气动与液压传动控制技术基本常识第二课

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,*,气压与液压传动控制技术基本常识,技能型紧缺人才培养培训系列教材,高等教育出版社,主编：胡海清 王骅,参编：王晓忠,第一章 气压传动技术基础知识,第三节 气源系统及气源处理装置,一、压缩空气,1.3.1 压缩空气,1.空气的组成,自然界的空气是由若干种气体混合而成的，大气中还含有二氧化硫、亚硝酸、碳氢化合物等，常含有少量水蒸气，对于含有水蒸气的空气称为湿空气，完全不含水蒸气的空气叫干空气。,湿空气中所含水蒸气的程度用温度和含湿量来表示，而湿度的表示方法有绝对湿度和相对湿度之分。,1.3.1 压缩空气,2.湿空气,在一定温度和压力下，空气中所含水蒸气达到最大极限时，这时的湿空气叫饱和湿空气。,1 m,3,的饱和湿空气中，所含水蒸气的质量称为饱和湿空气的绝对湿度。,1.3.1 压缩空气,（1）绝对湿度,1 m,3,湿空气中所含水蒸气的质量称为绝对湿度。也就是湿空气中水蒸气的密度。,（2）相对湿度,在相同温度、相同压力下，绝对湿度与饱和绝对湿度之比称为该温度下的相对湿度。,（3）含湿量,空气的含湿量指1kg质量的干空气中所混合的水蒸气的质量。,（4）露点,保持水蒸气压力不变而降低未饱和湿空气的温度，使之达到饱和状态时的温度叫露点。,1.3.1 压缩空气,3.压缩空气的污染,由于压缩空气中的水分、油污和灰尘等杂质不经处理直接进入管路系统时，会对系统造成不良后果，所以气压传动系统中所使用的压缩空气必须经过干燥和净化处理后才能使用。,二、 压力的表示方法,1.3.2 压力的表示方法,工程上压力有两种表示方法，一种是以绝对真空作为基准所计的压力，称为绝对压力；另一种是以大气压力作为基准所计的压力，称为相对压力。,100 kPa,（,bar,）,大气压,（约为,1 bar,）,表压,绝对压力,真空度,图126 压力的表示方法,1.3.2 压力的表示方法,ISO规定的压力单位为帕斯卡，简称为帕，符号为Pa，1 Pa=1 N/m,2,。由于此单位很小，工程上使用不方便，因此常采用兆帕，符号为MPa，1 MPa=10,6,Pa。目前压力单位巴也很常用，它的符号是bar，1 bar=10,5,Pa。,三、 空气压缩站,1.3.3 空气压缩站,空气压缩站（简称空压站）是气动自动化控制系统中的核心部件，它是为气动设备提供压缩空气的动力源。空压站的主要组成装置有空气压缩机（简称空压机）、贮气罐和后冷却器。,1,空压机；2,后冷却器；3,贮气罐,图127 空压站组成示意图,1.3.3 空气压缩站,1空气压缩机,空气压缩机是空压站的核心装置，它的作用是将电动机输出的机械能转换成压缩空气的压力能供给气动系统使用。,图1.28,单级活塞式空压机,螺杆式空压机,图128 容积式空气压缩机结构示意图,图1.29,叶片式空压机,轴流式空压机,图129 速度式空气压缩机结构示意图,图1.30,1,转轴； 2,活塞； 3,缸体； 4,吸气阀；,5,排气阀； 6,中间冷却器,图130 两级活塞式空气压缩机工作原理示意图,3,2,1,4,5,6,1,级活塞,2,级活塞,外界空气,压缩空气输出,1.3.3 空气压缩站,空气压缩机主要依据工作可靠性、经济性与安全性进行选择。,（1）排气压力的高低和排气量的大小,（2）用气的场合和条件,（3）压缩空气的质量,（4）运行的安全性,1.3.3 空气压缩站,2.后冷却器,后冷却器的作用就是将空压机出口的高压空气冷却至40以下，将大量水蒸气和变质油雾冷凝成液态水滴和油滴，从空气中分离出来。,图1.31,热空气,冷空气,冷却水,冷却水,图131 水冷式后冷却器结构示意图,1.3.3 空气压缩站,3.贮气罐,贮气罐的主要作用主要有：,（1）用来贮存一定量的压缩空气，调节空压机输出气量不平衡的情况，保证连续、稳定的压缩空气输出；,（2）在停电或空压机停机等意外事故时用作应急气源；,（3）减小空压机输出的气压脉动，稳定系统气压；,（4）进一步降低压缩空气温度，分离压缩空气中的部分水份和油份。,四、气源处理装置,1.3.4 气源处理装置,1污染的危害,从空压机输出的压缩空气由于含有大量水份、油污和灰尘等杂质，所以必须经过干燥和过滤后才能使用。若不经处理直接进入管路系统时，可能会引起不良后果。,1.3.4 气源处理装置,2空气干燥器,吸附式干燥器,高分子隔膜干燥器,冷冻干燥器,图134 常用干燥器外形图,图1.32,热交换器,干燥气体出口,潮湿气体入口,制冷剂,制冷机,制冷器,分离器,2,图132 冷冻干燥器结构示意图,分离器,1,图1.33,图133 加热再生吸附干燥器结构示意图,截止阀,前置过滤器（滤油器）,吸附器,2,加热器,干燥空气,鼓风机,潮湿空气,吸附器,1,热空气,1.3.4 气源处理装置,3.空气过滤器,空气在进入气动系统前必须经过空气过滤器，以滤去其中所含的灰尘和杂质。空气过滤器的过滤的原理是根据固体物质和空气分子的大小和质量不同，利用惯性、阻隔和吸附的方法将灰尘和杂质与空气分离。,图1.35,1,2,3,47,5,6,1,挡板； 2,滤芯； 3,挡水板； 4,滤杯；,5,冷凝物； 6,排放螺栓,图135 空气过滤器结构示意图,图形符号,1.3.4 气源处理装置,4.油雾器,油雾器是一种特殊的注油装置，它以压缩空气为动力，将特定的润滑油喷射成雾状混合于压缩空气中，并随压缩空气进入需要润滑的部位，达到润滑的目的。它的主要作用有：,减少相对运动件间的磨擦，保证元件动作正常；,减少密封材料的磨损，防止泄漏；,防止管道及金属零部件的腐蚀，延长元件使用寿命。,图1.36,图136 油雾器外形及其工作原理示意图,P,1,P,2,h,润 滑 油,图形符号,图1.37,图137 气动三联件的外形图及图形符号,简化画法,图 形 符 号,完整画法,五、 供气管路,1.3.5 供气管路,气动系统的供气管路的布置主要遵循以下原则：,（,1,）根据供气的流量、压力要求考虑管路的选用。,（2）从供气可靠性、经济性考虑管道的布局。,（3）从供气净化质量要求来考虑 。,（4）应注意防止管路中沉积的水分对设备造成污染。,图1.38,图138 环形管网供气系统示意图,图1.39,图139 供气管路布局示意图,中间贮气罐,设备用贮气罐,贮气罐,空压机,冷凝液收集罐,供用气设备,1%,2%,的斜度,第四节 气压传动系统的构成和特点,一、 气压传动系统的构成,1.4.1 气压传动系统的构成,一个完整的气动系统的基本结构可分为以下几部分：,（,1,）能源部件：包括气源、气源处理装置等。,（,2,）信号输入元件：指手动换向阀、行程阀、压力开关、接近开关等发信元件。,（3）信号处理元件：双压阀、梭阀、气控换向阀等。,（4）执行元件：气缸、气动马达等。,图1.40,图140 气动系统的回路图及信号流图,执行元件,信号处理元件,信号输入元件,能源,1.4.2 气压传动的特点,1优点：,（1）气压传动介质是空气，用量不受限制。,（2）压缩空气由管道输送容易，而且由于空气粘性小，在输送时压力损失小，可进行远距离压力输送。,（3）压缩空气受温度波动影响很小，因此气压传动系统在极端温度下仍能保证可靠工作。,（4）压缩空气没有爆炸和着火危险，因此不需要昂贵的防爆设施。,1.4.2 气压传动的特点,（5）气压传动系统所用的未经润滑的压缩空气经过多次过滤是清洁的，系统中泄漏出的空气不会造成污染。,（6）气动部件结构简单，价格便宜，经济性好。,（7）气动执行元件的运动方向、速度及出力大小可以很方便的进行调节，具有良好的可调节性。,1.4.2 气压传动的特点,（8）压缩空气为快速流动的工作介质，执行元件可以输出较高的速度。气缸动作速度一般为50500 mm/s，气动马达的转速可达100 000 r/min。,（9）气动机构与工作部件在超载时只会停止不动，不会因过载造成危险。,1.4.2 气压传动的特点,2缺点：,（1）由于气动元件对压缩空气要求较高，为保证气动元件正常工作，压缩空气必须经过良好的过滤和干燥，不得含有灰尘和水份等杂质。,（2）由于空气具有很强的可压缩性，使得气动执行元件的工作速度稳定性和定位性能差。,（3）相对于电信号而言，气动控制远距离传递信号的速度较慢，不适用于需要高速传递信号的复杂回路。,1.4.2 气压传动的特点,（4）气动元件在工作时噪声较大，因此高速排气时要加消声器。,（5）由于用于气压传动的压缩空气压力一般都不大，而气动元件结构尺寸又不宜过大，故输出力小，通常不大于1040,k,N。,复习思考题,1. 什么是绝对压力、表压、相对压力、真空度？这里四种压力的表示方法之间的关系是怎样的？,2. 为什么压缩空气在使用前应进行过滤和干燥处理？,3. 常用的压缩空气干燥法有哪几种，并简单介绍它们的工作原理。,4.气动三联件由哪三个部件组成，分别有什么作用？它的图形符号是怎样的？,5.气压传动系统有哪几部分构成，它们分别主要有哪些元件？,6.气压传动相对于电气传动和液压传动具有哪些优点和缺点？,课堂小结,1压力的表示方法。,2. 空气压缩站的组成。,3. 空气压缩机的工作原理。,4. 常用气源净化装置的种类。,5. 气动三联件的组成。,6. 气动传动系统的组成。,