第2章 液壓與氣壓動力元件

1、第第2章章 液壓與氣壓傳動動力元件液壓與氣壓傳動動力元件 2.1 液壓泵的工作原理液壓泵的工作原理 2.2 液壓泵的主要性能和參數(shù)液壓泵的主要性能和參數(shù) 2.3 液壓泵的結構液壓泵的結構2.4 液壓泵與電動機參數(shù)的選用液壓泵與電動機參數(shù)的選用2.5 氣壓傳動動力元件氣壓傳動動力元件思考題與習題思考題與習題 2.1 液壓泵的工作原理液壓泵的工作原理 圖2-1所示為液壓泵的工作原理圖。柱塞2裝在缸體3內(nèi)， 并可作左右移動， 在彈簧4的作用下， 柱塞緊壓在偏心輪1的外表面上。當電機帶動偏心輪旋轉(zhuǎn)時， 偏心輪推動柱塞左右運動，使密封容積a的大小發(fā)生周期性的變化。當a由小變大時就形成部分真空，使油箱中的

2、油液在大氣壓的作用下，經(jīng)吸油管道頂開單向閥6進入油腔a實現(xiàn)吸油；反之，當a由大變小時，a腔中吸滿的油液將頂開單向閥5流入系統(tǒng)而實現(xiàn)壓油。電機帶動偏心輪不斷旋轉(zhuǎn)，液壓泵就不斷的吸油和壓油。 圖2-1 液壓泵工作原理圖654321a1偏心輪；2柱塞；3缸體；4彈簧；5單向閥；6單向閥由于這種泵是依靠泵的密封工作腔的容積變化來實現(xiàn)吸油和壓油的， 因而稱之為容積式泵。 容積式泵的流量大小取決于密封工作腔容積變化的大小和次數(shù)。若不計泄漏，則流量與壓力無關。 液壓泵的分類方式很多，它可按壓力的大小分為低壓泵、中壓泵和高壓泵；也可按流量是否可調(diào)節(jié)分為定量泵和變量泵；還可按泵的結構分為齒輪泵、葉片泵和柱塞泵，

3、其中，齒輪泵和葉片泵多用于中、低壓系統(tǒng)， 柱塞泵多用于高壓系統(tǒng)。 2.2 液壓泵的主要性能和參數(shù)液壓泵的主要性能和參數(shù) 1. 壓力1) 工作壓力液壓泵實際工作時的輸出壓力稱為液壓泵的工作壓力。 工作壓力取決于外負載的大小和排油管路上的壓力損失， 而與液壓泵的流量無關。 2) 額定壓力液壓泵在正常工作條件下， 按試驗標準規(guī)定連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力稱為液壓泵的額定壓力。 3) 最高允許壓力 在超過額定壓力的條件下， 根據(jù)試驗標準規(guī)定， 允許液壓泵短暫運行的最高壓力值稱為液壓泵的最高允許壓力， 超過此壓力， 泵的泄漏會迅速增加。 2. 排量 排量是泵主軸每轉(zhuǎn)一周所排出液體體積的理論值， 如泵排量固定，

4、則為定量泵； 排量可變， 則為變量泵。 一般定量泵因密封性較好， 泄漏小， 故在高壓時效率較高。 3. 流量流量為泵單位時間內(nèi)排出的液體體積（L/min）， 有理論流量Qth和實際流量Qac兩種。Qth=qn (2-1)式中，q表示泵的排量(L/r)；n表示泵的轉(zhuǎn)速(r/min)。 Qac=Qth-Q (2-2) 式中，Q表示泵運轉(zhuǎn)時，油會從高壓區(qū)泄漏到低壓區(qū)的泄漏損失。 4. 容積效率和機械效率液壓泵的容積效率V的計算公式為 (2-3) 液壓泵的機械效率m的計算公式為 (2-4) 式中，Tth表示泵的理論輸入扭矩；Tac表示泵的實際輸入扭矩。 shacvQQacthvTT5. 泵的總效率和功

5、率泵的總效率的計算公式為 =mV= (2-5) 式中， Pac表示泵實際輸出功率；Pm表示電動機輸出功率。泵的功率Pac的計算公式為 Pac = (2-6)式中， p表示泵輸出的工作壓力（MPa）；Qac表示泵的實際輸出流量（L/min）， 1 L =103 cm3。 MacPP60acpQ【例2-1】 某液壓系統(tǒng)， 泵的排量Q10 mL/r， 電機轉(zhuǎn)速n1200 r/min， 泵的輸出壓力p=5 MPa， 泵容積效率V0.92， 總效率0.84， 求： (1） 泵的理論流量； (2） 泵的實際流量； (3） 泵的輸出功率； (4） 驅(qū)動電機功率。 解 (1） 泵的理論流量為Qth=Qn10-

6、3=10120010-312 (L/min) (2) 泵的實際流量為 QacQthV120.9211.04 (L/min) (3) 泵的輸出功率為 (4） 驅(qū)動電機功率為)(9 . 06004.11560kWpQPac)(07. 184. 09 . 0kWPPmac 2.3 液壓泵的結構液壓泵的結構2. 3. 1 齒輪泵齒輪泵是液壓泵中結構最簡單的一種，且價格便宜，故在一般機械上被廣泛使用； 齒輪泵是定量泵，可分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵兩種。 1. 外嚙合齒輪泵外嚙合齒輪泵的構造和工作原理如圖2-2所示。它由裝在殼體內(nèi)的一對齒輪所組成，齒輪兩側(cè)由端蓋罩住，殼體、端蓋和齒輪的各個齒間槽組成了

7、許多密封工作腔。當齒輪按圖2-2所示方向旋轉(zhuǎn)時，右側(cè)吸油腔由于相互嚙合的齒輪逐漸脫開，密封工作容積逐漸增大，形成部分真空， 因此油箱中的油液在外界大氣壓的作用下，經(jīng)吸油管進入吸油腔，將齒間槽充滿，并隨著齒輪旋轉(zhuǎn)， 把油液帶到左側(cè)的壓油腔內(nèi)。在壓油區(qū)的一側(cè)，由于齒輪在這里逐漸進入嚙合，密封工作腔容積不斷減小，油液便被擠出去，從壓油腔輸送到壓油管路中去。這里的嚙合點處的齒面接觸線一直起著隔離高、低壓腔的作用。 圖2-2 外嚙合齒輪泵工作原理壓油吸油外嚙合齒輪運轉(zhuǎn)時泄漏途徑有二：一為齒頂與齒輪殼內(nèi)壁的間隙，二為齒端面與側(cè)板之間的間隙， 當壓力增加時， 前者不會改變，但后者撓度大增，此為外嚙合齒輪泵泄

8、漏最主要的原因，故不適合用作高壓泵。 為解決外嚙合齒輪泵的內(nèi)泄漏問題，提高其壓力， 逐步開發(fā)出固定側(cè)板式齒輪泵，其最高壓力長期均為710 MPa， 可動側(cè)板式齒輪泵在高壓時側(cè)板被往內(nèi)推， 以減少高壓時的內(nèi)漏， 其最高壓力可達1417 MPa。 液壓油在漸開線齒輪泵運轉(zhuǎn)過程中， 因齒輪相交處的封閉體積隨時間而改變， 常有一部分液壓油被封閉在齒間， 如圖2-3所示， 我們稱之為困油現(xiàn)象。 因為液壓油不可壓縮而使外接齒輪泵在運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生極大的震動和噪音， 所以必須在側(cè)板上開設卸荷槽， 以防止震動和噪音的發(fā)生。 圖2-3 困油現(xiàn)象出口入口封閉卸荷槽旋轉(zhuǎn)方向2. 內(nèi)嚙合齒輪泵圖2-4(a)所示為有隔板

9、的內(nèi)嚙合齒輪泵， 圖2-4(b)所示為擺動式內(nèi)嚙合齒輪泵， 它們共同的特點是： 內(nèi)外齒輪轉(zhuǎn)向相同， 齒面間相對速度小， 運轉(zhuǎn)時噪音?。积X數(shù)相異， 絕對不會發(fā)生困油現(xiàn)象。 因為外齒輪的齒端必須始終與內(nèi)齒輪的齒面緊貼， 以防內(nèi)漏， 所以內(nèi)嚙合齒輪泵不適用于較高的壓力的場合。 圖2-4 內(nèi)嚙合齒輪泵(a) 有隔板的內(nèi)嚙合齒輪泵； (b)擺動式內(nèi)嚙合齒輪泵吸油腔壓油腔吸油腔壓油腔(a)(b)2.3.2 螺桿泵 如圖2-5所示為螺桿泵。 它的液壓油沿螺旋方向前進， 轉(zhuǎn)軸徑向負載各處均相等， 脈動少， 運動時噪音低； 可高速運轉(zhuǎn)， 適合作大容量泵； 但壓縮量小， 不適合高壓的場合。 一般用作燃油、 潤滑油

10、泵， 而不用作液壓泵。 圖2-5 螺桿泵密封面螺桿2. 3. 3 葉片泵葉片泵的優(yōu)點是：運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壓力脈動小，噪音?。唤Y構緊湊、尺寸小、流量大。其缺點是：對油液要求高，如油液中有雜質(zhì)，則葉片容易卡死；與齒輪泵相比結構較復雜。 它廣泛應用于機械制造中的專用機床，自動線等中、 低壓液壓系統(tǒng)中。 該泵有兩種結構形式：一種是單作用葉片泵， 另一種是雙作用葉片泵。 1. 單作用葉片泵 單作用葉片泵的工作原理如圖2-6所示，單作用葉片泵由轉(zhuǎn)子1、定子2、葉片3和端蓋等組成。 定子具有圓柱形內(nèi)表面，定子和轉(zhuǎn)子間有偏心距e， 葉片裝在轉(zhuǎn)子槽中，并可在槽內(nèi)滑動， 當轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用， 使葉片緊靠在定

11、子內(nèi)壁， 這樣，在定子、 轉(zhuǎn)子、葉片和兩側(cè)配油盤間就形成了若干個密封的工作空間，當轉(zhuǎn)子按逆時針方向回轉(zhuǎn)時， 在圖2-6的右部，葉片逐漸伸出，葉片間的空間逐漸增大，從吸油口吸油，這是吸油腔。 在圖2-6的左部， 葉片被定子內(nèi)壁逐漸壓進槽內(nèi)， 工作空間逐漸縮小， 將油液從壓油口壓出， 這就是壓油腔。 在吸油腔和壓油腔之間有一段封油區(qū)，把吸油腔和壓油腔隔開，這種葉片泵每轉(zhuǎn)一周，每個工作腔就完成一次吸油和壓油，因此稱之為單作用葉片泵。轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)， 泵就不斷地吸油和排油。 改變轉(zhuǎn)子與定子的偏心量，即可改變泵的流量，偏心量越大，流量越大， 若調(diào)成幾乎是同心的，則流量接近于零。 因此單作用葉片泵大多為變

12、量泵。另外還有一種限壓式變量泵，當負荷小時，泵輸出流量大，負載可快速移動；當負荷增加時，泵輸出流量變少， 輸出壓力增加， 負載速度降低。 如此可減少能量消耗， 避免油溫上升。 圖2-6 單作用葉片泵工作原理e123壓油吸油1轉(zhuǎn)子；2定子；3葉片2. 雙作用葉片泵雙作用葉片泵的工作原理如圖2-7所示， 定子內(nèi)表面近似橢圓， 轉(zhuǎn)子和定子同心安裝， 有兩個吸油區(qū)和兩個壓油區(qū)對稱布置。 轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周， 完成兩次吸油和壓油。 雙作用葉片泵大多是定量泵。 圖2-7 雙作用葉片泵工作原理3215CDAB41轉(zhuǎn)子；2定子；3葉片；4油液2. 3. 4 柱塞泵柱塞泵工作原理是通過柱塞在液壓缸內(nèi)做往復運動來實現(xiàn)吸

13、油和壓油。齒輪泵和葉片泵相比，該泵能以最小的尺寸和最小的重量供給最大的動力，為一種高效率的泵， 但制造成本相對較高， 該泵用于高壓、 大流量、 大功率的場合。 它可分為軸向式和徑向式兩種。 1. 軸向柱塞泵軸向柱塞泵的工作原理如圖2-8所示。軸向柱塞泵可分為直軸式（圖2-8(a）所示）和斜軸式（圖2-8(b)所示）兩種。這兩種泵都是變量泵， 通過調(diào)節(jié)斜盤傾角， 即可改變泵的輸出流量。 圖2-8 軸向柱塞泵工作原理 (a) 直軸式； (b)斜軸式 2. 徑向柱塞泵 徑向柱塞泵（柱塞運動方向與液壓缸體的中心線垂直）可分為固定液壓缸式和回轉(zhuǎn)液壓缸式兩種。 如圖2-9所示為固定液壓缸式， 利用偏心輪的

14、旋轉(zhuǎn)， 可使活塞產(chǎn)生往復行程， 以進行泵的吸、 壓作用。 偏心輪的偏心量固定， 所以固定液壓缸式徑向柱塞泵一般為定量泵， 最高輸出壓力可達21 MPa以上。 圖2-9 固定液壓缸式徑向柱塞泵吸入行程柱塞排出口吸入口排出行程偏心凸輪如圖2-10所示為回轉(zhuǎn)液壓缸式柱塞泵，其活塞安裝在壓缸體上，壓缸體的中心和轉(zhuǎn)子的中心有一偏心量e， 壓缸體和軸一同旋轉(zhuǎn)。分配軸固定，上有四條油路， 其中兩條油路成一組，分別充當壓油的進出通道，并和蓋板的進出油口相通。改變偏心量即可改變流量， 因此， 回轉(zhuǎn)液壓缸式柱塞泵為一種變量泵。 圖2-10 回轉(zhuǎn)液壓缸式徑向柱塞泵軸凸緣(回轉(zhuǎn))壓缸體進出口轉(zhuǎn)子活塞壓缸體轉(zhuǎn)子分配軸(

15、固定)進出口本體e2. 3. 5 液壓泵的職能符號液壓泵的職能符號如圖2-11所示。圖2-11 液壓泵的職能符號(a) 單向定量液壓泵； (b) 單向變量液壓泵； (c) 雙向定量液壓泵； (d) 雙向變量液壓泵 (a)(b)(c)(d)2. 3. 6 常用泵的性能 了解各種常用泵的性能有助于我們正確的選用泵， 表2-1列舉了最常用泵的各種性能值，供大家在選用時參考。 表2-1 幾種常用泵的各種性能值 2.4 液壓泵與電動機參數(shù)的選用液壓泵與電動機參數(shù)的選用 2. 4. 1 液壓泵大小的選用液壓泵的選擇通常先根據(jù)液壓泵的性能要求來選定液壓泵的型式，再根據(jù)液壓泵所應保證的壓力和流量來確定它的具體

16、規(guī)格。 液壓泵的工作壓力是根據(jù)執(zhí)行元件的最大工作壓力來決定的，考慮到各種壓力損失，泵的最大工作壓力p泵可按下式確定： p泵k壓p缸式中，p泵表示液壓泵所需要提供的壓力(Pa)；k壓表示系統(tǒng)中壓力損失系數(shù)，一般取1.31.5；p缸表示液壓缸中所需的最大工作壓力(Pa)。 液壓泵的輸出流量取決于系統(tǒng)所需最大流量及泄漏量， 即 Q泵k流Q缸式中，Q泵表示液壓泵所需輸出的流量(m3/min)；k流表示系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般取1.11.3；Q缸表示液壓缸所需提供的最大流量(m3/min)。 若為多液壓缸同時動作，Q缸應為同時動作的幾個液壓缸所需的最大流量之和。 在p泵、 Q泵求出以后， 就可具體選擇液壓泵

17、的規(guī)格， 選擇時應使實際選用泵的額定壓力大于所求出的p泵值， 通?？煞糯?5%。泵的額定流量一般選擇略大于或等于所求出的Q缸值即可。2. 4. 2 電動機參數(shù)的選擇液壓泵是由電動機驅(qū)動的，可根據(jù)液壓泵的功率計算出電動機所需要的功率， 再考慮液壓泵的轉(zhuǎn)速， 然后從樣本中合理地選定標準的電動機。 驅(qū)動液壓泵所需的電動機功率可按下式確定： 式中，PM表示電動機所需的功率(kW)；p泵表示泵所需的最大工作壓力(Pa)；Q泵表示泵所需輸出的最大流量(m3/min)；表示泵的總效率。 各種泵的總效率大致為齒輪泵： 0.60.7；葉片泵： 0.60.75； 柱塞泵： 0.80.85。 )(60kWQpPM泵

18、泵2.4.3 計算舉例 【例2-2】 已知某液壓系統(tǒng)如圖2-12所示，工作時， 活塞上所受的外載荷為F=9720N，活塞有效工作面積A0.008m2， 活塞運動速度v=0.04m/s，問應選擇額定壓力和額定流量為多少的液壓泵？驅(qū)動它的電機功率應為多少? 解 首先確定液壓缸中最大工作壓力p缸為 選擇k壓1.3，計算液壓泵所需最大壓力為 p泵1.31.215 1.58 (MPa) )(215. 1)(1015.125MPaPaAFp缸再根據(jù)運動速度計算液壓缸中所需的最大流量為 Q缸=vA=0.040.008=3.210-4 (m3/s)選取k流1.1，計算泵所需的最大流量為 Q泵k流1.13.21

19、0-4=3.5210-4 (m3/s)21.12 (L/min) 查液壓泵的樣本資料，選擇CB-B25型齒輪泵。 該泵的額定流量為25 L/min，略大于Q泵； 該泵的額定壓力為25 kgf/cm（略為2.5 MPa），大于泵所需要提供的最大壓力。 選取泵的總效率0.7，驅(qū)動泵的電動機功率為)(94. 07 . 0602558. 160kWQpPM泵泵 由上式可見，在計算電機功率時用的是泵的額定流量，而沒有用計算出來的泵的流量，這是因為所選擇的齒輪泵是定量泵的緣故，定量泵的流量是不能調(diào)節(jié)的。【例2-3】 如圖2-12所示的液壓系統(tǒng)，已知負載F=30 000N，活塞的有效面積A=0.01 m2，

20、空載時的快速前進的速度為0.05 m/s，負載工作時的前進速度為0.025 m/s， 選取k壓1.5，k流1.3，0.75 ，試從下列已知泵中選擇一臺合適的泵， 并計算其相應的電動機功率。 圖2-12 液壓系統(tǒng) AFv 解 p缸= p泵k壓p缸1.53010545105 (Pa) 因為快速前進的速度大，所需流量也大，所以泵必須保證的流量應滿足快進的要求，此時流量按快進計算， 即 Q缸v快進A0.050.01510-4 (m3/s) Q泵k流Q缸1.3510-46.510-4 (m3/s)=39 (L/min) )(103001. 0300005PaAF 在p泵、Q泵求出后，就可從下列已知泵中選

21、擇一臺。已知泵如下： YB-32型葉片泵，Q額32 L/min，p額63 kgf/cm2; YB-40型葉片泵，Q額40 L/min， p額63kgf/cm2; YB-50型葉片泵， Q額50 L/min， p額63 kgf/cm2。 因為求出的p泵4510+5 Pa45 kgf/cm2，而求出的Q泵39 L/min， 所以應選擇YB-40型葉片泵。電動機功率為 75. 0601067. 610456045泵泵QpPM2.5 氣壓傳動動力元件氣壓傳動動力元件在氣動控制系統(tǒng)中， 壓縮空氣是工作介質(zhì)。 壓縮空氣在氣動系統(tǒng)中的主要作用如下： （1） 決定傳感器的狀態(tài)；（2） 處理信號；（3） 通過控

22、制元件控制執(zhí)行機構；（4） 實現(xiàn)動作（執(zhí)行元件）。氣源系統(tǒng)是為氣動設備提供滿足要求的壓縮空氣動力源。 氣源系統(tǒng)一般由氣壓發(fā)生裝置、 壓縮空氣的凈化處理裝置和傳輸管路系統(tǒng)組成。 典型的氣源及空氣凈化處理系統(tǒng)如圖2-13所示。 圖2-13 氣源及空氣凈化處理系統(tǒng)123456普通氣源凈化氣源1 空壓機；2 儲氣罐；3 閥門；4 主管過濾器（）；5 干燥機；6 主管過濾器（）2.5.1空氣壓縮機（Air compressor)空氣壓縮機簡稱空壓機，是氣壓發(fā)生裝置。 空壓機將電機或內(nèi)燃機的機械能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的壓力能。 1. 分類空壓機的種類很多，可按工作原理、 結構形式及性能參數(shù)分類。 1） 按工作原

23、理分類 空壓機可分為容積式空壓機和速度式空壓機。容積式空壓機的工作原理是使單位體積內(nèi)空氣分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力。速度式空壓機的工作原理是提高氣體分子的運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。 2）按空壓機輸出壓力大小分類按空壓機輸出壓力大小,可將其分為如下幾類：低壓空壓機,輸出壓力在0.21.0 MPa范圍內(nèi)；中壓空壓機,輸出壓力在1.010 MPa范圍內(nèi)；高壓空壓機,輸出壓力在10100 MPa范圍內(nèi)；超高壓空壓機,輸出壓力大于100 MPa。3） 按空壓機輸出流量(排量)分類按空壓機輸出流量(排量)可分為如下幾類：微型空壓機,其輸出流量

24、小于1 m3/min； 小型空壓機,其輸出流量在110 m3/min范圍內(nèi)； 中型空壓機,其輸出流量在10100 m3/min范圍內(nèi);大型空壓機,其輸出流量大于100 m3/min。 2. 工作原理 常見的空壓機有活塞式空壓機、葉片式空壓機和螺桿式空壓機三種。 以下介紹它們的工作原理。1） 活塞式空壓機 活塞式空壓機的工作原理如圖2-14所示。當活塞下移時,氣體體積增加,氣缸內(nèi)壓力小于大氣壓，空氣便從進氣閥門進入缸內(nèi)。在沖程末端，活塞向上運動,排氣閥門被打開,輸出空氣進入儲氣罐?；钊耐鶑瓦\動是由電動機帶動的曲柄滑塊機構形成的。這種類型的空壓機只由一個過程就將吸入的大氣壓空氣壓縮到所需要的壓力

25、, 因此稱之為單級活塞式空壓機。 圖2-14 活塞式空壓機的工作原理1 連桿；2 活塞；3 排氣閥；4 進氣閥；5 氣缸21345單級活塞式空壓機通常用于需要0.30.7MPa壓力范圍的系統(tǒng)。在單級壓縮機中，若空氣壓力超過0.6 MPa，產(chǎn)生的過熱將大大地降低壓縮機的效率。因此當輸出壓力較高時，應采取多級壓縮。多級壓縮可降低排氣溫度，節(jié)省壓縮功，提高容積效率，增加壓縮氣體排量。 工業(yè)中使用的活塞式空壓機通常是兩級的。圖2-15所示為兩級活塞式空壓機。由兩級三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0.7Mpa, 第一級通常將它壓縮到0.3 MPa，然后經(jīng)過中間冷卻器被冷卻，壓縮

26、空氣通過中間冷卻器后溫度大大下降，再輸送到第二級氣缸，壓縮到0.7MPa。因此,相對于單級壓縮機它提高了效率。圖2-16為活塞式空壓機的外觀。 圖2-15 兩級活塞式空壓機23冷卻器輸出輸入11級活塞；2中間冷卻器；32級活塞 圖2-16 活塞式空壓機的外觀 (a) 單級活塞式空壓機； (b) 兩級活塞式空壓機 2） 葉片式空壓機 葉片式空壓機的工作原理如圖2-17所示。把轉(zhuǎn)子偏心安裝在定子內(nèi)， 葉片插在轉(zhuǎn)子的放射狀槽內(nèi)，且葉片能在槽內(nèi)滑動。葉片、轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)表面構成的容積空間在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)（圖中轉(zhuǎn)子順時針回轉(zhuǎn)）過程中逐漸變小， 由此從進氣口吸入的空氣就逐漸被壓縮排出。這樣，在回轉(zhuǎn)過程中不需要活塞

27、式空壓機中有吸氣閥和排氣閥。在轉(zhuǎn)子的每一次回轉(zhuǎn)中， 將根據(jù)葉片的數(shù)目多次進行吸氣、壓縮和排氣， 所以輸出壓力的脈動較小。 圖2-17 葉片式空壓機的工作原理通常情況下,葉片式空壓機需使用潤滑油對葉片、轉(zhuǎn)子和機體內(nèi)部進行潤滑、冷卻和密封,所以排出的壓縮空氣中含有大量的油分,因此在排氣口需要安裝油氣分離器和冷卻器，以便把油分從壓縮空氣中分離出來，進行冷卻,并循環(huán)使用。 通常所說的無油空壓機是指用石墨或有機合成材料等自潤滑材料作為葉片材料的空壓機,運轉(zhuǎn)時無需添加任何潤滑油,壓縮空氣不被污染，滿足了無油化的要求。 此外,在進氣口設置空氣流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)排出氣體壓力的變化自動調(diào)節(jié)流量，使輸出壓力保持恒定

28、。葉片式空壓機的優(yōu)點是能連續(xù)排出脈動小的額定壓力的壓縮空氣,所以，一般無需設置儲氣罐,并且其結構簡單, 制造容易, 操作維修方便, 運轉(zhuǎn)噪聲小。其缺點是葉片、 轉(zhuǎn)子和機體之間機械摩擦較大， 產(chǎn)生較高的能量損失, 因而效率也較低。 3） 螺桿式空壓機螺桿式空壓機的工作原理如圖2-18所示。 兩個嚙合的凸凹面螺旋轉(zhuǎn)子以相反的方向運動。 兩根轉(zhuǎn)子及殼體三者圍成的空間， 在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中沿軸向移動， 其容積逐漸減小。 這樣,從進口吸入的空氣逐漸被壓縮,并從出口排出。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,兩轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與機體之間均有間隙存在。由于其進氣、壓縮和排氣等各行程均由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生, 因此輸出壓力脈動小，可不設置儲氣罐。

29、 圖2-18 螺桿式空壓機的工作原理(a) 吸氣； (b) 壓縮； (c) 排氣螺桿式空壓機與葉片式空壓機一樣,也需要加油進行冷卻、 潤滑及密封, 所以在出口處也要設置油氣分離器。 螺桿式空壓機的優(yōu)點是排氣壓力脈動小,輸出流量大,無需設置儲氣罐,結構中無易損件,壽命長,效率高。 其缺點是制造精度要求高,且由于結構剛度的限制,只適用于中低壓范圍使用。 3. 空壓機的選用首先根據(jù)氣動系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量確定空壓機的輸出壓力pc和供氣量Qc。 空壓機的供氣壓力pc為 pc=p+p (2-8)式中, p為氣動系統(tǒng)的工作壓力,單位為MPa；p為氣動系統(tǒng)總的壓力損失。 氣動系統(tǒng)的工作壓力應為系統(tǒng)中各

30、個氣動執(zhí)行元件工作的最高工作壓力。氣動系統(tǒng)的總壓力損失除了考慮管路的沿程阻力損失和局部阻力損失外,還應考慮為了保證減壓閥的穩(wěn)壓性能所必需的最低輸入壓力, 以及氣動元件工作時的壓降損失。 空壓機供氣量Qc的大小應包括目前氣動系統(tǒng)中各設備所需的耗氣量，未來擴充設備所需耗氣量及修正系數(shù)k（如避免空壓機在全負荷下不停地運轉(zhuǎn)，氣動元件和管接頭的漏損及各種氣動設備是否同時連續(xù)使用等），其數(shù)學表達式為 Qc=kQ (m3/min)(2-9) 式中，Q為氣動系統(tǒng)的最大耗氣量，單位為m3/min；k為修正系數(shù)，一般可取k=1.31.5。 有了供氣壓力pc與供氣量Qc，按空壓機的特性要求， 選擇空壓機的類型和型號。 4. 使用時應注意的事項1） 空壓機的安裝位置空壓機的安裝地點必須清潔,應無粉塵、通風好、 濕度小、溫度低,且要留有維護保養(yǎng)的空間,所以一般