液壓與氣動技術(shù) - 項目八

液壓與氣動技術(shù)主編趙江濤王珊謝強

項目八典型液壓系統(tǒng)01氣動基礎(chǔ)02氣源裝置目錄

CONTENTS03常用氣動元件PARTONE氣動基礎(chǔ)一、空氣的物理性質(zhì)(一)空氣的組成自然界的空氣是由很多氣體混合而成的,其主要成分有氮氣(N2)和氧氣(O2),其他氣體占的比例極小。此外,空氣中常含有一定量的水蒸氣。(二)空氣的濕度由于濕空氣中的水分對氣動系統(tǒng)的穩(wěn)定性和元件的使用壽命有很大影響,因此對空氣中水的含量應(yīng)進(jìn)行限定,氣動系統(tǒng)的氣源裝置中,對濕空氣進(jìn)行干燥處理是十分重要的,以防止有水分進(jìn)入氣動系統(tǒng)。二、氣體狀態(tài)方程

氣體的三個狀態(tài)參數(shù)是壓力p、溫度T和體積V。氣體狀態(tài)方程描述了氣體處于某一平衡狀態(tài)時,這三個參數(shù)之間的關(guān)系。(一)理想氣體的狀態(tài)方程

所謂理想氣體是指沒有黏性的氣體。一定質(zhì)量的理想氣體在處于某一平衡狀態(tài)時,其狀態(tài)方程為(二)氣體狀態(tài)變化過程1.等容過程(查理定律)

一定質(zhì)量的氣體,在體積不變的條件下,所進(jìn)行的狀態(tài)變化過程,稱為等容過程。根據(jù)式(8.5)可得2.等壓過程(蓋呂薩克定律)

一定質(zhì)量的氣體,在壓力不變的條件下,所進(jìn)行的狀態(tài)變化過程,稱為等壓過程。根據(jù)式(8.5)可得3.等溫過程(玻意耳定律)一定質(zhì)量的氣體,在溫度保持不變的條件下,所進(jìn)行的狀態(tài)變化過程,稱為等溫過程。當(dāng)氣體狀態(tài)變化很慢時,可視為等溫過程,如氣動系統(tǒng)中的氣缸慢速運動、管道送氣過程等。根據(jù)式(8.5)可得4.絕熱過程一定質(zhì)量的氣體,在其狀態(tài)變化過程中,和外界沒有熱量交換的過程稱為絕熱過程。當(dāng)氣體狀態(tài)變化很快時,如氣動系統(tǒng)的快速充氣、排氣過程可視為絕熱過程。其狀態(tài)方程式為PARTTWO氣源裝置

最簡單的氣壓傳動系統(tǒng)的氣源裝置,可以是一臺獨立的空氣壓縮氣源裝置機,雖然它所提供氣源的干凈、干燥程度都不太高,但簡單實用。

如圖8-1所示為壓縮空氣站的設(shè)備組成和布置示意圖。一、空氣壓縮機

氣源裝置的主體是空氣壓縮機,簡稱空壓機,氣源裝置中的其他輔助元件都用來提高空氣質(zhì)量?？諝鈮嚎s機是氣動系統(tǒng)的動力源,類似于液壓系統(tǒng)中的液壓泵。(一)空氣壓縮機的工作原理

氣壓系統(tǒng)中最常用的空氣壓縮機為往復(fù)活塞式空氣壓縮機,其工作原理如圖8-2所示。(二)空氣壓縮機的選用

多數(shù)氣動裝置是斷續(xù)工作的,負(fù)載波動也較大,因此選擇空氣壓縮機時,主要是根據(jù)系統(tǒng)所需的工作壓力和流量這兩個參數(shù),來確定空壓機的輸出壓力(供氣壓力)pc和供氣量Qc。

空壓機的供氣壓力pc為

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),其數(shù)學(xué)表達(dá)式為(三)使用時的注意事項

空壓機應(yīng)安裝在無粉塵、通風(fēng)好、濕度小、溫度低的地方,且要留有維護(hù)保養(yǎng)的空間,一般要安裝在專用機房內(nèi),使用時還要注意安全。

空壓機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的噪聲較大,因此必須考慮噪聲的防治,如設(shè)置隔聲罩,設(shè)置消聲器等。使用專用潤滑油并定期更換,啟動前應(yīng)檢查潤滑油位。二、氣源裝置的輔助元件

由圖8-1可以看出,氣源裝置除了空氣壓縮機,還必須配備相關(guān)的輔助元件,包括后冷卻器、除油器、儲氣罐、過濾器、油霧器和消聲器等,學(xué)習(xí)時要注意這些氣動輔助元件的職能符號的畫法。(一)后冷卻器(二)除油器(三)儲氣罐(四)干燥器(五)過濾器(六)油霧器(七)消聲器PARTTWO常用氣動元件一、氣動執(zhí)行元件

氣動執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置,包括氣缸和氣動馬達(dá)?？梢詫崿F(xiàn)往復(fù)直線運動和往復(fù)擺動運動的氣動執(zhí)行元件稱為氣缸;可以實現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動的氣動執(zhí)行元件稱為氣動馬達(dá)。(一)氣缸1.普通氣缸2.薄膜氣缸3.沖擊氣缸4.氣-液阻尼缸(二)氣動馬達(dá)二、氣動控制元件

氣動控制元件是控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量和方向的元件,是各種氣動控制回路的重要組成部分。(一)方向控制閥

方向控制閥可分為單向型控制閥和換向型控制閥。1.單向型控制閥2.換向型控制閥(二)壓力控制閥1.減壓閥與氣動三聯(lián)件2.安全閥3.流量控制閥及速度控制回路氣動邏輯元件

氣動邏輯元件是一種以壓縮空氣為工作介質(zhì),通過元件內(nèi)部可動部件的動作,改變氣流流動的方向,從而實現(xiàn)一定邏輯功能的液體控制元件。一、高壓截止式邏輯元件高壓截止式邏輯元件的特點是行程小、流量大、工作壓力高、對氣源凈化要求低,便于實現(xiàn)集成安裝和實現(xiàn)集中控制。(一)是門和與門元件(二)或門元件(三)非門元件二、滑閥式邏輯閥

滑閥式邏輯閥的工作原理和前面介紹的滑閥式氣動換向閥的工作原理基本上是一樣的,從職能符號上無法區(qū)分,如圖8-33所示。

如圖8-33(a)所示,控制信號K無時,A口有輸