气压传动的组成

1．气源装置

气压传动所用的压缩空气由气源装置提供。气源装置用以提供处理和贮存清洁、干燥且具有一定压力的压缩空气的装置。该装置是由空气压缩机、空气净化与贮存装置、传压缩空气运输管道系统和气动三大件四部分组成。

空气压缩机将原动机输出的机械能转换为气体的压力能，供气动系统使用。空气压缩机按工作原理分为容积型和速度型两类，常用容积型空气压缩机。由于压缩空气属于生产企业的动力源集中供应，空气压缩机的规格应当根据企业总体用气设备的用气情况与用气量选择。

因为管线分布广、气体用户多、气压波动大、过程污染等原因，由空气压缩机提供的压缩空气在气动设备中无法直接使用，要经过进一步净化处理。所供应的压缩空气需要通过冷却器降温、过油水分离、干燥过滤器等，使之达到一定的品质要求。不同的气动元件对于气源过滤的精度要求不同：对于气缸、膜片式和截止式气动元件，要求杂质粒径不能大于50μm；对于气马达、滑阀元件，要求杂质粒径不大于25μm；对于射流元件，要求杂质粒径不大于10μm。

压缩空气靠贮气罐装置储存，该装置也能起到减少气体的压力的波动、使气体冷却、分离气体中油水的作用。压缩空气的动力管线将洁净的气体输送到气动设备。管道的设置应当兼顾到安装、使用、维护等方面的要求。管道尺寸的确定，必须考虑到系统的最大流量与所允许的最大压力损失等因素。

气管道输送到气动设备的压缩空气，还须要通过气动三大件对其进行进一步的过滤、减压与稳压、加油与润滑才可以使用。气动三大件就是指分水滤气器、减压阀和油雾器。将它们依次无管化连接成组件，又统称之为气动三联件。工作时安装在用气设备的近处，压缩空气经过三大件的最后处理，是气动系统使用压缩空气最后的质量保证。分水滤气器除了能滤去空气中的灰尘杂质外，还将空气中的水份分离出来；减压阀在系统中起减压和稳压作用，其工作原理是靠作用在膜片上的压力控制减压节流口的大小，控制出口的压力稳定在调定的数值上；油雾器是将润滑油喷射成雾状随压缩空气一起进入气动元件，在气动仪表、逻辑元件等个别气动元件中不需要安装油雾器。

2．气动执行元件

气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能输出的装置，包括作直线运动的气缸和作旋转运动的气马达。标准气缸的结构形式与活塞式液压缸基本相同。但气缸的工作特性与液压缸有所不同.

膜片式气缸是利用压缩空气推动非金属膜片作往复运动的气缸，其结构紧凑，无泄漏损失，但行程较小，适用于气动夹具、汽车制动等场合。冲击气缸是能将压缩空气的压力能转换为活塞的动能的专用气动执行元件，它能产生很大的冲击力，可以满足靠冲力工作的设备的需要。无杆气缸是通过独特的无杆设计使活塞直接驱动运动部件的气缸，安装空间小，结构紧凑，且能承受一定的偏载。

气动马达按结构形式分为叶片式气动马达、活塞式气动马达、齿轮式气动马达等，叶片式和活塞式气动马达应用比较广泛。各种气动马达的工作原理与同类结构形式的液压马达相类似。但气动马达的工作特性较软；当气压不变时，其转矩、转速、功率均随外载的变化而改变。因此，当产生过载时气动马达的转速会降低甚至于产生停车，具有过载保护作用。此外，气动执行元件还具有能够长时间满载工作、温升小、防火、防爆、耐潮湿、耐粉尘等优点，适宜于在恶劣环境使用。

3．气动控制阀

气动控制阀与液压控制阀相似，按功能可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三大类，其工作原理及结构与同类液压控制阀类似。它们的不同点在于：气动溢流阀只作安全阀用，而起调压作用和稳压作用的是气动减压阀；气压控换向阀分为加压控制、卸压控制、差压控制和延时控制四类；电磁控制换向阀分为直动式和先导式两种形式；梭阀相当于两个单向阀的组合。液压控制阀与气动控制阀的主要区别是：液压控制阀的回油和泄漏口必须接油箱，而气动控制阀的回气与泄漏直接向大气排放；液压控制阀多用滑阀结构，气动控制阀多用膜片结构；液压控制阀体积较大，气动控制阀体积较小；液压控制阀承受压力高，其阀体多选用铸铁或铸钢材料，气动控制阀承受压力低，其阀体多采用铸铝材料等等。

4．气动逻辑元件

气动逻辑元件是在控制回路中能够满足逻辑功能需要的器件。按结构分为有截止式、膜片式、滑阀式及其它形式的逻辑元件。按功能分有“与门”、“非门”、“是门”、“禁门”、“或门”、“双稳”等逻辑元件。气动逻辑元件主要有开关部分和控制部分两部分组成，前者是改变气流的通断，后者是满足控制信号状态改变时，使开关部分完成一定的动作。在学习气动逻辑元件时，除重点搞清工作原理和逻辑关系外，还要注意其性能参数和压力特性。

5．气动系统基本回路

与液压基本回路相似，气动基本回路是分析典型回路和设计回路的基础，也是对气动元件的应用。气动基本回路分为压力控制、方向控制、速度控制、安全保护、往复运动等回路。其中方向控制回路、速度控制回路和往复运功回路是需要重点掌握的内容。在换向回路中，无论是单缸差动回路还是多位运动控制回路都是利用换向阀实现气缸的换向；在调速回路中，由于气体的粘度很小且具有可压缩性，实现速度的平稳控制是气压传动需要着重解决的问题，气液阻尼和气液转换能够较好的解决上述问题，但是增加了系统的造价；往复运动是气动系统经常要遇到的问题，将气动控制换向阀、行程控制阀、按钮阀和手动控制换向阀合理组合，就可以实现一次往复、二次往复和连续往复的运动循环。

6．气动系统实例

本章选择了门户开闭装置、气动夹紧系统和加工中心气动换刀系统为实例，介绍了典型气动系统的基本组成和工作原理。由于气压传动系统直接向大气排气，回路相对简单。按照执行元件的动作要求，读懂回路原理并不难。在气动系统的分析中，要注意气压控制回路的功能，注意气动换向阀和梭阀的应用。

7．气动系统的逻辑设计

气动系统的逻辑设计是气压传动课程学习的另一个教学基本要求。因为气压传动多用于轻工机械或包装机械，动作要求多，执行元件与控制阀也比较多，所以气压传动系统的设计仅用常规的设计方法，凭经验设计往往无法完成。目前气动系统的逻辑设计方法较多，本教材着重介绍了信号—动作状态图法。

在使用信号—动作状态图法设计气动系统图时，首先要根据执行元件的动作要求画出系统动作程序图；在此基础上把各个行程信号的状态和执行元件的动作状态用线图表示出来；然后从图中判别出各种障碍信号并予以消除；再就是根据信号—动作状态图法绘制逻辑图；最终按照气控逻辑图选择气源处理元件、考虑控制方式、调压方式、调速方式等问题，选择相应的控制元件设计气控回路图