液壓與氣壓傳動(dòng)（第3版） 教學(xué)課件作者 劉建明 第7章氣源裝置及輔助元件 第7章氣源裝置及輔助元件

第七章

氣源裝置及輔助元件

河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院劉建明2023/1/17知識(shí)目標(biāo)掌握：1.氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的原理與組成、各局部的功用2.氣源裝置的組成和作用原理了解:1.氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)、空氣的性質(zhì)。2.過(guò)濾器、油霧器、消聲器、轉(zhuǎn)換器的作用。技能目標(biāo)1.會(huì)選用氣源裝置和各種輔助元件。2.能正確使用維護(hù)氣動(dòng)三聯(lián)件、消聲器、轉(zhuǎn)換器等氣動(dòng)元件。2023/1/17重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn):1.氣壓傳動(dòng)的工作原理及組成2.氣源裝置難點(diǎn):氣源裝置2023/1/17

第一節(jié)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)

一、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理以氣動(dòng)剪切機(jī)工作原理為例：空氣壓縮機(jī)1產(chǎn)生的壓縮空氣→后冷卻器2→油水別離器3→貯氣罐4→空氣過(guò)濾器5→調(diào)壓閥6→油霧器7→氣控?fù)Q向閥9→氣缸10。2023/1/17氣動(dòng)剪切機(jī)的工作原理圖2023/1/17氣動(dòng)剪切機(jī)的工作原理當(dāng)將工料11送入剪切機(jī)并到達(dá)規(guī)定位置時(shí)，工料將行程閥8的閥芯向右推，換向閥A腔經(jīng)行程閥8與大氣相通，換向閥閥芯在彈簧的作用下移到下位，將氣缸上腔與大氣連通，下腔與壓縮空氣連通。此時(shí)，活塞帶動(dòng)剪刀快速向上運(yùn)動(dòng)將工料切下。工料被切下后，即與行程閥脫開(kāi)，行程閥復(fù)位，將排氣口封死，換向閥A腔壓力上升，閥芯上移，使氣路換向。2023/1/17

二、

氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成

1.氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成〔1〕氣源裝置氣源裝置是壓縮空氣的發(fā)生裝置，主體局部是空氣壓縮機(jī)?！?〕執(zhí)行元件氣缸和氣馬達(dá)，它們將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能?！?〕控制元件用以控制壓縮空氣的壓力、流量、流動(dòng)方向以保證系統(tǒng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有一定的輸出動(dòng)力和速度。〔4〕輔助元件過(guò)濾器、油霧器、消聲器、枯燥器和轉(zhuǎn)換器等?！?〕工作介質(zhì)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中所用的工作介質(zhì)是空氣。2023/1/17

2．氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)

〔1〕氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1〕工作介質(zhì)為空氣，來(lái)源經(jīng)濟(jì)方便，用過(guò)之后可直接排入大氣，不污染環(huán)境。2〕由于空氣流動(dòng)損失小，壓縮空氣可集中供氣，作遠(yuǎn)距離輸送。3〕氣壓傳動(dòng)具有動(dòng)作迅速、反響快、維護(hù)簡(jiǎn)單、管路不易堵塞的特點(diǎn)，且不存在介質(zhì)變質(zhì)、補(bǔ)充和更換等問(wèn)題。4〕對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)性好，可平安應(yīng)用于易燃易爆場(chǎng)所。5〕氣壓傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕。6〕氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)載自動(dòng)保護(hù)。2023/1/17〔2〕氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)1〕由于空氣具有可壓縮性，所以氣缸的動(dòng)作速度受負(fù)載的影響比較大。2〕氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作壓力較低，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)輸出動(dòng)力較小。3〕工作介質(zhì)空氣沒(méi)有自潤(rùn)滑性，需要另設(shè)裝置進(jìn)行給油潤(rùn)滑。2023/1/17

三、

氣壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)

氣壓傳動(dòng)以空氣作為工作介質(zhì)。理論上把完全不含有蒸汽的空氣稱為干空氣。而實(shí)際上自然界中的空氣都含有一定量的水蒸汽，這種由于空氣和水蒸汽組成的氣體稱為濕空氣?？諝獾母蓾癯潭葘?duì)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和使用壽命都有著一定的影響。單位體積空氣的質(zhì)量稱為空氣的密度。氣體密度與氣體壓力和溫度有關(guān)，壓力增加，空氣密度增大，而溫度升高，空氣的密度減小。氣體體積隨壓力增大而減小的性質(zhì)稱為壓縮性，氣體體積隨溫度升高而增大的性質(zhì)稱為膨脹性。2023/1/17

第二節(jié)

氣源裝置

氣源裝置的作用是產(chǎn)生具有足夠壓力和流量的壓縮空氣，同時(shí)將其凈化、處理及儲(chǔ)存，其主體局部是空氣壓縮機(jī)。由于大氣中常有灰塵、水蒸汽及油分等各種雜質(zhì)成分，不能直接為設(shè)備所用，氣源裝置還包括氣源凈化裝置。常見(jiàn)的氣源凈化裝置有后冷卻器、除油器、貯氣罐、枯燥器等。2023/1/17一般壓縮空氣站的設(shè)備布置示意圖2023/1/17

一、

空氣壓縮機(jī)

1．活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理以以下圖為活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理，2023/1/17活塞式空氣壓縮機(jī)2023/1/17

2.空氣壓縮機(jī)的選用

選擇空氣壓縮機(jī)主要以氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量為依據(jù)?！?〕排氣壓力〔2〕排氣流量2023/1/17各式空氣壓縮機(jī)的適用范圍根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，活塞式空氣壓縮機(jī)適用于壓力較高的中、小流量場(chǎng)合，離心式空氣壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、排氣均勻，適用于低壓、大流量的場(chǎng)合，螺桿式適用于低壓力的中、小流量的場(chǎng)合，葉片式空氣壓縮機(jī)適用于低、中壓力的中、小流量的場(chǎng)合。2023/1/17二、

氣源凈化裝置1．后冷卻器后冷卻器安裝在空氣壓縮機(jī)的出口，它的作用是將空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫壓縮空氣由140~170℃降低到40~50℃，使壓縮空氣中的油霧和水汽到達(dá)飽和，使其大局部析出并凝結(jié)成油滴和水滴別離出來(lái)，以便將其去除，到達(dá)初步凈化壓縮空氣的目的。后冷卻器主要有風(fēng)冷式和水冷式兩種。2023/1/17〔1〕風(fēng)冷式后冷卻器

風(fēng)冷式后冷卻器原理：壓縮空氣通過(guò)管道，由風(fēng)扇產(chǎn)生的冷空氣強(qiáng)迫吹向管道，冷熱空氣在管道壁面進(jìn)行熱交換，風(fēng)冷式后冷卻器能將壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫壓縮空氣冷卻到40℃以下，能有效除去空氣中水分。2023/1/17〔2〕水冷式后冷卻器水冷式后冷卻器的結(jié)構(gòu)型式有：蛇管式、套管式、列管式和散熱片式等。圖所示為蛇管式后冷卻器，其工作原理是：壓縮空氣在管內(nèi)流動(dòng)，冷卻水在管外水套中流動(dòng)，在管道壁面進(jìn)行熱交換。2023/1/172．油水別離器

油水別離器的作用是別離壓縮空氣中凝聚的灰塵、水分和油分等雜質(zhì)。其結(jié)構(gòu)形式有環(huán)形回轉(zhuǎn)式、撞擊折回式、離心旋轉(zhuǎn)式、水浴式和組合式等。圖所示為撞擊折回并環(huán)形回轉(zhuǎn)式除油器結(jié)構(gòu)原理。2023/1/17

3．貯氣罐

貯氣罐的作用：〔1〕消除排氣壓力波動(dòng)，保證輸出氣流的穩(wěn)定性。〔2〕當(dāng)空壓機(jī)突然停電時(shí)，可作為應(yīng)急動(dòng)力源使用?！?〕進(jìn)一步別離壓縮空氣中的水和油等雜質(zhì)。2023/1/17

4．空氣枯燥器

空氣枯燥器的作用是吸收和排除壓縮空氣中的水分、油分和雜質(zhì)。常用的是冷凍法和吸附法。〔1〕冷凍式枯燥器它是使壓縮空氣冷卻到一定的露點(diǎn)溫度，析出空氣中的水分?！?〕吸附式枯燥器它主要是利用具有吸附性能的吸附劑〔如硅膠、活性氧化鋁、焦碳、分子篩等物質(zhì)〕外表能夠吸附水分的特性來(lái)去除水分的，從而到達(dá)枯燥、過(guò)濾的目的。2023/1/17第三節(jié)

輔助元件主要輔助元件有過(guò)濾器、油霧器、消聲器、轉(zhuǎn)換器、管道及管接頭等。2023/1/17

一、過(guò)濾器

過(guò)濾器的作用是濾除壓縮空氣中的油污、水分和灰塵等雜質(zhì)。不同的使用場(chǎng)合對(duì)氣源的過(guò)濾程度要求不同，所使用的過(guò)濾器亦不相同。常用的過(guò)濾器分一次過(guò)濾器，二次過(guò)濾器和高效過(guò)濾器。2023/1/17

1．一次過(guò)濾器

一次過(guò)濾器也稱簡(jiǎn)易過(guò)濾器，其濾灰效率為50%~70%。它由殼體和濾芯所組成，按濾芯所采用的材料不同可分為紙質(zhì)、織物〔麻布、絨布、毛氈〕、陶瓷、泡沫塑料和金屬〔金屬網(wǎng)、金屬屑〕等過(guò)濾器?？諝膺M(jìn)入空壓機(jī)之前，必須經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)易空氣過(guò)濾器，過(guò)濾空氣中所含的一局部灰塵和雜質(zhì)。空氣壓縮機(jī)中普遍采用紙質(zhì)過(guò)濾器和金屬過(guò)濾器。2023/1/17

2．二次過(guò)濾器

壓縮空氣從輸入口進(jìn)入后，被引入旋風(fēng)葉子1，旋風(fēng)葉子上有許多成一定角度的缺口，迫使空氣沿切線方向產(chǎn)生強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)。夾雜在空氣中的較大水滴、油滴和灰塵等便獲得較大的離心力與存水杯的內(nèi)壁碰撞，從空氣中別離出來(lái)沉到水杯底部。為防止氣體旋轉(zhuǎn)的旋渦將存水杯3中積存的污水卷起，在濾芯下部設(shè)有擋水板4。2023/1/17

二、

油霧器

油霧器是一種特殊的注油裝置，它以壓縮空氣為動(dòng)力，將潤(rùn)滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中，隨著壓縮空氣進(jìn)入需要潤(rùn)滑的部位，到達(dá)潤(rùn)滑氣動(dòng)元件的目的。油霧器分一次油霧器和二次油霧器兩種。2023/1/17

2023/1/17壓縮空氣通過(guò)入口1進(jìn)入。噴嘴桿上的孔2面對(duì)氣流，孔3背對(duì)氣流。有氣流輸入時(shí)，截止閥10上下有壓力差，被翻開(kāi)。油杯中的潤(rùn)滑油經(jīng)吸油管11，視油帽8上的節(jié)流閥7滴到噴嘴桿中，被氣流從孔3中引射出去，成為油霧從輸出口輸出。在氣源壓力不大于0.1Mpa時(shí)，該油霧器允許在不關(guān)閉氣路的情況下加油。供油量隨氣流大小而變化。油杯和視油帽采用透明材料制成，便于觀察。視油帽8上的節(jié)流閥7用以調(diào)節(jié)油量，可在0~200滴/min范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。三、氣源處理裝置

空氣過(guò)濾器、減壓閥和油霧器組合在一起構(gòu)成氣源處理裝置，通常稱為氣動(dòng)三聯(lián)件。2023/1/17氣動(dòng)三聯(lián)件2023/1/17

四、消聲器

在氣動(dòng)系統(tǒng)工作過(guò)程中，氣缸、氣馬達(dá)及控制閥等氣動(dòng)元件在將用過(guò)的壓縮空氣排向大氣時(shí)，由于排出氣體速度很高，氣體體積急劇膨脹，產(chǎn)生渦流，引起氣體振動(dòng)，發(fā)出強(qiáng)烈的排氣噪聲。為消除和減弱這種噪聲，應(yīng)在換向閥的排氣口安裝消聲器。2023/1/17常用的消聲器有三種型式〔1〕吸收型消聲器主要利用吸聲材料來(lái)降低噪聲，在氣體流動(dòng)的管道內(nèi)固定吸聲材料，如圖7-11所示?！?〕膨脹干預(yù)型消聲器膨脹干預(yù)型消聲器結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一段比排氣孔口徑大的管件。當(dāng)氣流通過(guò)時(shí)，讓氣流在管道里膨脹、擴(kuò)散、反射、相互干預(yù)而消聲?！?〕膨脹干預(yù)吸收型消聲器是綜合上述兩種消聲器的特點(diǎn)而構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)如圖7-12所示。工作原理是：氣流由端蓋上的斜孔引入，在A室擴(kuò)散、減速、碰壁撞擊后反射到B室，氣流束互相沖撞、干預(yù)，進(jìn)一步減速，并通過(guò)消聲器內(nèi)壁的吸聲材料排向大氣。2023/1/17吸收型消聲器結(jié)構(gòu)示意圖

膨脹干預(yù)吸收型消聲器示意圖2023/1/17五、

轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器是一種可以將電、液、氣信號(hào)發(fā)生相互轉(zhuǎn)換的輔件。常用的有氣電、電氣、氣液轉(zhuǎn)換器。2023/1/17

1.氣液轉(zhuǎn)換器

氣液轉(zhuǎn)換器是一種把空氣壓力轉(zhuǎn)換