气压基础知识

往复式空压机
ＩＮ 吸入阀 吐出阀 活塞
曲轴
皮带
电机
图２－１
空压机
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往复式空压机(图2-1),是一般机械工厂中作为配管用空气源、空压动作用空气源的最常用 的空压机。电动机的旋转,被曲轴和连杆转换成活塞的往复运动,通过这种往复运动,把吸 入气缸内的空气压缩,送到罐内储存,成为气源。也就是说,活塞下降时,气缸内变成负压, 吸入阀打开吸入空气,活塞上升时,吐出阀打开,空气被送入罐里。
自动排水的原理是利用积留的水的浮力把浮子抬起，使浮子上部的阀打开，把压缩空气 导入隔膜片上部，使排水阀打开。积水被排出后，浮子下降，阀就关闭。
ＴＭＳ记号
ＩＮ
ＯＵＴ 百叶窗板 （导流板） 过滤器滤芯 挡板 箱体 箱体护板
手动排出
箱体护板 箱体
自动排水阀 叶片阀 主轴弹簧 浮子 活塞
放水孔 排出阀 排水旋塞 离心式过滤器 图２－３ 过滤器 浮子式自动排水
压缩空气净化设备 一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐 、干燥器。
冷却水 热空气
热空气 冷空气
符号
冷却水 冷空气
冷却风
A 后冷却器 A气冷式 B水冷式
B
后冷却器 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。
入口
气罐 （２）控制阀：减压阀\顺序阀 流量控制阀：速度切换 阀\节流阀 方向切换阀：切换阀\梭 阀\单向阀 （３）附 属 装 置：给油器\ 过滤器\消音器 （４）动作机构：气缸\气动马 达 （５）连接各装置的配管
回路图
气源装置
气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压 缩空气，是气动系统的重要组成部分。 气动系统对压缩空气的主要要求：具有一定压力 和流量，并具有一定的净化程度。 气源装置由以下四部分组成 气压发生装置——空气压缩机； 净化、贮存压缩空气的装置和设备； 管道系统； 气动三大件。
内置消声器，调节排气量
方向控制阀：
换向阀
气压控制换向阀（ 加压控制、泄压控 制、差压控制） 机械控制换向阀
两位四通
电磁控制换向阀 电、气控制换向阀
人力控制换向阀
先通电后通气
谢 谢
气源系统组成示意图
2 1
3
4
5
6
7
1-空气压缩机 2-后冷却器 3-油水分离器 4\7-储气罐 5-干燥器 6-过滤器
１．空压机（压缩机）
空压机是把电动机\发动机等机械的能量转换成流体能量的压缩空气。一般的机 械工厂等中,常把安装了压缩机本体・压力开关・安全阀等装置的空气罐总称为空压 机。 空气压缩机将机械能转化为气体的压力能，供气动机械使用。 空气压缩机的分类:分容积型和速度型。 常用往复式容积型压缩机，一般空压机为中压，额定排气压力1MPa； 低压空压机排气压力0.2MPa； 高压空压机排气压力10MPa。 空气压缩机的选用原则:依据是气动系统所需要的工作压力和流量两个参数。 空压机输出流量 qVn＝(qVn0+qVn1)/(0.7～0.8) qVn0—— 配管等处的泄漏量 qVn1—— 工作元件的总流量
1、空气的概要
空气的组成
主要成分有氮气、氧气和一定量的水蒸气。 含水蒸气的空气称为湿空气，不含水蒸气的空气称为干空气。
空气的粘度
较液体的粘度小很多，且随温度的升高而升高。
空气的压缩性和膨胀性
体积随压力和温度而变化的性质分别表征为压缩性和膨胀性。 空气的压缩性和膨胀性远大于固体和液体的压缩性和膨胀性。
3．气压控制的基本构成
空气压控制是把空气用压缩机转换成气压后加以利用，实际的功能大 致分类如下图。
动力源
空气压力产 生部
净化部
控制部
动作部
构成图
（１）压力发生源：压缩机\空
构成图
动 力 源 电动机 发动机 空气压力发生部 压缩机 气罐 后冷却器 空气净化部 过滤器 油雾分离器 干燥器 控 制 部 压力控制 方向控制 流量控制 其它 动 部 气缸 旋转动作机构 气动马达 作
３．调压器
从空压机送出的压缩空气，在压力上不是很稳定。必须把这种不稳定 的空气压力按照装置的规格，调整稳定成适当的压力。调压器就是起这个 作用。如果在超出需要的高的压力下使用，气缸等动作机构和它们驱动的 机械部分就会承受多余的力，导致装置损伤或寿命的降低，高压的部分也 会额外地消耗空气。
4、气压传动的概要
压缩空气干燥方法主要采用吸附法和冷却法。 吸附法是利用具有吸附性能的吸附剂（如硅胶、 铝胶等）来吸附压缩空气中的水分，而使其干燥； 冷却法是利用制冷设备使空气冷却到一定的露点温 度，析出空气中超过饱和水蒸气部分的多余水分， 从而达到所需的干燥度。吸附法是干燥处理方法中 应用最为普遍的一种方法。吸附式干燥器的结构如 图11、6所示。它的外壳呈筒形，其中分层设置栅板、 吸附剂、滤网等。湿空气从管1进入干燥器，通过吸 附剂21、过滤器20、上栅板19和下部吸附层16后， 因其中的水分被吸附剂吸收而变得很干燥。然后， 再经过钢丝网15、下栅板14和过滤网12，干燥、洁 净的压缩空气便从输出管8排出。
出口
油水分离器
主要利用回转离心、 撞击、水浴等方法 使水滴、油滴及其 他杂质颗粒从压缩 空气中分离出来。
排油水 油水分离装置
符号
贮气罐
主要作用是贮存一定数量 的压缩空气，减少气流脉 动，减弱气流脉动引起的 管道振动，进一步分离压 缩空气的水分和油分。
储气罐
干燥器
主要作用是进一步除去压缩空气中含有 的水分、油分、颗粒杂质等，使压缩空 气干燥，用于对气源质量要求较高的气 动装置、气动仪表等。主要采用吸附、 离心、机械降水及冷冻等方法。 1、湿空气进气管 2、顶盖 3-5-10、法兰 4-6、再生空气排气管 7、再生空气进气管 8、干燥空气输出管 9、排气管 11-22、密封座 12-15-20、钢丝过滤网 13、毛毡 14、下栅板 16-21、吸附剂层 17、支撑板 18、筒体、 19、上栅板
２．空气过滤器
压缩空气中,除了大量的水分以外,还混有压缩机的润滑油滴、配管中 的水垢或脏东西。这些异物如果直接进入压力调整阀・方向切换阀・气 缸等的空压装置中，会因生锈或卡住引起动作不良或故障。空压过滤器 去除水分・油滴・水垢・脏东西等，使空压装置顺滑动作的同时，确保 装置的寿命。是必不可少的装置。 图2-3是一般的离心分离式过滤器的构造。厂家不同，构造多少也 不同，但一般是把通过的压缩空气用百叶窗板在箱内旋转运动，利用离 心力把重量大的东西分离初期。此时，比空气重的水滴飞出，黏附在箱 的内壁上，沿着内壁下落积留。然后用称为过滤器滤芯的东西，把细微 的固形物除去。 箱内部设有挡板，防止底部积留的水等因空气的流动而再次被卷扬 起来。箱的底部积留的水，手动式的用手动排水阀排出，自动排水方式 的，当积水量达到一定量就自动排出。
气压传动是以压缩空气作为工作介质进行能量的传递和控制的一种传 动形式。
除了具有与液压传动一样，操作控制方便，易于实现自动控制、 中远程控制、过载保护等优点外，还具有工作介质处理方便，无介质费用 、泄漏污染环境、介质变质及补充等优势。 但空气的压缩性极大的限制了气压传动传递的功率，一般工作压 力较低（0.3～0.7MPa），总输出力不宜大于10～40kN，且工作速度稳定 性较差。
气动控制阀
压力控制阀
减压阀—气动三大件之一，用于 稳定用气压力。 溢流阀—只作安全阀用、起保护 作用。
压力控制
排气
泄气
顺序阀—由于气缸（马达）的软 特性，很难用顺序阀实现两个执 行元件的顺序动作（1）控制多个元件的顺序动
作； （2）用于保压回路；
流量控制阀
用于控制执行元件运动速度。 1、节流阀 2、单向节流阀 3、排气节流阀
湿空气
所含水份的程度用湿度和含湿量来表示。湿度的表示方法有 绝对湿度和相对湿度 之分。
压缩空气的析水量
压缩空气一旦冷却下来，相对湿度将大大增加，到温度降到露点wk.baidu.com后，水蒸气就 要凝析出来。
2．空气压的概要
现场使用的压力一般为0.4～0.7〔Mpa〕左右，可以通过调压阀自由设定压力，在需要处调出需要的压力。 不象油压那样在每个管路设置与其使用压力等级相应的油压装置，很不方便。 因为空气具有2大特性，一是可压缩性，可以蓄压在气罐内；二是难控性，因为可压缩性使空气变得难以控 制，因此，灵活运用这2大特性是使用空气压最重要的事。 一般说来， （１）压力一般是0.4～0.7〔Mpa〕，气压比较低，因此适合１〔ｔ〕左右的轻便作业。 （２）控制气缸动作速度方面，气缸是以50～500〔㎜／ｓ〕的动作速度，与油压相比，动作更快。 （３）因为可压缩性，无法得到需要气缸的速度，因此必要时，要加装流量控制阀，正确地调节气缸的速度。 （４）可以利用空气的可压缩性，产生缓冲効果。 （５）因为不会漏油，安全性高，清洁。 （６）气压使用后可以直接排放到大气中，因此不象油压那样需要回油管，所以配管作业简单。 （７）空气压与油压相比，缺乏润滑性，因此一般要在配管中加装油雾器进行润滑。最近，已开发出不需要 给油的气动装置，因此有时不需要安装油雾器。 （８）空气压装置中，其流体不象油压那样循环，来自压缩机的空气在使用后被排放到大气，因此不用考 虑脏污的循环问题，只要防止从压缩机的污染，内部发生的污染非常少。 旧单位 新单位（ＳＩ单位） ２ １Kgf／cm ＝ 0.098Mpa（兆帕）