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气压传动组成及作用原理

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:气压传动由气源、气动执行元件、气动控制元件和气动辅元件组成,如图8-2-2所示。(一)空气压缩机空气压缩机是气源装置中的主体,它是将原动机的机械能转换成气体压力能的装置,是压缩空气的气压发生装置。(二)气动执行元件气压传动系统中的气动执行元件主要有气缸和气马达两种。

气压传动组成及作用原理

气压传动由气源、气动执行元件、气动控制元件和气动辅元件组成,如图8-2-2所示。

图8-2-2 气压传动系统图

气源一般由空气压缩机提供。气动执行元件把压缩气体的压力能转换为机械能,用来驱动工作部件,包括气缸和气动马达。气动控制阀用来调节气流的方向、压力和流量,它可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。气动辅件包括净化空气用的分水滤气器,改善空气润滑性能的油雾器,消除噪声的消声器,管子连接件等。

(一)空气压缩机

空气压缩机是气源装置中的主体,它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置,是压缩空气的气压发生装置。

空气压缩机的种类很多,按工作原理可分为容积式压缩机、往复式压缩机、离心式压缩机。容积式压缩机的工作原理是压缩气体的体积,使单位体积内气体分子的密度增加,从而提高压缩空气的压力;离心式压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度,使气体分子具有的动能转化为气体的压力能,从而提高压缩空气的压力;往复式压缩机(又称活塞式压缩机)的工作原理是直接压缩气体,当气体达到一定压力后排出。图8-2-3所示为NPT5型空气压缩机,该压缩机为三缸活塞式压缩机,主要配置在SS3、DF4B、DF4D、DF5、DF7C、DF7G铁路机车上。

图8-2-3 铁路机车用NPT5型空气压缩机工作原理

1—齿轮式油泵;2—机体;3—油压表;4—空气滤清器;5、8—进气阀片;6—排气阀片;7,9—低压活塞;10—高压活塞;11—总风缸;12—调压阀;13—上集气箱;14—散热管;15—下集气箱。

(二)气动执行元件

气压传动系统中的气动执行元件主要有气缸和气马达两种。

1. 气 缸

气缸的分类有多种。

(1)按压缩空气的作用方向分,有单作用气缸和双作用气缸(图8-2-4)。

(2)按气缸的结构特征分,主要有活塞式气缸、叶片式气缸、薄膜式气缸、伸缩式气缸等。

(3)按气缸的功能分,有普通气缸和特殊气缸。常用的特殊气缸如气液阻尼气缸(图8-2-5)、冲击气缸、回转气缸、无油润滑气缸等。

图8-2-4 双作用单活塞杆气缸及图形符号

图8-2-5 气液阻尼气缸

2. 气马达

气马达是将压缩空气的压力能转换成旋转的机械能的装置,在气压传动中使用最广泛的是叶片式和活塞式气动马达。

图8-2-6所示为叶片式气马达的工作原理,当压缩空气从进气口A进入气室后立即喷向叶片3,作用在叶片3的外伸部分,产生转矩带动转子2做逆时针转动,输出旋转的机械能,废气从排气口C排出,残余气体则经B排出(二次排气)。若进、排气口互换,则转子反转,输出相反方向的机械能。转子转动的离心力和叶片底部的气压力、弹簧力(图中未画出)使得叶片紧密地抵在定子1的内壁上,以保证密封,提高容积效率

图8-2-6 叶片式气马达的工作原理

1—定子;2—转子;3—叶片。

(三)气压控制元件

气压控制元件是指控制和调节压缩空气压力、流量和流向的控制元件,主要包括方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀(www.xing528.com)

1. 方向控制阀

(1)单向阀:只能使气流沿一个方向流动,不允许气流反向倒流(图8-2-7)。

图8-2-7 单向阀及图形符号

(2)换向阀:利用换向阀阀芯相对阀体的运动,使气路接通或断开,从而使气动执行元件实现启动、停止或变换运动方向(图8-2-8和图8-2-9)。

图8-2-8 二位三通电磁换向阀及图形符号

图8-2-9 二位三通气控换向阀及图形符号

2. 压力控制阀

(1)减压阀(图8-2-10):将从储气罐传来的压力调到所需的压力,减小压力波动,保持系统压力的稳定。

减压阀通常安装在过滤器之后,油雾器之前。在生产实际中,常把这三个元件做成一体,称为气源三联件(气动三大件),如图8-2-11所示。

图8-2-10 减压阀及图形符号

图8-2-11 气源三联件及图形符号

(2)顺序阀:依靠回路中压力的变化来控制执行机构按顺序动作的压力阀,如图8-2-12所示。

(3)溢流阀(图8-2-13):在系统中起过载保护作用,当储气罐或气动回路内的压力超过某气压溢流阀调定值时,溢流阀打开向外排气;当系统的气体压力在调定值以内时,溢流阀关闭。

图8-2-12 顺序阀及图形符号

图8-2-13 溢流阀及图形符号

3. 流量控制阀

(1)排气节流阀(图8-2-14),安装在气动元件的排气口处,调节排入大气的流量,以此控制执行元件的运动速度。它不仅能调节执行元件的运动速度,还能起到降低排气噪声的作用。

(2)单向节流阀(图8-2-15),气流正向流入时,起节流阀作用,调节执行元件的运动速度;气流反向流入时,起单向阀的作用。

图8-2-14 排气节流阀及图形符号

图8-2-15 单向节流阀及图形符号

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