第十章氣源系統(tǒng)

第十章氣源系統(tǒng)第一頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)教學(xué)內(nèi)容：氣源系統(tǒng)的組成氣源系統(tǒng)的輔助裝置

第二頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)機(jī)器是由三部分組成：原動機(jī)（能量的產(chǎn)生或轉(zhuǎn)換）、傳動機(jī)構(gòu)（能量的傳遞、分配和控制）、工作機(jī)（能量的消耗）。氣動系統(tǒng)的基本組成部分：壓縮空氣的產(chǎn)生、壓縮空氣的傳輸、壓縮空氣的消耗（工作機(jī)。氣動系統(tǒng)的基本組成示意圖如下圖所示。

§10.1氣動系統(tǒng)的基本組成：氣動系統(tǒng)的基本組成部分包括哪些呢？請大家根據(jù)機(jī)器的組成部分先思考一下？第三頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)一、氣動系統(tǒng)的基本組成示例氣壓產(chǎn)生裝置分水濾氣器壓力控制閥油霧器方向控制閥消聲器流量控制閥汽缸氣壓的傳遞、分配和控制即輸送系統(tǒng)氣壓的消耗第四頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)第五頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)第六頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)第七頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)§10.2

氣動技術(shù)中的壓力概念

在ISO標(biāo)準(zhǔn)中壓力的單位為帕斯卡（1Pa=1N/m2），由于這個單位非常小，為了閱讀和表達(dá)方便，常用0.1MPa(1bar)為壓力單位，這個單位適合在工業(yè)中應(yīng)用：

1Mpa＝103Kpa＝106Pa0.1MPa=100Kpa=1bar（巴）

1psi=0.069bar

在工程上有時也使用老的公制單位kgf／cm2（千克力每平方厘米）

、atm（atmosphere大氣壓）、lbf/in2(psi，磅力每平方英寸)等以滿足實(shí)際需要。絕對壓力：相對于真空的壓力表壓力（GA）：高于大氣壓的那部分壓力真空度（Torr）：低于大氣壓的壓力第八頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)§10.3

空氣壓縮機(jī)(Aircompressor)

1.空壓機(jī)是氣壓發(fā)生裝置?？諌簷C(jī)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。2.按工作原理分類：可分為容積式空壓機(jī)和速度式空壓機(jī)。容積式空壓機(jī)的工作原理是壓縮空壓機(jī)中氣體的體積，使單位體積內(nèi)空氣分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力。速度式空壓機(jī)的工作原理是提高氣體分子的運(yùn)動速度以此增加氣體的動能，然后將氣體分子的動能轉(zhuǎn)化為壓力能以提高壓縮空氣的壓力。3.空氣壓縮機(jī)分為往復(fù)式與回轉(zhuǎn)式兩大類。往復(fù)式可細(xì)分為活塞式與膜片式，回轉(zhuǎn)式可細(xì)分為葉片式與螺桿式。第九頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)空壓機(jī)分類壓縮機(jī)容積型速度型活塞式往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式離心式軸流式膜片式滑片式

螺桿式第十頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)空氣壓縮機(jī)分類按空壓機(jī)輸出壓力大小分類低壓空壓機(jī)0．2～1．0MPa中壓空壓機(jī)1．0～10MPa高壓空壓機(jī)10～100MPa超高壓空壓機(jī)＞100MPa按空壓機(jī)輸出流量(排量)分類微型＜1m3／Min小型1～10m3／Min中型10～100m3／Min大型＞100m3／Min第十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)1.往復(fù)式壓縮機(jī)

只有一個行程就將吸入的大氣壓空氣壓縮到所需要的壓力。這種型式的壓縮機(jī)通常用于需要3～7巴壓力范圍的系統(tǒng)。a.單級活塞式壓縮機(jī)：

第十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)b.兩級活塞式壓縮機(jī)由兩個階段將吸入的大氣壓空氣壓縮到最終的壓力。如果最終壓力為7巴，第一級通常將它壓縮到若3巴，然后被冷卻，再輸送到第二級氣缸中壓縮到7巴。

動畫第十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)2.旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)第十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)§10.4儲氣罐1）使壓縮空氣供氣平穩(wěn)，減少壓力脈動。2）作為壓縮空氣瞬間消耗需要的儲存補(bǔ)充之用。3）儲存一定量的壓縮空氣，停電時可使系統(tǒng)繼續(xù)維持一定時間。4）可降低空壓機(jī)的啟動-停止頻率，其功能相當(dāng)于增大了空壓機(jī)的功率。5）利用儲氣罐的大表面積散熱使壓縮空氣中的一部分水蒸氣凝結(jié)為水。1.儲氣罐的作用：第十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)第十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)§10.5壓縮空氣凈化處理裝置

從空壓機(jī)輸出的壓縮空氣到達(dá)各用氣設(shè)備之前，必須將壓縮空氣中含有的大量水分、油分及粉塵雜質(zhì)等除去，以得到適當(dāng)?shù)膲嚎s空氣質(zhì)量，避免它們對氣動系統(tǒng)的正常工作造成危害，并且用減壓閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)所需壓力以得到適當(dāng)出力。在必要的情況下，使用油霧器使?jié)櫥挽F化并混入壓縮空氣中潤滑氣動元件，降低磨損，提高元件壽命。除水過程；過慮過程；調(diào)壓過程；潤滑過程。第十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)后冷卻器安裝在空壓機(jī)排氣口處的管道上。它的作用是將空壓機(jī)排出的壓縮空氣溫度由120~180℃降至40~50℃，使壓縮空氣中的油霧和水汽迅速達(dá)到飽和而大部分析出，凝結(jié)成水滴和油滴，以便經(jīng)油水分離器排出。后冷卻器上應(yīng)裝有自動排水器，以排除冷凝水和油滴等雜質(zhì)。后冷卻器分為風(fēng)冷式和水冷式兩種，且都已形成系列產(chǎn)品。第十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)空氣干燥，冷凍干燥法進(jìn)入干燥器的空氣首先進(jìn)入熱交換器冷卻，經(jīng)初步冷卻的空氣中析出的水份和油份經(jīng)分離器排出。然后，空氣再進(jìn)入致冷器，這使空氣進(jìn)一步冷卻到2~5℃，使空氣中含有的氣態(tài)水份、油份等由于溫度的降低而大量進(jìn)一步地析出，經(jīng)分離器排出。冷卻后的空氣再進(jìn)入熱交換器加熱輸出第十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)空氣干燥，吸收干燥法吸收干燥法是一個純化學(xué)過程。在干燥罐中，壓縮空氣中水分與干燥劑發(fā)生反應(yīng)，使干燥劑溶解。液態(tài)干燥劑可從干燥罐底部排出。根據(jù)壓縮空氣溫度、含濕量和流速，必須及時填滿干燥劑。第二十頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)§10.6壓縮空氣的過濾裝置標(biāo)準(zhǔn)過濾器第二十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)§10.7壓縮空氣的調(diào)壓裝置

所有的氣動系統(tǒng)均有一個最適合的工作壓力，而在各種氣動系統(tǒng)中，皆可出現(xiàn)或多或少的壓力波動。氣動與液壓傳動不同，一個氣源系統(tǒng)輸出的壓縮空氣通常可供多臺氣動裝置使用。氣源系統(tǒng)輸出的空氣壓力都高于每臺裝置所需的壓力，且壓力波動較大。如果壓力過高，將造成能量的損失并增加損耗；過低的壓力則出力不足，造成不良效率。例如空壓機(jī)的開啟與關(guān)閉所產(chǎn)生的壓力波動對系統(tǒng)的功能會產(chǎn)生不良影響。因此每臺氣動裝置的供氣壓力都需要用減壓閥減壓，并保持穩(wěn)定。第二十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)溢流減壓閥不論進(jìn)氣壓力是否波動，減壓閥都可以保持工作壓力恒定不變。當(dāng)耗氣量增加時，工作壓力降低，在調(diào)壓彈簧作用下，減壓閥閥口開大若工作壓力增大，則中間膜片打開，壓縮空氣就經(jīng)閥體上的溢流孔排出。第二十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)1.使壓縮空氣產(chǎn)生油霧主要由油霧器來完成。油霧器是以壓縮空氣為動力，將潤滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中，使該壓縮空氣具有潤滑氣動元件的能力。目前，氣動控制系統(tǒng)中的控制閥、氣缸和氣馬達(dá)主要是靠帶有油霧的壓縮空氣來實(shí)現(xiàn)潤滑的，其優(yōu)點(diǎn)是方便、干凈、潤滑質(zhì)量高。2.普通型油霧器也稱為全量式油霧器，把霧化后的油霧全部隨壓縮空氣輸出，油霧粒徑約為20um。普通型油霧器又分為固定節(jié)流式和自動節(jié)流式兩種，前者輸出的油霧濃度隨空氣的流量變化而變化，后者輸出的油霧濃度基本保持恒定。不隨空氣流量的變化而變化?！?0.8壓縮空氣的潤滑裝置第二十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)壓縮空氣的潤滑裝置通常壓縮空氣是干燥和無油的。對于某個氣動系統(tǒng)來說，有些地方需要潤滑的壓縮空氣，有些地方則不需要，因此，應(yīng)對壓縮空氣的潤滑進(jìn)行限制。當(dāng)壓縮空氣通過油霧器時，其在油室與視油器之間產(chǎn)生一個壓降，該壓降使油液經(jīng)吸油管上升，并經(jīng)噴嘴引射到壓縮空氣中，油滴被霧化，隨壓縮空氣流出。

第二十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)氣動三聯(lián)件FRL第二十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)氣動三聯(lián)件（FRL：FilterRegulatorLubricator）第二十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)

從空壓機(jī)輸出的壓縮空氣要通過管路系統(tǒng)被輸送到各氣動設(shè)備上，管路系統(tǒng)如同人體的血管。輸送空氣的管路配置如設(shè)計不合理，將產(chǎn)生下列問題：①壓降大，空氣流量不足；②冷凝水無法排放；③氣動設(shè)備動作不良，可靠性降低；④維修保養(yǎng)困難?！?0.9壓縮空氣的輸送(Airdistribution)

第二十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)按照供氣可靠性和經(jīng)濟(jì)性考慮，一般有兩種主要的配置：終端管道和環(huán)狀管道。普通氣動設(shè)備大多采用不高于8巴的壓縮空氣源，故一般按照只有一種壓力要求來處理，采用同一壓力管道，用減壓閥來滿足用氣設(shè)備的壓力要求。1.終端管道這種系統(tǒng)簡單，經(jīng)濟(jì)性好。多用于間斷供氣，一條支路上可安裝一個截止閥，用于關(guān)閉系統(tǒng)。管道應(yīng)在流動方向上有1：100的斜度以利于排水,并在最低位置設(shè)置排水器。主管路配管方式(Pipinglayout)第二十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)主管路配管方式(Pipinglayout)1.終端管道

這種系統(tǒng)簡單，經(jīng)濟(jì)性好。多用于間斷供氣，一條支路上可安裝一個截止閥，用于關(guān)閉系統(tǒng)。管道應(yīng)在流動方向上有1：100的斜度以利于排水,并在最低位置設(shè)置排水器。第三十頁，共三十二頁，2022年，8月28日30三月2023

液壓與氣動技術(shù)2．環(huán)狀管道這種系統(tǒng)供氣可靠性高，壓力損失小，壓力穩(wěn)定，但投資較高。在環(huán)狀主管道系統(tǒng)中空氣從兩邊輸入到達(dá)高的消耗點(diǎn)，這可將減壓力降至最低。這種系統(tǒng)中冷凝水會流向各個方向，因此必須設(shè)置足夠的自動排水裝置。另外，每條支路上及支路間都要設(shè)置截止閥。這樣，當(dāng)關(guān)閉支路時，整個系統(tǒng)仍能供氣。