气源装置及系统-1
第11章 气源装置及辅助元件
压缩空气站的净化流程装置（图10-1 ）
二、空气压缩机 气动系统的动力源，把电机输出的机械能转换成气压能输送
给气动系统。 种类：（按工作原理分）容积式、速度式（叶片式）两种。 （1）容积式压缩机——压缩机内部的工作容积被缩小来提高气 体压力，使单位体积内气体的分子密度增加而形成的。
具体有：活塞式、膜片式和螺杆式。 （2）速度式压缩机——气体分子在高速流动时突然受阻而停滞 下来提高气体压力，使动能转化为压力能而达到的。
油雾器在使用中一定要垂直安装，可以单独使用。也可以 空气过滤器、减压阀和油雾器三件联合使用，组成气源调节装置 （通常称气动三大件），使之具有过滤、减压和油雾的功能。 联合使用时，顺序为空气过滤器—减压阀—油雾器（不能颠 倒） 。 安装注意：气源调节装置 应尽量靠近气动设备附近， 距离不应大于５cm。
五、储气罐 作用：消除压力波动，保证输出气流的连续性；储存一定数量 的压缩空气，调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用， 进一步分离压缩空气中的水分和油分。 结构：圆筒状焊接结构，有立式和卧式两种，以立式居多。 储气罐的容积Vc选择：以空气压缩机每分钟 的排气量q为依据进行选择，即： （1）当q<6.0m3/min时，取Vc=1.2m3； （2）当q=6.0~30m3/min时，取Vc=1.2~4.5m3； （3）当q>30m3/min时，取Vc=4.5m3。
具体有：离心式和轴流式等。 使用最广泛的是活塞式压缩机。
§11.2气源净化装置
一、空气过滤器 在空气进入压缩机之前，必须经过空气过滤器。
过滤原理——根据固体物质和空气分子的大小和质量不同，利用惯性、阻 隔和吸附的方法将灰尘和杂质与空气分离。 空气过滤器组成：壳体和滤芯 工作原理：压缩空气从输入口进入，被引入 旋风叶子1，并产生强烈旋转。空气中较大的 水、油滴和灰尘依靠自身的惯性与存水杯3的 内壁碰撞，并分离沉到杯底。微粒灰尘和雾 状水汽则由滤芯2滤除。为防止气体旋转将存 水杯中积存的污水卷起，在滤芯下部设有挡水 板4。
第九章 气源装置及系统
式中 m——空气的质量，单位为kg； V——空气的体积，单位为m3。
第九章 气源装置及系统 第一节 压缩空气
2. 空气的性质 （2压缩性；气体体积随温度升高而增大 的性质称为膨胀性。气体的压缩性和膨胀性远大于液 体的压缩性，计算时应考虑。 （3）粘度。空气的粘度受温度的影响较大，受 压力影响甚微，可忽略不计。空气的运动粘度随 温度变化的关系见表9-2 。
1. 理想气体的状态方程 实验证明，理想气体状态方程适用于绝对压力不 超过20 MPa、温度不低于20 ℃的空气、氧气、 氮气、二氧化碳等，不适用于高压状态和低温状 态下的气体。ρ、V、T的变化决定了气体的不同 状态，在状态变化过程中加上限制条件时，理想 气体状态方程将有以下几种形式。 2. 理想气体的状态变化过程 1）等容过程 2）等压过程 3）等温过程 4）绝热过程
第九章 气源装置及系统 第二节 气源系统及空气净化处理装置
4. 空压机使用时应注意的事项 1）空压机的安装位置:一般要安装在专用机房内。 2）噪声:设置隔声罩、消声器,选择噪声较低的空压机等。 3) 润滑:使用专用润滑油并定期更换,启动前应检查以保 证启动时的润滑。启动前和停车后都应及时排除空压机 气罐中的水分。
第九章 气源装置及系统
第一节 压缩空气 四、气体流动的基本方程
1. 压缩气体流动的连续方程
第九章 气源装置及系统
第一节 压缩空气 四、气体流动的基本方程 2. 压缩气体流动的能量方程 绝热过程下压缩气体的能量方程。根据能量守恒定 律，不可压缩液体作稳定流动时的伯努利方程
不计能量损耗和位能，则绝热过程下压缩气体的能量 方程为
第九章 气源装置及系统 第二节 气源系统及空气净化处理装置
3. 空压机的选用 空压机供气量Qc:空压机供气量Qc也是空压机的主要参 数之一。它的大小应和目前气动系统中各设备所需的耗 气量相匹配，并留有10%左右的余量。可用下式表达 Qc=kQ (m3/min) (9-12)
第五章 气源系统及净化处理装置
它有两个填满吸附剂的 桶并联，当左边的桶将 空气中的水分吸附输出 干燥空气到供气系统。 同时，右边的就进行再 生程序，如此交替循环 使用。吸附剂再生方法 有加热再生和无热再生 两种。
注意事项
吸附干燥器在使用时，应在其输出端安装 精密过滤器，以防止吸附剂在压缩空气的 不断冲击下产生的粉末混入压缩空气。并 要减少进入干燥器的湿空气中的油份，以 防止油粘附在吸附剂表面使吸附剂降低吸 附能力，产生所谓“油中毒”现象。
1、冷冻式干燥器
冷冻式空气干燥器的工作原理是：是湿空气冷 却到其露点温度以下，使空气中水蒸气凝结成 水滴并清除出去，然后再将压缩空气加热至环 境温度输送出去。
进入干燥器的空气 首先进入再热器预冷 却，然后，空气再进 入制冷器，使空气进 一步冷却到2~5℃， 使空气中含有的气态 水份、油份等由于温 度的降低而大量进一 步地析出，经冷凝水 分离器排出。冷却后 的空气再进入热交换 器加热输出。
视油器9上部和节流阀8用以调节滴油量，可在0 ～200滴/min范围内调节。
普通型油雾器能在进气状态下加油，这时只要拧松油塞 10后，油杯上腔c便通大气，同时输入进来的压缩空气将 截止阀阀芯2压在截止阀座4上，切断压缩空气进入c腔的 通道。又由于吸油管6中单向阀7的作用，压缩空气也不会 从吸油管倒灌到油杯中，所以就可以在不停气状态下向油 塞口加油，加油完毕，拧上油塞。
（2）、按结构形式分类
（3）、按空压机输出压力大小分类
低压空压机 0.2~1.0MPa 中压空压机 1.0~10 MPa 高压空压机 10~100 MPa 超高压空压机 >100 MPa
（4）、按空压机输出流量分类
微型 小型 中型 大型
<1m3/min 1~10 m3/min 10~100 m3/min >100 m3/min
第十章 气源装置及气动辅助元件
授课内容具体措施第十章气源装置及气动辅助元件本章重点1．空气压缩机的工作原理2．气源净化装置及气动辅助元件的作用本章难点气源净化装置的组成及作用气源装置是气压传动系统的动力部分，这部分元件性能的好坏直接关系到气压传动系统能否正常工作；气动辅助元件更是气压传动系统正常工作必不可少的组成部分。
第一节气源装置一、压缩空气站压缩空气站是气压系统的动力源装置。
排气量≥6~12m3/min时，应独立设置压缩空气站；排气量＜6m3/min时，可将空压机或气泵安装在主机旁。
压缩空气在使用之前必须经过干燥和净化处理后才能使用，压缩空气中混有的水分、油污等杂质若进入管道系统，将导致机器和控制装置发生故障，损害产品，增加系统的维护成本。
对于一般的压缩空气站，除空气压缩机外，还必须设置过滤器、后冷却器、油水分离器和储器罐等净化装置，其流程装置，见下图：图10—1 气源系统组成示意图1—空气压缩机2—后冷却器3—油水分离器4，7—储器罐5—干燥器6—过滤器二、空气压缩机空压机是气压发生装置，利用空气压缩机将电动机机械能气体压力能，然后在控制元件的控制和辅助元件的配合下，通过执行元件把空气的压力能转变为机械能，从而完成直线或回转运动并对外作功。
1．分类按工作原理主要分为容积式和速度式两类。
①容积式：压缩气体的体积，是单位体积内气体分子密度增加提高压缩空气的动力。
图10—2活塞式空气压缩机工作原理图1—排气阀2—缸体3—活塞4—活塞杆5—滑块6—滑道7、8—曲柄连杆机构9—吸气阀10—弹簧空压机相当于液压传动中的动力元件液压泵！活塞式空气压缩机应用广泛，原理类似液压泵！即：通过曲柄滑块机构带动活塞的往复运动使气缸的体积增大或减小，从而通过吸排气阀实现吸气和排气。
②速度式：通过提高气体分子的运动速度，使动能转化为压力能来提高压缩空气的动力。
2．选用原则主要根据气压传动系统需要的两个主要参数：工作压力p和流量q。
选用方法可以查询相关手册。
气源装置及气动元
• 气源装置介绍 • 气动元件介绍 • 气源装置与气动元件的比较与选择 • 气源装置及气动元件的发展趋势与未
来展望
01
气源装置介绍
气源装置的定义与作用
定义
气源装置是气动系统的核心组成 部分，用于产生和提供压缩空气 。
作用
为气动元件和气动系统提供稳定 、可靠的气源，满足各种气动设 备和装置的工作需求。
第四季度
高压化
随着工业生产对气动系 统压力需求的提高，气 源装置及气动元件正向 高压化方向发展，以提 高气动系统的输出力和 工作效率。
集成化
为了简化气动系统的结 构，降低成本和体积， 气源装置及气动元件正 趋向于集成化设计，将 多个功能集成于一个元
件中。
智能化
随着传感器、微处理器 等技术的进步，气源装 置及气动元件正逐步实 现智能化，能够实时监 测和控制气动系统的运 行状态，提高系统的稳
气源装置的组成与分类
组成
气源装置通常由空气压缩机、储气罐 、干燥机、过滤器等组成。
分类
根据结构和功能的不同，气源装置可 分为活塞式、螺杆式、滑片式等类型 。
气源装置的工作原理与特点
工作原理
空气经过滤器去除杂质后进入空气压缩机，经过压缩后进入 储气罐储存，再经过干燥机干燥处理后，通过输气管路供给 气动设备和装置使用。
03
考虑维护和保养的便利 性，选择易于维护和保 养的气源装置和气动Fra bibliotek 件。04
考虑安全性能，选择符 合安全标准、经过认证 的气源装置和气动元件。
不同应用场景下的气源装置与气动元件选择建议
工业自动化生产线
物流输送系统
选择高性能、稳定可靠的气源装置和气动 元件，以满足生产线的连续、高效运行需 求。
自动线气动系统的组成与安装(一)
1
了解气动系统的基本组成及各气动元件的功用
2 掌握常用的气动执行元件及其应用
3
掌握常用的气动控制元件及其应用
1 气动控制系统认知
气
静音气泵
气动控制系统是以压缩空气为
动
气动二联件 工作介质，在控制元件的控制
控 制
气缸
和辅助元件的配合下，通过执
系 统
电磁阀
行元件把空气的压缩能转换为 机械能，从而完成气缸直线或
➢ 绝对压力：相对于绝对真空的压力值 ➢ 表压力：相对于大气压的压力，比大气压高 ➢ 真空度：相对于大气压的压力，比大气压低 ➢ 标准大气压：温度为0℃，纬度为45度，海平面的大
气压，现在已规定为1.01325X105Pa
2）标准过滤器（清除管道内灰尘、水份和油）
压缩空气从入口进入过滤器内部后，因导流板1（旋风叶片）的导向，产 生了强烈的旋转，在离心力作用下，压缩空气中混有的大颗粒固体杂质和液 态水滴等被甩到滤杯4的内表面上，在重力作用下沿壁面沉降至底部，然后， 经过这样预净化的压缩空气通过滤芯流出，进一步清除其中颗粒较小的固态 粒子，清洁的空气便从出口输出。
1）压力控制阀
减压阀
安全阀
压力控制阀
顺序阀
压力阀：利用作用于阀芯上的流体（空气）压力和弹 簧力相平衡的原理来进行工作的。用来控制气动控制系统 中压缩空气的压力，以满足各种压力需求或节能，将压力 减到每台装置所需的压力，并使压力稳定保持在所需的压 力值上。
a）安全阀
b）顺序阀
c）减压阀
类型 安全阀 顺序阀 减压阀
气动手爪的开闭一般是通过由气缸活塞产生的往复直线运动带动与手爪相 气动手爪 连的曲柄连杆、滚轮或齿轮等机构，驱动各个手爪同步做开、闭运动；主
气动元件与系统(一)
气动元件与系统（一）◆气动系统的组成◆气动介质◆气压的测量◆流量的测量◆气容和气阻◆气源◆气源辅件一台完整的设备通常是由提供能源的原动机、对外做功的工作机和进行动力传递、转换及控制的传动机三大部分组成。
根据传动机（工作介质）的不同，可分为机械传动、电气传动、流体传动和复合传动等类型。
气动传动属于流体传动类型，是以压缩空气（或真空）作为工作介质进行动力传递和控制的技术。
设备原动机工作机传动机机械传动电气传动流体传动液体传动气体传动压缩空气真空吸附复合传动•气动技术包括气压传动和真空吸附两类，气压传动依靠正压（大于大气压），而真空吸附依靠负压（小于大气压）进行工作。
•气动系统一般都是由能源元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质等五部分组成，除去介质以外的这几部分统称为气动元件。
气动系统的组成气动元件能源元件气压传动空气压缩机真空吸附真空泵、真空发生器执行元件气压传动气缸、气马达、摆动气马达真空吸附真空吸盘、人工肌肉控制元件各种压力、流量、方向控制阀及电气伺服阀、电气比例阀与气动逻辑控制元件等辅助元件油水分离器、空气过滤器、干燥器、消声器、管道、接头等工作介质压缩空气或真空气体气动系统的组成气动系统的优缺点优缺点序号性能描述主要优点1介质提取处理便利，成本低廉空气提取便利，无污染，用后可直接排入大气，不变质，管道不易阻塞2能源可贮存压缩气可储存在贮气罐中，断电时，工艺不会突然中断3动作迅速，反应灵敏动作时间一般只需0.02~0.3s。
可过载保护及自动控制4阻力损失和泄露小压缩气传输阻力损失一般为油路的千分之一，便于集中供应和远距离输送。
外泄后，压降不明显。
5环境适应性好恶劣环境（振动、冲击、尘埃、腐蚀和辐射等）都能适应，温度变化影响不明显6维护简单，使用安全结构简单，无污染主要缺点1输出力矩小压力低，尺寸不一过大，出力较小，传动效率低2稳定性稍差空气易压缩，不如液压稳定。
可采用气-液复合方式3工作频率和响应速度低信号传递速度限制在声速范围内，工作频率和相应速度远不如电子装置，信号会有较大失真和迟滞•气动介质的性质•气动系统的工作介质是压缩空气，主要功能是传递能量和信号。
第11章 气源装置及气动辅助元件
第二节 气源净化装置
一、空气过滤器
图11-4所示为普通空气过滤器（二次 过滤器）的结构及其图形符号。其工作原 理是：压缩空气从输入口进入后，被引入 旋风叶子1，旋风叶子上有许多成一定角 度的缺口，迫使空气沿切线方向产生强烈 旋转。这样夹杂在空气中的较大水滴、油 滴和灰尖等便依靠自身的惯性与存水杯3 的内壁碰撞，并从空气中分离出来沉到杯 底，而微粒灰尘和雾状水汽则由滤芯2滤 除。为防止气体旋转将存水杯中积存的污 水卷起，在滤芯下部设有挡水板4。此外 存水杯中的污水应通过手动排水阀5及时 排放。在某些人工排水不方便的场合， 可采用自动排水式空气过滤器。
3.油雾器的主要性能指标
（1）流量特性 指油雾器中通过其额定流量时，输入压力 与输出压力之差，一般不超过0.15Mpa。 （2）起雾空气流量 当油位处于最高位置，节流阀8全开， 气流压力为0.5Mpa时，起雾时的最小空气流量规定为额定空 气流量的40%。 （3）油雾粒径 在规定的试验压力0.5Mpa下，输油量为30 滴/min，其粒径不大于20μｍ。 （4）加油后恢复滴油时间 加油完毕后，油雾器不能马上 滴油，要经过一定的时间，在额定工作状态下，一般为20~30s。
五、延时器
气动延时器的工作原理如图11-15所 示，当输入气体分两路进入延时器时，由 于节流口1的作用，膜片2下腔的气压首先 升高，使膜片堵住喷嘴3，切断气室4的排 气通路；同时，输入气体经节流口1向气 室缓慢充气，当气室4的压力逐渐上升到 一定压力时，膜片5堵住上喷嘴6，切断低 压气源的排空通路， 于是输出口便有信 号S输出，这个输出信号S发出的时间在输 入信号A以后，延迟了一段时间，延迟时 间的大小取决于节流口的大小、气室的大 小及膜片5的刚度。当输入信号消失后， 膜片1复位，气室内的气体经下喷嘴排空； 膜片1复位，气源经上喷嘴排空，输出端 无输出、节流口1可调时，该延时器称之 为可调式，反之称之为固定式。
气压传动 控制
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任务一 应收票据的核算
二、应收票据的核算 （一）不带息应收票据核算 不带息票据的到期价值等于应收票据的面
值。企业应当设立“应收票据”科目核算 应收票据的票面金额，收到应收票据时， 借记“应收票据”科目，贷记“应收账 款”、“主营业务收入”等科目。应收票 据到期收回的票面金额，借记“银行存款” 科目，贷记“应收票据”科目。
双压阀在气动回路中适用于互锁回路，起逻辑“与作用”。 (3)快速排气阀又称快排阀，它的作用是使气动元件或装置
快速排气以提高气缸的运动速度。如图5-11所示为快速排气 阀的结构图及图形符号。当压缩空气从P口进入时，膜片1被 压下而封住排气口，气流经膜片四周小孔及A口流出。当气 流反向流动时，A口处气压将膜片顶起并封住P口，A口气体 经0口迅速排出。
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第三节气动控制元件
(1)气压控制换向阀气压控制换向阀是利用气体压力为动力使 主阀芯运动来改变气体流向的。按控制方式的不同可分为加 压控制、卸压控制和差压控制三种;按主阀结构的不同又可分 为截止式和滑阀式两种，滑阀式气控换向阀的结构和原理与 液压方向换向阀基本相同，只是工作介质不一样。在此主要 介绍截止式换向阀。
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项目四 企业往来业务的核算
任务一 应收票据的核算 任务二 应收账款的核算 任务三 预付及其他应收款的核算 任务四 应付账款与应付票据 任务五 应付职工薪酬的核算 任务六 应交税费的核算
任务一 应收票据的核算
一、应收票据的分类 应收票据是指企业在采用商业汇票结算方
在原动机的驱动下，空气压缩机1输出一定压力和流量的空 气，经冷却器2对输出其高温气体进行冷却，再通过油水分离 器3凝出油滴、水滴等杂质后进入储气罐4储存，用于一般要 求的气动系统。对于要求较高的气动系统如气动仪表等，则 还需要进一步干燥(干燥器5)和过滤(过滤器6)后，才能进入该 系统，即由储气罐7输出。
气源装置及压缩空气净化系统
压缩空气净化系统在医疗领域的应用
医疗领域是压缩空气净化系 统的另一个重要应用领域， 涉及到各种医疗设备和治疗
手段。
在医疗领域中，压缩空气净 化系统主要用于提供洁净的 气源，以保障呼吸治疗、麻 醉系统、医用气体输送等医
疗活动的安全和有效性。
例如，在呼吸治疗中，压缩 空气净化系统用于提供洁净 的气源，保证患者的呼吸安 全和治疗效果。
操作简单、净化效果好，但需要定期更换或再生 吸附剂，且对高湿度空气处理效果不佳。
冷干机技术
冷干机原理
利用制冷技术将压缩空气冷却到露点 以下，使水蒸气凝结成水滴，再通过 分离器将水滴分离出去，以达到干燥 的目的。
冷干机的种类
冷干机的维护
定期检查制冷系统、清洗水分离器等， 以保证冷干机的正常运行和干燥效果。
压缩空气净化系统在电子行业的应用
01
电子行业是压缩空气净化系统 的另一个应用领域，涉及到各 种电子设备和半成品的生产。
02
在电子行业中，压缩空气净化 系统主要用于提供洁净的气源 ，以避免气动设备故障和产品 污染等气净化系统用于提供洁净 的气源，保证生产环境的清洁 度和产品的可靠性。
压缩空气净化系统在食品行业的应用
食品行业是压缩空气净化系统的重要应 用领域之一，涉及到食品生产和包装等 环节。
在食品行业中，压缩空气净化系统主要用于 保障食品质量和安全，避免食品污染和交叉 感染等问题。
例如，在食品包装环节中，压缩空 气净化系统用于提供洁净的气源， 保证食品包装的密封性和完整性， 防止食品受潮和污染。
压缩空气在军事领域也有广泛应用，如军 事装备的动力系统、潜艇的氧气供应等。
02
压缩空气净化系统概述
压缩空气净化系统的定义与重要性
气源装置及系统
能耗限制
在满足使用需求的前提下， 尽可能降低气源装置的能 耗，减少能源浪费。
市场发展与竞争格局
市场需求
随着工业领域的发展，气源装置 及系统的市场需求不断增长，尤 其在能源、化工、机械等领域。
竞争格局
国内外众多企业参与市场竞争，产 品质量、技术创新和服务成为企业 竞争的关键因素。
市场趋势
未来市场需求将更加个性化、定制 化，企业需不断推出符合市场需求 的差异化产品和服务。
异常噪音
检查气源装置内部是否有松动或损坏 的部件，以及气瓶是否处于正常状态。
高温报警
检查气源装置的散热是否良好，以及 是否超出了设计的工作温度范围。
维修与保养的注意事项
遵循制造商的指导手册
使用合适的工具和备件
在进行维修和保养时，应遵循制造商提供 的指导手册，按照规定的步骤进行操作。
确保使用正确的工具和备件进行维修和保 养，以避免造成不必要的损坏。
工作原理与特点
工作原理
气源装置通过压缩机将空气吸入，经 过压缩后送入气罐，完成气体储存。 当需要使用气体时，气体从气罐中释 放出来，经过管道输送至用气设备。
特点
气源装置具有高效、稳定、安全可靠 等特点，能够满足不同领域对压缩气 体的需求。
应用领域与重要性
应用领域
气源装置广泛应用于工业、医疗、环保、能源等领域，如气体压缩、气体输送、 气体净化等。
THANKS
感谢观看
定期清理气源装置表面，确保没有灰尘和杂 物，以防止影响其正常工作。
定期更换滤芯
根据使用情况，定期更换气源装置中的滤芯， 以保证气体的纯净度。
常见故障与排除方法
气源压力不足
检查气源装置的进气口是否堵塞，滤 芯是否需要更换，以及气瓶压力是否 正常。
第十一章 气源装置及气动元件
四、后冷却器
结构形式有： 列管式 蛇管式 套管式 散热片式
将空气压缩机排出具有140℃～170℃的压缩空气降至 40℃～50℃，压缩空气中的油雾和水气亦凝析出来。
冷却方式有水冷和气冷式两种。
五、储气罐
• 作用： • 1）存储一定数量的压
缩空气； • 2）保证输出气流的连
续性和稳定性； • 3）进一步分离压缩空
3、工作原理：活塞式空压机
排气 膨胀
压缩
吸气
压缩机实际工作循环 p —V 图
第二节 气源净化装置
气动系统对压缩空气质量的要求：压缩空气要具有一 定压力和足够的流量，具有一定的净化程度。不同的气动元 件对杂质颗粒的大小有具体的要求。
混入压缩空气中的油分、水分、灰尘等杂质会产生不良影响：
▪ 混入压缩空气的油蒸汽可能聚集在贮气罐、管道等处形成易
一、空气过滤器（分水滤气器）
• 常用的过滤器有： • 一次过滤器：滤灰效率为（50～70）%； • 二次过滤器：滤灰效率为（70～99）%； • 高效过滤器：滤灰效率> 99%； • 其中使用最多的为二次过滤器，它与减压
阀、油雾器一起称为气动三大件，（无管 连接时称为气动三联件）。
QSL型空气过滤器
2、选择和使用： 1）选择：
根据气动系统所需额定流量及油雾粒径大 小来选择, 所需油雾粒径在20～35μm左右选用 一次油雾器, 若需油雾粒径很小,可选用二次油 雾器,油雾粒径可达5μm；
２）使用:
一般装在分水滤气器和减压阀之后, 应尽 量靠近换向阀, 距离不超过5m
3）职能符号：
二、消声器：
气缸、气阀等工作时排气速度较高，气体体积急剧膨胀， 会产生刺耳的噪声。噪声的强弱随排气的速度、排气量和空气 通道的形状而变化。排气的速度和功率越大，噪声也越大，一 般可达100～120dB，为了降低噪声在排气口要装设消声器。
工业机器---气压驱动系统(1)11
施教日期2019 年11 月22 日星期五浙江信息工程学校教案纸（2）浙江信息工程学校教案纸（3）步骤教学内容及过程学生活动备注组织教学1、检查学生课前准备情况；2、上课起立，师生互致问候；3、检查学生出勤情况，使学生注意力集中。
新课讲解3.5 工业机器---气压驱动系统1．播放气动剪切机剪切钢化玻璃视频2.通过观看视频，让学生回答以下问题：问题一：你见过视频中的气源装置吗？你知道它的工作过程吗？问题二：想一想现实生活中的气源装置，距离说明。
问题三：气动剪切机剪切钢化玻璃时为什么发出“嚓”“嚓”声音？新课讲授一、结合教学视频和学生回答的问题的答案进行总结。
1.对气源装置学生有一定的了解和认识2.有学生说给轮胎充气的装置就是气源装置3.问题三学生回答的不是很正确，观点颇多。
由视频引入环节直接过渡到本节课所学内思考讨论学生代表发言相互评价容。
二、气压驱动器的驱动回路（PPT展示）1.气压驱动回路主要由四部分组成，分别为气源装置、执行元件、控制元件及辅助元件。
其结构图如下图所示。
各部分的作用分别如下所示：气源装置：例如空气压缩机、气源净化装置等。
执行机构：例如过滤器、开关阀等。
控制单元：例如减压阀、行程阀等辅助元件：储气罐、冷却器等。
2.学生了解了驱动器的基本组成部分之后，就可以进行简单的原理分析，这时播放一个气压剪切系统的工作原理仿真动画。
（重点、难点突破）3.抛出问题，学生观看完仿真动画后分小组进行讨论气压剪切机的工作原理，此时PPT 展示其工作原理图。
学生观察小组讨论动手绘制小组讨论回答问题记笔记4.每个小组派代表回答问题，其他人可做补充，并将自己理解的工作原理写在作业本上。
5.对学生的回答进行总结并进一步讲述气压剪切机的工作原理。
6.随机找学生描述切割机的工作原理，检查学生的掌握情况。
气源装置是气压驱动系统的重要组成部分，接下来进行讲解。
三、气源装置（PPT展示其实物图和结构图）实物图结构图简单讲解后抛出两个问题问题一：气源装置由哪几部分组成？问题二：典型的气源装置由哪几种？1.学生分组看书查找并进行讨论学生讨论并总结学生动手操作，并进行个人总结。
气源稳定装置
气源稳定装置（Gas source stabilization device）是一种用于保持气体供应稳定的设备，常用于实验室、工业生产和其他需要精确控制气体流量的场合。
它可以在不同压力条件下提供稳定的气体流量，并确保气体的纯度和可靠性。
气源稳定装置通常包括以下主要组成部分：
1. 气缸：气缸是存储气体的容器，通常使用高压钢瓶或铝瓶。
它们具有足够的强度和密封性能，以安全地保存气体。
2. 减压阀：减压阀用于将高压气体降压到所需的工作压力。
它能够稳定地控制气体流量，并且通常具有调节阀门，使得用户可以根据需要进行流量的调节。
3. 气体过滤器：气体过滤器主要用于去除气体中的杂质和固体颗粒，以确保供给给设备的气体纯净。
4. 压力表：压力表用于测量气源稳定装置的出口压力，使操作人员能够监控气源的状态并进行适时的调整。
5. 监控和安全装置：为了确保使用的安全，气源稳定装置通常还配备了监控和安全装置，例如压力过高报警装置、漏气检测等。
气源稳定装置可以通过调整减压阀来控制气体流量，并通过稳定的气体供应满足不同实验或生产过程中对精确气体控制的需求。
它可以提供可靠的气源，减少因气体压力变化引起的工艺波动，并确保实验数据的准确性和产品质量的一致性。
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四、气体流动的基本方程 1. 压缩气体流动的连续方程
四、气体流动的基本方程 2. 压缩气体流动的能量方程
绝热过程下压缩气体的能量方程。根据能量守恒定律，不可 压缩液体作稳定流动时的伯努利方程
不计能量损耗和位能，则绝热过程下压缩气体的能量方程为
1. 理想气体的状态方程
一定质量的理想气体在状态变化的某一稳定瞬时，有以下 气体状态方程成立：
2. 理想气体的状三态、变气化体过状程态方程
1）等容过程：
2）等压过程： 3）等温过程： 4）绝热过程：
三、气体状态方程 2. 理想气体的状态变化过程
或
式中 k——绝热指数；对干空气k取1.4，对饱和蒸气k取1.3。
0.932 0.03
质量分数 （%）
75.50
23.10
1.28
0.045
其他 0.078 0.075
一、空气
2. 空气的性质
(1）密度:单位体积内所含气体的质量称为密度， 用ρ表示，单位为kg/m3。
m
V
式中 m——空气的质量，单位为kg； V——空气的体积，单位为m3。
一、空气
2. 空气的性质
一、空气
1）绝对湿度：1m3湿空气中所含水蒸气的质量称为 绝对湿度，也就是湿空气中水蒸气的密度。单位 为：kg/m3。
2）饱和绝对湿度：空气中水蒸气的含量是有极限的。 在一定的温度和压力下，空气中所含水蒸气达到 最大极限时，这时的湿空气称为饱和湿空气。在 一定温度下，1 m3的饱和湿空气中，所含水蒸气 的质量称为饱和湿空气的绝对湿度，用表示， 即
（2）压缩性和膨胀性。一般把气体体积随压力增 大而减小的性质称为压缩性；气体体积随温度升高 而增大的性质称为膨胀性。气体的压缩性和膨胀性 远大于液体的压缩性，计算时应考虑。
（3）粘度。空气的粘度受温度的影响较大，受 压力影响甚微，可忽略不计。空气的运动粘度随 温度变化的关系见表9-2 。
一、空气
空气的运动粘度与温度的关系（压力0.1013MPa）
三、气体状态方程
例9-1：由空气压缩机往储气罐内充入压缩空气，使罐内压力由P1=0.1 MPa(绝对压力)升到P2=0.25 MPa(绝对压力)，气罐温度从室温T1=15°C升
到T2，充气结束后，气罐温度又逐渐降至室温，此时罐内压力为P2’，求P2’
和T2 各为多少。已知气源温度也为15℃。
四、气体流动的基本方程
2）质量流量:
二、气体的力学性能
（4）气阻:在气动系统中，气流通过某元件时的压力降与 流量之比称该元件的气阻。
（5）气体流速 1）声速:声音在空气中的传播速度称为声速。 2）马赫数:气流速度与声速之比称为马赫数。
三、气体状态方程
三、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 程是描述气体处于某一平衡状态时，这三个参数之间的关系。
b b
3）相对湿度：在同一温度和压力下，湿空气的绝对 湿度和饱和绝对湿度之比称为该湿空气在此温度 和压力下的相对湿度。
（5）空气露点:在保持压力不变的温度下，降 低未饱和湿空气的温度，使其达到饱和状态 时的温度称为露点。即湿空气冷却到露点温 度以下，就会有水滴析出。实践中采用降温 法去除湿空气中的水分即是根据这个原理。
工作原理
通过气压发生装置将原动机输出的机械能转变为空气的 压力能，利用管路、各种控制阀及辅助元件将压力能传送到 执行元件，再转换成机械能，从而完成直线运动或回转运动， 并对外做功。
气动系统工作原理图
二、 气动技术的应用准则
• 自动化实现的主要方式有：机械方式、电气方式、液压 方式和气动方式等。 • 任何一种方式都不是万能的：在对实际生产设备、生产 线进行自动化设计和改造时，必须对各种技术进行比较， 扬长避短，选出最适合的方式、或几种方式的组合，以使 设备更简单、更经济，工作更可靠、更安全。 • 气压传动与控制广泛应用于工业领域各部门：气动系统 掌握容易，结构简单，操作方便，整个系统的可靠性和安 全性较好，系统维护保养较容易。
气压传动控制与其它控制方式的性能比较
第二节 压缩空气
压缩空气的作用：在气动系统中，压缩空气是传递信号和动 力的工作介质，它通过控制元件控制执行机构，以实现动作。
一、空气
1. 空气的组成
空气的组成
（地表附近）
成分
体积分数 （%）
氮(N2） 78.03
氧(O2） 20.95
氩（Ar）
二氧化碳 (CO2）
t / oc0
20 40 60
80
11203•.
3
s
01.)1
57
0. 17 6
0.1 96
0.2 10
0.2 38
（4）空气湿度：通常把空气分为湿空气与干空气两类，含有水 蒸气的空气称为湿空气，不含有水蒸气的空气称为干空气。
一、空气
（4）空气湿度 湿空气所含水蒸气程度用空气湿度和含湿 量来表示，含湿量是指在含有质量湿空气 中所混合的水蒸气的质量，称为该湿空气 的质量含湿量。空气湿度是指在1m3体积 湿空气中所混合的水蒸气的质量，称为该 湿空气空气湿度，表示方法分为绝对湿度 和相对湿度。
当气体流速较低时，完全使用液体的连续方程、 能量方程、动量方程三个基本方程；但当气体流速较 高时，气体的可压缩性对流体运动影响较大，不能再 使用。下面介绍高速气体流动的基本方程:压缩气体 流动的连续方程、压缩气体流动的能量方程。
1. 压缩气体流动的连续方程
根据质量守恒定律，气体在管道内作恒定流动时，单位时 间内流过管道任一通流截面的气体质量都相等，即可压缩气体 的流量方程如下：
第八章 气源装置及系统
第一节 概述 第二节 压缩空气 第三节 气源系统及空气净化处理
装置 第四节 压缩空气的输送
第一节 概述
一、气动系统
气压传动是以压缩空气作为工作介质，对能量进行传 递和转换的一种传动方式。
气动系统由动力元件（气压发生装置）、执行元件 （气缸或气动马达）、辅助元件（气源处理元件）、控制 元件（控制阀）组成。
（6）空气的压力:指其各组成气体分压力之和。 分压力是指这种气体在相同温度下，单独占 空气总容积时所的压力。
第二节 压缩空气 二、气体的力学性能
(1) 理想气体:无粘性的q气V 体称为理想气qm 体。 (2) 实际气体:有粘性的气体称为实际气体。 (31)）流体量积流:常量有体积流量 和质量流量 。