第一章氣壓傳動概述1.1氣壓傳動系統的工作原理是利用空氣壓縮機將電動機或其它原動機輸岀的機械能轉變為空氣的壓力能，然后在控制元件的控制和輔助元件的配合下，通過執行元件把空氣的壓力能轉變為機械能，從而完成直線或回轉運動并對外作功。二、氣壓傳動系統的組成典型的氣壓傳動系統，一般由以下部分組成：控制元件執行元件輔助元件

它是原動機輸岀的機械能轉變為空氣的壓力能。其主要設備是空氣壓縮機。是用來控制壓縮空氣的壓力、流量和流動方向，以保證執行元件具有一定的輸岀力和速度，并按設計的程序正常工作。如壓力閥、流量閥、方向閥和邏輯閥等。是將空氣的壓力能轉變為機械能的能量轉換裝置。如氣缸和氣馬達。是用于輔助保證氣動系統正常工作的一些裝置。如過濾器、干燥器、空氣過濾器、消聲器和油霧器等。12氣壓傳動簡稱氣動，是指以壓縮空氣為工作介質來傳遞動力和控制信號，控制和驅動各種機械和設備，以實現生產過程機械化、動化的一門技術。 因為以壓縮空氣為工作介質具有防火、防爆、防電磁干擾，抗振動、沖擊、輻射，無污染，結構簡單，工作可靠等特點，所以氣動技術與液壓、機械、電氣和電子技術一起 ，互相補充，已發展成為實現生產過程自動化的一個重要手段，在機械工業、冶金工業、輕紡食品工業、化工、交通運輸、航空航天、國防建設等各個門已得到廣泛的應用。二、氣壓傳動的優點便，不必設置回收管路，因而也不存在介質變質、補充和更換等問題。因空氣粘度?。s為液壓油的萬分之一），會像液壓油一樣污染環境。與液壓相比，氣動反應快，動作迅速，維護簡單，管路不易堵塞。氣動元件結構簡單，制造容易，適于標準化、系列化、通用化。壓、電子和電氣系統?？諝饩哂锌蓧嚎s性，使氣動系統能夠實現過載自動保護，也便于貯氣罐貯存能量，以備急需。三、氣壓傳動的缺點空氣具有可壓縮性，當載荷變化時，氣動系統的動作穩定性差，但可以采用氣液聯動裝置解決此問題。工作壓力較低（一般為0.40.8MPa），又因結構尺寸不宜過大，因而輸出功率較小。能夠滿足要求的。排氣噪聲大，需加消聲器。第二章氣動元件2.1氣源裝置及輔件氣源裝置包括壓縮空氣的發生裝置以及壓縮空氣的存貯、凈化等輔助裝置。它為氣動系統提供合乎質量要求的壓縮空氣，是氣動系統的一個重要組成部分。氣源裝置一般由氣壓發生裝置、凈化及貯存壓縮空氣的裝置和設備、傳輸壓縮空氣的管道系統和氣動三大件四部分組成。氣源裝置的組成和布置示意圖1—空氣壓縮機2—后冷卻器 3—油水分離器47—貯氣罐5—干燥器 6—過濾器8—加熱器9—四通閥圖中，1為空氣壓縮機，用以產生壓縮空氣，一般由電動機帶動。其吸氣口裝有空氣過濾器，以減少進入空氣壓縮機內氣體的雜質量。2為后冷卻器，用以降溫冷卻壓縮空氣，使氣化的水、油凝結起來。 3為油水分離器，用以分離并排岀降溫冷卻凝結的水滴、油滴、雜質等。 4為貯氣罐，用以貯存壓縮空氣，穩定壓縮空氣的壓力，并除去部分油分和水分。5為干燥器，用以進一步吸收或排除壓縮空氣中的水分及油分，使之變成干燥空氣。 6為過濾器，用以進一步過濾壓縮空氣中的灰塵、雜質顆粒。 7為貯氣罐。貯氣罐4輸岀的壓縮空氣可用于一般要求的氣壓傳動系統，貯氣罐7輸岀的壓縮空氣可用于要求較高的氣動系統（如氣動儀表及射流元件組成的控制回路等）。 8為加熱器，可將空I、H工作狀態。

9為四通閥，用于轉換兩個干燥器的一、氣壓發生裝置空氣壓縮機的分類空氣壓縮機簡稱空壓機，是氣源裝置的核心，用以將原動機輸岀的機械能轉化為氣體的壓力能?？諌簷C有以下幾種分類方法：按工作原理分類p分類qz（即銘牌流量或自由流量）分類空氣壓縮機的工作原理氣動系統中最常用的是往復活塞式空壓機，其工作原理如圖所示（a）原理圖 （b）圖形符號1—缸體2—活塞3—活塞桿空氣壓縮機的選用原則

活塞式壓縮機工作原理圖4—滑塊5—曲柄連桿機構

6—吸氣閥 7—排氣閥選擇空壓機的依據是：氣動系統所需的工作壓力和流量兩個主要參數。空氣壓縮機的額定壓力應等于或略高于氣動系統所需的工作壓力，一般氣動系統的工作壓力為高壓或超高壓空壓機。

0.8MPa，故常選用低壓空壓機，特殊需要亦可選用中、輸岀流量的選擇，要根據整個氣動系統對壓縮空氣的需要再加一定的備用余量，作為選擇空氣壓縮機（或機組）流量的依據?？諝鈮嚎s機銘牌上的流量是自由空氣流量。二、壓縮空氣凈化設備直接由空氣壓縮機排岀的壓縮空氣，如果不進行凈化處理，不除去混在壓縮空氣中的水分、油分等雜質是不能為氣動裝置使用的。因此必須設置一些除油、除水、除塵并使壓縮空氣干燥的提高壓縮空氣質量、進行氣源凈化處理的輔助設備。壓縮空氣凈化設備一般包括：后冷卻器、油水分離器、貯氣罐和干燥器。后冷卻器后冷卻器安裝在空氣壓縮機岀口管道上，空氣壓縮機排岀具有 140C 170C的壓縮空氣經過后冷卻器，溫度至40C 50C。這樣，就可使壓縮空氣中油霧和水汽達到飽和使其大部分凝結成滴而析岀。后冷卻器油水分離器 a）蛇管式b）列管式油水分離器主要利用回轉離心、撞擊、水浴等方法使水滴、油滴及其它雜質顆粒從壓縮空氣中分離岀來。撞擊折回式油水分離器結構形式如圖所示。撞擊折回并回轉式油水分離器貯氣罐撞擊折回并回轉式油水分離器貯氣罐的主要作用是貯存一定數量的壓縮空氣，減少氣源輸岀氣流脈動，增加氣流連續性，減弱空氣壓縮機排岀氣流脈動引起的管道振動；進一步分離壓縮空氣中的水分和油分。干燥器干燥器的作用是進一步除去壓縮空氣中含有的水分、油分和顆粒雜質等，使壓縮空氣干燥，提供的壓縮空氣，用于對源質量要求較高的氣動裝置、氣動儀表等。壓縮空氣干燥方法主要采用 吸附、離心、機干燥器11干燥器111—濕空氣進氣管2—頂蓋3、5、10—法蘭4、6-再生空氣排氣管7-再生空氣進氣管8—干燥空氣輸出管10—排水管11、22—密封墊12 1520—鋼絲過濾網13—毛氈14—下柵板、1621—吸附劑層 17—支撐板 18—筒體 110—上柵板三、管道系統管道系統包括管道和管接頭。管道氣動系統中常用的管道有硬管和軟管。硬管以鋼管和紫銅管為主，常用于高溫高壓和固定不動的部件之間連接。軟管有各種塑料管、尼龍管和橡膠管等，其特點是經濟、拆裝方便、密封性好，但應避免在高溫、高壓和有輻射場合使用。管接頭管接頭是連接、固定管道所必需的輔件，分為硬管接頭和軟管接頭兩類。管道系統的選擇氣源管道的管徑大小是根據壓縮空氣的最大流量和允許的最大壓力損失決定的。四、氣動三大件空氣過濾器、減壓閥和油霧器一起稱為氣動三大件， 三大件依次無管化連接而成的組件稱為三聯件，是多數氣動設備必不可少的氣源裝置。大多數情況下，三大件組合使用，其安裝次序依進氣方向為空氣過濾器、減壓閥和油霧器。空氣過濾器又名分水濾氣器、空氣濾清器，它的作用是濾除壓縮空氣中的水分、油滴及雜質，以達到氣動系統所要求的凈化程度。它屬于二次過濾器，大多與減壓閥，油霧器一起構成氣動三聯件，安裝在氣動系統的入口處。空氣過濾器又名分水濾氣器、空氣濾清器，它的作用是濾除壓縮空氣中的水分、油滴及雜質，以達到氣動系統所要求的凈化程度。它屬于二次過濾器，大多與減壓閥，油霧器一起構成氣動三聯件，安裝在氣動系統的入口處。普通型油霧器及圖形符號1—輸入口2—小孔3—噴嘴小孔 4—輸出8—視油器5—儲油杯10—油塞67—可調節流閥10—單向閥11—吸油管油霧器的選擇主要根據氣壓系統所需額定流量和油霧粒度大小來確定油霧器的型式和通徑，所需油霧粒度在50：m左右選用普通型油霧器。3.減壓閥油霧器油霧器是一種特殊的注油裝置，它以壓縮空氣為動力，將潤滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中，使壓縮空氣具有潤滑氣動元件的能力。

空氣過濾器及圖形符號圖1—旋風葉子 2—濾芯3—存水杯4—擋水板5—排水芯減壓閥氣動三大件中所用的減壓閥，起減壓和穩壓作用，工作原理與液壓系統減壓閥相同。氣動三大件的安裝次序氣動系統中氣動三大件的安裝次序如下圖所示。目前新結構的三大件插裝在同一支架上，形成無管化連接。其結構緊湊、裝拆及更換元件方便，應用普遍。2.2

氣動三大件的安裝次序1—空氣過濾器 2—減壓閥 3—油霧器4—壓力表氣動執行元件是將壓縮空氣的壓力能轉換為機械能的裝置，包括氣缸和氣馬達。一、氣缸氣缸是氣動系統的執行元件之一。它是將壓縮空氣的壓力能轉換為機械能并驅動工作機構作往復直線運動或擺動的裝置。與液壓缸比較，它具有結構簡單，制造容易，工作壓力低和動作迅速等優點。故應用十分廣泛。氣缸的分類氣缸種類很多，結構各異、分類方法也多，常用的有以下幾種。按壓縮空氣在活塞端面作用力的方向不同分為單作用氣缸和雙作用氣缸；按結構特點不同分為活塞式、薄膜式、柱塞式和擺動式氣缸等；按安裝方式可分為耳座式、法蘭式、軸銷式、凸緣式、嵌入式和回轉式氣缸等；按功能分為普通式、緩沖式、氣-液阻尼式、沖擊和步進氣缸等。氣缸的工作原理和用途大多數氣缸的工作原理與液壓缸相同，以下介紹幾種具有特殊用途的氣缸。-液阻尼缸在氣壓傳動中，需要準確的位置控制和速度控制時，可采用綜合了氣壓傳動和液壓傳動優點的氣-式氣-液阻尼缸工作原理圖。(b)氣-ab123—高位油箱串聯式氣-液阻尼缸的缸體較長，加工和安裝時對同軸度要求較高，并要注意解決氣缸和液壓缸之間的油與氣的互竄。圖b為并聯式-液阻尼缸，它由氣缸和液壓缸并聯而成，其工作原理和作用與串聯氣 -液阻尼缸相同。這種液阻尼缸的缸體短，結構緊湊，消除了氣缸和液壓缸之間的竄氣現象。圖。它可以是單作用的，也可以是雙作用的。單作用式薄膜式氣缸 1—缸體2—膜片3—膜

雙作用式4-活塞桿效率高等優點。但因膜片的變形量有限，其行程較短，一般不超過4050mm效率高等優點。但因膜片的變形量有限，其行程較短，一般不超過4050mm,且氣缸活塞上的輸出力隨行程的加大而減小，因此它的應用范圍受到一定限制，適用于氣動夾具、自動調節閥及短行程工作場合。(3)沖擊氣缸沖擊氣缸是把壓縮空氣的壓力能轉換為活塞和活塞桿的高速運動，輸岀動能，產生較大的沖擊力，打擊工件做功的一種氣缸。沖擊氣缸結構簡單、成本低，耗氣功率小，且能產生相當大的沖擊力，應用十分廣泛。它可完成下料、沖孔、彎曲、打印、鉚接、模鍛和破碎等多種作業。為了有效地應用沖擊氣缸，應注意正確地選擇工具，并正確地確定沖擊氣缸尺寸，選用適用的控制回路。3.稱標準化氣缸)供用戶優先選用，在生產過程中應盡可能使用標準化氣缸，這樣可使產品具有互換性，給設備的使用和維修帶來方便。(1)標準化氣缸的系列和標記標準化氣缸的標記是用符號“QG“ABC、D、H"表示五種系列。具體的標志方法是:QG A、B、、、HX行程

沖擊氣缸五種標準化氣缸的系列為：QGA—無緩沖普通氣缸；QGB—細桿（標準桿）緩沖氣缸； 1—缸體2—中蓋3—缸5—排氣塞 6—活塞

4—端蓋7—端蓋QGC—粗桿緩沖氣缸；QGD—氣-液阻尼缸；QGH—回轉氣缸。QGA80X10080mm100mm的無緩沖普通氣缸。（2）標準化氣缸的主要參數標準化氣缸的主要參數是缸徑DS標準化氣缸的缸徑D（mm）11種規格：缸徑：40,50,63,80,100,125,160,200,250,320,400。標準化氣缸的行程S:無緩沖氣缸和氣-液阻尼缸，取S=（0.52）D;有緩沖氣缸，取S=（110）D。二、氣動馬達氣動馬達是將壓縮空氣的壓力能轉換成旋轉的機械能的裝置。氣動馬達有葉片式、活塞式、齒輪式等多種類型，在氣壓傳動中使用最廣泛的是葉片式和活塞式馬達。下圖為雙向旋轉葉片式氣動馬達的結構示意圖。 當壓縮空氣從進氣口進入氣室后立即噴向葉片 1,作用在葉片的外伸部分，產生轉矩帶動轉子 2作逆時針轉動，輸岀機械能。若進氣、岀氣口互換，則轉子反轉，輸岀相反方向的機械能。轉子轉動的離心力和葉片底部的氣壓力、彈簧力（圖中未畫岀）使得葉片緊貼在定子密封，提高容積效率。葉片式氣動馬達主要用于風動工具，高速旋轉機械及礦山機械等。

3的內壁上，以保證氣動馬達的突岀特點是具有防爆、高速等優點，也有其輸岀功率小、耗氣量大、噪聲大和易產生振動等缺點。雙向旋轉葉片式氣動馬達1—葉片2—轉子3—定子3氣動控制元件氣動控制元件按其功能和作用分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥三大類。此外，還有通過控制氣流方向和通斷實現各種邏輯功能的氣動邏輯元件等。一、方向控制閥氣動方向控制閥和液壓方向控制閥相似，按其作用特點可分為單向型和換向型兩種，其閥芯結構主要有截止式和滑閥式。單向型控制閥單向型控制閥包括單向閥、或門型梭閥、與門型梭閥和快速排氣閥。（1）或門型梭閥在氣壓傳動系統中，當兩個通路P1P2均與另一通路A相通，而不允許P1P2用或門型梭閥，如下圖所示。aP1

P被關閉，于是氣流從P進入通路A。反之，氣流則從P2 1 2AbP1,P2同時進氣時，哪端壓力高，A形符號。

c為該閥的圖（*> ⑹ （C）或門型梭閥⑵與門型梭閥（雙壓閥）下圖所示為與門型梭閥。

與門型梭閥又稱雙壓閥，該閥只有當兩個輸入口 P1P2同時進氣時，A口才能輸出。r~㈣r~與門型梭閥（3）快速排氣閥快速排氣閥又稱快排閥。它是為加快氣缸運動作快速排氣用的。下圖為膜片式快速排氣閥。（a）結構示意圖 （b）圖形號快速排氣閥1—膜片2—閥體換向型控制閥J二位三通電磁閥J二位三通電磁閥（a）原始狀態二、壓力控制閥氣動壓力控制閥主要有減壓閥、溢流閥和順序閥。

（b）通電狀態號

（c）圖形符下圖為壓力控制閥圖形符號。它們都是利用作用于閥芯上的流體（空氣）壓力和彈簧力相平衡的原理來進行工作的。（a）調壓閥（減壓閥）（b）順序閥（c）安全閥（溢流閥）壓力控制閥（直動型）圖形符號QTA型直動型調壓閥（減壓閥）1以控制閥口開度的大小，即可控制輸出壓力的大小。(■)結構示巔圖(■)結構示巔圖圖幣苻號1—手柄2—調壓彈簧3—下彈簧座4—膜片5—閥芯6—閥套7—阻尼孔8—閥口10—復位彈簧三、流量控制閥氣動流量控制閥主要有節流閥，單向節流閥和排氣節流閥等。都是通過改變控制閥的通流面積來實現流量的控制元件。排氣節流閥通常安裝在換向閥的排氣口處與換向閥聯用，起單向節流閥的作用。四、氣動輔件氣動控制系統中，許多輔助元件往往是不可缺少的，如消聲器、轉換器、管道和接頭等。一、消聲器消聲器的作用是排除壓縮氣體高速通過氣動元件排到大氣時產生的刺耳噪聲污染。氣動系統中的消聲器主要有吸收型、膨脹干涉型和膨脹干涉吸收型。二、轉換器5田洋冒呷轉換器是將電、液、氣信號相互間轉換的輔件，用來控制氣動系統工作。氣動系統中的轉換器主要有氣T電、電T氣和氣液等。氣-液轉換器的儲油量應不小于液壓缸最大有效容積的 1.55田洋冒呷膨脹干涉吸收型消聲器 氣-液轉換器第十章氣動基本回路氣動基本回路按其功能分為：方向控制回路、壓力控制回路、速度控制回路和其他常用基本回路。方向控制回路一、單作用氣缸換向回路a三位五通電磁閥控制的換向回路。

b所示為由△單作用氣缸換向回路△二、雙作用氣缸換向回路a為小通徑的手動換向閥控制二位五通主閥操縱氣缸換向；圖bd為三位五通閥控為兩個小通徑的手動閥控制二位五通主閥操縱氣缸換向；圖定位精度不高。雙作用氣缸換向回路規定的壓力范圍內。常用的有一次壓力控制回路，二次壓力控制回路和高低壓轉換回路。一、一次壓力控制回路

制氣缸換向。該回路有中停功能，但壓力控制回路壓力控制回路的功用是使系統保持在某一2來控制空氣壓縮機的轉、停，使貯氣罐內壓力保持在規定范圍內。9二、二次壓力控制回路

一次壓力控制回路

1—溢流閥 2—電接點壓力表下圖所示為二次壓力控制回路，圖

a

b是由減P1、壓閥和換向閥構成的對同一系統實現輸岀高低壓力 PlP2的控制；圖CP1、A腔的氣流流經節流閥，B壓力上升緩慢。當氣壓達到能克服負載時，活塞前進，此時

AA腔容積增大，結果使壓縮空氣膨脹，壓力下降，使作現象，叫氣缸的“爬行”。節流供氣多用于垂直安裝的氣缸的供氣回路中，在水平安裝的氣缸供氣回路中一般采用圖b的節流排氣回路。排氣節流調速回路具有下述特點：氣缸速度隨負載變化較小，運動較平穩；能承受與活塞運動方向相同的負載（反向負載）。A A(* (b)) 雙作用缸單向調速回路二、雙向調速回路下圖為雙向調速回路。圖a

b所示為采用排氣節流閥的雙向節流調速回路。它們都是采用排氣節流調速方式，當外負載變化不大時，進氣阻力小，負載變化對速度影響小，比進氣節流調速效果要好。(b)雙向調速回路下圖所示為氣-三、氣-下圖所示為氣-114一、安全保護回路若氣動機構負荷過載或氣壓的突然降低以及氣動執行機構的快速動作等原因都可能危及操作人員或設備的安全，因此在氣動回路中，常常要加入安全回路。下面介紹幾種常用的安全保護回路。過載保護回路下圖所示為過載保護回路。按下手動換向閥 1,在活塞桿伸岀的過程中，若遇到障礙 6，無桿腔壓力升高，打開324塞即刻返回?；ユi回路

6,氣缸向前運動時壓下閥5,活莊一莊一過載保護回路 互鎖回路雙手同時操作回路所謂雙手同時操作回路就是使用兩個啟動閥的手動閥，只有同時按動兩個閥才動作的回路。下圖所示為雙手同時操作回路。雙手操作回路二、延時回路下圖所示為延時回路。圖a為延時輸岀回路，當控制信號切換閥 4后，壓縮空氣經單向節流閥 3向貯氣罐2充氣。當充氣壓力經過延時升高致使閥 1換位時，閥1就有輸岀。圖b為延時接通回路，按下閥8，則氣缸向外伸岀，當氣缸在伸岀行程中壓下閥567切換，氣缸退回。O) (b)延時回路三、順序動作回路順序動作是指在氣動回路中，各個氣缸按一定順序完成各自的動作。單缸往復動作回路下圖所示為三種單往復動作回路。 圖a是行程閥控制的單往復回路用延時回路形成的時間控制單往復動作回路。

圖b是壓力控制的往復動作回路； 圖c是利A(c)A(c)連續往復動作回路△下圖所示為連續往復動作回路。它能完成連續的動作循環。△連續往復動作回路第十二章氣動系統的安裝與調試、使用及維護1、管道的安裝abc接管時要充分注意密封性，防止漏氣，尤其注意接頭處及焊接處。d管路盡量平行布置，減少交叉，力求最短，轉彎最少，并考慮到能自由拆裝。e）安裝軟管要有一定的彎曲半徑，不允許有擰扭現象，且應遠離熱源或安裝隔熱板。1、元件的安裝a應注意閥的推薦安裝位置和標明的安裝方向。b邏輯元件應按控制回路的需要，將其成組地裝在底板上，并在底板上開岀氣路，用軟管接岀。cd各種自動控制儀表，自動控制器，壓力繼電器等，在安裝前應進行校驗。二、氣動系統的調試1、調試前的準備a要熟悉說明書等有關技術資料，力求全面了解系統的原理、結構、性能和操作方法。bc準備好調試工具等。2、空載時運行一般不少于2小時，注意觀察壓力、流量、溫度的變化，如發現異常應立即停車檢查。待排除故障后才能繼續運轉負載試運轉應分段加載，運轉一般不少于 4小時，分別測岀有關數據，記入試運轉記錄。氣動系統的使用和維護1a開車前后要放掉系統中的冰凝水。b定期給油霧器注油。c行擦拭。d隨時注意壓縮空氣的清潔渡，對空氣過濾器的濾芯要定期清洗。e設備長期不用時，應將各手柄放松，防止彈簧永久變形，而影響元件的調節性能。2、壓縮空氣的污染及防止方法壓縮空氣的質量對氣動系統性能的影戲哪個極大，它如被污染將使管道和元件銹蝕、密封件變形、堵塞噴嘴，使系統不能正常工作。壓縮空氣的污染主要來自水分、油分和粉分三個方面，其污染原因及防止方法如下：銹蝕，影響其性能。防止冷凝水侵入壓縮空氣的方法是：及時排除系統各排水閥中積存的冷凝水，經常注意自動排水器、干燥器的工作是否正常，定期清洗空氣過濾器、自動排水器的內部元件等。油分這里是指使用過的因受熱而變質的潤滑油。壓縮機使用的一部分潤滑油成霧狀混入壓縮空氣中，受熱后引起汽化隨壓縮空氣一起進入系統，將使密封件變形，造成空氣泄漏，摩擦阻力增大，閥和執行元件動作不良