气动技术基础

第一章  气动​​技术概述

我们在日常生活和工作中经常见到各种机器，他们通常都是由原动机、传动装置和工作机构三部分组成的。其中传动装置最常见的类型有机械传动、电气传动、液压传动和气压传动。

气压传动技术简称气动技术，是以压缩空气为工作介质来进行能量与信号的传递，是实现各种生产过程机械化、自动化的一门技术。它是流体传动与控制学科的一个重要组成部分。

1.1 气动系统的工作原理、组成及特点

1.1.1 气动系统的工作原理

气压传动的工作过程是利用空气压缩机把电动机或其他原动机输出的机械能转换为空气的压力能，然后在控制元件的作用下，通过执行元件把压力能转换为直线运动或回转运动形式的机械能，从而完成各种动作，并对外做功。

1.1.2 气动系统的组成

（1）气源装置

气源装置是获得压缩空气的能源装置，其主体部分是空气压缩机，另外还有气源净化设备。空气压缩机是将原动机提供给的机械能转化为空气的压力能；而气源净化设备用以降低压缩空气的温度，除去压缩空气中的水分、油分以及污染杂质等。

（2）执行元件

执行元件是以压缩空气为工作介质，并将压缩空气的压力能转变为机械能的能量转换装置。包括作直线往复运动的气缸，作连续回转运动的气马达和做不连续回转运动的摆动马达等。

（3）控制元件

控制元件是用来控制压缩空气流的压力、流量和流动方向等以便使执行机构完成预定运动规律的元件。包括各种压力阀、方向发、流量阀、逻辑元件、射流元件、行程阀、转换器和传感器等。

（4）辅助元件

辅助元件是使压缩空气净化、润滑、消声以及元件间连接所需要的一些装置。包括过滤器、油雾器、消声器以及各种管路附件等。

1.1.3气压传动的特点

（1）气压传动的优点

（2）气压传动的缺点

第二章 气压传动基础知识

1.干空气和湿空气

湿空气：把含有水蒸气的空气成为湿空气。大气中的空气基本上都是湿空气。

干空气：不含水蒸气的空气成为干空气。

空气的干湿程度对系统的工作稳定性和使用寿命都有一定的影响。若空气湿度较大，即空气中含有的蒸汽较多，在一定的温度和压力条件下，湿空气在系统中的局部管道和气动元件中凝结出水滴，使管道和气动元件锈蚀，严重时还可导致整个系统工作失灵。因此，必须采取有效措施，减少压缩空气中所含的水分。

2.露点

未饱和湿空气保持水蒸气压力不变而降低温度，达到饱和状态的温度被称为露点。湿空气在温度降至露点以下时会有水滴析出。降温除湿就是利用这个原理来完成的。

3.空气密度

单位体积空气的质量称为空气的密度。气体密度与气体压力和温度有关，压力增加，空气密度增大，而温度升高，空气密度减小。

第三章 气源及气源处理元件

3.1 气源装置

用于生产、处理和存储压缩空气的设备称为气源装置。气源装置的功能是为气动系统提供满足一定质量要求的清洁、干燥的压缩空气。一般由空气压缩机及空气冷却、净化、干燥、储存元件等组成。

下图为一般压缩空气站的设备布置示意图。空气压缩机1一般由电动机带动，进气口装有简易空气过滤器，它能先过滤空气中的一些灰尘、杂质。后冷却器2用以冷却压缩空气，使汽化的水、油凝结出来。油水分离器3使水滴、油滴、杂质从压缩空气中分离出来，再从排水口排出。气罐6用以储存压缩空气，稳定压缩空气的压力，并除去其中的油和水。气罐中输出的压缩空气可用于一般要求的气动系统。干燥器7、8用以进一步吸收和排除压缩空气中的水分和油，使之变成干燥的空气。空气过滤器10用以进一步过滤压缩空气中的灰尘、杂质。从气罐11输出的压缩空气可用于要求较高的气动系统（如气动仪表及射流组件组成的控制回路）。

 

3.1.1 空气压缩机

（1）空气压缩机的功用

空气压缩机是气动系统的动力装置，是将原动机的机械能转换成气体压力能的装置。其功用是为气动设备提供符合要求的压缩空气。

（2）活塞式空气压缩机的工作原理

下图所示为活塞式空气压缩机的工作原理和图形符号。当活塞3向右移动时，气缸4内活塞左腔的压力低于大气压力，吸气阀2开启，外界空气由于大气压的作用进入气缸内部，即进行吸气过程；当活塞3向左移动时，吸气阀在缸体内部气体的作用下关闭，缸体内部的气体随着活塞3的不断左移，压力逐渐升高，这个过程称为压缩过程。当气缸内的气体压力增高到大于输气管道内的压力时，排气阀被打开，压缩空气排入管道内，这个过程称为排气过程。活塞3的往复运动是由电动机带动曲柄转动，通过连杆7、滑块6、活塞杆5转化成直线往复运动而产生的。活塞3往复行程一次，即完成“吸气→压缩→排气”一个工作循环。活塞式空气压缩机常用于需要0.3～0.7MPa压力范围的系统。单级往复活塞式空气压缩机的压力若超过0.6MPa，各项性能指标将急剧下降，因此，大多数空气压缩机采用多缸，多级压缩可以提高输出压力。

 

3.1.2后冷却器

（1）后冷却器的功用

后冷却器的功用是对压缩机产生的压缩空气进行冷却降温处理。一般从空气压缩机输出的压缩空气温度很高，压缩空气中所含的油、水均以气态的形式存在，为防止气态的水和油对储气罐或气动设备的腐蚀和损害，需在压缩机出口之后安装后冷却器，使压缩空气降温至40-50℃，使其中的大部分水气、油雾凝结成水滴和油滴后分离。小型压缩机常与气罐装在一起，靠气罐表面冷却进行水和油的分离，而对中、大型压缩机其后常装有后冷却器。

（2）后冷却器的类型和工作原理

按冷却方式不同后冷却器可分为风冷式和水冷式两种。下图所示为风冷式后冷却器，其工作原理是：压缩空气通过管道，由风扇产生的冷空气强迫吹向管道，冷、热空气在管道壁面进行热交换，风冷式后冷却器能将压缩机产生的高温压缩空气冷却到40℃以下，从而有效除去空气中的水分。它具有结构紧凑、重量轻、安装空间小、便于维修、运行成本低等优点，且处理气量少。

 

水冷式后冷却器的结构形式有蛇管式、套管式、列管式和散热片式等。下图所示为蛇管式后冷却器，其工作原理是：压缩空气在管内流动，冷却水在管外水套中流动，沿管道壁面进行热交换。水冷式后冷却器散热面积比风冷式大许多倍，热交换均匀、效率高，具有结构简单、使用和维修方面的优点，使用较广泛。

 

3.1.3 储气罐

储气罐的作用是：消除排气压力波动，保证输出气流量和压力的稳定性；当空气压缩机发生意外事故如突然停电时，气罐的压缩空气可作为应急动力源使用；进一步分离压缩空气中的水和油等杂质。储气罐一般采用圆筒状焊接结构，有立式和卧式两种，通常以立式居多。其结构如下图所示，进气口在下，出气口在上，并尽可能加大两口之间的距离，以利于分离空气中的油、水杂质。

 

3.2 气源处理元件

3.2.1 油水分离器

油水分离器安装在后冷却器后的管道上，它的作用是分离压缩空气中凝聚的灰尘、水分和油分等杂质，其结构形式有环形回转式、撞击挡板式、离心旋转式、水浴式和组合式等。下图所示为撞击挡板式油水分离器。压缩空气自入口进入后，因撞击隔板而折回向下，继而又回升向上，形成回转环流，使水滴、油滴和杂质在离心力和惯性力作用下，在空气中被分离析出，并沉降在底部。可以定期打开底部阀门将分离物排出。

 

3.2.2 过滤器

过滤器的作用是滤除压缩空气中的油污、水分和灰尘等杂质。不同的使用场合对气源过滤程度要求不同，所使用的过滤器也不相同。常用的过滤器分为一次过滤器，二次过滤器和高效过滤器。

（1）一次过滤器

一次过滤器也称简易过滤器，其滤灰效率为 50% ～70%。它由壳体和滤芯组成，按滤芯所采用的材料有纸质、织物（麻布、绒布、毛毡）、陶瓷、泡沫塑料和金属（金属网、金属屑）等。空气进入空气压缩机之前，必须经过简易空气过滤器，过滤空气中所含的部分灰尘和杂质。空气压缩机中普遍采用纸质过滤器和金属过滤器。

（2）二次过滤器

二次过滤器的滤灰效率为70% ～90%，在空气压缩机的输出端使用的即为二次过滤器。空气过滤器属于二次过滤器。下图所示为空气过滤器，其工作原理是：压缩空气从输入口进入后，被引入旋风叶子1，旋风叶子1上有许多呈一定角度的缺口，迫使空气沿切线方向产生强烈旋转。这样，夹杂在空气中的较大水滴、油滴和灰尘等便获得较大的离心力，它们与存水杯的内壁碰撞，从空气中分离出来沉到水杯底部。然后，气体通过中间的滤芯2，部分杂质、灰尘被滤掉。为防止气体旋转的旋涡将存水杯3中积存的污水卷起，在滤芯下部设有挡水板4。为保证空气过滤器正常工作，必须及时将存水杯中的污水通过排水阀5排放。在某些人工排水不方便的场合，可选择自动排水式空气过滤器。存水杯3由透明材料制成，便于观察其工作情况、污水高度和滤芯污染程度。

 

第四章 气动执行元件

4.1概述

气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为机械能的装置。它包括气缸和气动马达。气缸用于直线往复运动，输出推力和直线位移。气动马达用于实现连续回转运动或摆动。

4.2 气缸

气缸是用于实现直线运动并对外做功的元件，其结构、形状有多种形式。普通气缸主要指活塞式单作用气缸和双作用气缸；特殊气缸包括缓冲气缸、多位气缸、增力气缸、滑台气缸、制动气缸、锁定气缸、带阀气缸、无杆气缸、气-液阻尼气缸、薄膜式气缸、磁性开关气缸、薄型气缸、回转气缸、导向气缸、冲击气缸等。

4.2.1 单作用气缸

单作用气缸是指压缩空气仅在气缸的一端进气，并推动活塞运动，而活塞的返回则是借助于其它外力，如重力，弹簧力等工作的气缸。

 

4.2.2 双作用气缸

双作用气缸是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。下图所示为单杆双作用气缸的结构和实物图。当右端有杆腔进气时，左端无杆腔排气，活塞杆伸出；反之，活塞杆退回。

 

4.2.3 气缸的选用

（1）气缸的选用原则

（2）气缸安装使用注意事项

第五章 气动控制元件

5.1气动控制阀的功用及类型

气动控制元件也就是气动控制阀，其功用是控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向及发送信号，利用他们可以组成各种气动控制回路，使气动执行元件按设计的要求正常地进行工作。气动控制元件按功能和用途可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀；此外，还有通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的气动逻辑元件和射流元件等。

5.2 方向控制阀

气动方向控制阀是气压传动系统中通过改变压缩空气的流动方向和气流的通断，来控制执行元件启动、停止及运动方向的气动元件。

5.2.1 单向阀

单向阀只允许气体沿一个方向流动。常用的单向阀有普通单向阀、气控单向阀、梭阀、双压阀、快速排气阀等。
单向阀的工作原理、结构和图形符号与液压阀中的单向阀基本相同，在气动单向阀中，阀芯和阀座之间有一层胶垫（软质密封）。下图所示为单向阀的典型结构和符号，当气流由P口进气时，气体压力克服弹簧力和阀芯与阀体之间的摩擦力，阀芯左移，P、A接通。当气流反向时，阀芯在A腔气压和弹簧力作用下右移，P、A关闭。下图b所示为图形符号。

 

5.2.2 梭阀

下图所示为或门型梭阀。其工作特点是无论P1口和P2口哪条通路单独通气，都能导通其与A口的通路；当P1口和P2口同时通气时，哪端压力高，A口就和哪端相通，另一端关闭，其逻辑关系为“或”。

 

5.2.3 双压阀

双压阀的作用相当于与门逻辑功能。下图所示为双压阀，有两个输入口P1和P2，一个输出口A。只有P1口和P2口同时有输入时，A口才有输出。

 

5.2.4 换向阀

换向阀是指可以改变气流流动方向的控制阀，它通过改变气流通道而使气体流动方向发生变化，从而达到改变气动执行元件运动方向的目的。换向阀有多种分类方式；按阀芯结构可分为截止式、滑阀式；按操纵方式可分为气压控制、电磁控制、人力控制、和机械控制；按工作原理可分为直动式、先导式；按位数、通口数又可分为二位、三位、二通、三通、四通等。

（1）换向阀的基本结构和工作原理

①截止式换向阀

下图所示为二位三通单气控截止式换向阀的结构原理和图形符号，K口没有控制信号时，阀芯3在弹簧2与P腔气压作用下右移，使P口与A口断开，A口与T口导通；当K口有控制信号时，推动活塞5通过阀芯压缩弹簧打开P口与A口的通道，封闭A口与T口的通道。

 

②滑柱式换向阀

用圆柱状的阀芯在圆筒形阀套内沿轴向移动，从而切换气路。下图所示为滑柱式换向阀的结构原理。图（a）为阀的初始状态，滑柱在弹簧力的作用下右移。此时，压缩空气从输入口P流向输出口A，A口右气压输出，B口无气压输出。图（b）所示为阀的工作状态，滑柱在操纵力作用下克服弹簧力左移，关断P口和A口的通路，接通P口和B口，B口有输出，A口无输出。

 

滑柱式换向阀在结构上只要稍稍改变阀套或滑柱的尺寸、形状，就能实现二位四通阀和二位五通阀的功能

（2）换向阀的通口数和位数

（3）几种典型的方向控制阀

① 气压控制换向阀

气压控制换向阀是利用气体压力使主阀芯和阀体发生相对运动而改变气体流向的元件。在易燃、易爆、潮湿、粉尘大、强磁场、高温等恶劣工作环境下，用气压控制阀芯动作比用电磁力控制要安全可靠。

下图所示为二位三通截止式气控换向阀。这种换向阀的开启和关闭是用大于管道直径的圆盘从端面进行控制的。图a所示为无控制信号时的状态，阀芯1在弹簧2作用下处于上端位置，A与T相通。图b所示为有气控信号时的状态，由于气压的作用，阀芯1压缩弹簧2下移，P与A相通。图c所示为图形符号。

 

② 电磁控制换向阀

由电磁铁通电对衔铁产生吸力，利用这个电磁力实现阀的切换以改变气流方向的阀。由于这种阀易于实现电、气联合控制，能实现远距离操作，故得到了广泛的应用。电磁控制换向阀的类型，按控制电磁铁的数目分为单电控换向阀、双电控换向阀。

下图a所示为单电控二位三通换向阀处于常态，电磁铁不通电时，由于弹簧力的作用，A与T相通。图b所示为通电状态，阀芯被推向下端，P与A相通，阀处于进气状态。图c所示为图形符号。

 

下图所示为双电控二位五通换向阀，图a所示为电磁铁1通电、电磁铁2断电时的状态，图b所示为电磁铁2通电、电磁铁1断电时的状态。这种阀的两个电磁铁不能同时通电。图c所示为图形符号。

 

双电控换向阀具有记忆性，即通电时换向，断电时并不返回，可用单脉冲信号控制。为保证主阀正常工作，两个电磁先导阀不能同时通电，电路中要考虑互锁保护。

③ 人力控制换向阀

与其他控制方式相比，其使用频率较低、动作速度较慢。因操作力不大，故阀的通径小、操作灵活，可按人的意志随时改变控制对象的状态，可实现远距离控制。

下图所示为推拉式手动阀。如图（a）所示拉起阀芯，则P口与B口相通，A口与O1口相通，如图（b）所示将阀芯压下，则P口与A口相通，B口与O2口相通，图（c）为其图形符号。

 

④ 机械控制换向阀

机械控制换向阀是利用安装在工作台上的轮、撞块或其他机械外力来推动阀芯动作，实现换向的换向阀。由于它主要用来控制和检测机械运动部件的行程，所以一般也称为行程阀。行程阀常见的操控方式有顶杆式、滚轮式、单向滚轮式等，如下图所示。

 

顶杆式行程阀是利用机械外力直接推动阀杆的头部，改变阀芯位置，实现换向的一种行程阀。滚轮式行程阀的头部安装有滚轮，可以减少阀杆所受的侧向力。单向滚轮式行程阀常用来排除回路中的障碍信号，其头部滚轮是可折回的，只有在撞块从正方向通过滚轮时才能压下阀杆发生换向；反向通过时，行程阀不换向。

5.3 压力控制阀

气动压力控制阀在气动系统中主要起调节、降低或稳定气源压力及控制执行元件的动作顺序、保证系统的工作安全等作用。常用的压力控制阀主要有减压阀（调压阀）、溢流阀（安全阀）、顺序阀、增压阀及多功能组合阀等。

5.3.1 减压阀

减压阀是将较高的输入压力调整到规定的输出压力的压力控制阀，并能保证稳定的出口侧压力的控制阀。

（1）减压阀的基本结构和工作原理

减压阀的调压方式有直动式和先导式两种：直动式减压阀利用柄或旋钮直接调节调压弹簧来改变减压阀输出压力；先导式是用预先调整好的气压来代替直动式调压弹簧进行调压的。

①直动式减压阀

下图所示为一种常用的直动式减压阀。此阀可利用手柄直接调节调压弹簧来改变阀的输出压力。
顺时针旋转手柄1，则压缩调压弹簧2，推动膜片4下移，膜片4又推动阀芯5下移，阀口7被打开，气流通过阀口后压力降低；与此同时，部分输出气流经反馈导管6进入膜片气室，在膜片上产生一个向上的推力，当此推力与弹簧力相平衡时，输出压力便稳定在一定值。

如果由于某种原因导致输出压力P2升高，作用在膜片上的推力增大，膜片上移，向上压缩弹簧，从溢流口3有瞬时溢流，并靠复位弹簧8及气体压力的作用，使阀杆上移，阀门开度减小，节流作用增大，使输出压力又基本上下降至原值。若输出压力下降，膜片下移，阀门开度增大，节流作用减小，输出压力又基本上回升至原值。

 

②先导式减压阀

先导式减压阀的工作原理和结构与直动式调压阀基本相同，它们的不同是：先导式调压阀的调压气体一般由小型的直动式减压阀供给，用调压气体代替调压弹簧来调整输出压力。先导式减压阀可分为内部先导式和外部先导式。

若把小型直动式减压阀装在阀的内部来控制主阀的输出压力，称为内部先导式减压阀，下图所示先导式减压阀由先导阀和主阀两部分组成。当气流从左端流入阀体后，一部分经阀口9流向输出口，另一部分经固定节流孔1进入中气室5，经喷嘴2、挡板3进入上气室4，下气室4经孔道与下气室6相通，下气室6经孔口与输出口相通。把手柄旋到一定位置，使喷嘴、挡板的距离在工作范围内，减压阀就进入工作状态。中气室5的压力随喷嘴与挡板间距离的减小而增大，于是推动阀芯打开进气阀口9，即有气流流到出口，同时经孔道反馈至上气室4，与调压弹簧相平衡。

若由于某种原因导致输出压力升高，通过孔口的气流使下气室6的压力也升高，破坏了膜片原有的平衡，使阀芯上升，节流阀口减小，节流作用增强，输出压力下降，使膜片两端作用力重新平衡，输出压力恢复到原来的调定值。当下气室6的压力升高时，经过孔道的反馈也会引起上气室4的压力升高，挡板3向上的推力增大，挡板3与喷嘴2的距离增加，从而中气室5的压力降低，也会使阀芯上移，节流阀口减小。

若由于某种原因导致输出压力降低，通过孔口的气流使下气室6的压力也降低，破坏了膜片原有的平衡，使阀芯下降，节流阀口增大，节流作用降低，输出压力上升，使膜片两端作用力重新平衡，输出压力恢复到原来的调定值。当下气室6的压力降低时，经过孔道的反馈也会引起上气室4的压力降低，挡板3向上的推力减小，挡板3与喷嘴2的距离减小，从而中气室5的压力升高，也会使阀芯下移，节流阀口增大。

 

（2）减压阀的主要特性

①调压范围：减压阀输出压力的调节范围称为调压范围

②压力特性：是指减压阀在一定输出流量下，输入压力波动对输出压力波动的影响。

③流量特性：是指减压阀在一定输入压力下，输出流量的变化对输出压力波动的影响

④溢流特性：是指阀的输出压力超过调定值时，溢流口打开，空气从溢流口流出。减压阀的溢流特性表示通过溢流口的溢流流量q与输出口的超压压力△p之间的关系。

（3）减压阀的选择

①根据调压精度的不同，选择不同形式减压阀。当要求出口压力波动小时，若出口压力波动在工作压力最大值的±0.5%内，则选用精密减压阀。

②根据系统控制的要求，若需遥控或通径大于20mm，应选用外部先导式减压阀。

③确定阀的类型后，由所需最大输出流量选择阀的通径，决定阀的气源压力时应使其比最高输出压力大0.1MPa。

（4）减压阀的安装和使用

①减压阀最好竖直安装，阀体上的箭头方向为气体的流动方向，不能把进、出口装错，减压阀的进口压力应比最高出口压力大0.1MPa以上。

②安装减压阀时，最好手柄在上，以便于操作。阀体上堵头可拧下来，装上压力表。

③连接管道安装前，要用压缩空气吹净或用酸蚀法将锈屑等清洗干净。滑动部分要涂润滑油，保证阀杆与膜片同心。

④按气流的流动方向，首先安装空气过滤器，然后安装减压阀，最后安装油雾器，以防止减压阀中的橡胶件过早变质。

⑤为延长减压阀使用寿命，减压阀不用时，应旋松手柄回零，以免零件长期受压产生塑性变形，影响调压精度。

5.4 流量控制阀

流量控制阀是通过改变阀的流通截面积来调节压缩空气的流量，从而控制执行元件运动速度的气动控制元件。流量控制阀包括节流阀、单向节流阀、排气节流阀和柔性节流阀等。

5.4.1 节流阀

节流阀是依靠改变阀的流通截面积来调节流量的。要求节流阀流量的调节范围较宽，能进行微小流量调节，调节精确，性能稳定，阀芯开度与通过的流量成正比。使用节流阀时，节流面积不宜太小，否则因空气中的冷凝水、尘埃等塞满阻流口通路而引起节流量的变化。 下图所示为节流阀的结构原理。当压力气体从P口输入时，气流通过节流通道自A口输出。旋转阀芯螺杆，就可改变节流口的开度，也就改变了阀的流通面积，从而控制流量。

 

5.4.2 单向节流阀

单向节流阀是由单向阀和节流阀并联而成的组合式流量控制阀。该阀常用于控制气缸的运动速度，也称为速度控制阀。

 

若用单向节流阀控制气缸的运动速度，安装时该阀应尽量靠近气缸。在回路中安装单向节流阀时不要将方向装反。为了提高气缸运动稳定性，应按出口节流方式安装单向节流阀。

第六章 气动辅助元件

6.1 润滑元件

6.1.1 油雾器

为保证气动元件工作可靠，延长使用寿命，常常对控制阀和气缸采取润滑措施。在封闭的空气管道内不能随意向气动元件注入润滑油，这就需要一种特殊的注油装置——油雾器。它以空气为动力，使润滑油雾化后，注入空气流中，并随空气进入需要润滑的部件，达到润滑的目的。其特点是润滑均匀、稳定、耗油量小。

（1）油雾器的典型结构和工作原理

下图所示为普通型油雾器。压缩空气从输入口进入后，通过喷嘴组件1上的小孔进入截止阀4，其中的大部分气体从出口排出，一小部分气体经孔a、截止阀4进入油杯5的上方c腔中，油液在压缩空气的气压作用下沿吸油管6、单向7阀和节流阀8滴入透明的视油器9内，进而滴入主管内。油滴在主管内告诉气流的作用下被撕裂成微小颗粒，随气流进入到气动元件中。

 

6.2 空气处理组件

将过滤器、减压阀和油雾器等组合在一起，称为空气处理组件。该组件可缩小外形尺寸、节省空间，便于维修和集中管理。

将过滤器和减压阀（调压阀）一体化，称为过滤减压阀；将过滤减压阀和油雾器连成一个组件，称为空气处理二联件。

 

将过滤器、减压阀（调压阀）和油雾器连成一个组件，称为空气处理三联件，也称气动三联件或气动三大件。

 

组合单元的选择要根据气动回路元件对压缩空气的要求是否需要减压，是否需要过滤，是否需要润滑来配置。

6.3 消声器

在气动系统工作过程中，气缸、气马达及控制阀等气动元件在将用过的压缩空气排向大气时，由于排出气体速度很高，气体体积急剧膨胀，产生涡流，引起气体振动，会发出强烈的排气噪声，一般可达100～120dB。这样的噪声会危害人的健康，恶化作业环境，降低工作效率。为消除和减弱这种噪声，应在换向阀的排气口安装消声器。常用的消声器有三种形式：吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸收型。

（1）吸收型消声器　主要利用吸声材料来降低噪声，在气体流动的管道内固定吸声材料，或按一定方式在管道中排列，如下图所示。其工作原理是：当气流通过消声罩1时，气流受阻，可使噪声降低约20dB。吸收型消声器主要用于消除中高频噪声，特别对刺耳的高频声波消声效果显著，在气动系统中广为应用。

 

（2）膨胀干涉型消声器　膨胀干涉型消声器结构很简单，相当于一段比排气孔直径大得多的管件。当气流通过时，让气流在管道里膨胀、扩散、反射、相互干涉而消声。该消声器主要用于消除中、低频噪声。

（3）膨胀干涉吸收型消声器　膨胀干涉吸收型消声器是综合上述两种消声器的特点而构成的，其结构如下图所示。工作原理是：气流由端盖上的斜孔引入，在A室扩散、减速、碰壁撞击后反射到B室，气流束互相冲撞、干涉，进一步减速，并通过消声器内壁的吸声材料排向大气。该消声器消声效果好，低频可消声20dB，高频可消声45dB左右。

 

阀用消声器一般采用螺纹连接方式，直接安装在阀的排气口上。对于采用叠加式连接的控制阀，消声器安装在底板的排气口上。

6.4 管道系统

6.6.1 管道连接件

（1）管道连接件的功用及类型

管道连接件包括管子和各种接头,有了管子和接头，才能把气动控制元件、执行元件以及辅助元件等连接成一个完整的气动控制系统，因此，实际应用中，管道连接件是不可缺少的。

管子可分为硬管和软管两种。总气管和支气管等一些固定不动的、不需要经常装拆的地方，使用硬管。连接运动部件和临时使用、希望装拆方便的管路应使用软管。

气动系统中使用的管接头的结构及工作原理与液压管接头基本相似，有卡套式、扩口螺纹式、卡箍式、插入快换式等。

（2）软管接头的结构形式

软管接头种类、规格很多，典型结构形式有直通、终端、直角、三通、四通、多通、异径、内外螺纹及带单向阀等应用于不同场合的各种管接头。