液压与气动技术 - 项目八

液压与气动技术主编赵江涛王珊谢强

项目八典型液压系统01气动基础02气源装置目录

CONTENTS03常用气动元件PARTONE气动基础一、空气的物理性质(一)空气的组成自然界的空气是由很多气体混合而成的,其主要成分有氮气(N2)和氧气(O2),其他气体占的比例极小。此外,空气中常含有一定量的水蒸气。(二)空气的湿度由于湿空气中的水分对气动系统的稳定性和元件的使用寿命有很大影响,因此对空气中水的含量应进行限定,气动系统的气源装置中,对湿空气进行干燥处理是十分重要的,以防止有水分进入气动系统。二、气体状态方程

气体的三个状态参数是压力p、温度T和体积V。气体状态方程描述了气体处于某一平衡状态时,这三个参数之间的关系。(一)理想气体的状态方程

所谓理想气体是指没有黏性的气体。一定质量的理想气体在处于某一平衡状态时,其状态方程为(二)气体状态变化过程1.等容过程(查理定律)

一定质量的气体,在体积不变的条件下,所进行的状态变化过程,称为等容过程。根据式(8.5)可得2.等压过程(盖吕萨克定律)

一定质量的气体,在压力不变的条件下,所进行的状态变化过程,称为等压过程。根据式(8.5)可得3.等温过程(玻意耳定律)一定质量的气体,在温度保持不变的条件下,所进行的状态变化过程,称为等温过程。当气体状态变化很慢时,可视为等温过程,如气动系统中的气缸慢速运动、管道送气过程等。根据式(8.5)可得4.绝热过程一定质量的气体,在其状态变化过程中,和外界没有热量交换的过程称为绝热过程。当气体状态变化很快时,如气动系统的快速充气、排气过程可视为绝热过程。其状态方程式为PARTTWO气源装置

最简单的气压传动系统的气源装置,可以是一台独立的空气压缩气源装置机,虽然它所提供气源的干净、干燥程度都不太高,但简单实用。

如图8-1所示为压缩空气站的设备组成和布置示意图。一、空气压缩机

气源装置的主体是空气压缩机,简称空压机,气源装置中的其他辅助元件都用来提高空气质量。空气压缩机是气动系统的动力源,类似于液压系统中的液压泵。(一)空气压缩机的工作原理

气压系统中最常用的空气压缩机为往复活塞式空气压缩机,其工作原理如图8-2所示。(二)空气压缩机的选用

多数气动装置是断续工作的,负载波动也较大,因此选择空气压缩机时,主要是根据系统所需的工作压力和流量这两个参数,来确定空压机的输出压力(供气压力)pc和供气量Qc。

空压机的供气压力pc为

空压机供气量Qc的大小应包括目前气动系统中各设备所需的耗气量,未来扩充设备所需耗气量及修正系数,其数学表达式为(三)使用时的注意事项

空压机应安装在无粉尘、通风好、湿度小、温度低的地方,且要留有维护保养的空间,一般要安装在专用机房内,使用时还要注意安全。

空压机运转时产生的噪声较大,因此必须考虑噪声的防治,如设置隔声罩,设置消声器等。使用专用润滑油并定期更换,启动前应检查润滑油位。二、气源装置的辅助元件

由图8-1可以看出,气源装置除了空气压缩机,还必须配备相关的辅助元件,包括后冷却器、除油器、储气罐、过滤器、油雾器和消声器等,学习时要注意这些气动辅助元件的职能符号的画法。(一)后冷却器(二)除油器(三)储气罐(四)干燥器(五)过滤器(六)油雾器(七)消声器PARTTWO常用气动元件一、气动执行元件

气动执行元件是将压缩空气的压力能转化为机械能的能量转换装置,包括气缸和气动马达。可以实现往复直线运动和往复摆动运动的气动执行元件称为气缸;可以实现连续旋转运动的气动执行元件称为气动马达。(一)气缸1.普通气缸2.薄膜气缸3.冲击气缸4.气-液阻尼缸(二)气动马达二、气动控制元件

气动控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量和方向的元件,是各种气动控制回路的重要组成部分。(一)方向控制阀

方向控制阀可分为单向型控制阀和换向型控制阀。1.单向型控制阀2.换向型控制阀(二)压力控制阀1.减压阀与气动三联件2.安全阀3.流量控制阀及速度控制回路气动逻辑元件

气动逻辑元件是一种以压缩空气为工作介质,通过元件内部可动部件的动作,改变气流流动的方向,从而实现一定逻辑功能的液体控制元件。一、高压截止式逻辑元件高压截止式逻辑元件的特点是行程小、流量大、工作压力高、对气源净化要求低,便于实现集成安装和实现集中控制。(一)是门和与门元件(二)或门元件(三)非门元件二、滑阀式逻辑阀

滑阀式逻辑阀的工作原理和前面介绍的滑阀式气动换向阀的工作原理基本上是一样的,从职能符号上无法区分,如图8-33所示。

如图8-33(a)所示,控制信号K无时,A口有输