源装置及气动元件

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1、第十章第十章 气源装置及气动元件气源装置及气动元件第一节第一节 气源装置气源装置第二节第二节 气动执行元件气动执行元件第三节第三节 气动控制阀气动控制阀第四节第四节 气动辅件气动辅件第五节第五节 真空元件真空元件第六节第六节 气动逻辑元件气动逻辑元件第七节第七节 气动传感器及气动仪表气动传感器及气动仪表气动系统的组成气动系统的组成(1)(1)气源装置气源装置 是获得压缩空气及压缩空气的存储和净化的装置。是获得压缩空气及压缩空气的存储和净化的装置。其主体部分是空气压缩机，它将原动机供给的机械能转变为气体的其主体部分是空气压缩机，它将原动机供给的机械能转变为气体的压力能；压力能；(2)(2)控制元

2、件控制元件 是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向的，是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向的，以便使执行机构完成预定的工作循环。它包括各种压力控制阀、流以便使执行机构完成预定的工作循环。它包括各种压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等；量控制阀和方向控制阀等；(3)(3)执行元件执行元件 是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转换装是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转换装置，它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续回转运动或摆动的置，它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续回转运动或摆动的气马达或摆动马达等气马达或摆动马达等;(4)(4)辅助元件辅助元件 是保证元件间的连接及消声等所必须的

3、，它包括管是保证元件间的连接及消声等所必须的，它包括管接头及消声器等。接头及消声器等。(5)(5)气动逻辑元件气动逻辑元件 实现一定逻辑功能的气动元件。实现一定逻辑功能的气动元件。气动系统的基本组成示例气动系统的基本组成示例气压产生装置气压产生装置分分水水滤滤气气器器压压力力控控制制阀阀油油雾雾器器方方向向控控制制阀阀消声器消声器流量控制阀流量控制阀汽汽 缸缸气压的传递、分配和控制即输送系统气压的消耗第一节第一节 气源装置气源装置气源装置为气动系统提供足够清洁和干燥气源装置为气动系统提供足够清洁和干燥且具有且具有一定压力和流量一定压力和流量，并具有，并具有一定净化一定净化程度程度的压缩空气，以

4、满足气压传动和控制的压缩空气，以满足气压传动和控制的要求，的要求，作为驱动气源作为驱动气源，可满足执行元件，可满足执行元件克服负载力（或转矩）并以一定速度（或克服负载力（或转矩）并以一定速度（或角速度）运行；角速度）运行；作为控制用气源和测量用作为控制用气源和测量用气源气源，应保证气动控制元件和气动传感器，应保证气动控制元件和气动传感器正常工作，因此它是气动系统的一个重要正常工作，因此它是气动系统的一个重要组成部分。组成部分。压缩空气站概述压缩空气站概述气源系统一般由气源系统一般由气压发生装置气压发生装置、压缩空气的净化处理装置压缩空气的净化处理装置、传传输管路系统输管路系统和和气动三大件气动

5、三大件组成组成。气动系统对压缩空气的主要要求：具有气动系统对压缩空气的主要要求：具有一定压力和流量一定压力和流量，并具有并具有一定的净化一定的净化程度。程度。一、空气压缩机一、空气压缩机 compressor 空气压缩机将机械能转化为气压能，供气动机械使空气压缩机将机械能转化为气压能，供气动机械使用。用。1 1、按工作原理分：、按工作原理分：(1)(1)容积式容积式：通过压缩空气的方法，使单位体积内：通过压缩空气的方法，使单位体积内空气分子密度增加，来提高空气的压力。空气分子密度增加，来提高空气的压力。主要有：活塞式、膜片式（作往复运动），螺杆式、主要有：活塞式、膜片式（作往复运动），螺杆式、

6、转子式（作回转运动）。转子式（作回转运动）。(2)(2)速度式速度式:通过提高气体分子运动速度的方法，使通过提高气体分子运动速度的方法，使气体分子具有的动能转换成气体的压力能。气体分子具有的动能转换成气体的压力能。主要有：离心式、轴流式和转子式。主要有：离心式、轴流式和转子式。2 2、工作原理：活塞式空压机、工作原理：活塞式空压机各种空压机各种空压机3 3、选用原则、选用原则依据是气动系统所需要的依据是气动系统所需要的工作压力工作压力和和流量流量两个两个参数。参数。一般空压机为中压，额定排气压力一般空压机为中压，额定排气压力1MPa；低压空压机排气压力低压空压机排气压力0.2MPa；高压空压机

7、排气压力高压空压机排气压力10MPa。空压机输出流量空压机输出流量 qVn(qVn0+qVn1)/(0.70.8)qVn0 配管等处的泄漏量配管等处的泄漏量qVn1 工作元件的总流量工作元件的总流量二、气源净化装置二、气源净化装置 气动系统对压缩空气质量的要求：压缩空气要具有一定气动系统对压缩空气质量的要求：压缩空气要具有一定压力和足够的流量，具有一定的净化程度。不同的气动元件压力和足够的流量，具有一定的净化程度。不同的气动元件对杂质颗粒的大小有具体的要求。对杂质颗粒的大小有具体的要求。（一）压缩空气中的油分、水分、灰尘等会产生不良影响：（一）压缩空气中的油分、水分、灰尘等会产生不良影响：混入

8、压缩空气的油蒸汽可能聚集在贮气罐、管道等处形成易混入压缩空气的油蒸汽可能聚集在贮气罐、管道等处形成易燃物，有引起爆炸的危险，另一方面润滑油被汽化后会形成一燃物，有引起爆炸的危险，另一方面润滑油被汽化后会形成一种有机酸，对金属设备有腐蚀生锈的作用，影响设备寿命。种有机酸，对金属设备有腐蚀生锈的作用，影响设备寿命。混在压缩空气中的杂质沉积在元件的通道内，减小了通道面混在压缩空气中的杂质沉积在元件的通道内，减小了通道面积，增加了管道阻力。严重时会产生阻塞，使气体压力信号不积，增加了管道阻力。严重时会产生阻塞，使气体压力信号不能正常传递，使系统工作不稳定甚至失灵。能正常传递，使系统工作不稳定甚至失灵。

9、压缩空气中含有的饱和水分，在一定条件下会凝结成水并压缩空气中含有的饱和水分，在一定条件下会凝结成水并聚集在个别管段内。在北方的冬天，凝结的水分会使管道及聚集在个别管段内。在北方的冬天，凝结的水分会使管道及附件结冰而损坏，影响气动装置正常工作。附件结冰而损坏，影响气动装置正常工作。压缩空气中的灰尘等杂质对运动部件会产生研磨作用，使压缩空气中的灰尘等杂质对运动部件会产生研磨作用，使这些元件因漏气增加而效率降低，影响它们的使用寿命。这些元件因漏气增加而效率降低，影响它们的使用寿命。因此必须要设置因此必须要设置除油、除水、除尘除油、除水、除尘，并使压缩空气，并使压缩空气干干燥燥的提高压缩空气质量、进行

10、气源净化处理的辅助设备。的提高压缩空气质量、进行气源净化处理的辅助设备。o包括后冷却器、油水分离器、储气罐、干燥器后冷却器、油水分离器、储气罐、干燥器。（二）压缩空气净化设备1 1、后冷却器后冷却器结构形式有：结构形式有：列管式列管式蛇管式蛇管式套管式套管式散热片式散热片式 将空气压缩机排出具有将空气压缩机排出具有140170的压缩空气降至的压缩空气降至4050，压缩空气中的油雾和水气亦凝析出来。便于除油器除压缩空气中的油雾和水气亦凝析出来。便于除油器除油和水。油和水。冷却方式有水冷和气冷式两种。冷却方式有水冷和气冷式两种。作用作用:使水滴、油滴及其他使水滴、油滴及其他杂质颗粒从压缩空气中分离

11、杂质颗粒从压缩空气中分离出来。出来。当压缩空气进入分离器当压缩空气进入分离器后产生流向和速度的急剧变后产生流向和速度的急剧变化，再依靠惯性作用，将密化，再依靠惯性作用，将密度比压缩空气大的油滴和水度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来。滴分离出来。2 2、油水分离器、油水分离器(除油器除油器)：3 3、储气罐、储气罐作用：作用：作用：作用：1 1）存储一定数量的压缩）存储一定数量的压缩）存储一定数量的压缩）存储一定数量的压缩空气；空气；空气；空气；2 2）消除压力波动，保证）消除压力波动，保证）消除压力波动，保证）消除压力波动，保证输出气流的连续性和稳输出气流的连续性和稳输出气流的连续性和稳输出气

12、流的连续性和稳定性；定性；定性；定性；3 3）进一步分离压缩空气）进一步分离压缩空气）进一步分离压缩空气）进一步分离压缩空气中的水分和油份。中的水分和油份。中的水分和油份。中的水分和油份。pp储气罐应有：储气罐应有：储气罐应有：储气罐应有：安全阀（比工作压力高安全阀（比工作压力高安全阀（比工作压力高安全阀（比工作压力高10%10%）、清理检查口、压力表及排污口。）、清理检查口、压力表及排污口。）、清理检查口、压力表及排污口。）、清理检查口、压力表及排污口。干燥的方法：冷冻法、吸附法干燥的方法：冷冻法、吸附法职能符号：注意：注意：不加热再生式干燥器两不加热再生式干燥器两容器要不定期的交换工容器要

13、不定期的交换工作（约作（约5 510min10min），使），使吸附剂产生吸附和再生，吸附剂产生吸附和再生，以得到连续输出的干燥以得到连续输出的干燥空气。空气。干燥器的作用是进一步除去压缩空干燥器的作用是进一步除去压缩空气中含有的水分、油分、颗粒杂质等，气中含有的水分、油分、颗粒杂质等，使压缩空气干燥，用于对气源质量要求使压缩空气干燥，用于对气源质量要求较高的气动装置、气动仪表等。较高的气动装置、气动仪表等。4、干燥器：、干燥器：从空压机输出的压缩空气要通过管路系统被输送到从空压机输出的压缩空气要通过管路系统被输送到各气动设备上，管路系统如同人体的血管。输送空各气动设备上，管路系统如同人体的血

14、管。输送空气的管路配置如设计不合理，将产生下列问题：气的管路配置如设计不合理，将产生下列问题：压降大，空气流量不足；压降大，空气流量不足；冷凝水无法排放；冷凝水无法排放；气动设备动作不良，可靠性降低；气动设备动作不良，可靠性降低；维修保养困难。维修保养困难。三、压缩空气的输送管道设计三、压缩空气的输送管道设计 气动系统的管路按其功能分为：气动系统的管路按其功能分为：1 1吸气管路：吸气管路：从吸入口过滤器到空压机吸入口之间的管路，从吸入口过滤器到空压机吸入口之间的管路，此段管此段管路管径易大路管径易大以降低压力损失。以降低压力损失。2 2排出管路：排出管路：从空压机排气口到后冷却器或储气罐之间

15、的管路，此从空压机排气口到后冷却器或储气罐之间的管路，此段管路应段管路应能耐高温高压与振动能耐高温高压与振动。3.3.送气管路：送气管路：从储气罐到气动设备间的管路。送气管路又分成主管从储气罐到气动设备间的管路。送气管路又分成主管路和从主管路连接分配到气动设备之间的分支管路。主管道是路和从主管路连接分配到气动设备之间的分支管路。主管道是一个固定安装的用于把空气输送到各处的耗气系统。主管路中一个固定安装的用于把空气输送到各处的耗气系统。主管路中必须安装必须安装断路阀断路阀，它能在维修和保养期间把空气主管道分离成，它能在维修和保养期间把空气主管道分离成几部分。几部分。4 4控制管路：控制管路：连接

16、气动执行件和各种控制阀间的管路。此种管路大连接气动执行件和各种控制阀间的管路。此种管路大多数采用多数采用软管软管。5 5排水管道：排水管道：收集气动系统中的冷凝水并将水分排出管路。收集气动系统中的冷凝水并将水分排出管路。管路的分类管路的分类 按照供气可靠性和经济性考虑，一般有两种主要的配置：按照供气可靠性和经济性考虑，一般有两种主要的配置：终端管道和环状管道终端管道和环状管道。普通气动设备大多采用不高于普通气动设备大多采用不高于8 8巴的压缩空气源，故一般巴的压缩空气源，故一般按照只有一种压力要求来处理，采用同一压力管道，用按照只有一种压力要求来处理，采用同一压力管道，用减压阀来满足用气设备的压力要求。减压阀来满足用气设备的压力要求。1.1.终端管道终端管道 这种系统简单，经济性好。多用于间断供气，一条支路这种系统简单，经济性好。多用于间断供气，一条支路上可安装一个截止阀，用于关闭系统。管道应在流动方上可安装一个截止阀，用于关闭系统。管道应在流动方向上有向上有1 1：100100的斜度以利于排水的斜度以利于排水,并在最低位置并在最低位置设置排水设置排水器。器。主管路配管方式主管路配管方