第10章《液压与气压传动》课件

2．气压传动系统的组成
（1）气源装置 （2）执行元件 （3）控制元件 （4）辅助元件
10.1.2 气压传动的优缺点
1．气压传动的优点
① 工作介质是空气，取用方便，用后的空气可以直接排入 大气，不必设置专门的回气装置。
② 空气黏度小，流动时压力损失小，适宜集中供气和远距 离传输。即使有泄漏，也不会像液压油一样污染环境。
第10章 气压传动
本章索引
10.1 气压传动概述 10.2 气源装置及气动辅助元件 10.3 气动执行元件 10.4 气动控制元件 10.5 气动逻辑元件 10.6 气动基本回路 10.7 典型气动系统实例
10.1 气压传动概述
10.1.1 气压传动系统的工作原理及组成
1．气压传动系统的工作原理
2．气源装置的组成和布置
根据气动系统对压缩空气品质的要求来设置气源装置。 一般气源装置的组成和布置如下图所示。
3．空气压缩机
（1）空气压缩机的分类
按工作原理可分为容积式和速度式两大类。在气压传动系 统中，一般都采用容积式空气压缩机。
按输出压力可分为低压压缩机（0.2 MPa＜p≤1 MPa）、中 压压缩机（1 MPa＜p≤10 MPa）、高压压缩机（10 MPa＜
在确定空气压缩机输出流量时，要根据整个气动系统对 压缩空气的需要，再加一定的备用余量，作为选择空气压缩 机流量的依据。
4．后冷却器
后冷却器一般安装在空气压缩机的出口管路上，用于降低 压缩空气的温度，并使压缩空气中的大部分水汽、油汽冷凝成 水滴、油滴，以便经油水分离器析出。
后冷却器一般都是水冷式的换热器，其结构形式有：蛇管 式、列管式、套管式等。下图所示为列管式后冷却器的结构示 意图。
2．消声器
（1）吸收型消声器
这种消声器主要靠吸声材料消声， 如下图所示为吸收型消声器。消声套 为多孔的吸声材料，用聚苯乙烯颗粒 或铜珠烧结而成的。当有压气体通过 消声罩时，引起吸声材料细孔和狭缝 中的空气振动，使一部分声能由于摩 擦转换成热能，从而降低了噪声强度。
（2）膨胀干涉型消声器
这种消声器的直径比排气孔径大得多，气流在其内部扩散、 膨胀、碰壁撞击、反射、相互干涉而减弱噪声强度，达到消声 效果。这种消声器的特点是排气阻力小，消声效果好，可消中、 低频噪声，但结构不紧凑。
10.2 气源装置及气动辅助元件
10.2.1 气源装置
1．气动系统对压缩空气品质的要求
由空气压缩机输出的压缩空气虽然能够满足气动系统工 作时的压力和流量要求，但其温度高达170 ℃，且含有汽化 的润滑油、水蒸汽和灰尘等污染物，这些污染物将对气动系 统造成不利影响。
因此，由空气压缩机排出的压缩空气必须经过降温、除 油、除水、除尘和干燥，使其品质达到一定要求后，才能使 用。
p≤100 MPa）和超高压压缩机（p＞100 MPa）。
按输出流量分为微型（q＜1 m3/min）、小型（1 m3/min≤q ＜10 m3/min）、中型（10 m3/min≤q＜100 m3/min）、大型 （q≥100 m3/min）。
按润滑方式分为有油润滑（采用润滑油润滑，整体机构中 设有专门的供油系统）和无油润滑（不采用润滑油，零件用自 润滑材料制成）。
7．干燥器
干燥器的作用是 为了进一步吸收和排 除压缩空气中的水分、 油分，使之变为干燥 空气，以供对气源品 质要求较高的气动设 备用气。目前广泛使 用的是吸附法和冷冻 法。右图所示为吸附 式干燥器的结构原理。
8．过滤器
（1）分类
过滤器分为一次过滤器、二次过滤器和高效过滤器。 一次过滤器置于空压站内干燥器之后（图10-1所示），常 用滤网、毛毡、硅胶、焦炭等材料起吸附过滤作用，其滤灰效 率为50%~70%。 二次过滤器又称分水滤气器，在气动系统中应用最广泛， 其滤灰效率为70%~90%。 高效过滤器是采用滤芯孔径很小的精密分水滤气器，常用 于气动传感器和检测装置等，装在二次过滤器之后作为第三级 过滤，其滤灰效率达到99%。
（2）分水滤气器
（3）选用
一次过滤器只在气源装置中使用。分水滤气器要根据气动 设备要求的过滤精度和自由空气流量来选用。分水滤气器一般 装在减压阀之前，也可单独使用；要按壳体上的箭头方向正确 连接其进、出口，不可将进、出口接反，也不可以将存水杯朝 可在不停气的情况下加油，其关键部件是截止阀10。
5．油水分离器
油水分离器的作用是将经后冷却器降温析出的水滴、油滴 等杂质从压缩空气中分离出来。其结构形式有环形回转式、撞 击挡板式、离心旋转式和水浴式等。下图所示为撞击挡板式油 水分离器。
6．储气罐
储气罐的作用是储存一定数量的压缩空气，以解决空气压 缩机的输出气量和气动设备的耗气量之间的不平衡；消除空气 压缩机排气的压力波动及由此引起的管道振动，保证供气的连 续性、平稳性；进一步冷却压缩空气，分离压缩空气中的油份、 水份。储气罐结构形式如下图所示。
2．气压传动的缺点
① 工作压力低（一般低于1 MPa），一般用于小功率的场 合。在相同输出力的情况下，气压传动装置比液压传动装置的 尺寸大。
② 空气具有的可压缩性大，不易实现准确的速度控制和很 高的定位精度，负载变化时对系统的稳定性影响较大。
③ 排气噪音大，须加消声器。 ④ 气压传动的工作介质本身没有润滑性，需另外加油雾器 进行润滑。
（2）空气压缩机的工作原理
（3）空气压缩机的选用
空气压缩机的选用应以气压传动系统所需要的工作压力 和流量两个参数为依据。目前工程实际中常用的工作压力为 0.5 MPa~0.8 MPa，可直接选用额定压力为0.7 MPa~1 MPa的 低压空气压缩机，特殊需要也可选用中、高压或超高压的空 气压缩机。
③ 对工作环境适应性好，在易燃、易爆、多尘埃、强辐射、 振动等恶劣工作环境下，仍能可靠地工作。
④ 气压传动有较好的自保持能力。即使压缩机停止工作， 气阀关闭，气压传动系统仍可以维持稳定的压力。
⑤ 气压传动动作迅速，反应快，维护简单，调节方便，特 别适用于一般设备的控制。
⑥ 维护简单方便，管道不易堵塞，使用安全可靠，并不易 发生过热现象。