气动系统和组件：工业指南 | Trimantec

工业气动系统及其组件听起来像是复杂的概念，难以理解。然而，一旦您分解每种设备类型，它们的功能和组件就很容易掌握。许多行业都喜欢气动设备并将其集成到他们的机器中，因为这是一种保持低维护成本和延长机器运行时间的简单方法。

我们的指南将解释工业气动系统的功能，突出它们的优点和局限性，并帮助您了解主要组件。因此，无论您是要更换有故障的阀门，还是要从头开始设计工业自动化系统，本指南都是一个完美的起点。

目录：

工业气动系统如何工作？

气动系统的优势

气动系统的局限性

气动系统维护

气动元件的螺纹类型

工业自动化中的气动元件

气缸和执行器

气动控制阀

空气处理组件

气动逻辑系统

气动配件

工业气动系统如何工作？

如果您曾经使用过自行车打气筒，那么您已经了解了气动的基本应用。如今，许多公司将工业气动装置整合到他们的机器中。它们变得如此受欢迎，以至于您可以在钉枪和吸尘器等日常用品中找到它们。

气动系统是一种使用压缩空气来控制运动的机器，例如将材料保持、移动和成型。气动设备主要依靠大量压缩空气来执行。对于许多机器来说，携带和保持恒定的空气产量非常重要。

一般来说，大多数气动系统由以下部分组成：

1. 压缩器
2. 接收者
3. 阀门
4. 执行器

压缩器

空气压缩机是一种气动工具，可以将我们呼吸的空气转化为压缩空气。然后在整个气动系统中使用加压空气。通常，空气压缩机由储气罐提供燃料，储气罐迫使空气进入系统以产生加压空气。 有许多类型的空气压缩机可以满足您所需的空气压力和流量。可用的不同类型的空气压缩机有活塞式、旋转式、离心式和轴流式。

接收器

空气接收器是他们的名字所暗示的。它从压缩机接收空气并将其储存在一个更大的罐中，称为储气罐。空气接收器可以平滑空气的流动并在空气进入罐时保持凉爽。大水箱比小水箱散热快得多。为了补偿空气的损失，储气罐将压缩空气储存在较高的压力下。这样可以确保提供所需的能量。

空气阀

气阀是一个重要的气动元件，因为它们停止并 改变空气的方向。它们控制气流的方向以移动执行器。气动系统可能带有一个或多个阀门。这些可以像脚踏阀一样是手动的，也可以像电磁阀一样是电动的。

气动执行器

执行器简单来说就是气动系统的“推动者”或所需的运动。这些输出设备可以在移动和提升材料或钻头的气缸甚至机械臂的形式。大多数执行器在直线路径上移动。

空气准备

为了最大化您的工业气动系统的性能，空气准备是必要的。在整个气动系统中保持清洁干燥的空气将延长其使用寿命。夹紧、定位和提升等工业应用需要在整个系统中持续提供高质量的空气。适当的空气准备包括过滤器、调节器，有时还包括润滑器等组件。

工业气动系统示意图

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气动系统的优势

如前所述，使用工业气动装置是一种降低维护成本并延长机器运行时间的简便方法。然而，这些只是气动设备的一小部分好处。

使用气动元件可为您带来以下优势：

1. 设计和控制简单 - 使用标准气缸和其他组件轻松设计机器，并通过简单的开关控制进行操作。
2. 可靠性 – 由于气体是可压缩的，气动设备不易受到冲击损坏。气体吸收过大的力，而液压系统中的流体直接传递力。可以储存压缩气体，因此如果断电，机器仍可运行一段时间。
3. 安全 - 与液压油相比，发生火灾的可能性非常低。此外，较新的机器通常具有过载安全性。

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气动系统的局限性

虽然工业气动系统比液压系统具有许多优势，但它们也有一些限制。

1. 容易发生泄漏：这是日常预防性维护检查可以为您省去很多麻烦的地方。如果您保持定期维护计划，您将在泄漏成为严重问题之前发现泄漏。
2. 维护和维修：工业气动装置通常会在管道中长时间储存​​压力，这会使维修变得有些棘手。在开始任何维修之前，系统必须正确减压。
3. 敏感性：您的气动设备需要一个可以不受干扰地运行的空间。气动系统对温度和振动变化很敏感。

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气动系统维护

气动系统的预防性维护对于让您的设备发挥最佳性能非常重要。定期检查气动设备的状态可以帮助您在出现问题之前发现磨损。

工业气动装置的一个常见维护问题是漏气。尽早检测到这一点可以使您的系统免于过载、压缩空气浪费、运营成本增加，甚至生产质量下降。有时，只需听听气动系统内的空气损失，就可以检测到泄漏。或者，您可以使用水和肥皂溶液，将其喷洒在系统上，然后寻找气泡。修复漏气就像拧紧配件一样简单。在重大情况下，可能需要更换损坏的部件。

有兴趣了解有关气动设备预防性维护的更多信息吗？我们的预防性维护博客是一个很好的资源。

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气动元件的螺纹类型

在深入了解各种气动设备之前，我们首先要提一下螺纹类型。诸如空气阀和气缸之类的组件通常具有螺纹端口。对于许多品牌，您有三种选择：NPT、PT 或 G (BSPP) 螺纹类型。如果您的设备原产于中国，那么 10 次中有 9 次需要 PT 螺纹。如果它是在北美制造的，那么使用 NPT 螺纹是安全的。您可能需要参考用户手册来查找此信息或联系原始设备制造商。

其他替代选项包括使用不同的配件或螺纹密封胶带。要了解如何准确识别任何线程类型，请查看我们的线程识别指南。

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工业自动化中的气动元件

气动系统为最终用户、技术人员和工程师提供了诸多好处。因此，我们提倡将工业气动系统集成到自动化解决方案中。看看使用气动组件的自定义自动化构建。

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气动气缸和执行器

气缸和执行器使用存储在活塞或隔膜内的加压空气来移动负载。根据负载的方向，您可能需要气缸或旋转执行器。

气缸

气缸使用活塞杆沿直线移动负载。压缩空气将活塞杆推入或拉出缸筒。气缸的两个关键参数包括冲程和缸径。行程是指气缸活塞或活塞杆在启动时延伸的距离。缸径是指气缸的直径。缸径越大，气缸可以施加的压力或力就越大。

使用中的导向气缸示例

气缸类型：

• 单作用气缸使用一个压缩空气端口在一个方向上推动或拉动杆。然后杆通过弹簧作用返回。
• 双作用气缸利用气缸两端的压缩空气口来伸缩杆。

购买气缸时有几个选项可让您进一步针对您的应用进行定制。例如，缓冲垫允许更安静的活塞操作。此外，我们网站上的许多气缸型号都提供各种安装选项。

旋转执行器

旋转致动器围绕轴旋转物体。他们使用产生持续扭矩的压缩空气。

许多旋转执行器具有双齿轮齿条设计。空气通过一个端口进入，该端口线性推动活塞，使连接齿条的轮齿与圆形小齿轮的齿啮合，并使小齿轮轴旋转 360 度。

旋转执行器还带有缓冲功能，可实现更安静的操作。

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右侧的旋转执行器允许机器平台旋转。

 

气动控制阀

气动阀，也称为空气阀，有助于停止和启动工业气动装置中的空气流动。这些可以像脚踏阀一样是手动的，也可以像电磁阀一样是电动的。

气动电磁阀

这些电动方向控制阀通过向螺线管通电来停止、启动或改变气流方向。如需详细了解不同类型的电磁阀，请参阅我们的电磁阀 101 博文。

电磁阀种类：

• 直动式阀门“直接”使用来自电磁铁的电源来打开和关闭阀门。
• 先导式阀门利用电磁动力与流动的空气/液体/气体的压力相结合来打开和关闭阀门。

流体控制阀

流体控制阀控制流体的关键流量，包括空气、气体、水、油、蒸汽和其他液体.给螺线管通电可以快速停止、启动或改变流体的流动方向。

手动阀和机械阀

手动和机械阀门通过手动或机械驱动来启动、停止或改变气流方向。一个例子是手动脚踏阀，它通过踩下踏板来启动。

止回阀和流量控制阀

专用阀的示例包括止回阀和流量控制阀。止回阀，也称为止回阀，只允许流体沿一个方向流动。流量控制阀调节流体的流量或压力。

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空气准备组件

空气预处理产品将有助于保持您的工业气动装置的空气清洁和干燥。使用空气过滤器、调节器和润滑器的组合将有助于延长系统的使用寿命。

气动空气过滤器

气动空气过滤器接收第一批空气并减少压缩空气罐中的污染物和水分。根据您机器的需要，有不同的尺寸可供选择。您可以过滤小至 0.3 微米的污染物。空气过滤器应每 4-6 个月更换一次，并需要预防性护理。

气压调节器

空气压力调节器将在空气通过气动空气过滤器清洁干燥后控制下游压力。空气调节器只能用于调节下游压力。

空气润滑器

气动润滑器向压缩空气流中添加少量油以减少摩擦。润滑器是气动系统的重要补充，可保持机器高效运行。润滑器有不同的端口尺寸和螺纹类型可供选择。

过滤调节器润滑器组合单元

空气处理系统（如 FRL 组合装置）也可用于在一个系统中包含过滤器、调节器和润滑器。这个 3 件式装置将确保精确的压力调节、减少水分并诱导适当的油量以进行适当的空气准备。诸如此类的组合单元有助于降低成本并节省空间。

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气动逻辑系统

气动逻辑系统也称为空气逻辑控制。这些系统用于控制工业过程和获取机器数据。

空气逻辑几乎可以执行通常由继电器、压力或真空开关、时间延迟、计数器和限位开关处理的任何功能。虽然设计相似，但压缩空气是控制介质，而不是电流。

最常见的用途之一是气动计数。气动计数器可以提供有价值的设备数据。某些机械或电气设备可能不实用或不方便，具体取决于应用。

例如，Control Line 的 AC-6 气动计数器可以提供事件记录、件数或零件计数或完整的循环计数。可以监控数据并将其用于生产目的或实施预防性维护计划。有关使用气动逻辑系统的更多指导，我们的 Air Logic 博客提供了更深入的信息。

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气动附件

气动附件可帮助您根据系统要求定制和调整气动设备。以下是一些常见的配件以及如何将它们与您的气动部件结合使用。

 

气动消音器

排气消音器可降低气动设备运行时的噪音水平。这提高了用户的舒适度并保护系统免受污染物的侵入。

气缸位置传感器

位置传感器常用于气缸。它们检测物体的运动并将其转换为适合处理、传输或控制的信号。

气压表

在气动系统中，在整个系统的许多位置测量压力。气动压力表提供用于工业和商业应用的压力读数。

滴漏腿

滴管，也称为冷凝水排放口，用于收集压缩空气系统中的冷凝水和水分。

 

 

 

空气阀歧管

空气歧管为流体或气体的分配提供了一个方便的连接点。它们用于为两个或多个位置提供气动动力，以提供多种工具。

电磁线圈

使用备用线圈更换损坏的线圈或转换之前购买的电磁阀的电压等级。

分布块

气动分配块为空气制备部件、传感器和其他组件提供方便的端口位置。

 

 

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我们希望这本气动元件指南有助于消除不同类型气动元件之间的任何混淆。气缸和阀门可能会与所有不同的术语特别混淆。如果您需要帮助为您的设备寻找合适的气动部件，请立即致电 (336) 767-1379 联系我们。或者，通过 [email protected] 向我们的销售代表发送电子邮件。