气动系统基础应用

气动系统基础应用

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/2401_82419303/article/details/139401726

气动系统是一种利用压缩空气作为动力源的机械控制系统，广泛应用于工业自动化、机器人等领域。本文将详细介绍气动系统的基础知识，包括其组成、工作原理以及关键组件的功能。

气动系统

概念

气动系统是指利用压缩空气作为动力源，通过气动元件（如气缸、气动阀等）来实现机械运动控制和执行各种工作任务的系统。

优点

1. 结构简单
2. 维护方便
3. 成本低
4. 无污染
5. 响应速度快

缺点

1. 运行不够平稳
2. 输出力不够大
3. 容易泄露
4. 排气有一定的噪声
5. 难以实现精确定位

组成

气动系统的组成包括：

1. 气源装置
2. 执行元件
3. 控制元件
4. 辅助元件

气源装置

概念

由产生、处理和储存压缩空气的设备所组成的系统称为气源系统。气源的核心是空气压缩机，将原动机的机械能转换为气体的压力能。气源装置通常也可以被称作为气泵，气泵的执行元件是气缸。

分类

气源装置按照工作原理可以简单分为如下几种类型：

1. 活塞式气泵
2. 齿轮式气泵
3. 螺杆式气泵

通过外观可以明显区分这三种气泵，活塞式气泵通常具有较大的尺寸、齿轮式气泵外部大概率有齿轮装置、螺杆式气泵外观较为紧密

螺杆式气泵

空气压缩机 （活塞式气泵）

齿轮式气泵

气源处理三元件

在气动技术中，将空气过滤器(F)、减压阀(R)和油雾器(L)三种气源处理元件组装在一起称为气动三联件，用以进入气动仪表之气源净化过滤和减压至仪表供给额定的气源压力，相当于电路中的电源变压器的功能。

1. 减压阀：可对气源进行稳压，使气源处于恒定状态，可减小因气源气压突变时对阀门或执行器等硬件的损伤。
2. 过滤器：用于对气源的清洁，可过滤压缩空气中的水份，避免水份随气体进入装置。
3. 油雾器：可对机体运动部件进行润滑，可以对不方便加润滑油的部件进行润滑，大大延长机体的使用寿命。

若将空气过滤器和减压阀设计成一个整体，称为二联件。气源处理三联件包括空气减压阀、过滤器、油雾器三大件。

气缸原理

概念

气缸就像是一个空心的金属管子，里面有活塞可以来回移动。当压缩空气通过管子里面的孔洞时，活塞会被推动，从而产生机械运动，比如推动机器上的零件或执行其他工作任务。在工业设备和机器人中，气缸常常被用来产生线性运动，就像是一个很大的活塞。

能力转换：气体的压力能 --> 机械能

气缸是气泵执行的元件

原理

通俗来讲，气缸的原理可以类比为人体的肌肉和骨骼系统。气缸就像是一个装有活塞的管子，当压缩空气通过气管进入气缸时，它会推动活塞向一个方向移动，就像肌肉在收缩一样。这个运动可以用来推动机械装置的运动，就像人的肌肉推动骨骼一样。

当压缩空气停止输入或者从另一个方向排出时，活塞会根据具体的气缸类型返回到初始位置，就像肌肉在放松一样。这样的往复运动可以被用来产生机械工作，比如推动活塞式发动机、控制阀门等。

简单来说，气缸利用压缩空气的力量来推动活塞做往复运动，从而产生机械动力，就好比人的肌肉利用神经信号来推动骨骼运动一样。

分类

气缸可以根据其结构和功能进行分类，常见的类型包括：

1. 单作用气缸：仅在一个方向上产生动力，需要外部力量（如重力或弹簧）来复位。
2. 双作用气缸：在两个方向上都能产生动力，通过压缩空气的交替输入来实现双向运动。
3. 摆动气缸：将直线运动转换为旋转运动，常用于需要摆动或旋转运动的场合。
4. 薄膜气缸：使用薄膜代替活塞，适用于需要轻柔运动或高精度定位的场合。

每种类型的气缸都有其特定的应用场景和优势，选择合适的气缸类型对于确保气动系统的高效运行至关重要。

电磁阀

电磁阀是用电磁效应控制流体(气体、液体)方向的自动化基础元件，属于控制元件，而气动电磁阀是其中的一种，是通过控制阀体的移动率挡住或混山不同的孔，从而切换流体流向。

原理

线圈得电，带动内部阀体位置的变化，改变气体的流出方向，进而控制气缸的工作状态

接线

正负极

如图视角，左正右负

额定电压

常见电磁阀

单电控

单电控的电磁阀内部只有一个线圈。当线圈通电时，产生的磁场会吸引阀芯，导致阀芯移动到一个位置，改变阀的状态，例如打开或关闭。当线圈断电时，磁场消失，阀芯则会返回到初始位置，改变阀的状态。

双电控

双电控的电磁阀内部有两个线圈。通过控制这两个线圈的通断组合，可以实现多种工作状态的切换。当其中一个线圈通电时，阀芯移动到一个位置，改变阀的状态；而当另一个线圈通电时，阀芯则会移动到另一个位置，再次改变阀的状态。

如图为也为三位五通电磁阀

双位五通电磁阀

原理

双位五通电磁阀通过电磁线圈控制阀芯的运动，从而改变阀的工作状态和流动方向。当电磁线圈通电时，产生的磁场使阀芯移动到一个位置，使得流体从某些接口流向其他接口。当电磁线圈断电时，阀芯返回到初始位置，改变流体的流动路径。

三位五通电磁阀

三位五通电磁阀都是双电控的，有两个线圈，按照中间位不同分为三种:中封、中泄、中压三种。

中封式

在两个线圈都不给电的情况下，进气口天网，排口大闭（过两侧的压力保持在最后一个线圈失电后的状态不变。(长时间处于此状态，由于各连接处有微小泄漏,这种平衡慢慢会被打破）在气缸不需要精度定位，中停时间比较短暂时，可以考虑使用中封式。

中泄式

在两个线圈都不给电的情况下，进气口关闭日，排气口打开，气缸两侧的压力分别经电磁阀两个排气口排出，气缸两侧内都无压力。相较于中封阀，这种回路可实现更长时间的中停。在某些气缸须垂直运动，且中停时间较长但定位精度不是很高的场合下，都可以考虑使用中泄式。

气缸

概念

气缸是一种将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动、摆动或旋转运动的气动执行元件。

分类

1. 减压阀：可对气源进行稳压，使气源处于恒定状态，可减小因气源气压突变时对阀门或执行器等硬件的损伤。
2. 过滤器：用于对气源的清洁，可过滤压缩空气中的水份，避免水份随气体进入装置。
3. 油雾器：可对机体运动部件进行润滑，可以对不方便加润滑油的部件进行润滑，大大延长机体的使用寿命。

气路辅助元件

分类

1. 快接插头

2. 节流阀

3. 手阀

真空发生器及真空吸嘴

真空发生器

真空吸盘

真空吸盘与真空发生器进行连接