液压与气动技术 教学课件 作者 廖传林 主编第10章 气动技术和空气的物理性质.ppt

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1、第10章气动技术概述和空气的物理性质10.1气动技术概述气动(气压传动)和液压传动一样，都是利用流体作为工作介质，来进行力的传递。虽然两者之间在工作原理、元件结构及图形符号等方面有着不少相似之处，但相互之间仍然存在着很大的差异，主要表现在：一、液压传动的压力源是液压泵，由液压泵为液压系统提供可直接使用的有压液体；而气压传动的压力源不是单个元件，而是由多个元件组成的一个气源系统，为气动系统提供可直接使用的有压气体。二、液压传动的工作压力很高，其工作对象主要是一些对压力要求很高的专用动力设备，而气压传

2、动的工作压力通常只有0.5～0.6MPa，所以主要用于自动控制技术和一些对负载要求较小的场合。10.1.1气动系统的组成一个完整的气动系统通常由气源系统、气源后处理系统、气动控制系统和气动执行元件等几部分组成。图10-1即为由各种气动元件组成的一个完整的气动剪刀机系统。图10-1气动剪刀机系统图(a)结构图(b)气动回路图1-空气压缩机；2-后冷却器；3-油水分离器；4-储气罐；5-传输管路；6-干燥器；7-过滤器；8-减压阀；9-油雾器；10-行程阀；11-节流孔；12-,换向阀；13-气缸；1

3、4-工件图10-1气动剪刀机系统图(a)结构图(b)气动回路图1-空气压缩机；2-后冷却器；3-油水分离器；4-储气罐；5-传输管路；6-干燥器；7-过滤器；8-减压阀；9-油雾器；10-行程阀；11-节流孔；12-,换向阀；13-气缸；14-工件（1）气源系统气源系统由气压发生器（即空气压缩机）、后冷却器、油水分离器、储气罐和传输管路组成。在图10-1中，空气压缩机１输出的是含有大量水分的高温压缩空气，所以必须经后冷却器２进行后冷却和初步净化，再通过油水分离器３进一步分离出压缩空气中的水分、油污

4、和杂质，才可将压缩空气送往储气罐４储存起来，并通过传输管路５，将储气罐中的有压气体输送到各个用气点。在一些中小型气源系统中，根据气源系统周围的环境和系统对用气质量的不同要求，有时可以省去油水分离器，而用储气罐来取代油水分离的作用.（2）气源后处理系统气源系统输出的压缩空气质量很差（不仅压力波动大，而且仍含有不少水分、油污和杂质），只能作为普通的工业用气，对于仪器、仪表和自动控制系统用气，还必须经过气源后处理系统对压缩空气进行再处理。气源后处理系统由干燥器和气动三联件组成。在图10-1中，空气干燥器

5、6可将气源系统输出的压缩空气实施进一步干燥，再经“气动三联件”（即图10-1中过滤器７、减压阀８和油雾器９的组合体）对压缩空气进行最后处理，其中，过滤器可更彻底地清除压缩空气中的水分、油污和杂质；减压阀可为气动控制系统提供安全和稳定的工作压力；油雾器可在压缩空气中产生清洁的油雾，为气动控制系统提供具有润滑性能的有压气体。由于有过滤器，在一些对压缩空气的质量要求不是特别高的气动系统中，通常可省去空气干燥器。（3）气动控制系统气动控制系统是由各种气动控制元件组成的，其动作原理与液压控制系统非常相似。在

6、图10-1（b）中，当没有工件时，行程阀10的阀芯处于左位，换向阀11的阀芯处上位，气缸12的活塞处下位；当工件14压住行程阀10后，行程阀10的阀芯处于右位，换向阀11的阀芯处于下位，气缸12的活塞快速向上运动，切断工件。工件切断后，自然下落，又回复到无工件状态。（4）气动执行元件气动执行元件主要是气缸和气马达。图10-1中的气动执行元件是气缸。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，到处都可随意获取，而且无须回收储存。②空气的黏度很小，适于较远距离输送。③对工作环境的

7、适应性很广，且无易燃易爆等安全隐患。④气动动作反应灵敏，特别有利于实现自动控制。⑤气动元件结构简单，价格较低，且便于维修。（2）气压传动的缺点①空气具有可压缩性，所以执行机构不易获得均恒的运动速度。②空气中的水分、油污和杂质不易完全排除干净，对元件损害较大，维修频率较高。③工作压力低，不易获得较大的输出力或转矩。10.2．空气的基本物理性质气压传动的工作介质是空气，所以，了解和认识空气的基本物理性质，对认识、应用和分析气动系统是非常必要的。10.2.1．湿空气的基本特性自然界中的空气是由很多气体混

8、合而成的，其中氮（N2）和氧（O2）的比例最大，其次是氩（Ar）和二氧化碳（CO2），其它气体所占比例极小。除此以外，空气中常含有一定量的水蒸气，通常把这种含有水蒸气的空气称为湿空气。大气中的空气基本上都是湿空气，而且还夹杂着灰尘和杂质，直接影响着气压传动的用气质量，所以在气压传动中特别需要关注的是湿空气的基本特性。（１）湿空气中的水含量湿空气中的水含量通常用“湿度”表示，并将单位立方米空气中所含的水分的量称为“绝对湿度”。湿空气中的水含量达到一定程度时，会趋于饱和。这种单位立方米