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1、气压第 # 页第1章气压油压的概要 第章 气压的概要1.1气压油压的特征(1) 最大的特征是，以流体为媒介将能量传递到机械装置的技术，可 与机械方式？电气电子方式一起使用，应用于自动化设备。(2) 可利用流量调节阀随意控制驱动机械装置的速度，驱动力也可通过压力控制阀随意控制。(3) 能够很容易地获取直线运动及旋转运动。(4) 能很容易地获取连续运动间隔运动。能(能量)：进行物理学动作的诸量(动能势能等)的总称。1.2气压和油压的比较(1) 工作液体气压t压缩气体油压T非压缩性液体(2) 速度控制气压t由于是压缩气体，在低速状态下，会出现爬行现象。不适用于1050mm/sec以下的低速进给。油压
2、t工作油的粘性比空气大，所以不适用于高速进给。适用于中 低速，但更多用于需要特别稳定的低速进给的情况。(3) 操作压力气压t在低压(0.41.0MPa)状态下使用。在高压状态下使用的话， 会出现爆炸，非常危险。油压t在高压(1.535.0MPa)下使用。(4) 操作力气压T低压工作，适合推力的限度为1吨左右。用于较轻的作业。油压T高压工作，适合推力的限度为数十吨。1 吨 =1，000KG第1章气压油压的概要1.3气压的优点(相对油压)(1) 空气存在于工厂的每个地方。(2) 空气是一种非常容易得到的能源。(3) 不会对周边造成污染。(4) 出现故障后，容易排除。(5) 空气不具有起火性，非常安
3、全。(6) 适用温度的范围比油压大。(油压温度如果超过60度，会迅速老 化)(7) 空气具有可压缩性及蓄压性。(固定状态下，还具有弹性功能)(8) 对于高空设备，不须考虑流体自身的重量。1.4气压的缺点(相对油压)(1) 高压状态下，容易发生爆炸。(一般使用压力为约0.5MPa)(2) 由于空气的粘性较小，速度过快的话，会带来危险。(油压的约3倍)(3) 由于在低压状态下工作，很难得到较大的力。(4) 运动方向切换时的速度敏感度远低于油压。(5) 对负荷的特性变化非常明显。(油压不明显)(6) 对定位的确动性不稳定。(油压较好)(7) 虽然气体可任意使用空气，但空气不具润滑性，而且含有水份，所
4、以，必须考虑回路机器的润滑和防锈。(使用油压时，工作油自身同时也是润滑剂防锈剂)探 另外，不管是气压还是油压，在断幵电源后，仍有残留压力，作用于 调节器(工作设备)，需要引起注意。第 # 页第1章气压油压的概要1.5气压装置的基本构成 气压装置由下列机器构成。压力发生源（压缩机空气罐）控制阀压力控制阀减压阀顺序（动作）阀（顺序操作阀）v-流量调节阀速度调节阀节流阀换向阀切换阀单向阀附属机器（加油器气压过滤器消音器）调节器（统称为工作装置，包括气缸气压马达等）连接各机器的配管图1 1气压装置的基本构造气压情况下，在气罐内贮存约I.OMPa左右的压缩空气，通过减压阀减压到约0.40.6MPa的压力
5、后，输送到调节器，来驱动机械装置。流量 调节阀（速度调节阀）控制速度，换向阀实施前进后退操作。气压情况下，需要气压过滤器及加油器等改善空气质量的附属机器。 过滤器主要是去除空气中的水份及灰尘，加油器主要是在空气中混入喷雾 状的润滑油，对各机器及配管进行润滑，及防止生锈。1.6气压的应用范围气压是低于油压的压力下工作，所以，适合用于小功率的作业，即使 出现少量的潮湿也不会出现影响，主要用于食品机械造纸机械等。 进行往复式运动的机器气锤风钻 进行旋转运动的机器气动传动装置？凿岩机？风动砂轮机 机床等设备气动卡盘？夹紧装置 其它输送装置？空气缓冲器？测定机器（气动测微仪）等第2章气压的原理 第2章气
6、压的原理2-1关于气压我们生活的地球被空气所包围。该空气层称为大气层。大气层最高可距地表相当高度。随着高度的增加，不断发生变化（密度）。高山上的气压变小，海面（0米）的气压变大。地表附近空气中的成份几乎是相同的，主 要由氮（78.02%）和氧（20.99%）两种物质构成，约占 99%此外，空气中还 含有蒸气及灰尘等，有的地方的空气还含有二氧化硫？碳氢化合物等有毒气体。将大气进行机械处理（压缩），使其压力高于空气，制成压缩空气， 专业称呼为气压。利用电动马达等压缩机来压缩空气，一般情况下，压缩 到原来的1/8体积，作为气压来使用。2-2空气的状态和变化下面介绍一下空气的状态。例如，在日本最高的山
7、是富士山。由于富士山海拔3776米，其空气为634hpa，只有约64%勺空气。另外，富士山顶的温度比海面温度低约25.4度。（每超过150米，温度下降1度）喷气式飞机等在约 10000米的高度飞行。这里的气压为 264hpa，只有26%勺空气。这里的温度比地表气温低，为负65度左右。据说，在同温层内，一般保持该温度。实际情况是，在喷气式飞机上空气调节器，在一定程度上对空气进行 加压。所以，机舱内的气压不会下降。喷气式飞机在设计上必须增强其密 封性能。但，随着飞机飞行速度变快，机体表面就会处于负压状态。（伯努利原理）而且，随着飞行高度的增加，机内气压会下降。但机内的压力 始终被调整为920hpa
8、 ?海拔约800米的状态。但，我们还是有耳鸣的感 觉。第2章气压的原理第2章气压的原理2-1关于气压我们生活的地球被空气所包围。该空气层称为大气层。大气层最高可 距地表相当高度。随着高度的增加，不断发生变化 （密度）。高山上的气压 变小，海面（0米）的气压变大。地表附近空气中的成份几乎是相同的，主 要由氮（78.02%）和氧（20.99%）两种物质构成，约占 99%此外，空气中还 含有蒸气及灰尘等，有的地方的空气还含有二氧化硫？碳氢化合物等有毒气体。将大气进行机械处理（压缩），使其压力高于空气，制成压缩空气， 专业称呼为气压。利用电动马达等压缩机来压缩空气，一般情况下，压缩 到原来的1/8体积
9、，作为气压来使用。2-2空气的状态和变化下面介绍一下空气的状态。例如，在日本最高的山是富士山。由于富士山海拔3776米，其空气为634hpa，只有约64%勺空气。另外，富士山顶的温度比海面温度低约25.4度。（每超过150米，温度下降1度）喷气式飞机等在约10000米的高度飞行。这里的气压为264hpa，只有26%勺空气。这里的温度比地表气温低，为负65度左右。据说，在同温层内，一般保持该温度。实际情况是，在喷气式飞机上空气调节器，在一定程度上对空气进行 加压。所以，机舱内的气压不会下降。喷气式飞机在设计上必须增强其密 封性能。但，随着飞机飞行速度变快，机体表面就会处于负压状态。（伯努利原理）
10、而且，随着飞行高度的增加，机内气压会下降。但机内的压力 始终被调整为920hpa ?海拔约800米的状态。但，我们还是有耳鸣的感 觉。第2章气压的原理2-3标准状态和基准状态(1)关于标准状态和基准状态比较常用的表示空气体积的单位是N加上体积。比如：Nm3?NLiter。对于该N，在日本有多种解释。JIS明确规定基准状态(温度0 度？绝对压力 760mmHg时干燥状态的空气状态)为Normal Condition ?标 准状态(温度20度？绝对压力760mmHg?相对温度65%的空气状态)为 Standard Condition 。 JPAS(日本气压工业会)称N 一般指标准状态。所 以,对于
11、N的定义非常模糊。随着SI单位的引进，及使用力的单位牛顿， 有时会出现不易辨别的情况。为了避免出现这样的混乱，日本气压工业会 标准部会在研讨了各公司能进行统一使用，而且获得国际认可的文字标 记，按照 ISO/TC131/SC1 进行研究。在 DP5589 Hydraulic and Power Glossary的2.2.7 项中有相当于日本标准状态的法语conditions del atomos phere no rmale derefere nce(A N - R)的标记，通过使用该标记，作为团体规格。(JPAS 008-1980)另外，在实际使用时，一般不在文字之间加，作为团体规格也以 A
12、 N- R的格式使用。基准状态标准状态干燥空气相对湿度65%温度0C温度20C760mmHg760mmHg图2-1大气压2-4压力单位力学相关的单位分为绝对单位和重力单位。以前一直用重力单位来表 示。但现在有统一的需要，学校教育？技术公布等逐渐幵始用绝对单位来表示。本文优先使用绝对单位。绝对单位和重力单位的最大区别是，以质量为基准还是以重量为基准 进行区分。绝对单位：长度M 质量Kg 时间S 重力单位：长度M 重量Kgf 时间S详细内容见专业资料。从结果看，重力单位？重量因作用于质量的重力加速度g来存在，他们的相互关系是：1kfg=1kg x gm/s2 （g = 9.8） o绝对单位，力使用
13、牛顿N单位，用以作用于单位质量1kg上的加速 度1m/s2作用时的力来表示。1N二kg x m/s2工学单位下的1Kgf，表示作用于1kg的重力加速度产生的力。所 以，1kfg=g x kgg :重力加速度=9.80665m/s2=9.80665 x Kg x m/s2=9.08665 N由于用小数点后的5位数来表示的话，非常困难。所以，本文中以1kfg=9.8N来表示。另外，压力也使用重力（力）单位。所以，分为绝对单位和工学单位2种。即，压力二力/面积的关系相同，所以，单位使用绝对单位，为帕斯卡 Pa o 以前为kgf/cm2。压力表示力的强度，指单位面积上作用力的大小。单位面积1平方米上作
14、用1N（牛顿 1kfg-9.8N）的力称之为1Pa（帕斯卡）。另外，每1mm乍用1N的压力为1MPa上述N（牛顿）?Pa（帕 斯卡）?MPa兆帕斯卡）是国际单位（SI） o另外，以前的单位1kfg/cm2约为 9.8 xi -2MPa总结如下：力 1NH 1/9.8 kgf1kfg = 9.8N压力 1MPa = 10.2kgf/cm2 1kgf/cm2 = 0.098MPa第 # 页第2章气压的原理以前气压的表示方法为 5kgf/cm2 ?20kgf/cm2等，转换成MPa的 话，则为 5kgf/cm2=0.49MPa?20kgf/cm2=1.96MPa。有时会一时难以分辩幵来，所以，以前的10kgf/cm 2等于0.98MPa,如果精确度要求不高2的话，可按10kgf/cm =1MPa的标准进行换算。2-5帕斯卡原理(1)帕斯卡原理所有的流体都遵循帕斯卡原理。帕斯卡原理的定义是，作用于密闭容 器内部分流体的压力同时会以相同的强度传递到全部的流体，该压力垂直 作用于容器的内面。压力是指作用于单位面积上的力。如图2-2(a)所示，用截面为1cm的活塞将容器密封，然后施加10N(牛顿)的力，这时的压力为0.1MPa o 另外，如图2-2(b)所示，在截面为2亦的活塞上施加50N的力，则其产 生的压力为0.25MPa o图2-2中，根据帕斯卡原理，作用于
