1、第八章：氣源裝置和系統(tǒng)；第一節(jié)：第二節(jié)壓縮空氣：第三節(jié)氣源系統(tǒng)：第四節(jié)壓縮空氣輸送：空氣凈化裝置；第一節(jié)：氣壓傳動(dòng)是以壓縮空氣為工作介質(zhì)傳遞和轉(zhuǎn)換能量的傳動(dòng)方式。氣動(dòng)系統(tǒng)由動(dòng)力元件(氣壓發(fā)生裝置)、執(zhí)行元件(氣缸或氣動(dòng)馬達(dá))、輔助元件(氣源處理元件)和控制元件(控制閥)組成。1.氣動(dòng)系統(tǒng)，工作原理原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能通過氣壓發(fā)生裝置轉(zhuǎn)化為空氣的壓力能，壓力能通過管道、各種控制閥和輔助元件傳遞給執(zhí)行器，然后轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，完成直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功。氣動(dòng)系統(tǒng)的工作原理圖、氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)以及自動(dòng)化的主要方式是機(jī)械、電氣、液壓和氣動(dòng)。沒有一種方法是萬能的：在實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線的自動(dòng)化設(shè)計(jì)和改

2、造中，要比較各種技術(shù)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，選擇最合適的方法或幾種方法的組合，使設(shè)備更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟(jì)、工作更可靠、更安全。氣動(dòng)傳動(dòng)與控制廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)部門：氣動(dòng)系統(tǒng)易于掌握，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和安全性好，易于維護(hù)。氣動(dòng)傳動(dòng)控制與其他控制方式的性能比較，第二節(jié)壓縮空氣，壓縮空氣的作用：在氣動(dòng)系統(tǒng)中，壓縮空氣是傳遞信號(hào)和動(dòng)力的工作介質(zhì)，它通過控制元件控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。1.空氣，1?？諝獬煞?，空氣成分(接近地球表面)，2?？諝鈱傩?1)密度：?jiǎn)挝惑w積中包含的氣體質(zhì)量稱為密度，以kg/m3表示。其中m是空氣質(zhì)量，單位為千克；v空氣體積，單位為m3。(1)空氣；(2)空氣的性質(zhì)；(2)

3、壓縮性和膨脹性。通常，氣體體積隨壓力增加而減小的特性稱為可壓縮性。氣體體積隨溫度升高而增加的特性稱為膨脹性。氣體的可壓縮性和膨脹性遠(yuǎn)大于液體的可壓縮性，在計(jì)算中應(yīng)予以考慮。(3)粘度。空氣的粘度受溫度的影響很大，但受壓力的影響很小，可以忽略不計(jì)?？諝膺\(yùn)動(dòng)粘度與溫度的關(guān)系見表9-2。(1)空氣，空氣的運(yùn)動(dòng)粘度與溫度的關(guān)系(壓力0.1013MPa)，(4)空氣濕度：空氣通常分為濕空氣和干空氣，含有水蒸氣的空氣稱為濕空氣，沒有水蒸氣的空氣稱為干空氣?？諝鉂穸葷窨諝庵泻械乃魵獾某潭扔每諝鉂穸群退趾縼肀硎?，水分含量是指濕空氣中混入的水蒸氣的質(zhì)量，稱為濕空氣的質(zhì)量水分含量?？諝鉂穸仁侵富旌显?m3

4、濕空氣中的水汽質(zhì)量，稱為濕空氣濕度，其表示方法分為絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度。1.空氣1)絕對(duì)濕度：1m3濕空氣中包含的水蒸氣質(zhì)量稱為絕對(duì)濕度，即濕空氣中水蒸氣的密度。單位：千克/立方米。2)飽和絕對(duì)濕度：空氣中水蒸氣的含量是有限度的。在一定的溫度和壓力下，當(dāng)空氣中含有的水蒸氣達(dá)到最大限度時(shí)，此時(shí)的濕空氣稱為飽和濕空氣。在一定溫度下，1 m3飽和濕空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量稱為飽和濕空氣的絕對(duì)濕度，用(即3)相對(duì)濕度表示：在相同溫度和壓力下，濕空氣的絕對(duì)濕度和飽和絕對(duì)濕度之比稱為該溫度和壓力下濕空氣的相對(duì)濕度。(1)空氣(5)空氣露點(diǎn)：當(dāng)壓力保持不變時(shí)，不飽和濕空氣的溫度降低至飽和狀態(tài)，稱為露點(diǎn)。也就是說

5、，當(dāng)濕空氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下時(shí)，水滴就會(huì)沉淀。實(shí)際上，正是基于這一原理，使用冷卻方法來去除除濕空氣中的水分。(6)空氣壓力：指其組成氣體的分壓之和。分壓是指這種氣體在相同溫度下單獨(dú)占據(jù)空氣總體積時(shí)的壓力。(1)理想氣體：非粘性氣體稱為理想氣體。(2)實(shí)際氣體：粘性氣體稱為實(shí)際氣體。(3):的流量通常包括體積流量和質(zhì)量流量。氣體的機(jī)械特性，1)體積流量，第二節(jié)中的壓縮空氣，2)質(zhì)量流量：(4)空氣阻力：在氣動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)空氣流過某一元件時(shí)，壓降與流量之比稱為該元件的空氣阻力。(5)氣體流速1)聲速：聲音在空氣中的傳播速度稱為聲速。2)馬赫數(shù)為：時(shí)，氣流速度與聲速之比稱為馬赫數(shù)。第二，氣體的力學(xué)性質(zhì)

6、；第三，氣體的狀態(tài)方程。氣體的三個(gè)狀態(tài)參數(shù)是壓力p、溫度t和體積v。氣體狀態(tài)方程描述了氣體處于某種平衡狀態(tài)時(shí)這三個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系。1.理想氣體的狀態(tài)方程。在狀態(tài)變化的穩(wěn)定時(shí)刻，下列氣體狀態(tài)方程成立：3。理想氣體的狀態(tài)方程；2.理想氣體的狀態(tài)變化過程：1)等容過程；2)等壓過程；3)等溫過程；4)絕熱過程；3.氣體狀態(tài)方程；2.理想情況下，干燥空氣為1.4，飽和蒸汽為1.3。第三章。氣體狀態(tài)方程，實(shí)施例9-1:通過空氣壓縮機(jī)將壓縮空氣填充到氣體罐中，使得罐中的壓力從P1=0.1兆帕(絕對(duì)壓力)上升到P2=0.25兆帕(絕對(duì)壓力)，并且氣體罐的溫度從室溫T1=15C上升到T2。充氣后，氣罐的溫度逐

7、漸降至室溫。這時(shí)，油箱里的壓力是P2的。眾所周知，空氣源溫度也是15。(3)氣體狀態(tài)方程；(4)氣體流動(dòng)的基本方程。當(dāng)氣體流量較低時(shí)，完全采用液體連續(xù)性方程、能量方程和動(dòng)量方程三個(gè)基本方程；然而，當(dāng)氣體流速較高時(shí)，氣體的可壓縮性對(duì)流體運(yùn)動(dòng)有很大影響，因此不能再使用。下面介紹高速氣流：的基本方程、壓縮氣流的連續(xù)方程和壓縮氣流的能量方程。1.壓縮氣體流動(dòng)的連續(xù)方程根據(jù)質(zhì)量守恒定律，當(dāng)氣體在管道中不斷流動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的氣體質(zhì)量相等，即可壓縮氣體的流動(dòng)方程如下：1 .壓縮氣體流動(dòng)的連續(xù)方程；4.氣體流動(dòng)的基本方程；2.壓縮氣體流動(dòng)的能量方程壓縮氣體在絕熱過程中的能量方程。根據(jù)能量守恒

8、定律，伯努利方程，當(dāng)不可壓縮液體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，排除能量損失和勢(shì)能，壓縮氣體在絕熱過程中的能量方程如下：。氣體流動(dòng)的基本方程；第三節(jié)。空氣源系統(tǒng)和空氣凈化處理裝置。氣源系統(tǒng)是提供滿足氣動(dòng)設(shè)備要求的壓縮空氣的動(dòng)力源。氣源系統(tǒng)一般由氣壓發(fā)生器、壓縮空氣凈化裝置和輸送管道系統(tǒng)組成。常用的氣源裝置是空氣壓縮機(jī)站，簡(jiǎn)稱空氣壓縮機(jī)站。對(duì)于一般空氣壓縮機(jī)站，除空氣壓縮機(jī)外，還必須設(shè)置后冷卻器、油水分離器和氣罐。典型的空氣壓縮機(jī)站布局要求較高，如氣動(dòng)儀表氣體，在允許使用前應(yīng)進(jìn)一步過濾和干燥?？諝鈮嚎s機(jī)站布局1空氣壓縮機(jī)2電機(jī)3壓力表4壓力開關(guān)5截止閥6后冷器7油水分離器8氣罐9自動(dòng)排水閥10小氣罐11單向閥12安

9、全閥第3節(jié)氣源系統(tǒng)和空氣凈化處理裝置1?？諝鈮嚎s機(jī)空氣壓縮機(jī)是空氣壓縮機(jī)站的核心設(shè)備。它的功能是將電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的壓力能，并供給氣動(dòng)系統(tǒng)。1.分類1)按工作原理分類：空氣壓縮機(jī)可分為容積式和速度式。根據(jù)輸出壓力，空氣壓縮機(jī)可分為低壓空氣壓縮機(jī)(0.21.0 Mpa)、中壓空氣壓縮機(jī)(1.010 Mpa)、高壓空氣壓縮機(jī)(10100 Mpa)和超高壓空氣壓縮機(jī)(100 Mpa以上)。3)根據(jù)輸出流量或排量，有微型空氣壓縮機(jī)(小于1 m3/min)、小型空氣壓縮機(jī)(110 m第三節(jié)：氣源系統(tǒng)和空氣凈化處理裝置；2.工作原理：活塞式空氣壓縮機(jī)通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)

10、運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)吸氣和排氣，達(dá)到提高氣壓的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)1排氣閥2氣缸3活塞4活塞桿5，6，7，8曲柄連桿機(jī)構(gòu)9進(jìn)氣門10氣門彈簧1。空氣壓縮機(jī)，單級(jí)活塞式空氣壓縮機(jī)通常用于要求0.30.7兆帕壓力范圍的系統(tǒng)。在單級(jí)壓縮機(jī)中，如果空氣壓力超過0.6兆帕，過熱將大大降低壓縮機(jī)的效率，所有性能指標(biāo)將急劇下降。因此，當(dāng)輸出壓力較高時(shí)，應(yīng)采用分級(jí)壓縮。分級(jí)壓縮可以降低排氣溫度、節(jié)省壓縮功、提高容積效率和增加壓縮氣體排量。為了提高效率和降低空氣溫度，需要中間冷卻。工業(yè)上使用的活塞式空氣壓縮機(jī)通常有兩級(jí)，每級(jí)的工作原理與單級(jí)活塞式空氣壓縮機(jī)相似。在操作過程中，吸入的空氣通過兩級(jí)和三級(jí)壓縮到最終壓力。

11、1.空氣壓縮機(jī)；3.空氣壓縮機(jī)的選擇；1)根據(jù)氣動(dòng)系統(tǒng)所需的工作壓力和流量，確定空氣壓縮機(jī)的輸出壓力Pc和供氣量Qc?？諝鈮嚎s機(jī)的供氣壓力Pc為，氣動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力應(yīng)為系統(tǒng)中各氣動(dòng)執(zhí)行器工作壓力的最高值。氣動(dòng)系統(tǒng)的總壓損失不僅要考慮管道沿線的阻力損失和局部阻力損失，還要考慮保證減壓閥穩(wěn)壓性能所需的最小輸入壓力和氣動(dòng)元件工作時(shí)的壓降損失。一般空氣動(dòng)力學(xué)用途的壓縮機(jī)排氣壓力為0.7 Mpa。1.空氣壓縮機(jī)，Qc=kQ (m3/min)，空氣壓縮機(jī)供給量Qc:空氣壓縮機(jī)供給量Qc也是空氣壓縮機(jī)的主要參數(shù)之一。其尺寸應(yīng)與目前氣動(dòng)系統(tǒng)中每臺(tái)設(shè)備的空氣消耗量相匹配，裕量約為10%?？梢杂孟旅娴墓奖硎?，其

12、中Q氣動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最大氣體消耗量為m3/min；k修正系數(shù)，一般k=1.31.5。2)在確定供氣壓力pc和供氣量Qc后，根據(jù)空壓機(jī)的特性要求選擇空壓機(jī)的類型和型號(hào)。1.空氣壓縮機(jī)4。使用空氣壓縮機(jī)的注意事項(xiàng)1)空氣壓縮機(jī)：的安裝位置一般安裝在專用機(jī)房?jī)?nèi)。2)噪音：配有隔音罩和消聲器，選用噪音較低的空氣壓縮機(jī)。3)潤(rùn)滑油：使用特殊潤(rùn)滑油，并定期更換。啟動(dòng)前，應(yīng)檢查以確保啟動(dòng)過程中的潤(rùn)滑。啟動(dòng)前和停止后，應(yīng)及時(shí)清除空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐中的水。1.空氣壓縮機(jī)，2。儲(chǔ)氣罐，1。儲(chǔ)氣罐的主要功能1)壓縮空氣的儲(chǔ)存：在短時(shí)間內(nèi)大容量輸出；緊急空氣源。2)平穩(wěn)壓縮空氣供應(yīng)，減少壓力脈動(dòng)。3)作為壓縮空

13、氣瞬時(shí)消耗的存儲(chǔ)補(bǔ)充。4)降低空壓機(jī)的啟停頻率。5)散熱，進(jìn)一步降低壓縮空氣的溫度，分離壓縮空氣中的部分水和油。第三節(jié)空氣源系統(tǒng)和空氣凈化處理裝置，儲(chǔ)氣罐的容積取決于其用途。儲(chǔ)氣罐的容積越大，壓縮機(jī)的運(yùn)行時(shí)間間隔越長(zhǎng)。儲(chǔ)氣罐一般為圓柱形焊接結(jié)構(gòu)，包括立式和臥式，其中立式居多，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖9-3所示。儲(chǔ)氣罐外觀示意圖和圖形符號(hào)1進(jìn)氣口2安全閥3壓力表4出氣口5檢查孔6排水孔2。儲(chǔ)氣罐，2。元件安裝在儲(chǔ)氣罐上，壓縮空氣具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，儲(chǔ)氣罐上必須安裝安全閥。1)安全閥(溢流閥):當(dāng)儲(chǔ)氣罐中的壓力達(dá)到允許的極限壓力時(shí)，過量的氣體會(huì)溢出以確保安全。2)壓力表：顯示儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓力。3)壓力開關(guān)：

14、利用儲(chǔ)氣罐中的壓力控制電機(jī)停止或重啟二、儲(chǔ)氣罐、三、后冷器、后冷器的作用：將空壓機(jī)出口的高溫空氣冷卻至40以下，將其大部分水蒸氣和變質(zhì)的油霧冷凝成液態(tài)水滴和油滴，并與空氣分離。后冷器底部通常安裝手動(dòng)或自動(dòng)排水裝置，以便及時(shí)排出冷凝水、油滴等雜質(zhì)。后冷卻器類型：風(fēng)冷和水冷。原理：風(fēng)冷是通過將風(fēng)扇產(chǎn)生的冷空氣吹向帶翅片的熱風(fēng)管道來冷卻壓縮空氣。空氣冷卻不需要冷卻水設(shè)備，因此不需要擔(dān)心斷水或水結(jié)冰。占地面積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行成本低、易于維護(hù)，但僅適用于進(jìn)氣溫度低100及待處理空氣量少的場(chǎng)合。水冷冷卻是通過迫使冷卻水以與壓縮空氣流動(dòng)方向相反的方向繞壓縮空氣管道流動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。第三節(jié)：氣源系統(tǒng)和空

15、氣凈化處理裝置；第4節(jié)：壓縮空氣凈化處理裝置；空氣過濾裝置；干燥機(jī)壓力調(diào)節(jié)閥(減壓閥)；第三節(jié)：氣源系統(tǒng)和空氣凈化處理裝置；油水分離器(也稱為除油器):通過旋轉(zhuǎn)離心、撞擊和水洗從壓縮空氣中分離出水滴、油滴和其他雜質(zhì)顆粒。1?？諝膺^濾裝置，空氣過濾器(也稱水分離過濾器):主要用于去除壓縮空氣中的固體雜質(zhì)、水滴、油污等污染物，是保證氣動(dòng)設(shè)備正常運(yùn)行的重要部件。根據(jù)排水方式，這種過濾器可分為手動(dòng)排水型和自動(dòng)排水型?？諝膺^濾器的過濾原理是根據(jù)固體物質(zhì)和空氣分子的大小和質(zhì)量，通過慣性、阻隔和吸附作用將灰塵和雜質(zhì)從空氣中分離出來。空氣濾清器1導(dǎo)流板2濾芯3擋水板4過濾杯5手動(dòng)排水閥空氣濾清器2干燥器的原理

16、空氣干燥器的功能：它是一種吸收和去除壓縮空氣中的水分和一些油和雜質(zhì)的裝置，從而使?jié)窨諝庾兂筛稍锟諝?。壓縮空氣的干燥方法包括冷凍、吸附、吸收和聚合物隔膜干燥。冷凍干燥機(jī)的工作原理1進(jìn)氣口2出氣口3熱交換器4冰箱5分離器6制冷劑7分離器8冰箱冷凍干燥機(jī)的工作原理：加熱再生吸附干燥機(jī)1吸附器2濾油器3吸附器4加熱器5鼓風(fēng)機(jī)精密過濾器應(yīng)安裝在吸附干燥機(jī)的壓縮空氣出口，以防止吸附劑在壓縮空氣的沖擊下產(chǎn)生的粉末進(jìn)入氣動(dòng)系統(tǒng)。2)吸附干燥器：3。壓力調(diào)節(jié)閥(減壓閥)，其功能是將較高的輸入壓力降低到較低的穩(wěn)定壓力，以滿足設(shè)備使用的要求。由于減壓閥本質(zhì)上起著調(diào)節(jié)和穩(wěn)定氣動(dòng)系統(tǒng)壓力的作用，所以更稱之為壓力調(diào)節(jié)閥。

17、調(diào)壓閥的類型：直動(dòng)式和先導(dǎo)式，直動(dòng)式調(diào)壓閥的工作原理，1手柄2調(diào)壓彈簧3隔膜4閥芯5溢流孔6下彈簧座7阻尼孔8閥口9回位彈簧，由于工作過程中經(jīng)常有少量氣體從溢流孔5排出，為了防止環(huán)境污染，應(yīng)選用無溢流孔的調(diào)壓閥。功能：以壓縮空氣為動(dòng)力，將特種潤(rùn)滑油噴成霧狀，與壓縮空氣混合，用壓縮空氣進(jìn)入需要潤(rùn)滑的部位，達(dá)到潤(rùn)滑的目的。4.油霧消除器在運(yùn)行過程中，油霧消除器油杯中的潤(rùn)滑油液位應(yīng)始終保持在油杯的上限和下限之間。如果油位過低，油管暴露的液面將不會(huì)吸油；如果油位過高，將導(dǎo)致空氣流與油直接接觸，從而導(dǎo)致油在管道中沉積。油霧噴射器的工作原理：普通油霧噴射器，1個(gè)輸入口2個(gè)文丘里管3個(gè)輸出口4個(gè)油杯5個(gè)潤(rùn)滑油6個(gè)單向閥7個(gè)過濾器8個(gè)供油單向閥9個(gè)吸油管10個(gè)油瞄準(zhǔn)器11個(gè)針閥，普通油霧噴射器的特點(diǎn)如下：1)調(diào)節(jié)針閥的開度可以改變滴油