气源装置及系统-1.

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1、動力源側 装置側 空气干燥机 气 罐 后冷却器 空压机 主管路过滤器 压力开关 磁性开关 气缸 速度控制阀 电磁阀 消音器 残压释放 手动3通阀 三联件 空气过滤器 减压阀 油雾器 气动系统配置 第一节 概述 气压传动是以压缩空气作为工作介质，对能量进行传 递和转换的一种传动方式。 气动系统由动力元件（气压发生装置）、执行元件（ 气缸或气动马达）、辅助元件（气源处理元件）、控制元 件（控制阀）组成。 一、气动系统 工作原理 通过气压发生装置将原动机输出的机械能转变为空气的压 力能，利用管路、各种控制阀及辅助元件将压力能传送到执行 元件，再转换成机械能，从而完成直线运动或回转运动，并对 外做功。

2、 气动系统工作原理图 二、二、 气动技术的应用准则气动技术的应用准则 自动化实现的主要方式有：机械方式、电气方式、液压 方式和气动方式等。 任何一种方式都不是万能的：在对实际生产设备、生产 线进行自动化设计和改造时，必须对各种技术进行比较， 扬长避短，选出最适合的方式、或几种方式的组合，以使 设备更简单、更经济，工作更可靠、更安全。 气压传动与控制广泛应用于工业领域各部门：气动系统 掌握容易，结构简单，操作方便，整个系统的可靠性和安 全性较好，系统维护保养较容易。 气压传动控制与其它控制方式的性能比较 第一章第一章 气源装置及系统气源装置及系统 1.11.1 压缩空气压缩空气 压缩空气的作用：

3、在气动系统中，压缩空气是传递信号和动 力的工作介质，它通过控制元件控制执行机构，以实现动作 。 一、空气 1. 空气的组成 空气的组成 （地表附近） 成成 分分氮氮(N(N 2 2 ）氧氧(O(O 2 2 ）氩氩氩氩（ArAr） 二氧化碳二氧化碳 (CO(CO 2 2 ） 其他其他 体体积积积积分数分数 （% %） 78.0378.0320.9520.950.9320.9320.030.030.0780.078 质质质质量分数量分数 （% %） 75.5075.5023.1023.101.281.280.0450.0450.0750.075 2. 空气的密度 密度:单位体积内所含气体的质量称为

4、密度，用 表示，单位为kg/m3。 式中 m空气的质量，单位为kg； V空气的体积，单位为m3。 一、空气一、空气 3空气的黏性 空气的黏性。空气的粘度受温度的影响较大，受 压力影响甚微，可忽略不计。空气的运动粘度随 温度变化的关系见表9-2 。 一、空气一、空气 空气的运动粘性与温度的关系（压力0.1MPa） 0 0 2020404060608080100100 0.1330.1330.1570.1570.1760.1760.1960.1960.2100.2100.2380.238 湿空气所含水蒸气程度用空气湿空气所含水蒸气程度用空气温度温度和和含湿量含湿量来来 表示，空气湿度是指在表示，空

5、气湿度是指在1m1m 3 3 体积湿空气中所混合的体积湿空气中所混合的 水蒸气的质量，称为该湿空气空气湿度，表示方水蒸气的质量，称为该湿空气空气湿度，表示方 法分为绝对湿度和相对湿度。法分为绝对湿度和相对湿度。 一、空气一、空气 4.空气湿度： 通常把空气分为湿空气与干空气两类，含有水蒸 气的空气称为湿空气，不含有水蒸气的空气称为干空 气。 1 1）绝对湿度：）绝对湿度：1m1m 3 3 湿空气中所含水蒸气的质量称为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。单位为绝对湿度，也就是湿空气中水蒸气的密度。单位为 ：kg/mkg/m 3 3 。 2 2）相对湿度：在同一温度

6、和压力下，湿空气的绝对）相对湿度：在同一温度和压力下，湿空气的绝对 湿度和饱和绝对湿度之比称为该湿空气在此温度和湿度和饱和绝对湿度之比称为该湿空气在此温度和 压力下的相对湿度。压力下的相对湿度。 一、空气一、空气 3 3）含湿量：是指在）含湿量：是指在1kg1kg质量的干空气中所混合的水质量的干空气中所混合的水 蒸气的质量。蒸气的质量。 （5 5）空气露点）空气露点: :在保持压力不变的温度下，降在保持压力不变的温度下，降 低未饱和湿空气的温度，使其达到饱和状态低未饱和湿空气的温度，使其达到饱和状态 时的温度称为露点。即湿空气冷却到露点温时的温度称为露点。即湿空气冷却到露点温 度以下，就会有水

7、滴析出。实践中采用降温度以下，就会有水滴析出。实践中采用降温 法去除湿空气中的水分即是根据这个原理。法去除湿空气中的水分即是根据这个原理。 （6 6）空气的压力）空气的压力: :指其各组成气体分压力之和指其各组成气体分压力之和 。分压力是指这种气体在相同温度下，单独。分压力是指这种气体在相同温度下，单独 占空气总容积时所的压力。占空气总容积时所的压力。 1.31.3空气压缩站空气压缩站 气源系统是为气动设备提供满足要求的压缩空气 的动力源。气源系统一般由气压发生装置、压缩 空气的净化处理装置和传输管路系统组成。常用 的气源装置是空气压缩机站，简称空压站。 对于一般的空压站，除空气压缩机外，还必

8、须 设置后冷却器、油水分离器和储气罐等。典型的空 压站布局，要求较高的场合如气动仪表用气，应经 进一步过滤、干燥处理方允许使用。 空压站布局 1空压机 2电动机 3压力表 4压力开关 5截止阀 6后冷却器 7油水分离器 8气罐 9自动排水阀 10小气罐 11单向阀 12安全阀 一、空气压缩机一、空气压缩机 空气压缩机简称空压机，是空压站的核心装置。它的作用是空气压缩机简称空压机，是空压站的核心装置。它的作用是 将电机或内燃机的机械能转化为压缩空气的压力能，供给气动将电机或内燃机的机械能转化为压缩空气的压力能，供给气动 系统使用。系统使用。 1. 分类 1）按工作原理分类：空压机可分为容积式和速

9、度式。 2）按输出压力大小分类，空压机可分为低压空压机（0.2 1.0 Mpa）、中压空压机（1.010 Mpa）、高压空压机（ 10100 Mpa）、超高压空压机（大于100 Mpa）。 3）按输出流量或排量分类，有微型空压机（小于1 m3/min）、小型空压机（110 m3/min）、中型空压机（ 10100 m3/min）、大型空压机（大于100 m3/min）。 2. 2. 工作原理工作原理 活塞式空压机是通过曲柄连杆机构带动活塞在缸体内做往复运 动，从而实现吸气和排气，达到提高气压的目的。 活塞式空压机的工作原理 1排气阀 2气缸 3活塞 4活塞杆 5、6、7、8曲柄连杆机构 9进气

10、阀 10阀门弹簧 一、空气压缩机一、空气压缩机 单级活塞式空压机通常用于需要0.30.7MPa压力范围的系 统。在单级压缩机中，若空气压力超过0.6 MPa，产生的过热将 大大地降低压缩机的效率，各项性能指标将急剧下降。因此当 输出压力较高时，应采取分级压缩。分级压缩可降低排气温度 ，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气体排量。为了提高 效率，降低空气温度，还需要进行中间冷却。 工业中使用的活塞式空压机通常是两级的，每一级的工作原 理与单级活塞式空压机原理相似。工作时由两级三个阶段将吸 入的空气压缩到最终的压力。 一、空气压缩机一、空气压缩机 3. 空压机的选用 1）根据气动系统所需要的工作压

11、力和流量确定空压机的输 出压力Pc和供气量Qc。空压机的供气压力Pc为 气动系统的工作压力应为系统中各气动执行元件工作压力的 最高值。气动系统的总压力损失除了考虑管路的沿程阻力损失 和局部阻力损失外,还应考虑为了保证减压阀的稳压性能所必需 的最低输入压力, 以及气动元件工作时的压降损失。一般空气动 力用途的压缩机，其排气压力为0.7 Mpa。 一、空气压缩机一、空气压缩机 Qc=kQ (m3/min) 空压机供气量Qc:空压机供气量Qc也是空压机的主要参数之一。 它的大小应和目前气动系统中各设备所需的耗气量相匹配，并留 有10%左右的余量。可用下式表达 式中 Q气动系统同时工作的执行机构用气的

12、最大耗气 量，单位为m3/min； k修正系数，一般可取k=1.31.5。 2）在确定供气压力pc与供气量Qc后，按空压机的特性要求，选 择空压机的类型和型号。 一、空气压缩机一、空气压缩机 4. 空压机使用时应注意的事项 1）空压机的安装位置:一般要安装在专用机房内 。 2）噪声:设置隔声罩、消声器,选择噪声较低的空 压机等。 3) 润滑:使用专用润滑油并定期更换,启动前应检 查以保证启动时的润滑。启动前和停车后都应及 时排除空压机气罐中的水分。 一、空气压缩机一、空气压缩机 二、储气罐二、储气罐 1. 储气罐的主要作用 1）存储压缩空气：短时间内用大气量输出; 应急气源。 2）使压缩空气供

13、气平稳, 减少压力脉动。 3）作为压缩空气瞬间消耗需要的存储补充之用。 4）降低空压机的启动、停止频率。 5）散热,进一步降低压缩空气的温度，分离压缩空气中的部 分水分和油分。 储气罐的容积 大小取决于其用途 。储气罐的容积愈 大，压缩机运行时 间间隔就愈长。储 气罐一般为圆筒状 焊接结构，有立式 和卧式两种, 以立式 居多，其结构示意 图如图9-3所示。 储气罐外观示意图和图形符号 1进气孔 2安全阀 3压力表 4出气孔 5检查用孔口 6泄水孔 二、储气罐二、储气罐 2. 储气罐上应设置的元件 压缩空气具有很强的可膨胀性，储气罐上必须设置安全阀等。 1.1）安全阀（溢流阀）:当储气罐内的压力

14、达到允许极限压力时 ，溢出多余气体保证安全。 2）压力表：显示储气罐内的压力。 3）压力开关：用储气罐内的压力来控制电动机停止或重新启动 电动机。 4）单向阀：当压缩机关闭时, 单向阀阻止压缩空气反方向流动 。 5）排水阀：设置在系统最低处,用于排掉凝结在储气罐内所有 的水。 二、储气罐二、储气罐 储气罐外观示意图和图形符号 1进气孔 2安全阀 3压力表 4出气孔 5检查用孔口 6泄 水孔 三、后冷却器 后冷却器的作用：将空压机出口的高温空气冷却至40以下 ，将其中大部分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。 后冷却器底部一般安装有手动或自动排水装置，对冷凝水 和油滴等杂质

15、进行及时排放。 后冷却器类型：有风冷式和水冷式两大类。 原理：风冷式是通过风扇产生的冷空气吹向带散热片的热空气管道， 对压缩空气进行冷却。风冷式不需冷却水设备，不用担心断水或水冻结。 占地面积小、重量轻、紧凑、运转成本低、易维修，但只适用于入口空气 温度低100、且需处理空气量较少的场合。水冷式是通过强迫冷却水在压 缩空气管道周围沿压缩空气流动方向的反方向流动来进行冷却的。 第三节第三节 气源系统及空气净化处理装置气源系统及空气净化处理装置 動力源側 装置側 空气干燥机 气 罐 后冷却器 空压机 主管路过滤器 压力开关 磁性开关 气缸 速度控制阀 电磁阀 消音器 残压释放 手动3通阀 三联件 空气过滤器 减压阀 油雾器 气动系统配置 四、压缩空气净化处理装置四、压缩空气净化处理装置 空气过滤装置 干燥器 调压阀（减压阀） 油雾器 气动三联件 第三节第三节 气源系统及空气净化处理装置气源系统及空气净化处理装置 主要的污染物及其来源 油分 空压机油的分解、氧化物 固体物 空气中的尘埃 空压机的磨损粉末 空压机油的碳化物 配管生锈 水分 空气中水蒸气