气源装置及系统-1

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。

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（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。