第九章气压传动一、空气过滤器1．组成由壳体和滤芯所组成2. 滤芯材料分为纸质、织物(麻布、绒布、毛毡)、陶瓷、泡沫塑料和金属(金属网、金属屑)等。

空气压缩机中普遍采用纸质过滤器和金属过滤器。

这种过滤器通常又称为一次过滤器，其滤灰效率为50％一70％；在空气压缩机的输出端(即气源装置)使用的为二次过滤器(滤灰效率为70％一90％)和高效过滤器(滤灰效率大于99％)。

二、除油器除油器用于分离压缩空气中所含的油分和水分。

其工作原理是：当压缩空气进入除油器后产生流向和速度的急剧变化，再依靠惯性作用，将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来。

三、空气干燥器空气干燥器是吸收和排除压缩空气中的水分和部分油分与杂质，使湿空气变成干空气的装置。

从压缩机输出的压缩空气经过冷却器、除油器和储气罐的初步净化处理后已能满足一般气动系统的使用要求。

但对一些精密机械、仪表等装置还不能满足要求。

为此需要进一步净化处理，为防止初步净化后的气体中的含湿量对精密机械、仪表产生锈蚀，为此要+进行干燥和再精过滤。

四、后冷却器后冷却器用于将空气压缩机排出的气体冷却并除去水分。

五、储气罐储气罐的作用是消除压力波动，保证输出气流的连续性；储存一定数量的压缩空气，调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用，进一步分离压缩空气中的水分和油分。

储气罐一般采用圆筒状焊接结构：有立式和卧式两种，一般以立式居多。

立式储气罐的高度H为其直径D的2-3倍，同时应使进气管在下，出气管在上，并尽可能加大两管之间的距离，以利于进一步分离空气中的油水。

后冷却器、除油器、储器罐都属于压力容器，制造完毕后，应进行水压实验。

一、油雾器油雾器是以压缩空气为动力，将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空气中，使该压缩空气具有润滑气动元件的能力。

目前，气动控制阀，气缸和气马达主要是靠这种带有油雾的压缩空气来实现润滑的，其优点是方便、干净、润滑质量高。

二、消声器气压传动装置的噪声一般都比较大，尤其当压缩气体直接从气缸或阀中排向大气，较高的压差使气体体积急剧膨胀，产生涡流，引起气体的振动，发出强烈的噪声，为消除这种噪声应安装消声器。

消声器是指能阻止声音传播而允许气流通过的一种气动元件，气动装置中的消声器主要有阻性消声器、抗性消声器及阻抗复合消声器三大类。

三、转换器在气动控制系统中，也与其它自动控制装置一样，有发信、控制和执行部分，其控制部分工作介质为气体，而信号传感部分和执行部分不一定全用气体，可能用电或液体传输，这就要通过转换器来转换。

常用的转换器有：气一电、电一气、气一液等。

1．气电转换器和电气转换器气电转换器是将压缩空气的气信号转变成电信号的装置，又称压力继电器。

电气转换器是将电信号转换成气信号的装置，各种电磁换向阀可作为电气转换器。

2．气液转换器气动系统中常用到气－液阻尼缸或使用液压缸作执行元件，以求获得较平稳的速度，因而就需要一种把气信号转换为液压信号的装置，这就是气液转换器。

有直接接触式和换向阀式两种。

一、气动执行元件气动执行元件是将压缩空气的压力能转化为机械能的元件。

它的驱动机构作直线往复、摆动或回转运动，其输出为力或转矩。

气动执行元件可以分为气缸和气马达。

（一）气缸的分类1．按压缩空气对活塞端面作用力的方向分(1)单作用气缸气缸只有一个方向的运动是气压传动，活塞的复位靠弹簧力或自重和其它外力。

(2)双作用气缸双作用气缸的往返运动全靠压缩空气来完成。

2．按气缸的结构特征分1)活塞式气缸2)薄膜式气缸3)伸缩式气缸3．按气缸的安装形式分(1)固定式气缸气缸安装在机体上固定不动，有耳座式、凸缘式和法兰式。

(2)轴销式气缸缸体围绕一固定轴可作一定角度的摆动。

(3)回转式气缸缸体固定在机床主轴上，可随机床主轴作高速旋转运动。

这种气缸常用于机床上气动卡盘中，以实现工件的自动装卡。

(4)嵌入式气缸气缸做在夹具本体内。

4．按气缸的功能分(1)普通气缸包括单作用式和双作用式气缸。

常用于无特殊要求的场合。

(2)缓冲气缸气缸的一端或两端带有缓冲装置，以防止和减轻活塞运动到端点时对气缸缸盖的撞击。

(3)气一液阻尼缸气缸与液压缸串联，可控制气缸活塞的运动速度，并使其速度相对稳定。

(4)摆动气缸用于要求气缸叶片轴在一定角度内绕轴线回转的场合，如夹具转位、阀门的启闭等。

(5)冲击气缸是一种以活塞杆高速运动形成冲击力的高能缸，可用于冲压、切断等。

(6)步进气缸是一种根据不同的控制信号，使活塞杆伸出不同的相应位置的气缸。

（二）气缸的工作特性气缸的工作特性是指气缸的输出力、气缸内压力的变化以及气缸的运动速度等静态和动态特性。

二、气动控制元件在气压传动系统中的控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号的重要元件，利用它们可以组成各种气动控制回路，使气动执行元件按设计的程序正常地进行工作。

控制元件按功能和用途可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。

（一）方向控制阀1.方向控制阀的分类按阀芯结构不同可分为：滑柱式(又称柱塞式、也称滑阀)、截止式(又称提动式)、平面式(又称滑块式)、旋塞式和膜片式。

其中以截止式换向阀和滑柱式换向阀应用较多；按其控制方式不同可以分为：电磁换向阀、气动换向阀、机动换向阀和手动换向阀按其作用特点可以分为：单向型控制阀和换向型控制阀。

2.单向型控制阀（1）单向阀单向阀是指气流只能向一个方向流动而不能反向流动的阀。

单向阀的工作原理、结构和图形符号与液压阀中的单向阀基本相同，只不过在气动单向阀中，阀芯和阀座之间有一层胶垫(密封垫)。

（2）快速排气阀快速排气阀简称快排阀。

它是为加快气缸运动速度作快速排气用的。

（二）换向型控制阀换向型方向控制阀(简称换向阀)的功用是改变气体通道使气体流动方向发生变化从而改变气动执行元件的运动方向。

换向型控制阀包括气压控制阀、电磁控制阀、机械控制阀、人力控制阀和时间控制阀。

1.气压控制换向阀气压控制换向阀是利用气体压力来使主阀芯运动而使气体改变流向的。

按控制方式不同可分为加压控制、卸压控制和差压控制三种。

加压控制是指所加的控制信号压力是逐渐上升的，当气压增加到阀芯的动作压力时，主阀便换向；卸压控制指所加的气控信号压力是减小的，当减小到某一压力值时，主阀换向；差压控制是使主阀芯在两端压力差的作用下换向。

气控换向阀按主阀结构不同，又可分为截止式和滑阀式两种。

1）截止式气控阀2）滑阀式气控阀工作原理和液动换向阀基本相同。

2.电磁控制换向阀按控制方式不同分为电磁铁直接控制(直动)式电磁阀和先导式电磁阀两种。

它们的工作原理分别与液压阀中的电磁阀和电液动阀相类似，只是二者的工作介质不同而已。

二、压力控制阀压力控制阀主要用来控制系统中气体的压力，以满足各种压力要求或用以节能。

压力控制分为三类：一类是起降压稳压作用，如减压阀，定值器；一类是起限压安全保护作用的安全阀等；一类是根据气路压力不同进行某种控制的顺序阀、平衡阀等。

三、流量控制阀在气压传动系统中，经常要求控制气动执行元件的运动速度，这要靠调节压缩空气的流量来实现。

凡用来控制气体流量的阀，称为流量控制阀。

流量控制阀就是通过改变阀的通流截面积来实现流量控制的元件，它包括节流阀、单向节流阀、排气节流阀和柔性节流阀等。

其中节流阀和单向节流阀的工作原理与液压阀中同类型阀相似。

１．排气节流阀与节流阀原理一样，但节流阀装在系统中调节气流的流量，而排气节流阀只能装在排气口处，调节排入大气的流量。

图13－18为排气节流阀的工作原理图。

２．柔性节流阀柔性节流阀依靠阀杆夹紧柔韧的橡胶管而产生节流作用。

1.换向回路1）单作用气缸换向回路2）双作用气缸换向回路2.速度控制回路1）单作用气缸速度控制回路图示为双作用缸单向调速回路。

图a为供气节流调速回路。

节流供气多用于垂直安装的气缸的供气回路中，在水平安装的气缸供气回路中一般采用图b的节流排气回路。

由图示位置可知，当气控换向阀不换向时，从气源来的压缩空气经气控换向阀直接进入气缸的A腔，而B腔排出的气体必须经节流阀到气控换向阀而排入大气，因而B腔中的气体就具有一定的压力。

此时活塞在A腔与B腔的压力差作用下前进，而减少了“爬行”发生的可能性，调节节流阀的开度，就可控制不同的排气速度，从而也就控制了活塞的运动速度，排气节流调速回路具有下述特点：1.气缸速度随负载变化较小，运动较平稳；2.能承受与活塞运动方向相同的负载（反向负载）。

2）双作用气缸速度控制回路图为双向调速回路。

图a所示为采用单向节流阀式的双向节流调速回路。

图b所示为采用排气节流阀的双向节流调速回路。

它们都是采用排气节流调速方式，当外负载变化不大时，进气阻力小，负载变化对速度影响小，比进气节流调速效果要好。

3）快速往返运动回路4）速度换接回路5）缓冲回路3.压力控制回路1）一次压力控制回路2）二次压力控制回路3）高低压转换回路spanstyle='mso-ignore:vglayout;;z-index:7;left:0px;margin-left:-24px;margin-top:142px;width:583px; height:163px'图示为二次压力控制回路，图a是由气动三大件组成的，主要由溢流减压阀来实现压力控制；图b是由减压阀和换向阀构成的对同一系统实现输出高低压力p1、p2的控制；图c是由减压阀来实现对不同系统输出不同压力p1、p2的控制。

为保证气动系统使用的气体压力为一稳定值，多用空气过滤器、减压阀、油雾器（气动三大件）组成的二次压力控制回路，但要注意，供给逻辑元件的压缩空气不要加入润滑油。

4.气液联动回路1）气-液转换速度控制回路2）气液阻尼缸的速度控制回路3）气液增压缸增力回路4）气液缸同步动作回路spanstyle='mso-ignore:vglayout;;z-index:6;left:0px;margin-left:132px;margin-top:121px;width:335px;height:206px'图所示为气-液调速回路。

当电磁阀处于下位接通时，气压作用在气缸无杆腔活塞上，有杆腔内的液压油经机控换向阀进入气-液转换器，活塞杆快速伸出。

当活塞杆压下机控换向阀时，有杆腔油液只能通过节流阀到气-液转换器，从而使活塞杆伸出速度减慢，而当电磁阀处于上位时，活塞杆快速返回。

此回路可实现快进、工进、快退工况。

因此，在要求气缸具有准确而平稳的速度时（尤其是在负载变化较大场合），就要采用气-液相结合的调速方式。

5.延时回路图所示为延时回路。

图a为延时输出回路，当控制信号切换阀4后，压缩空气经单向节流阀3向贮气罐2充气。

当充气压力经过延时升高致使阀1换位时，阀1就有输出。

图b为延时接通回路，按下阀8，则气缸向外伸出，当气缸在伸出行程中压下阀5后，压缩空气经节流阀到贮气罐6，延时后才将阀7切换，气spanstyle='mso-ignore:vglayout;;z-index:3;left:0px;margin-left:36px;margin-top:111px;width:480px; height:152px'缸退回。