1st氣壓系統(tǒng)與機(jī)械加工概論氣壓系統(tǒng)與機(jī)械加工概論二零一三年五月一日二零一三年五月一日畢業(yè)學(xué)校畢業(yè)學(xué)校：牡丹：牡丹江江大學(xué)大學(xué)專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)：機(jī)電一體化業(yè)：機(jī)電一體化姓姓 名：王名：王 治治 強(qiáng)強(qiáng)指導(dǎo)教師：唐指導(dǎo)教師：唐 德德 裙裙2nd 導(dǎo)導(dǎo) 論論.3RD 第一章：氣壓概論第一章：氣壓概論.4TH第一節(jié)：氣壓傳動(dòng)的組成及工作原理.4TH2.氣壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)的組成部分詳解.5TH第二節(jié) ：氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn).6TH一氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn).6TH二氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn).7TH三氣壓傳動(dòng)與其他傳動(dòng)的性能比較.8TH 第二章：氣動(dòng)基本回路第二章：氣動(dòng)基本回路.8TH第一節(jié) ：壓力控制回路.8TH第三節(jié) ：換向回路.11TH第四節(jié) ：其它氣動(dòng)回路.12TH第三章第三章 ：管道直徑和空壓機(jī)的選擇：管道直徑和空壓機(jī)的選擇.13TH第一節(jié)：確定管道直徑、計(jì)算壓力損失.13TH=1+ .13TH =K+2 .14TH第二節(jié) ：空壓機(jī)的選擇.14THsq=21K Kniq1 sm3max.14THsp=P+().14THaMP第四章：氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例第四章：氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例.16TH實(shí)例一：工件夾緊氣動(dòng)系統(tǒng).16TH實(shí)例二：氣液動(dòng)力滑臺(tái)氣動(dòng)系統(tǒng).17TH實(shí)例三：工廠實(shí)際生產(chǎn)之中的各種利用氣壓系統(tǒng)的產(chǎn)品.19TH參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn).20TH賀尚紅， 液壓與氣壓傳動(dòng) ，長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2011.20TH鐘 平， 液壓與氣壓傳動(dòng) ，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007.20TH百 度， 百 科 ，江蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院.20TH東陶（大連）有限公司.20TH3rd 導(dǎo) 論 機(jī)械工業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)做出了積極貢獻(xiàn)，較好機(jī)械工業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)做出了積極貢獻(xiàn)，較好地發(fā)揮了支柱產(chǎn)業(yè)的作用。地發(fā)揮了支柱產(chǎn)業(yè)的作用。2009 年，機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)自給率進(jìn)一步提年，機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)自給率進(jìn)一步提高到高到 85%，對(duì)全國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值、新產(chǎn)品產(chǎn)值、利潤(rùn)和稅金增長(zhǎng)的貢，對(duì)全國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值、新產(chǎn)品產(chǎn)值、利潤(rùn)和稅金增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率分別為獻(xiàn)率分別為 31.86%、67.58%、57.91%和和 24.01%，均居工業(yè)各行業(yè)，均居工業(yè)各行業(yè)首位。首位。2010 年我國(guó)機(jī)械工業(yè)銷(xiāo)額再創(chuàng)歷史新高：全年累計(jì)完成工業(yè)總產(chǎn)值年我國(guó)機(jī)械工業(yè)銷(xiāo)額再創(chuàng)歷史新高：全年累計(jì)完成工業(yè)總產(chǎn)值14.38 萬(wàn)億元，銷(xiāo)售產(chǎn)值萬(wàn)億元，銷(xiāo)售產(chǎn)值 14.06 萬(wàn)億元，同比分別增長(zhǎng)萬(wàn)億元，同比分別增長(zhǎng) 33.93%和和34.26%。自。自 2010 年年 3 月起，機(jī)械工業(yè)月度產(chǎn)值連續(xù)月起，機(jī)械工業(yè)月度產(chǎn)值連續(xù) 10 個(gè)月超過(guò)個(gè)月超過(guò)1.1 萬(wàn)億元，已經(jīng)進(jìn)入了月產(chǎn)萬(wàn)億元的新時(shí)期。萬(wàn)億元，已經(jīng)進(jìn)入了月產(chǎn)萬(wàn)億元的新時(shí)期。近年來(lái)機(jī)械工業(yè)銷(xiāo)量高速增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，得益于國(guó)家政近年來(lái)機(jī)械工業(yè)銷(xiāo)量高速增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，得益于國(guó)家政策對(duì)機(jī)械工業(yè)的大力支持，特別是在中央實(shí)施應(yīng)對(duì)國(guó)際金融危機(jī)沖策對(duì)機(jī)械工業(yè)的大力支持，特別是在中央實(shí)施應(yīng)對(duì)國(guó)際金融危機(jī)沖擊的一系列計(jì)劃后，相關(guān)產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃的逐步落實(shí)，推動(dòng)了擊的一系列計(jì)劃后，相關(guān)產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃的逐步落實(shí)，推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)快速穩(wěn)定回升。機(jī)械工業(yè)快速穩(wěn)定回升。同時(shí)我們也不應(yīng)該忽略，我們國(guó)家的機(jī)械加工行業(yè)的整體加工自動(dòng)同時(shí)我們也不應(yīng)該忽略，我們國(guó)家的機(jī)械加工行業(yè)的整體加工自動(dòng)化還有待提高，這些原因主要取決于機(jī)械加工設(shè)備的工作效率低下化還有待提高，這些原因主要取決于機(jī)械加工設(shè)備的工作效率低下等原因造成的，我們不僅不能忽視此問(wèn)題的嚴(yán)重性，而且要著手與等原因造成的，我們不僅不能忽視此問(wèn)題的嚴(yán)重性，而且要著手與加緊解決對(duì)。此本人通過(guò)實(shí)踐有了利用氣壓系統(tǒng)改變傳統(tǒng)機(jī)械加工加緊解決對(duì)。此本人通過(guò)實(shí)踐有了利用氣壓系統(tǒng)改變傳統(tǒng)機(jī)械加工率低下的問(wèn)題率低下的問(wèn)題 2013 年年 3 月月 1 日日 4th 第一章：氣壓概論第一章：氣壓概論第一節(jié)：氣壓傳動(dòng)的組成及工作原理第一節(jié)：氣壓傳動(dòng)的組成及工作原理1氣壓傳動(dòng)定義氣壓傳動(dòng)定義 氣壓傳動(dòng)，是以壓縮空氣為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和信號(hào)傳遞。氣壓傳動(dòng)，是以壓縮空氣為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和信號(hào)傳遞。其工作原理是利用空壓機(jī)把電機(jī)或其他原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空其工作原理是利用空壓機(jī)把電機(jī)或其他原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力能然后在控制元件的作用下，通過(guò)執(zhí)行元件把壓力能轉(zhuǎn)換為氣的壓力能然后在控制元件的作用下，通過(guò)執(zhí)行元件把壓力能轉(zhuǎn)換為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能，從而完成各種動(dòng)作，并對(duì)外做功。直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能，從而完成各種動(dòng)作，并對(duì)外做功。 21.氣壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)的組成氣壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)的組成 氣氣 1.電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 壓壓 氣壓發(fā)生裝置氣壓發(fā)生裝置 2.空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)傳傳 3.氣罐及氣罐及動(dòng)動(dòng) 4.壓力控制閥壓力控制閥及及 5.邏輯元件邏輯元件控控 控制元件控制元件 6.方向控制閥方向控制閥 制制 7.流量控制閥流量控制閥系系 8.行程閥行程閥 統(tǒng)統(tǒng) 執(zhí)行元件執(zhí)行元件 9.氣缸氣缸的的 10.消聲器消聲器組組 輔助元件輔助元件 11.油霧器油霧器成成 12.分水濾氣器分水濾氣器5th2.氣壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)的組成部分詳解氣壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)的組成部分詳解 （1）.起源裝置：是指獲得壓縮空氣的裝置。其主體部分是空氣起源裝置：是指獲得壓縮空氣的裝置。其主體部分是空氣壓縮機(jī)，它將原動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能。壓縮機(jī)，它將原動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能。 （2）.控制元件：是指用來(lái)控制壓縮空氣的壓力、流量和流動(dòng)方控制元件：是指用來(lái)控制壓縮空氣的壓力、流量和流動(dòng)方向的，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定的工作循環(huán)，它包括各種壓力控制向的，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定的工作循環(huán)，它包括各種壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥等。閥、流量控制閥和方向控制閥等。 （3）.執(zhí)行元件：是指將氣體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種能量執(zhí)行元件：是指將氣體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置。它包括直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸和實(shí)現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)遠(yuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)換裝置。它包括直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸和實(shí)現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)遠(yuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的氣馬達(dá)或擺動(dòng)馬達(dá)等。的氣馬達(dá)或擺動(dòng)馬達(dá)等。6th （4）.輔助元件：是指保證壓縮空氣的凈化、元件的潤(rùn)滑、元件間輔助元件：是指保證壓縮空氣的凈化、元件的潤(rùn)滑、元件間的連接及消聲等所必需的，它包括過(guò)濾器、油霧器、管接頭及消聲的連接及消聲等所必需的，它包括過(guò)濾器、油霧器、管接頭及消聲器等。器等。第第 2 節(jié)節(jié)：氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)：氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)一氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)一氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1.工作介質(zhì)是空氣，與液壓油相比可節(jié)約能源，而且取之不盡、用工作介質(zhì)是空氣，與液壓油相比可節(jié)約能源，而且取之不盡、用之不竭。氣體不易堵塞流動(dòng)通道，使用之后可將其隨時(shí)排入大氣中，之不竭。氣體不易堵塞流動(dòng)通道，使用之后可將其隨時(shí)排入大氣中，不污染環(huán)境。不污染環(huán)境。2.空氣的特性受溫度影響小。在高溫下能可靠的工作，不會(huì)發(fā)生燃空氣的特性受溫度影響小。在高溫下能可靠的工作，不會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。且溫度變化時(shí)，對(duì)空氣的黏度影響極小，故不會(huì)影響傳燒或爆炸。且溫度變化時(shí)，對(duì)空氣的黏度影響極小，故不會(huì)影響傳動(dòng)性能。動(dòng)性能。3.空氣的黏度很?。s為液壓油的萬(wàn)分之一）空氣的黏度很?。s為液壓油的萬(wàn)分之一） ，所以流動(dòng)阻力小，在，所以流動(dòng)阻力小，在管道中流動(dòng)的壓力損失較小，所以便與集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。管道中流動(dòng)的壓力損失較小，所以便與集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。4.相對(duì)液壓傳動(dòng)而言，氣壓動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，一般只需相對(duì)液壓傳動(dòng)而言，氣壓動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，一般只需 0.020.3s就可以達(dá)到工作壓力和速度。液壓油在管路中流動(dòng)速度一般為就可以達(dá)到工作壓力和速度。液壓油在管路中流動(dòng)速度一般為15m/s，而氣體的流速最小也大于，而氣體的流速最小也大于 10m/s，有時(shí)甚至達(dá)到音速，排，有時(shí)甚至達(dá)到音速，排氣時(shí)還達(dá)到超音速。氣時(shí)還達(dá)到超音速。5.氣體壓力具有較強(qiáng)的自保能力，即使壓縮機(jī)停機(jī)，關(guān)閉氣閥，但氣體壓力具有較強(qiáng)的自保能力，即使壓縮機(jī)停機(jī)，關(guān)閉氣閥，但裝置中仍然可以維持一個(gè)穩(wěn)定的壓力。液壓系統(tǒng)要保持壓力，一般裝置中仍然可以維持一個(gè)穩(wěn)定的壓力。液壓系統(tǒng)要保持壓力，一般需要能源泵繼續(xù)工作或另加蓄能器，而氣體通過(guò)自身的膨脹性來(lái)維需要能源泵繼續(xù)工作或另加蓄能器，而氣體通過(guò)自身的膨脹性來(lái)維持承載持承載缸的壓力不變。缸的壓力不變。7th6.氣動(dòng)元件可靠性高、壽命長(zhǎng)。電氣元件可運(yùn)行百萬(wàn)次，而氣動(dòng)元?dú)鈩?dòng)元件可靠性高、壽命長(zhǎng)。電氣元件可運(yùn)行百萬(wàn)次，而氣動(dòng)元件可運(yùn)行件可運(yùn)行 20004000 萬(wàn)次。萬(wàn)次。7.工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，比液壓、電子、電氣傳動(dòng)和控制優(yōu)越。振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，比液壓、電子、電氣傳動(dòng)和控制優(yōu)越。8.氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，維護(hù)方便，過(guò)載能力自動(dòng)保護(hù)。氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，維護(hù)方便，過(guò)載能力自動(dòng)保護(hù)。二氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)二氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)1.由于空氣的可壓縮性較大，氣動(dòng)裝置的穩(wěn)定性較差，外載變化時(shí)，由于空氣的可壓縮性較大，氣動(dòng)裝置的穩(wěn)定性較差，外載變化時(shí)，對(duì)工作速度的影響較大。對(duì)工作速度的影響較大。2.由于工作壓力低，氣動(dòng)裝置的輸出或力矩受到限制。結(jié)構(gòu)尺寸相由于工作壓力低，氣動(dòng)裝置的輸出或力矩受到限制。結(jié)構(gòu)尺寸相同的情況下，氣壓傳動(dòng)裝置比液壓傳動(dòng)裝置輸出的力要小得多。氣同的情況下，氣壓傳動(dòng)裝置比液壓傳動(dòng)裝置輸出的力要小得多。氣壓傳動(dòng)裝置輸出力不宜大于壓傳動(dòng)裝置輸出力不宜大于 1040KN。3.氣動(dòng)裝置中的信號(hào)傳動(dòng)速度比光、電控制速度慢，所以不宜用于氣動(dòng)裝置中的信號(hào)傳動(dòng)速度比光、電控制速度慢，所以不宜用于信號(hào)傳遞速度要求十分高的復(fù)雜線(xiàn)路中。同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的遙控信號(hào)傳遞速度要求十分高的復(fù)雜線(xiàn)路中。同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的遙控也比較困難，但對(duì)一般的機(jī)械設(shè)備，啟動(dòng)信號(hào)的傳遞速度是能夠滿(mǎn)也比較困難，但對(duì)一般的機(jī)械設(shè)備，啟動(dòng)信號(hào)的傳遞速度是能夠滿(mǎn)足工作要求的。足工作要求的。4.噪聲較大，尤其是在超音速排氣時(shí)要加消音器。噪聲較大，尤其是在超音速排氣時(shí)要加消音器。三氣壓傳動(dòng)與其他傳動(dòng)的性能比較三氣壓傳動(dòng)與其他傳動(dòng)的性能比較8th 第二章：氣動(dòng)基本回路第二章：氣動(dòng)基本回路第第 1 節(jié)節(jié)：壓力控制回路：壓力控制回路壓力控制回路用于調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)壓力，使之保持在某一規(guī)定壓力控制回路用于調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)壓力，使之保持在某一規(guī)定 類(lèi)類(lèi) 型型操作操作力力動(dòng)作動(dòng)作快慢快慢環(huán)境環(huán)境要求要求 構(gòu)構(gòu) 造造負(fù)載變負(fù)載變化影響化影響操作操作距離距離無(wú)極無(wú)極調(diào)速調(diào)速工作工作壽命壽命 維維 護(hù)護(hù) 價(jià)價(jià) 格格 氣氣 壓壓 傳傳 動(dòng)動(dòng) 中中 等等 較較 快快適應(yīng)適應(yīng)性好性好 簡(jiǎn)簡(jiǎn) 單單 較較 大大中距中距離離 較較 好好 長(zhǎng)長(zhǎng) 一一 般般 便便 宜宜 液液 壓壓 傳傳 動(dòng)動(dòng) 最最 大大 較較 慢慢不怕不怕振動(dòng)振動(dòng) 復(fù)復(fù) 雜雜有有 一一 些些 短距短距離離 良良 好好 一一 般般要求要求高高 稍稍 貴貴電電氣氣 中中 等等 快快要求要求高高稍復(fù)稍復(fù)雜雜幾乎幾乎 沒(méi)沒(méi) 有有遠(yuǎn)距遠(yuǎn)距離離 良良 好好 較較 短短要求要求較高較高 稍稍 貴貴電電傳傳動(dòng)動(dòng)電電子子 最最 小小 最最 快快要求要求特高特高最復(fù)最復(fù)雜雜 沒(méi)沒(méi) 有有遠(yuǎn)距遠(yuǎn)距離離 良良 好好 短短要求要求更高更高 最最 貴貴 機(jī)機(jī) 械械 傳傳 動(dòng)動(dòng) 較較 大大 一一 般般 一一 般般 一一 般般 沒(méi)沒(méi) 有有短距短距離離較困較困難難 一一 般般 簡(jiǎn)簡(jiǎn) 單單 一一 般般9th的范圍內(nèi)。常用的有一次壓力控制回路和二次壓力控制回路。的范圍內(nèi)。常用的有一次壓力控制回路和二次壓力控制回路。一：一次壓力控制回路一：一次壓力控制回路一次壓力控制回路，用于控制儲(chǔ)存氣罐的壓力，使之不超過(guò)規(guī)一次壓力控制回路，用于控制儲(chǔ)存氣罐的壓力，使之不超過(guò)規(guī)定的壓力值。常采用外控溢流閥或采用電接點(diǎn)壓力表來(lái)控制空氣壓定的壓力值。常采用外控溢流閥或采用電接點(diǎn)壓力表來(lái)控制空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)、停，使儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。采用安全閥，縮機(jī)的轉(zhuǎn)、停，使儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。采用安全閥，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，但氣量浪費(fèi)大；采用電接點(diǎn)壓力表，對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，但氣量浪費(fèi)大；采用電接點(diǎn)壓力表，對(duì)電機(jī)控制要求較高，常用于對(duì)小型空壓機(jī)的控制。控制要求較高，常用于對(duì)小型空壓機(jī)的控制。二：二次壓力控制回路二：二次壓力控制回路對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)氣源壓力進(jìn)行控制。是由氣動(dòng)控制三聯(lián)件組成的主要由對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)氣源壓力進(jìn)行控制。是由氣動(dòng)控制三聯(lián)件組成的主要由溢流減壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力控制或者是由減壓閥和換向閥構(gòu)成的，對(duì)同溢流減壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力控制或者是由減壓閥和換向閥構(gòu)成的，對(duì)同一系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸出高、低壓力一系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸出高、低壓力 p、p的控制。的控制。10th第第 2 節(jié)節(jié)：速度控制回路：速度控制回路 控制氣動(dòng)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路稱(chēng)為速度控制回路。由于氣動(dòng)系控制氣動(dòng)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的回路稱(chēng)為速度控制回路。由于氣動(dòng)系統(tǒng)使用的功率都不大，所以主要的調(diào)速方法是節(jié)流調(diào)速。統(tǒng)使用的功率都不大，所以主要的調(diào)速方法是節(jié)流調(diào)速。一：?jiǎn)巫饔脷飧姿俣瓤刂苹芈芬唬簡(jiǎn)巫饔脷飧姿俣瓤刂苹芈穬蓚€(gè)單向節(jié)流閥反接，可分別控制活塞桿伸出和縮回的速度。兩個(gè)單向節(jié)流閥反接，可分別控制活塞桿伸出和縮回的速度。氣缸活塞上升時(shí)節(jié)流調(diào)速，下降時(shí)則通過(guò)快速排氣閥排氣，使活塞氣缸活塞上升時(shí)節(jié)流調(diào)速，下降時(shí)則通過(guò)快速排氣閥排氣，使活塞桿快速返回。桿快速返回。二：雙作用氣缸速度控制回路二：雙作用氣缸速度控制回路1、采用單向節(jié)流控制閥的雙向調(diào)速回路，取消任意一只單向節(jié)流閥，采用單向節(jié)流控制閥的雙向調(diào)速回路，取消任意一只單向節(jié)流閥，便得到單向調(diào)速回路；便得到單向調(diào)速回路；2、采用排氣節(jié)流閥的雙向調(diào)速回路。它們都是采用排氣節(jié)流調(diào)速方采用排氣節(jié)流閥的雙向調(diào)速回路。它們都是采用排氣節(jié)流調(diào)速方式。當(dāng)外負(fù)載變化不大時(shí)，采用排氣節(jié)流方式，進(jìn)氣阻力小，負(fù)載式。當(dāng)外負(fù)載變化不大時(shí)，采用排氣節(jié)流方式，進(jìn)氣阻力小，負(fù)載變化對(duì)速度影響小，比進(jìn)氣節(jié)流調(diào)速效果好。變化對(duì)速度影響小，比進(jìn)氣節(jié)流調(diào)速效果好。3、快速往返動(dòng)作回路快速往返動(dòng)作回路 采用快速排氣閥的快速往復(fù)動(dòng)作回路，若要實(shí)現(xiàn)氣缸單向快速采用快速排氣閥的快速往復(fù)動(dòng)作回路，若要實(shí)現(xiàn)氣缸單向快速11th運(yùn)動(dòng)，可省去一只快速排氣閥。運(yùn)動(dòng)，可省去一只快速排氣閥。4、速度換接回路速度換接回路 當(dāng)撞塊壓下行程開(kāi)關(guān)時(shí)，發(fā)出電信號(hào)，使二位當(dāng)撞塊壓下行程開(kāi)關(guān)時(shí)，發(fā)出電信號(hào)，使二位二通閥換向，改變排氣通路，從而改變氣缸速度。行程開(kāi)關(guān)的位置，二通閥換向，改變排氣通路，從而改變氣缸速度。行程開(kāi)關(guān)的位置，由需要而定，二位二通閥也可以用行程閥代替。由需要而定，二位二通閥也可以用行程閥代替。5、緩沖回路緩沖回路 當(dāng)氣缸行程長(zhǎng)、速度快、慣性大時(shí)，往往需要采用緩沖回路來(lái)消除當(dāng)氣缸行程長(zhǎng)、速度快、慣性大時(shí)，往往需要采用緩沖回路來(lái)消除沖擊。沖擊。第第 3 節(jié)節(jié)：換向回路：換向回路 1、單作用氣缸換向回路單作用氣缸換向回路1、采用二位二通電磁閥控制的換向回路，通電時(shí)，活塞桿伸出；斷采用二位二通電磁閥控制的換向回路，通電時(shí)，活塞桿伸出；斷電時(shí)，在彈簧力的作用下活塞桿縮回；電時(shí)，在彈簧力的作用下活塞桿縮回；2、采用三位五通電磁閥控制的換向回路，該閥具有自動(dòng)對(duì)中功能，采用三位五通電磁閥控制的換向回路，該閥具有自動(dòng)對(duì)中功能，可使氣缸活塞在任意位置，但定位精度不高、定位時(shí)間不長(zhǎng)?？墒箽飧谆钊谌我馕恢?，但定位精度不高、定位時(shí)間不長(zhǎng)。2、雙作用氣缸換向回路雙作用氣缸換向回路1、采用小通徑的手動(dòng)換向閥控制二位五通主閥控制氣缸往返運(yùn)行；采用小通徑的手動(dòng)換向閥控制二位五通主閥控制氣缸往返運(yùn)行；2、采用三位五通電磁換向閥控制氣缸換向，該回路有中停功能，但采用三位五通電磁換向閥控制氣缸換向，該回路有中停功能，但定位精度不高；定位精度不高；3、采用兩個(gè)小通徑的手動(dòng)閥控制二位五通主閥，控制氣缸往返運(yùn)行。采用兩個(gè)小通徑的手動(dòng)閥控制二位五通主閥，控制氣缸往返運(yùn)行。12th第第 4 節(jié)節(jié)：其它氣動(dòng)回路：其它氣動(dòng)回路1、氣液聯(lián)動(dòng)回路氣液聯(lián)動(dòng)回路 是以氣壓為動(dòng)力，利用氣液轉(zhuǎn)換裝置把氣壓傳動(dòng)變?yōu)橐簤簜鲃?dòng)。是以氣壓為動(dòng)力，利用氣液轉(zhuǎn)換裝置把氣壓傳動(dòng)變?yōu)橐簤簜鲃?dòng)。1、采用氣液阻尼缸來(lái)獲得更為平穩(wěn)和更為有效地控制運(yùn)動(dòng)速度的氣采用氣液阻尼缸來(lái)獲得更為平穩(wěn)和更為有效地控制運(yùn)動(dòng)速度的氣壓傳動(dòng)；壓傳動(dòng)；2、采用氣液增壓器來(lái)使傳動(dòng)力增大等；采用氣液增壓器來(lái)使傳動(dòng)力增大等； 氣液聯(lián)動(dòng)回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠，充分利用了液壓、氣液聯(lián)動(dòng)回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠，充分利用了液壓、氣壓的優(yōu)點(diǎn)。氣壓的優(yōu)點(diǎn)。2、位置控制回路位置控制回路位置控制回路它包括：位置控制回路它包括：1、利用緩沖擋鐵的位置控制回路；利用緩沖擋鐵的位置控制回路；2、多位缸的位置控制回路多位缸的位置控制回路3、安全保護(hù)回路安全保護(hù)回路安全保護(hù)回路它包括：安全保護(hù)回路它包括：1、過(guò)載保護(hù)回路；過(guò)載保護(hù)回路；2、互鎖回路；互鎖回路；還有例如往復(fù)動(dòng)作回路、延時(shí)回路、計(jì)數(shù)回路等。還有例如往復(fù)動(dòng)作回路、延時(shí)回路、計(jì)數(shù)回路等。13th第第 3 章章：管道直徑和空壓機(jī)的選擇：管道直徑和空壓機(jī)的選擇第一節(jié)：確定管道直徑第一節(jié)：確定管道直徑、計(jì)算壓力損失計(jì)算壓力損失一：確定管道直徑一：確定管道直徑管道直徑主要根據(jù)流量、速度要求和允許的壓力損失來(lái)確定。管道直徑主要根據(jù)流量、速度要求和允許的壓力損失來(lái)確定。通常情況下考慮與其連接的控制元件通徑相一致的原則初步確定管通常情況下考慮與其連接的控制元件通徑相一致的原則初步確定管徑，并在驗(yàn)算壓力損失后選定管徑。徑，并在驗(yàn)算壓力損失后選定管徑。二：驗(yàn)算壓力損失二：驗(yàn)算壓力損失為保證執(zhí)行元件正常工作，壓縮空氣通過(guò)各種控制元件、輔助為保證執(zhí)行元件正常工作，壓縮空氣通過(guò)各種控制元件、輔助元件和連接輸送管道經(jīng)到達(dá)執(zhí)行元件的總壓力損失元件和連接輸送管道經(jīng)到達(dá)執(zhí)行元件的總壓力損失，必須滿(mǎn)足，必須滿(mǎn)足1下式：下式： =1+ 式中式中:1為沿程壓力損失之和為沿程壓力損失之和();為局部壓力損失之為局部壓力損失之a(chǎn)MP和和();為允許總壓力損失為允許總壓力損失()可根據(jù)供氣的具體情可根據(jù)供氣的具體情aMPaMP況定。況定。實(shí)際驗(yàn)算總壓力損失，如系統(tǒng)管道不特別長(zhǎng)（一般實(shí)際驗(yàn)算總壓力損失，如系統(tǒng)管道不特別長(zhǎng)（一般 L400m）管）管子內(nèi)表面粗糙度不大，在經(jīng)濟(jì)流速下，沿程壓力損失子內(nèi)表面粗糙度不大，在經(jīng)濟(jì)流速下，沿程壓力損失，很小可，很小可以不單獨(dú)記入，只是在總壓力損失值的安全系數(shù)以不單獨(dú)記入，只是在總壓力損失值的安全系數(shù)K中稍予考慮就可中稍予考慮就可以了。而局部壓力損失以了。而局部壓力損失1往往又比氣流通過(guò)氣動(dòng)元件、輔件的往往又比氣流通過(guò)氣動(dòng)元件、輔件的壓力損失壓力損失2小得多，所以對(duì)此不做嚴(yán)格計(jì)算的系統(tǒng)式小得多，所以對(duì)此不做嚴(yán)格計(jì)算的系統(tǒng)式可簡(jiǎn)化可簡(jiǎn)化為：為：14th =K+2 式中：式中：2為流經(jīng)元件、輔件的壓力損失簡(jiǎn)化修正系數(shù)為流經(jīng)元件、輔件的壓力損失簡(jiǎn)化修正系數(shù)K=1.051.3，對(duì)于長(zhǎng)管道，截面變化復(fù)雜的管道，取大值。，對(duì)于長(zhǎng)管道，截面變化復(fù)雜的管道，取大值。如果驗(yàn)算的總壓力損失如果驗(yàn)算的總壓力損失，則必須加大管徑或改進(jìn)，則必須加大管徑或改進(jìn)管道的布置，以降低總壓力損失，直到管道的布置，以降低總壓力損失，直到時(shí)為止，即最時(shí)為止，即最后所確定的管徑。后所確定的管徑。第第 2 節(jié)節(jié)：空壓機(jī)的選擇：空壓機(jī)的選擇一：計(jì)算空壓機(jī)的供氣量一：計(jì)算空壓機(jī)的供氣量sq，sq式如下：式如下： sq=21K Kniq1 sm3max二：計(jì)算空壓機(jī)的供氣壓力二：計(jì)算空壓機(jī)的供氣壓力sp，sp式如下：式如下： sp=p+()aMP 式中：式中：p 為用氣設(shè)備使用的額定壓力為用氣設(shè)備使用的額定壓力()；為氣動(dòng)系統(tǒng)為氣動(dòng)系統(tǒng)aMP的總壓力損失的總壓力損失()根據(jù)計(jì)算出的根據(jù)計(jì)算出的sq和和sp，即可選用相應(yīng)型號(hào)的空壓，即可選用相應(yīng)型號(hào)的空壓aMP機(jī)機(jī) 15th 表：通過(guò)氣動(dòng)元件、輔件的各自壓力損失表：通過(guò)氣動(dòng)元件、輔件的各自壓力損失值值2損損 管管 失失 經(jīng)經(jīng) 值值元元 件件 3 6 810152025324050截止閥截止閥 0.0250.022 0.015 0.010 0.009滑閥時(shí)滑閥時(shí)換向閥換向閥 0.0250.022 0.0150.0100.009單向閥、單向閥、梭向閥梭向閥0.0250.0220.0200.0150.012 0.010 0.0090.008快排閥快排閥PA0.0220.020 0.012 0.010 0.0090.008方方向向閥閥脈沖閥、脈沖閥、延時(shí)閥延時(shí)閥0.025節(jié)流閥節(jié)流閥0.0250.0220.0200.0150.012 0.010 0.0090.008單向節(jié)單向節(jié)流閥流閥P A 0.025 0.020流流量量閥閥消聲節(jié)消聲節(jié)流閥流閥0.0200.012 0.010 0.009壓力壓力閥閥單向壓?jiǎn)蜗驂毫樞蛄樞蜷y閥0.0250.0220.0200.0150.012分水濾分水濾氣器氣器/25 0.015分水濾分水濾氣器氣器/75 0.010 0.020油霧器油霧器 0.015輔輔件件消聲器消聲器0.0220.0200.012 0.010 0.009 0.0080.00716th 第四章：氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例第四章：氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例實(shí)例一：工件夾緊氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例一：工件夾緊氣動(dòng)系統(tǒng) 圖示為機(jī)械加工自動(dòng)線(xiàn)，組合機(jī)床中常用的工件夾緊系統(tǒng)圖。圖示為機(jī)械加工自動(dòng)線(xiàn)，組合機(jī)床中常用的工件夾緊系統(tǒng)圖。1、工作原理是：工作原理是：當(dāng)工件運(yùn)動(dòng)到指定位置后，氣缸內(nèi)當(dāng)工件運(yùn)動(dòng)到指定位置后，氣缸內(nèi) A 的活塞桿伸出，待工件定的活塞桿伸出，待工件定位鎖緊后，兩側(cè)氣缸位鎖緊后，兩側(cè)氣缸 B 和和 C 的活塞桿同時(shí)伸出，從兩側(cè)面夾緊工件，的活塞桿同時(shí)伸出，從兩側(cè)面夾緊工件，實(shí)現(xiàn)夾緊，而后進(jìn)行機(jī)械加工。實(shí)現(xiàn)夾緊，而后進(jìn)行機(jī)械加工。2、氣動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作原理：氣動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作原理：當(dāng)用腳踏下腳踏板換向閥當(dāng)用腳踏下腳踏板換向閥 1 后，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥進(jìn)入氣后，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥進(jìn)入氣缸缸 4 的無(wú)桿腔，夾緊頭下降至鎖緊位置，后使機(jī)動(dòng)行程閥的無(wú)桿腔，夾緊頭下降至鎖緊位置，后使機(jī)動(dòng)行程閥 2 換向，換向，壓縮壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥空氣經(jīng)單向節(jié)流閥 5 進(jìn)入中繼閥進(jìn)入中繼閥 6 的右側(cè)使閥的右側(cè)使閥 6 換向；壓縮空換向；壓縮空17th氣閥氣閥 6 通過(guò)主控閥通過(guò)主控閥 4 的左經(jīng)進(jìn)入氣缸的左經(jīng)進(jìn)入氣缸 B 和和 C 的無(wú)桿腔，使兩氣缸活的無(wú)桿腔，使兩氣缸活塞同時(shí)伸出，夾緊工件，與此同時(shí)，壓縮空氣的一部分經(jīng)單向節(jié)流塞同時(shí)伸出，夾緊工件，與此同時(shí)，壓縮空氣的一部分經(jīng)單向節(jié)流閥閥 3 調(diào)定延時(shí)后使主控閥調(diào)定延時(shí)后使主控閥 4 換向到右位，則兩氣缸換向到右位，則兩氣缸 B 和和 C 返回，在返回，在兩氣缸返回的過(guò)程中，有桿腔的壓縮空氣使腳踏閥兩氣缸返回的過(guò)程中，有桿腔的壓縮空氣使腳踏閥 1 復(fù)位，則氣缸復(fù)位，則氣缸A 返回。此時(shí)，由于行程閥返回。此時(shí)，由于行程閥 2 復(fù)位（右位）復(fù)位（右位） ，所以中繼閥，所以中繼閥 6 也復(fù)位，也復(fù)位，則氣缸則氣缸 B 和和 C 的無(wú)桿腔通大氣，主控閥的無(wú)桿腔通大氣，主控閥 4 自動(dòng)復(fù)位，由此完成了一自動(dòng)復(fù)位，由此完成了一個(gè)個(gè)“缸缸 A 活塞桿伸出壓下活塞桿伸出壓下夾緊缸夾緊缸 B 和和 C 活塞桿伸出夾緊活塞桿伸出夾緊夾緊缸夾緊缸B 和和 C 活塞桿返回活塞桿返回缸缸 A 活塞缸返回活塞缸返回”的動(dòng)作循環(huán)。的動(dòng)作循環(huán)。實(shí)例二：氣液動(dòng)力滑臺(tái)氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例二：氣液動(dòng)力滑臺(tái)氣動(dòng)系統(tǒng)該氣液動(dòng)力滑臺(tái)運(yùn)用氣液阻尼缸作為執(zhí)行元件，在機(jī)床設(shè)備中該氣液動(dòng)力滑臺(tái)運(yùn)用氣液阻尼缸作為執(zhí)行元件，在機(jī)床設(shè)備中用來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，可完成兩種工作循環(huán)：用來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，可完成兩種工作循環(huán)：18th一、快進(jìn)一、快進(jìn)慢進(jìn)（工進(jìn)）慢進(jìn)（工進(jìn)）快退快退停止停止當(dāng)手動(dòng)閥當(dāng)手動(dòng)閥 4 處于圖示狀態(tài)時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)處于圖示狀態(tài)時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)快進(jìn)慢進(jìn)（工進(jìn)）慢進(jìn)（工進(jìn)）快退快退停止停止”的動(dòng)作循環(huán)。其原理是：的動(dòng)作循環(huán)。其原理是：、當(dāng)手動(dòng)閥、當(dāng)手動(dòng)閥 3 切換到右位時(shí)，實(shí)際上就是給予進(jìn)刀信號(hào)，在切換到右位時(shí)，實(shí)際上就是給予進(jìn)刀信號(hào)，在氣壓作用下氣缸活塞開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，液壓缸中活塞下腔的油液經(jīng)行氣壓作用下氣缸活塞開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，液壓缸中活塞下腔的油液經(jīng)行程閥程閥 6 的左位和單向閥的左位和單向閥 7 進(jìn)入液壓缸活塞的上腔，實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。進(jìn)入液壓缸活塞的上腔，實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。、當(dāng)快進(jìn)到活塞桿上的擋鐵、當(dāng)快進(jìn)到活塞桿上的擋鐵 B 切換行程閥切換行程閥 6（使他處于右位）（使他處于右位）后，油液只能經(jīng)節(jié)流閥后，油液只能經(jīng)節(jié)流閥 5 進(jìn)入活塞上腔，調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開(kāi)度，即可進(jìn)入活塞上腔，調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開(kāi)度，即可調(diào)節(jié)氣液阻尼缸的運(yùn)動(dòng)速度，所以活塞開(kāi)始慢進(jìn)（工進(jìn)）調(diào)節(jié)氣液阻尼缸的運(yùn)動(dòng)速度，所以活塞開(kāi)始慢進(jìn)（工進(jìn)） 。、當(dāng)慢進(jìn)到擋鐵、當(dāng)慢進(jìn)到擋鐵 C 使行程閥使行程閥 2 切換到左位時(shí)，輸出信號(hào)使閥切換到左位時(shí)，輸出信號(hào)使閥3 切換到左位，這時(shí)氣缸活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，液壓缸活塞上腔的油液切換到左位，這時(shí)氣缸活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，液壓缸活塞上腔的油液經(jīng)閥經(jīng)閥 8 的左位和手動(dòng)閥的左位和手動(dòng)閥 4 中的單向閥進(jìn)入液壓缸下腔實(shí)現(xiàn)快退。中的單向閥進(jìn)入液壓缸下腔實(shí)現(xiàn)快退。、當(dāng)快退到擋鐵、當(dāng)快退到擋鐵 A 切換閥切換閥 8 而使油液通道被切斷，活塞被停而使油液通道被切斷，活塞被停止運(yùn)動(dòng)，改變擋鐵止運(yùn)動(dòng)，改變擋鐵 A 的位置，就可以改變的位置，就可以改變“停停”的位置的位置2、快進(jìn)快進(jìn)慢進(jìn)慢進(jìn)慢退慢退快退快退停止停止關(guān)閉手動(dòng)閥關(guān)閉手動(dòng)閥 4（是他處于左位）時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)（是他處于左位）時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)快進(jìn)慢進(jìn)慢進(jìn)慢退慢退快退快退停止停止”的雙向進(jìn)給程序，其動(dòng)作循環(huán)的的雙向進(jìn)給程序，其動(dòng)作循環(huán)的“快進(jìn)快進(jìn)慢慢進(jìn)進(jìn)”動(dòng)作原理同上述。動(dòng)作原理同上述。、當(dāng)慢進(jìn)至擋鐵（切換到左位）、當(dāng)慢進(jìn)至擋鐵（切換到左位） ，氣缸活塞開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，這，氣缸活塞開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，這時(shí)液壓缸活塞上腔的油液經(jīng)行程閥時(shí)液壓缸活塞上腔的油液經(jīng)行程閥 8 的左位和節(jié)流閥的左位和節(jié)流閥 5 進(jìn)入活塞下進(jìn)入活塞下腔，亦即實(shí)現(xiàn)了慢退（反向進(jìn)給）腔，亦即實(shí)現(xiàn)了慢退（反向進(jìn)給） 。、慢退到擋鐵、慢退到擋鐵 B 離開(kāi)閥離開(kāi)閥 6 的頂桿而使其復(fù)位（左位工作）后，的頂桿而使其復(fù)位（左位工作）后，19th液壓缸活塞上腔的油液就經(jīng)閥液壓缸活塞上腔的油液就經(jīng)閥 6 左位而進(jìn)入，活塞下腔，開(kāi)始了快左位而進(jìn)入，活塞下腔，開(kāi)始了快退。退。、快退到擋鐵、快退到擋鐵 A 切換閥切換閥 8 而使油液通路被切斷時(shí)，活塞就停而使油液通路被切斷時(shí)，活塞就停止運(yùn)動(dòng)。止運(yùn)動(dòng)。注注：圖中，：圖中，1 是定位機(jī)構(gòu)的手動(dòng)閥、是定位機(jī)構(gòu)的手動(dòng)閥、2 行程閥和行程閥和 3 手動(dòng)閥組手動(dòng)閥組成一個(gè)組合閥塊，閥成一個(gè)組合閥塊，閥 4、閥、閥 5 和閥和閥 6 為另一組合閥。補(bǔ)油箱為另一組合閥。補(bǔ)油箱 10 用以用以補(bǔ)償系統(tǒng)中的漏油，一般可用油杯來(lái)代替。補(bǔ)償系統(tǒng)中的漏油，一般可用油杯來(lái)代替。實(shí)例三：工廠實(shí)際生產(chǎn)之中的各種利用氣壓系統(tǒng)的產(chǎn)品實(shí)例三：工廠實(shí)際生產(chǎn)之中的各種利用氣壓系統(tǒng)的產(chǎn)品氣動(dòng)計(jì)量裝置氣動(dòng)計(jì)量裝置20th 氣壓氣槍氣壓氣槍21st氣壓氣動(dòng)鉆氣壓氣動(dòng)鉆22nd氣壓氣動(dòng)鉆氣壓氣動(dòng)鉆氣壓氣動(dòng)換向閥氣壓氣動(dòng)換向閥23rd氣壓氣動(dòng)夾具氣壓氣動(dòng)夾具氣壓氣動(dòng)氣密性檢測(cè)氣壓氣動(dòng)氣密性檢測(cè)24th參 考 文 獻(xiàn)賀尚紅，賀尚紅，液壓與氣壓傳動(dòng)液壓與氣壓傳動(dòng)，長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2011鐘鐘 平，平，液壓與氣壓傳動(dòng)液壓與氣壓傳動(dòng)，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，學(xué)出版社，2007百百 度，度， 百百 科科 ，江蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院東陶（大連）有限公司東陶（大連）有限公司 大連開(kāi)發(fā)區(qū)圖書(shū)館大連開(kāi)發(fā)區(qū)圖書(shū)館