第2章 液壓與氣壓動力元件

第2章

液壓與氣壓傳動動力元件

2.1液壓泵的工作原理2.2液壓泵的主要性能和參數(shù)2.3液壓泵的結(jié)構(gòu)2.4液壓泵與電動機參數(shù)的選用2.5氣壓傳動動力元件思考題與習(xí)題

2.1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(dāng)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(dāng)a由小變大時就形成部分真空，使油箱中的油液在大氣壓的作用下，經(jīng)吸油管道頂開單向閥6進(jìn)入油腔a實現(xiàn)吸油；反之，當(dāng)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 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(guān)。 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(jié)構(gòu)分為齒輪泵、葉片泵和柱塞泵，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)

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(fù)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(guān)。

2)額定壓力 液壓泵在正常工作條件下，按試驗標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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，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-ΔQ(2-2)式中，ΔQ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ηV的計算公式為

(2-3)液壓泵的機械效率ηm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。

5.泵的總效率和功率 泵的總效率η的計算公式為η=ηmηV=(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），1L=103cm3。

【例2-1】某液壓系統(tǒng)，泵的排量Q＝10mL/r，電機轉(zhuǎn)速n＝1200r/min，泵的輸出壓力p=5MPa，泵容積效率ηV＝0.92，總效率η＝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=Q·n·10-3=10×1200×10-3＝12(L/min) (2)泵的實際流量為

Qac＝Qth·ηV＝12×0.92＝11.04(L/min) (3)泵的輸出功率為

(4）驅(qū)動電機功率為

2.3液壓泵的結(jié)構(gòu)

2.3.1齒輪泵 齒輪泵是液壓泵中結(jié)構(gòu)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(gòu)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許多密封工作腔。當(dāng)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(jìn)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(jìn)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 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(dāng)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7～10MPa，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(dá)14～17MPa。 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(shè)卸荷槽，以防止震動和噪音的發(fā)生。圖2-3困油現(xiàn)象

2.內(nèi)嚙合齒輪泵 圖2-4(a)所示為有隔板的內(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)時噪音小；齒數(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

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(jìn)，轉(zhuǎn)軸徑向負(fù)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、潤滑油泵，而不用作液壓泵。圖2-5螺桿泵

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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)較復(fù)雜。它廣泛應(yīng)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(jié)構(gòu)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(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用，使葉片緊靠在定子內(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(dāng)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(jìn)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量泵。 另外還有一種限壓式變量泵，當(dāng)負(fù)荷小時，泵輸出流量大，負(fù)載可快速移動；當(dāng)負(fù)荷增加時，泵輸出流量變少，輸出壓力增加，負(fù)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

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

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(fù)運動來實現(xiàn)吸油和壓油。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γ，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，利用偏心輪的旋轉(zhuǎn)，可使活塞產(chǎn)生往復(fù)行程，以進(jìn)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(dá)21MPa以上。

圖2-9固定液壓缸式徑向柱塞泵 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(dāng)壓油的進(jìn)出通道，并和蓋板的進(jìn)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

2.3.5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

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

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(yīng)保證的壓力和流量來確定它的具體規(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1.3～1.5；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1.1～1.3；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(yīng)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的規(guī)格，選擇時應(yīng)使實際選用泵的額定壓力大于所求出的p泵值，通常可放大25%。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(biāo)準(zhǔn)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)；η表示泵的總效率。 各種泵的總效率大致為 齒輪泵：0.6～0.7； 葉片泵：0.6～0.75； 柱塞泵：0.8～0.85。

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A＝0.008m2，活塞運動速度v=0.04m/s，問應(yīng)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(yīng)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＝1.3×1.215＝1.58(MPa) 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=0.04×0.008=3.2×10-4(m3/s)

選取k流＝1.1，計算泵所需的最大流量為

Q泵＝k流＝1.1×3.2×10-4=3.52×10-4(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25L/min，略大于Q泵；該泵的額定壓力為25kgf/cm（略為2.5MPa），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 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(fù)載F=30000N，活塞的有效面積A=0.01m2，空載時的快速前進(jìn)的速度為0.05m/s，負(fù)載工作時的前進(jìn)速度為0.025m/s，選取k壓＝1.5，k流＝1.3，η＝0.75，試從下列已知泵中選擇一臺合適的泵，并計算其相應(yīng)的電動機功率。

圖2-12液壓系統(tǒng)解p缸=

p泵＝k壓×p缸＝1.5×30×105＝45×105(Pa)因為快速前進(jìn)的速度大，所需流量也大，所以泵必須保證的流量應(yīng)滿足快進(jìn)的要求，此時流量按快進(jìn)計算，即

Q缸＝v快進(jìn)×A＝0.05×0.01＝5×10-4(m3/s)

Q泵＝k流×Q缸＝1.3×5×10-4＝6.5×10-4(m3/s)=39(L/min)

在p泵、Q泵求出后，就可從下列已知泵中選擇一臺。已知泵如下：YB-32型葉片泵，Q額＝32L/min，p額＝63kgf/cm2;YB-40型葉片泵，Q額＝40L/min，p額＝63kgf/cm2;YB-50型葉片泵，Q額＝50L/min，p額＝63kgf/cm2。因為求出的p泵＝45×10+5Pa＝45kgf/cm2，而求出的Q泵＝39L/min，所以應(yīng)選擇YB-40型葉片泵。 電動機功率為

2.5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）通過控制元件控制執(zhí)行機構(gòu)； （4）實現(xiàn)動作（執(zhí)行元件）。 氣源系統(tǒng)是為氣動設(shè)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)

2.5.1空氣壓縮機（Aircompressor)

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(jié)構(gòu)形式及性能參數(shù)分類。

1）按工作原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0.2～1.0MPa范圍內(nèi)； 中壓空壓機,輸出壓力在1.0～10MPa范圍內(nèi)； 高壓空壓機,輸出壓力在10～100MPa范圍內(nèi)； 超高壓空壓機,輸出壓力大于100MPa。

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,其輸出流量小于1m3/min； 小型空壓機,其輸出流量在1～10m3/min范圍內(nèi)； 中型空壓機,其輸出流量在10～100m3/min范圍內(nèi);大型空壓機,其輸出流量大于100m3/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(dāng)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(jìn)氣閥門進(jìn)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(jìn)入儲氣罐。活塞的往復(fù)運動是由電動機帶動的曲柄滑塊機構(gòu)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,

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 單級活塞式空壓機通常用于需要0.3～0.7MPa壓力范圍的系統(tǒng)。在單級壓縮機中，若空氣壓力超過0.6MPa，產(chǎn)生的過熱將大大地降低壓縮機的效率。因此當(dāng)輸出壓力較高時，應(yīng)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0.3MPa，然后經(jīng)過中間冷卻器被冷卻，壓縮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(gòu)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)氣口設(shè)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。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(shè)置儲氣罐,并且其結(jié)構(gòu)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(jìn)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(jìn)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(shè)置儲氣罐。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(jìn)行冷卻、潤滑及密封,所以在出口處也要設(shè)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(shè)置儲氣罐,結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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?？諌簷C的供氣壓力pc為 pc=p+∑Δp(2-8) 式中,p為氣動系統(tǒng)的工作壓力,單位為MPa；∑Δp為氣動系統(tǒng)總的壓力損失。 氣動系統(tǒng)的工作壓力應(yīng)為系統(tǒng)中各個氣動執(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(yīng)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(yīng)包括目前氣動系統(tǒng)中各設(shè)備所需的耗氣量，未來擴充設(shè)備所需耗氣量及修正系數(shù)k（如避免空壓機在全負(fù)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(shè)備是否同時連續(xù)使用等），其數(shù)學(xué)表達(dá)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=1.3～1.5。 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(yīng)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(yīng)無粉塵、通風(fēng)好、濕度小、溫度低,且要留有維護(hù)保養(yǎng)的空間,所以一般要安裝在專用機房內(nèi)。

2）噪音 因為空壓機一運轉(zhuǎn)就產(chǎn)生噪音,所以必須考慮噪音的防治,如設(shè)置隔聲罩,設(shè)