氣動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)

氣動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)第1頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月壓縮空氣的特性

壓縮空氣的優(yōu)點(diǎn)如下：適用性貯存設(shè)計(jì)和控制簡單

運(yùn)動(dòng)的選擇

經(jīng)濟(jì)

環(huán)境干凈

安全性

壓縮空氣也有如下不足之處：

由于空氣具有可壓縮性，載荷變化時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性稍差。因工作壓力低，不易獲得較大的輸出力或轉(zhuǎn)矩。

有較大的排氣噪聲。

因空氣無潤滑性能，故在氣路中有時(shí)應(yīng)設(shè)置給油潤滑裝置。

第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動(dòng)系統(tǒng)簡介

第3頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月壓縮空氣的產(chǎn)生和輸送系統(tǒng)

壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)

壓力開關(guān)

單向閥儲(chǔ)氣罐壓力表自動(dòng)排水器安全閥冷凍式空氣干燥器主管道過濾器第4頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月壓縮空氣消耗系統(tǒng)

壓縮空氣的輸出自動(dòng)排水器空氣處理元件方向控制閥執(zhí)行元件速度控制閥第5頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣的性質(zhì)

空氣的組成

干空氣的組成成分氮N2氧O2氬Ar二氧化碳CO2其它氣體體積百分比78.0320.930.932

0.030.078重量百分比75.523.11.23

0.0150.075空氣的壓力

p=pg+psp—濕空氣的壓力，單位為pa；

pg—濕空氣中所含干空氣的分壓力，單位為pa；

ps—濕空氣中所含水蒸汽的分壓力，單位為pa；

第6頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣的性質(zhì)

空氣的密度

ρ=m/Vρ—空氣的密度，單位為kg/m3；

m—空氣的質(zhì)量，單位為kg；

V—空氣的體積，單位為m3

在基準(zhǔn)狀態(tài)下干空氣的密度為ρ0=1.293kg/m3

粘性

空氣粘度隨溫度而變化，溫度越高粘度越大?？諝獾臐穸?/p>

氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用的工作介質(zhì)，它的干濕程度對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和使用壽命都將產(chǎn)生一定的影響。若空氣的濕度較大，即空氣中含有的水蒸汽較多，則此濕空氣在一定溫度和壓力條件下，能在系統(tǒng)中的局部管道和氣動(dòng)元件中凝結(jié)水滴，使氣動(dòng)管道和氣動(dòng)元件銹蝕，嚴(yán)重時(shí)還可導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)工作失靈。因此必須采取有效措施，減少壓縮空氣中所含的水分。當(dāng)溫度下降時(shí)，空氣中水蒸汽的含量是降低的，因此減少空氣中所含水分來說，降低進(jìn)入氣動(dòng)設(shè)備的空氣溫度是十分有利的。當(dāng)大氣冷卻時(shí)，大氣將達(dá)到某一點(diǎn)，即水份達(dá)到飽和，這一點(diǎn)稱為露點(diǎn)。如果空氣繼續(xù)冷卻，那么它不能保留所有的水份，過量的水份以小液滴的形式凝結(jié)出來形成冷凝水。

第7頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月有關(guān)知識(shí)

第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月有關(guān)知識(shí)

第9頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月有關(guān)知識(shí)

1Pa=1N/m2（牛頓/米2）在氣動(dòng)方面壓力指的是表壓，即高于大氣壓的那部分壓力，通常叫做表壓力（GA）。等溫過程：P1V1=P2V2=常數(shù)等容過程：P1/T1=P2/T2=常數(shù)等壓過程：V1/T1=V2/T2=常數(shù)絕熱過程。

P1V1/T1=P2V2/T2=常數(shù)第10頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月有關(guān)知識(shí)

“水平流動(dòng)的流體流過管徑不同的管道時(shí)，在點(diǎn)1和點(diǎn)2的總能量相同。”

P1+1/2ρV12=P2+1/2ρv22若流速不超過330m/s左右時(shí)，則此方程對(duì)氣體也適用。第11頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月壓縮空氣的產(chǎn)生

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12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月往復(fù)式壓縮機(jī)

單級(jí)活塞式壓縮機(jī)：只有一個(gè)行程就將吸入的大氣壓空氣壓縮到所需要的壓力?；钊乱疲w積增加，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)。在行程末端，活塞向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，空氣被壓縮，而同時(shí)出氣閥被打開，輸出空氣進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。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)。第13頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月往復(fù)式壓縮機(jī)

兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)

在單級(jí)壓縮機(jī)中，若空氣壓力超過6巴，產(chǎn)生的過熱將大大地降低壓縮機(jī)的效率。因此，工業(yè)中使用的活塞式壓縮機(jī)通常是兩級(jí)的。由兩個(gè)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(jí)通常將它壓縮到若3巴，然后被冷卻，再輸送到第二級(jí)氣缸中壓縮到7巴。

第14頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月螺桿式壓縮機(jī)

兩個(gè)吻合的螺旋轉(zhuǎn)子以相反方向運(yùn)動(dòng)，它們當(dāng)中自由空間的容積沿軸向減少，從而壓縮兩轉(zhuǎn)子間的空氣。利用噴油來潤滑和密封兩旋轉(zhuǎn)的螺桿，油分離器將油與輸出空氣分開。此類壓縮機(jī)可連續(xù)輸出流量超過400mn3/min，壓力高達(dá)10巴。和葉片式壓縮機(jī)（如上圖）相比，此類壓縮機(jī)能輸送出連續(xù)的無脈動(dòng)的壓縮空氣。雖然螺桿式和葉片式壓縮機(jī)的使用愈來愈多，但工業(yè)上最普遍使用的仍然是往復(fù)式壓縮機(jī)。第15頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣罐的尺寸大小根據(jù)壓縮機(jī)的輸出量，系統(tǒng)的尺寸大小以及對(duì)未來需求量的變化的預(yù)測(cè)來確定。對(duì)工廠來說，計(jì)算儲(chǔ)氣罐尺寸的原則是：儲(chǔ)氣罐容量≈壓縮機(jī)每分鐘壓縮空氣的輸出量。例如，壓縮機(jī)輸出18m3/min的流量（自由空氣），平均壓力為7巴，因此壓縮空氣每分鐘輸出量為18000/8≈2250L，即容積為2250L的儲(chǔ)氣罐是合適的。第16頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

氣動(dòng)系統(tǒng)由幾個(gè)部分組成，這些部分描述了從氣源到執(zhí)行元件的各部分。主要講述氣動(dòng)系統(tǒng)中各信號(hào)之間的關(guān)系以及各元件之間的關(guān)系。第17頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月氣動(dòng)回路圖與氣動(dòng)元件

氣動(dòng)回路圖應(yīng)根據(jù)信號(hào)流動(dòng)方向，從下向上繪制。在氣動(dòng)回路圖中，各元件標(biāo)識(shí)數(shù)取自其相應(yīng)的功能。第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月控制單作用氣缸

當(dāng)單作用氣缸無桿腔有壓縮空氣時(shí)，其活塞桿伸出。當(dāng)松開按鈕時(shí)，換向閥換向，氣缸活塞桿回縮。第19頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月控制單作用氣缸

第20頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月控制單作用氣缸

第21頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月控制雙作用氣缸

二