磁性无杆气缸可达3500，没有活塞杆，还能避免由于活塞杆密封圈的损伤而来的故障，没有活塞杆，活塞两侧受压面积相等，具有同样的推力，利于提高定位精度。
QGL系列缆索气缸（50~80）以柔性缆索传递气缸输出作用力，CWC系列磁性无杆缸（20~50）时通过磁力来传递功率而带动负载，二者的主要特点是占地面积小、重量轻、占空间位置小，用于场地空间受限制的场合，与普通缸相比可以节约一个行程的长度，特别适用于长行程的场合。
广泛用于数控机床，大型压铸机，注塑机的开门装置上，纸张、布匹、塑料薄膜的切断装置，重物的提升，多功能坐标移动机械手的位移，生产流水线上的工件的传送等。
六. 其他气缸
BGX、QGX、QM、QM-K型微型气缸
缸径φ6-φ40，分别采用端盖与缸筒滚压密封连结和螺纹连接两种方式，单活塞杆、活塞双向作用，有多种安装形式，QM-K可带磁控开关，广泛用于轻工、电子、食品等行业。是自动化行业首选佳品。
SJBI（II）系列前（后）自锁气缸（缸径63、80、100）
前后自锁气缸是一种指活塞运行到端点时自锁的一种特殊气动执行元件，在气动系统中起安全保护作用，用于垂直或其他方式使用的场合，当系统突然停气时，活塞在前端或后端自锁的作用下，所带负载不会在重力的作用下下落或移动，由于特殊的性能和结构，最大行程不得超过600，最大许用应力负载不超过1410N（缸径100）
ZDG系列自动往复气缸（缸径50、63、80）
在气缸体内安装两个二位三通阀，挡活塞到达端面时压下二位三通阀换向，当活塞在反
篇二：第2章 气动基础知识
第2章 气动基础知识
2.1 气动技术常用单位换算
各换算关系入表2.1所示：
2.2 气动技术常用公式：
一、基本单位：长度l:m，质量m：kg，时间t：S，体积：m3或l 一、基本公式：
ms2）（一） 力(Force):F?m?a（； 牛顿定律 m
N?kg?2
s）（二） 重量(weight)：G?m?g（；
N?kg?
（三） 压力：
P?
FA
1Pa=10-5bar
(
Pa?
Nm2
)；
上式为巴斯卡原理(Pascal’s theory) （四） 波义尔定律：见图2.1（说明压力与体
积成反比） （五） 查理定律（charle’s Law）：
P1V1?P2V2
图2.1波义尔定律
P1V1P2V2
?T1T2说明压力与体积的变
化与温度成正比。
（六） 流量公式：Q?A?V
m3m
?m2?
s）（s说明
图2.2 流体的流量计算
（七） 自由空气的体积流量：
了流量为管路截面积
与流速之乘积，见图2.2。
Qa?Q?
PTa
?
PaT（ANR m3／min）或（ N L／min）
Qa为我们在一定温度、一定压力作
用下的气体流量转换为在统一标准的自由空气下的体积流量提供了计算方法。在选择空压机、气动三联件及各种样本说明书中所提到的流量、额定流量,都是指自由空气的体积流量。只有在共同的压力标准下评价气体流量的大小才有意义。自由空气状态下单位时间内的体积流量,可用ANR表示。也可写成 Nl/min。
（八） 密度： 单位体积的质量 （九） 伯努利力定理 (Bernoulli’s Equation)
??
m
3
V（kg/m）
图2.3 理想流体伯努利方程
p??gh?
12
?v?常数2
12
?v
p为单位体积流体的压力能，?gh为单位体积流体位能，2为单位体积流体的动
能。因此，上述伯努利方程的物理意义是：在密闭管道内作恒定流动的理想流体具有三种形式的能量，即压力能、位能和动能。在流动过程中，三种能量可以相互转化，但各个过流断面上三种能量之和恒为定值。当流体速度愈快，其压力愈低，反之速度减低，压力增加，如图图2.3所示。
（十） 气缸的相关计算：
1． 2． 3．
4（m2）D:气缸内径(m) 气缸截面积计算：
理论力：F?A?P（N）P:压力（Pa） 实际力估算：
A?
?D2
（1） 单作用气缸的实际正向力：F?(0.4~0.85)A?P（2） 双作用气缸的实际正向力：F?(0.6~0.9)A?P
4（3） 双作用气缸的实际反向力：
（十一） 气缸每分钟空气消耗量计算：
F?(0.6~0.9)
?
(D2?d2)?P
d:活塞杆直径
某气动回路的最大耗气量是指该气动回路在单位时间内所消耗气体（排到大气中）的多少。显然,最大耗气量与气缸行程（单作用、双作用）,气缸直径、行程动作频度、方向阀到气缸间的管路容积及气缸的数量有关。可根据最大耗气量选择空气压缩机的容量。
（1） 空气消耗量：Q???A?L
1.033?工作压力（Atm）
?：压缩比{1.033} L:气缸行程 （2） 单作用气缸空气消耗量：QS?Q
（3） 双作用气缸空气消耗量：QD?2Q
（4） 气缸每分钟空气消耗量：QS?Q?n QD?2Q?n n:每分钟气缸往复次数
2.3 气动技术中的各种压力关系换算：
在ISO标准中压力的单位为帕斯卡（1Pa=1N/m），由于这个单位非常小，为了避免很大
的数字，常用0.1MPa(lbar)为压力单位：
0.1MPa=100Kpa=lbar
在工程上有时也使用
2
老的公制单位kgf／cm、KPa
2
／cm以满足实际需要。
在物理学中压力用绝对压力（ABS）表示，即相对于真空的压力。而在工程上为方便，采用的气动压力为表压（GA），即高于大气压的那部分压力。在真空技术中，也使用低于大气压的
2
图1.4 气动技术中所示用的压力单位
压力即真空度（Torr）来表示。在图2.4中以标准大气压（1013mbar）作为基准，列出了压力的各种表示方法。注意标准大气压不是lbar，但在常规的气动计算时，这个差别也可以忽略。
2.4气阻及有效断面积：
一、气阻的概念和气阻的流量公式
在气动系统中,阻碍气体流动、产生压降的机构和元件,称为气阻。在气压传动中,可利用气阻和气容来调整气体的流速和压力,以达到使用目的。气阻可抽象为图2.5所示的阻尼形式:
任何一个气动元件,都可认为是一个气阻。P1为进口压力,P2为出口压
力,P1-P2为压差。流量增大，压差也增大。当气体的流速没有达到音速、出口压力与进口压力之比大于0.528时,就称为亚音速流。在亚音速流情况下,气体的进、出口压差同流量的关系如下：
273
T1 Nl/min（2-1） 亚音P2/P1）＞0.528：
式中,P1、P2是气体的进口和出口压力,T1是进气口气体的温度。Se是指该气阻的有效断
Qa?0.227SeP2(P1?P2)
面积,用以描述气阻的流通能力。当出口压力与进口压力之比小于0.528时,则气体的流速达到了音速。音速流的气阻的流量公式如下
:
音速流 (P2/P1)?0.528：
Qa?0.113SeP1
273(转载自：www.xiaocaOfaNWen.com 小草 范 文 网:气动基础知识)
T1 Nl/min（2-2）
从上式可看出,当气体流速达到音速流时,它的流量就不再和出口压力P2有关,而只同入口压力有一定的关系。从上式中可知,气阻的流量计算公式同液压技术中的有关计算不同,它是气动技术中的一个重要的基本概念和基本计算公式。
二、气阻有效断面积
（一）管路的等价有效断面积
任一组成气动回路的各元件,都含有气阻。通常都采用各气阻元件的有效断面积来描述气阻的大小,以计算出联接这些气动元件的管路的压力损失。在工程上,通常是把一段管路的压力损失折合成这段管路的等价有效断面积。具体计算公式如下：
Sp?Sp0
1
L （2-3）
—计算管路有效断面积的直径系数，L—管道的长度
从式2-3可知,一段管路的等价有效断面积同这一段管路的长度成反比,而同管路的直径成正比。例如：在气压回路中常用的尼龙管,Spo的选取如表2-2所示：
Spo
当一段管路的直径和长度已知时,可通过查表得到相应的Sp0,运用式2-3,可求出这段管路的等价有效断面积Sp。管路的等价有效面断面积间接地描述了这段路的压力损失（气阻）,因此,我们也可等价地将一段管路看成为一个气阻元件。 （二）多个气阻的复合有效断面积
在气动回路中,通常是将多个气动组件串联或者并联起来,而形成具有一定功能的气动回路系统,图2.6是一个典型的气动回路。
图2.6典型的气动回路
该系统有两个气缸,一个单作用气缸和一个双作用气缸。为了控制这两个气缸,回路中选用了换向阀和调速阀。为了使空气洁净,在回路上游设有过滤器。回路中的调速阀、换向阀和过滤器均可看作气阻组件,而联接这些气阻组件的管路,也可看成是一个气阻组件。在工程上常把这种气阻的串联或并联用“复合有效断面积”进行综合评价。如在图2.6中,调速阀的有效断面积是S3,从过滤器到气缸间管路的等价有效断面积为Sp,电磁换向阀的有效断面
积为S2,管路上游过滤器的有效断面积为S1。则这条管路上的有效断面积可分别表示为S1、Sp、S2、S3。这个串联组成的气阻组件,如图2.7所示：
它的复合有效断面积,
可通过下式计算：
(2-4)
在图2.9中的过滤器、方向阀、调速阀及从过滤器到气缸间的连接管路的有效断面积分别用 S1、S2、S3、S4表示时,这段回路可看成是一个整体组件,它的复合有效断面积的平方的倒数等放各气阻组件的有效断面积的平方的倒数之和。当气阻并联时,如图2.8所示，则它的复合有效断面积可用下式表示：
Se并＝ S1＋S2＋S3＋??＋Sn （2-5） 上式说明多个气阻并联时,其复合有效断面积等于每个气阻组件有效断面积之和。
(三) 有效断面积与Cv值
目前,气动组件的流通能力常用气阻的有效断面积Se或流量特性系数Cv值来描述。日本的JIS标准中采用Se，而欧洲国家则采用Cv值表示。两者可用下式进行换算：
11111????????2Se2S12S22S32Sn
Se＝18Cv
（2-6）
CV?
22.Q
?P?(P2?Pa)
T1?G （2-7）
阀的流量特性系数可用下式计算：
Q:流量（SCFM） ΔP: P1-P2 P1——入口压力（psi），P2——出口压力（psi）
Pa:大气压力（psi） T1:温度K G:气体系数
2.5 压缩空气的露点温度 一、相对湿度与露点温度
自然界的空气是申很多气体混合而成的。其主要成分有氮(N2)和氧(O2)，其他气体占的比例极小。此外，空气中常含有一定量的水蒸气。水蒸气的含量取决于大气的湿度和温度。我们把通常把把含有水蒸气的空气称为湿空气，把不含水蒸气的空气称为干空气。标准状态下(即温度为0℃、压力为p=0.1013 MPa)干空气的组成如表2-3所示。
大气中通常含有水份,但除了急剧的恶劣天气情况外(如温度突然下降)，一般大气都不会饱和。物理学中将实际水份含量与饱和时水份含量的比值叫相对湿度，以百分比表示：
相对湿度r.h?
露点是指在规定的空气压力下，当温度一直下降到成为饱和状态时，水蒸气开始凝结的那一刹那的温度。如果空气继续冷却，那么它不能保留所有的水份，过量的水份则以小液滴的形式凝结出来形成冷凝水。
实际水含量
?100%
饱和水含量(露点) （2-7）
篇三：气动技术基本知识
一、气动技术基本知识
1. 气动技术中常用的单位
1个大气压=760mmHg=1.013bar=101kpa 压力单位换算
1N/㎡=10?5bar=1.02?10?7kgf/m㎡=1.02?10?5kgf/c㎡ 1kgf/c㎡=0.1Mpa 2. 气动控制装置的特点
⑴空气廉价且不污染环境，用过的气体可直接排入大气 ⑵速度调整容易
⑶元件结构紧凑，可靠性高 ⑷受湿度等环境影响小
⑸使用安全便于实现过载保护 ⑹气动系统的稳定性差
⑺工作压力低，功率重量比小 ⑻元件在行程中途停止精度低 3. 气动系统的组成
气动系统基本由下列装置和元件组成
(1)气源装置——气动系统的动力源提供压缩空气 (2)空气处理装置——调节压缩空气的洁净度及压力 (3)控制元件
方向控制元件——切换空气的流向 流量控制元件——调节空气的流量 (4)逻辑元件——与或非
(5)执行元件——将压力能转换为机械功
(6)辅助元件——保证气动装置正常工作的一些元件
压缩机 a）气源装置 储气罐 后冷却器
过滤器 油雾分离器 减压阀 b）空气调节 油雾器
处理装置 空气净化单元 干燥器 其它
电磁阀
气缸
气压控制阀带终端开关气缸 方向控制阀 机械操作阀带制动器气缸
手动阀 气缸带锁气缸
其它 带电磁阀气缸
其它 速度控制阀
C 速度控制阀 d）执行元件 节流阀
摆动缸
回转执行件
逻辑阀
空气马达
管子接头消音器 e压力计其它
二、空气处理元件
压缩空气中含有各种污染物质。由于这些污染物质降低了气动元件的使用寿命。并且会经常造成元件的误动作和故障。表1列出了各种空气处理元件对污染物的清除能力。 1．空气滤清器
空气滤清器又称为过滤器、分水滤清器或油水分离器。它的作用在于分离压缩空气中的水分、油分等杂质，使压缩空气得到初步净化。
2．油雾分离器
油雾分离器又称除油滤清器。它与空气滤清器不同之处仅在于所用过滤元件不同。空气滤清器不能分离油泥之类的油雾，原因是当油粒直径小于2～3цm时呈干态，很难附着在物体上，分离这些微粒油雾需用凝聚式过滤元件，过滤元件的材料有：
1）活性炭
2）用与油有良好亲和能力的玻璃纤维、纤维素等制成的多孔滤芯 3． 空气干燥器
为了获得干燥的空气只用空气滤清器是不够的，空气中的湿度还是几乎达100%。当湿度降时，空气中的水蒸气就会变成水滴。为了防止水滴的产生，在很多情况下还需要使用干燥器。干燥器大致可分为冷冻式和吸附式两类。 4． 空气处理装置
空气滤清器、调压阀和油雾器等组合在一起，即称为空气处理装置。 a)
空气处理三联件（FRL装置）
空气处理三联件俗称气动三大件。它是由滤清器、调压阀和油雾器三件组成的， b) 空气处理双联件
这是由组合式过滤器减压阀与油雾器组成的空气处理装置。 c) 空气处理四联件
它是由滤清器、油雾分离器、调压阀和油雾器四件组成，用于需要优质压缩空气的地方。 5．调压阀（减压阀）
调压阀是输出压力低于输入压力，并保持输出压力稳定的压力控制元件。由于大多是与滤清器和油雾器连成一体使用，所以把它分在空气处理元件一类中。 6． 油雾器
气动系统中有很多装置都有滑动部分如：气缸体与活塞，阀体与阀芯等。为了保证滑动部分的正常工作需要润滑，油雾器是提供润滑油的装置
三、控制元件
一、 方向控制阀
方向控制阀是气动控制回路中用来控制气体流动方向和气流通断，从而使气路中的执行元件能按要求方向进行动作的元件。在各类元件中，方向控制阀的种类最多。主要有换向阀和单向阀两大类。前者包括电磁阀，气控阀等，后者主要有单向阀，梭阀等，应用都很广泛。
1. 换向阀
换向阀主要有转阀和滑阀两大类本公司主要使用滑阀结构的换向阀。
滑阀依靠其中的滑柱式阀芯处在不同位置上来接通或切断气路的。一般地讲，阀芯的切换位置主要有二个或三个，即有二位阀和三位阀之分。
表中□代表了阀的一个切换位置，故而有几个长方形表示该阀是几位的。长方形中的箭头??表示在该位置上气流流动的方向，┻则表示在这一位置上气流被切断。
二位阀有自复位和自保持两种。三位阀的阀芯除了可以停在阀体的两端外，还可有一个中间位置。
气动阀通过气压信号切换阀芯，分成直接作动式和间接作动式两种，气动阀犹如去掉了电磁线圈后的电磁阀。由于采用气压信号控制，所以动作慢，不能指望像电磁阀那样高速动作，但寿命一般都较长。气动控制阀与电磁阀的区别是不用电磁铁，因而控制信号不是电信号而是气压信号，常用于防爆场合或不用电的简易生产线上。
2. 单向阀
如图1单向阀只允许气流沿一个方向流动而不能反向流动。单向阀用在气路中需要防止空气逆流的场合，还可用在气源停止供气时需要保持压力的地方。梭阀相当于两个单向阀合成，有两个进气口，一个出气口，因而无论哪个进气口进气，出口总有输出，且出口总和压力高的进气口相联。双压阀则是“与”的功能，只有两口均有气流时才会使出口有输出。
图2为快速排气阀的工作原理。当P腔进气后，活塞上移，阀口2开，阀口1闭，P A
接通。当排气时，活塞下移，阀口2闭1开，A R接通，管路气体从R口排出。快速排气阀主要用于气缸排气，以加速气缸的动作。 二、 流量控制阀
在气动系统中，如要对气缸运动速度加以控制或需要延时元件计时时，就要控制压缩空气的流量。在流量控制时，只要设法改变管道的截面就可。
流量控制阀分为节流阀，速度控制阀和排气节流阀数种等。 1． 节流阀
可调式节流阀依靠改变的流通面积来调节气流。 2． 速度控制阀
速度控制阀由节流阀和单向阀组合而成。故而又叫单向节流阀，通过调节流量达到控制执行元件速度的目的。 三、 压力控制阀
压力控制阀是利用阀芯上的气压作用力和弹簧力保持平衡来进行工作的，平衡状态的任何破坏都会使阀芯位置产生变化，其结果不是改变阀口开度的大小（例如溢流阀、减压阀），就是改变阀口的通断（例如安全阀，顺序阀）。 1. 溢流阀
溢流阀由进口（P）处的气压压力控制阀芯动作，当进口处压力达到预设值时阀芯克服弹簧力动作使得进、出口导通，从而实现溢流作用。如图3(a)所示。
(a) (b) 2.减压阀
减压阀则是由出口处压力驱动阀芯，当出口处压力达到预设值时阀芯克服弹簧力动作使得进、出口截断，从而实现减压作用。如图3(b)所示。
各种阀的符号见附表1
四、执行元件
气动系统中将压缩空气的压力转换成机械能，从而实现所要求运动的驱动元件，称为执行元件。它分为气缸和气动马达两大类。相对于液压和机械传动，它结构简单，维修方便。但由于压缩空气的压力通常为0.3-0.6Mpa故而输出力小。
气缸是用压缩空气作动力源，产生直线运动或摆动，输出力或力矩做功的元件。 主要气缸主要类型和特点见附表2。
五、气动回路
（一）回路设计基础
1）路的构成（图4）