气动系统基础资料PPT学习教案.pptx
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1、会计学1气动气动(q dn)系统基础资料系统基础资料第一页,共101页。空气的物理性质空气的物理性质(wl xngzh)马赫数及其作用马赫数及其作用气体的流动规律气体的流动规律第1页/共101页第二页,共101页。气源装置气源装置(zhungzh)及及气动元件气动元件气源装置气动辅件气动执行(zhxng)元件气动控制阀第2页/共101页第三页,共101页。空气空气(kngq)(kngq)的物理性质的物理性质 空气空气空气空气(kngq)(kngq)的密度的密度的密度的密度 空气空气空气空气(kngq)(kngq)的粘度的粘度的粘度的粘度 粘性:空气粘性:空气粘性:空气粘性:空气(kngq)(k
2、ngq)流动时质点间相对运动产生内摩擦阻力的性质流动时质点间相对运动产生内摩擦阻力的性质流动时质点间相对运动产生内摩擦阻力的性质流动时质点间相对运动产生内摩擦阻力的性质 动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度 运动粘度运动粘度运动粘度运动粘度 影响粘度的因素影响粘度的因素影响粘度的因素影响粘度的因素温度温度温度温度 随温度的升高而升高。随温度的升高而升高。随温度的升高而升高。随温度的升高而升高。空气空气空气空气(kngq)(kngq)的压缩性和膨胀性的压缩性和膨胀性的压缩性和膨胀性的压缩性和膨胀性 体积随压力和温度而变化的性质分别表征为压缩性和膨胀性。体积随压力和温度而变化的性质分别表征为压缩性和膨
3、胀性。体积随压力和温度而变化的性质分别表征为压缩性和膨胀性。体积随压力和温度而变化的性质分别表征为压缩性和膨胀性。空气空气空气空气(kngq)(kngq)的压缩性和膨胀性远大于固体和液体的压缩性和膨胀性。的压缩性和膨胀性远大于固体和液体的压缩性和膨胀性。的压缩性和膨胀性远大于固体和液体的压缩性和膨胀性。的压缩性和膨胀性远大于固体和液体的压缩性和膨胀性。第3页/共101页第四页,共101页。声速声速(shn s)(shn s)与马赫数与马赫数n n声波在介质中的传播速度称为声速。n n 对理想气体来说,声音在其中(qzhng)传播的相对速度只与气体的温度有关。气体的声速c 是随气体状态参数的变化
4、而变化的。n n气流速度与当地声速(c=341m/s)之比称为马赫数,Ma v/c Ma 是气体流动的一个重要参数,集中反映了气流的压缩性,Ma愈大,气流密度变化越大。n n 当vc,Ma 1时,称为亚声速流动;n n 当vc,Ma 1时,称为声速流动;n n 当vc,Ma 1时,称为超声速流动。第4页/共101页第五页,共101页。n n当当当当v 50m/s v 50m/s 时,不必考虑压缩性。时,不必考虑压缩性。时,不必考虑压缩性。时,不必考虑压缩性。n n当当当当v 140m/s v 140m/s 时,应考虑压缩性,压缩时,应考虑压缩性,压缩时,应考虑压缩性,压缩时,应考虑压缩性,压缩
5、8%8%。n n在气动在气动在气动在气动(q dn(q dn)装置中,气体流动速度装置中,气体流动速度装置中,气体流动速度装置中,气体流动速度较低,且经过压缩,可以认为不可压缩;较低,且经过压缩,可以认为不可压缩;较低,且经过压缩,可以认为不可压缩;较低,且经过压缩,可以认为不可压缩;自由气体经空压机压缩的过程中是可压自由气体经空压机压缩的过程中是可压自由气体经空压机压缩的过程中是可压自由气体经空压机压缩的过程中是可压缩的。缩的。缩的。缩的。第5页/共101页第六页,共101页。理想气体理想气体(l xin q t)的状态的状态方程方程n n不计粘性的气体称为理想气体。空气不计粘性的气体称为理
6、想气体。空气不计粘性的气体称为理想气体。空气不计粘性的气体称为理想气体。空气(kngq)(kngq)可视为理想气体。可视为理想气体。可视为理想气体。可视为理想气体。n n气体状态方程成立气体状态方程成立气体状态方程成立气体状态方程成立 n n pV/T=pV/T=常量常量常量常量 或或或或 p=RT p=RT第6页/共101页第七页,共101页。气体气体(qt)的流动规律的流动规律n n气体流动基本气体流动基本气体流动基本气体流动基本(jbn)(jbn)方程方程方程方程n n连续性方程连续性方程连续性方程连续性方程 1v1A1=2v2A2 1v1A1=2v2A2 (注意(注意(注意(注意121
7、2)第7页/共101页第八页,共101页。n n伯努利方程伯努利方程 n n在低速流动时,气体可认为是在低速流动时,气体可认为是不可压缩的(不可压缩的(常数),则常数),则有有 v2/2 +p=常数常数n n p1+v12/2 =p2+v22/2+pn np压力损失压力损失(snsh),包,包括沿程压力损失括沿程压力损失(snsh)和局和局部压力损失部压力损失(snsh)第8页/共101页第九页,共101页。气源装置气源装置(zhungzh)及及气动元件气动元件气源装置气动(q dn)控制阀气动(q dn)执行元件气动(q dn)辅件第9页/共101页第十页,共101页。气压传动气压传动(ch
8、undng)(chundng)的的组成及工作原理组成及工作原理n n气压传动,是以压缩空气气压传动,是以压缩空气气压传动,是以压缩空气气压传动,是以压缩空气(ysu kngq)(ysu kngq)(ysu kngq)(ysu kngq)为工作介为工作介为工作介为工作介质进行能量传递和信号传递的一门技术。质进行能量传递和信号传递的一门技术。质进行能量传递和信号传递的一门技术。质进行能量传递和信号传递的一门技术。n n气压传动的工作原理是利用空压机把电动机或其它气压传动的工作原理是利用空压机把电动机或其它气压传动的工作原理是利用空压机把电动机或其它气压传动的工作原理是利用空压机把电动机或其它原动机
9、输出的机械能转换为空气的压力能,然后在原动机输出的机械能转换为空气的压力能,然后在原动机输出的机械能转换为空气的压力能,然后在原动机输出的机械能转换为空气的压力能,然后在控制元件的作用下,通过执行元件把压力能转换为控制元件的作用下,通过执行元件把压力能转换为控制元件的作用下,通过执行元件把压力能转换为控制元件的作用下,通过执行元件把压力能转换为直线运动或回转运动形式的机械能,从而完成各种直线运动或回转运动形式的机械能,从而完成各种直线运动或回转运动形式的机械能,从而完成各种直线运动或回转运动形式的机械能,从而完成各种动作,并对外做功。由此可知,气压传动系统和液动作,并对外做功。由此可知,气压传
10、动系统和液动作,并对外做功。由此可知,气压传动系统和液动作,并对外做功。由此可知,气压传动系统和液压传动系统类似,也是由四部分组成的,它们是:压传动系统类似,也是由四部分组成的,它们是:压传动系统类似,也是由四部分组成的,它们是:压传动系统类似,也是由四部分组成的,它们是:第10页/共101页第十一页,共101页。n n(1)(1)(1)(1)气源装置气源装置气源装置气源装置 是获得压缩空气的装置。其主体部分是空气压是获得压缩空气的装置。其主体部分是空气压是获得压缩空气的装置。其主体部分是空气压是获得压缩空气的装置。其主体部分是空气压缩机,它将原动机供给的机械能转变缩机,它将原动机供给的机械能
11、转变缩机,它将原动机供给的机械能转变缩机,它将原动机供给的机械能转变(zhunbin)(zhunbin)(zhunbin)(zhunbin)为气体的压为气体的压为气体的压为气体的压力能;力能;力能;力能;n n(2)(2)(2)(2)控制元件控制元件控制元件控制元件 是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向的,以便使执行机构完成预定的工作循环。它包括各种压力的,以便使执行机构完成预定的工作循环。它包括各种压力的,以便使执行机构完成预定的工作循环。它包括各种压力的,以便使执行机
12、构完成预定的工作循环。它包括各种压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等;控制阀、流量控制阀和方向控制阀等;控制阀、流量控制阀和方向控制阀等;控制阀、流量控制阀和方向控制阀等;n n(3)(3)(3)(3)执行元件执行元件执行元件执行元件 是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转换装置,它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续回转运换装置,它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续回转运换装置,它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续回转运换装置,它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续回
13、转运动或摆动的气马达或摆动马达等动或摆动的气马达或摆动马达等动或摆动的气马达或摆动马达等动或摆动的气马达或摆动马达等;n n(4)(4)(4)(4)辅助元件辅助元件辅助元件辅助元件 是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元件间是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元件间是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元件间是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元件间的连接及消声等所必须的,它包括过滤器、油雾器、管接头的连接及消声等所必须的,它包括过滤器、油雾器、管接头的连接及消声等所必须的,它包括过滤器、油雾器、管接头的连接及消声等所必须的,它包括过滤器、油雾器、管接头及消声器等。及消声器等。及消声器等。及消声器等。第
14、11页/共101页第十二页,共101页。气源装置气源装置(zhungzh)气源装置为气动系统提供满足一气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气,是气动定质量要求的压缩空气,是气动系统的重要组成部分。系统的重要组成部分。气动系统对压缩空气的主要要求:气动系统对压缩空气的主要要求:具有一定压力具有一定压力(yl)(yl)和流量,并和流量,并具有一定的净化程度。具有一定的净化程度。气源装置由以下四部分组成气源装置由以下四部分组成气压发生装置气压发生装置空气压缩机;空气压缩机;净化、贮存压缩空气的装置和设净化、贮存压缩空气的装置和设备;备;管道系统;管道系统;气动三大件。气动三大件。第12页/
15、共101页第十三页,共101页。气压气压(qy)发生装置发生装置空气压缩机将机械能转化为气体的压力能,供空气压缩机将机械能转化为气体的压力能,供气动机械使用气动机械使用(shyng)(shyng)。空气压缩机的分类空气压缩机的分类 分容积型和速度型。分容积型和速度型。空气压缩机的选用原则空气压缩机的选用原则 依据是气动系统所依据是气动系统所需要的工作压力和流量两个参数。需要的工作压力和流量两个参数。第13页/共101页第十四页,共101页。压缩空气的净化装置压缩空气的净化装置(zhungzh)和设和设备备气动系统对压缩空气质量的要求:压缩空气要具气动系统对压缩空气质量的要求:压缩空气要具有一定
16、压力和足够的流量,具有一定的净化程度。有一定压力和足够的流量,具有一定的净化程度。不同的气动元件对杂质颗粒的大小有具体的要求。不同的气动元件对杂质颗粒的大小有具体的要求。混入压缩空气中的油分、水分、灰尘等杂质会混入压缩空气中的油分、水分、灰尘等杂质会产生不良影响,必须要设置除油、除水、除尘,产生不良影响,必须要设置除油、除水、除尘,并使压缩空气干燥的提高压缩空气质量、进行气并使压缩空气干燥的提高压缩空气质量、进行气源净化处理的辅助源净化处理的辅助(fzh)(fzh)设备。设备。一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器燥器第14页/共101页第十五页,
17、共101页。管道管道(gundo)系统和气动三大件系统和气动三大件气动气动气动气动(q dn(q dn)三大件:三大件:三大件:三大件:分水过滤器 作用是除去空气中的灰尘、杂质,并将空气中的水分分离出来。原理:回转离心、撞击,性能指标:过滤度、水分离率、滤灰效率、流量特性油雾器 特殊的注油装置。原理 当压缩空气流过时,它将润滑油喷射(pnsh)成雾状,随压缩空气流入需要的润滑部件,达到润滑的目的。性能指标:流量特性、起雾油量减压阀 起减压和稳压作用。第15页/共101页第十六页,共101页。压力压力(yl)(yl)控制阀控制阀n n压力控制阀的功能:控制系统中压缩空气的压力,以满足系统对不同压
18、力的需要n n压力控制阀的工作原理:均是利用(lyng)空气压力和弹簧力相平衡的原理来工作的n n压力控制阀的分类:n n 减压阀、定值器:降压稳压作用n n 安全阀、限压切断阀:限压安全保护作用n n 顺序阀、平衡阀:根据气路压力不同进行某种控制第16页/共101页第十七页,共101页。气动气动(q dn)控制阀控制阀压力控制阀压力控制阀减压阀减压阀气动三大件之一,用气动三大件之一,用于稳定用气压力。于稳定用气压力。溢流阀溢流阀只作安全阀用。只作安全阀用。顺序阀顺序阀由于气缸由于气缸(q(q nn)(马达)的软特性,很难用顺(马达)的软特性,很难用顺序阀实现两个执行元件的顺序序阀实现两个执行
19、元件的顺序动作动作第17页/共101页第十八页,共101页。减压减压(jin y)(jin y)阀(调压阀):减压阀(调压阀):减压(jin y)(jin y)和稳压和稳压n n n n 减压阀是气动系统(xtng)中必不可少的一种调压元件 第18页/共101页第十九页,共101页。顺序阀:顺序阀:依靠回路中压力依靠回路中压力(yl)(yl)的高低变化实现执行元件的高低变化实现执行元件的顺序动作的顺序动作n n顺序阀的工作顺序阀的工作(gngzu)(gngzu)原理原理图17-16为顺序阀的工作原理第19页/共101页第二十页,共101页。顺序阀:顺序阀:依靠回路中压力的高低变化实现执行元件依
20、靠回路中压力的高低变化实现执行元件(yunjin)(yunjin)的顺序动作的顺序动作n n顺序顺序(shnx)(shnx)阀的应用阀的应用图1717 顺序阀的应用第20页/共101页第二十一页,共101页。安全阀(溢流阀)安全阀(溢流阀)n n功能功能:当储气罐或气动回路中的压力超过一定值时,安全阀能立即当储气罐或气动回路中的压力超过一定值时,安全阀能立即(lj)(lj)打开放气,以阻止压力继续升高产生危险,系统中起过压保护打开放气,以阻止压力继续升高产生危险,系统中起过压保护作用作用n n工作原理工作原理第21页/共101页第二十二页,共101页。流量流量流量流量(liling)(lili
21、ng)控制阀控制阀控制阀控制阀 流量控制阀流量控制阀流量控制阀流量控制阀 用于控制用于控制用于控制用于控制执行元件运动速度执行元件运动速度执行元件运动速度执行元件运动速度(sd)(sd)。节流阀节流阀节流阀节流阀 单向节流阀单向节流阀单向节流阀单向节流阀 排气节流阀排气节流阀排气节流阀排气节流阀第22页/共101页第二十三页,共101页。节流阀:通过改变节流阀:通过改变(gibin)(gibin)阀的通流阀的通流面积来调节流量面积来调节流量n n节流阀的工作节流阀的工作(gngzu)(gngzu)原理原理图17-22 节流阀第23页/共101页第二十四页,共101页。节流阀:通过改变阀的通流面
22、积来调节流阀:通过改变阀的通流面积来调节节(tioji)(tioji)流量流量n n节流阀的应用节流阀的应用(yngyng)(yngyng)图17-24 节流阀的应用第24页/共101页第二十五页,共101页。排气节流阀排气节流阀:不仅具有不仅具有(jyu)(jyu)节流调速节流调速的作用,而且还能起到降低排放气流噪声的作用,而且还能起到降低排放气流噪声的作用的作用n n n n 排气节流阀只能安装在排气口,n n 调节排出气体的流量以控制执行元件(yunjin)的速度第25页/共101页第二十六页,共101页。柔性柔性(ru xn)(ru xn)节流阀:节流阀:通过调节阀杆夹紧柔韧的橡胶管而
23、产生节通过调节阀杆夹紧柔韧的橡胶管而产生节流作用流作用图17-26 柔性节流阀第26页/共101页第二十七页,共101页。方向方向(fngxing)控制阀:控制阀:方向控制方向控制(kngzh)(kngzh)阀:阀:换向阀换向阀气压控制气压控制(kngzh)(kngzh)换向阀(加压控换向阀(加压控制制(kngzh)(kngzh)、泄压控制、泄压控制(kngzh)(kngzh)、差压控制差压控制(kngzh)(kngzh))电磁控制电磁控制(kngzh)(kngzh)换向阀,电、气换向阀,电、气控制控制(kngzh)(kngzh)换向阀换向阀机械控制机械控制(kngzh)(kngzh)换向阀换
24、向阀人力控制人力控制(kngzh)(kngzh)换向阀换向阀 单向阀 梭阀 两个单向阀的组合(zh),相当于“或门”。快速排气阀第27页/共101页第二十八页,共101页。方向方向(fngxing)(fngxing)控制阀控制阀与方向与方向(fngxing)(fngxing)控制控制回路回路n n方向控制阀n n 单向型控制阀n n 换向型控制阀:通过改变气体通路使气流方向发生改变n n 换向型控制阀按驱动方式可分为气压控制阀、电磁控制阀、机械控制阀、手动控制阀和时间控制阀 n n方向控制回路n n 单作用(zuyng)气缸换向回路 n n 双作用(zuyng)气缸换向回路 第28页/共101
25、页第二十九页,共101页。单向单向(dn xin)(dn xin)型控制型控制阀阀n n单向阀:气流只能向一个方向单向阀:气流只能向一个方向(fngxing)(fngxing)流动而不能反向流动通过的阀流动而不能反向流动通过的阀 n n单向阀多与节流阀组合起来控制执行元件的运动速度单向阀多与节流阀组合起来控制执行元件的运动速度 图17-1单向阀工作原理图图17-2 单向阀第29页/共101页第三十页,共101页。单向单向(dn xin)(dn xin)型控制型控制阀阀n n梭阀(或门)相当于两个梭阀(或门)相当于两个(lin)(lin)单向阀的组合单向阀的组合 第30页/共101页第三十一页,
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