气源装置及气动元件

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。

液压与气压传动技术第10章气源装置及气动辅助元件

空气压缩机的选型依据
用气量
根据实际用气量选择合适的空气压缩机，确保能够满足生产或工艺需求。
可靠性
选择可靠性高、维护方便的空气压缩机，降低故障率，提高生产效率。
压力需求
根据所需的气体压力选择合适的空气压缩机，确保能够提供足够的压力。
能耗
考虑空气压缩机的能耗，选择高效、低能耗的空气压缩机，降低运行成本。
01
02
03
清洁与除尘
定期清洁气动辅助元件的外部和内部，清除灰尘和杂物，以保持其正常工作状态。
检查密封性
检查气动辅助元件的密封性，确保无泄漏现象，以保证气动系统的稳定性和可靠性。
更换磨损件
对于磨损严重的部件，如密封件、滤芯等，应及时更换，以保证气动辅助元件的性能和寿命。
气源装置的常见故障及排除方法
气源装置的工作原理与组成
工作原理
气源装置通过电机或发动机驱动，将空气吸入，经过压缩、冷却、净化等处理，产生压缩空气，供给气动系统使用。
组成
气源装置主要由空气压缩机、冷却器、储气罐、过滤器等组成。其中，空气压缩机是产生压缩空气的关键部件，储气罐用于储存压缩空气，过滤器用于去除压缩空气中的杂质和水分。
气源装置在自动化生产线中的应用效果主要表现在提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量等方面。
通过使用气动自动化生产线，可以实现生产过程的自动化和智能化，减少人工干预，提高生产效率。同时，气动执行元件的动作稳定可靠，可以保证产品质量。
与传统的电动传动方式相比，气动传动具有防爆、防火、防腐蚀等优点，适用于各种恶劣的生产环境。此外，气动传动技术的结构简单、维护方便，可以降低生产成本和维修成本。
03 气动辅助元件的功能与应用

第六单元气源装置及气动辅助元件

第6单元气源装置及气动辅助元件【学习要求与方法】在气压传动系统中，由空气压缩机产生的压缩空气中存在水分、油分和灰分等杂质，若不经过处理而直接进入管路系统，就可能造成不良的后果。

气源装置及气动辅助元件主要起产生、净化、贮存、润滑压缩空气等作用，保证气压传动系统正常运行。

通过本单元学习，要求能识别气源装置及常用的气动辅助元件，掌握其在气压传动系统中的作用，熟记其图形符号。

在学习时，通过观察实物和拆装元件与装置，理解气源装置及气动辅助元件的原理与作用，以及其安装位置，在此基础上识记其图形符号。

【重点与难点】重点：1．气源装置各部分功能特点；2．气源调节装置组成，特点，符号；3．空气压缩机的选用。

难点：1．油雾器的原理及其不停气加油原理；2．空气的净化过程。

【建议课时】4学时【作业要求】完成综合训练全部内容【学习内容】知识点1 气源装置气源装置一般由三部分组成:——产生压缩空气的气压发生装置，如空气压缩机；——净化压缩空气的辅助装置和设备，如过滤器、分水排水器、干燥器等；——输送压缩空气的供气管道系统。

（1）空气压缩机的作用空气压缩机是将原动机提供的机械能转换成气体压力能的一种能量转换装置，即气压发生装置，它为气动装置提供具有一定压力和流量的压缩空气。

（2）空气压缩机的分类空气压缩机按结构形式可分为：——活塞式空气压缩机：——叶片式空气压缩机：——螺杆式空气压缩机：（3）空气压缩机的基本参数——空气压缩机的工作压力——空气压缩机的流量——空气压缩机的功率（4）空气压缩机的使用注意事项1）空气压缩机的安装位置空气压缩机的安装地点必须清洁，无粉尘、通风好、湿度小、温度低且要留有维护保养空间，一般要安装在专用机房内。

2）噪音空气压缩机一运转即产生噪音。

噪音防治方法有：设置隔声罩、设置消声器、选择噪音较低的空压机等。

3）使用专用润滑油并定期更换，启动前应检查润滑油位，并用手拉动传动带使机轴转动几圈，以保证启动时的润滑。

气源装置及气动辅助元件

2、性能指标、
1)、压力：额定流量下输入压力与输出压力差的大小P<0.05巴、压力：额定流量下输入压力与输出压力差的大小巴 2)、分水效率：、分水效率：
∆m(分离出的水量) ϕ1 − ϕ2 = ×100%(> 80%) η sh = m(加入的水量) ϕ1
ϕ1 → 输入空气的相对温度 ϕ2 → 输出空气的相对温度
如果将未过滤和干燥的压缩空气直接输送给气动装置使用，将会产生下列影响：给气动装置使用，将会产生下列影响：引起爆炸或引起腐蚀作用。 ⒈ 引起爆炸或引起腐蚀作用。增加管道阻力产生。 ⒉ 增加管道阻力产生。饱和水分凝结成冰， ⒊ 饱和水分凝结成冰，影响气动装置的正常工作。常工作。 4.压缩空气中的灰尘等杂质对系统中的运压缩空气中的灰尘等杂质对系统中的运动副会产生研磨作用，动副会产生研磨作用，影响气动装置的正常工作。
中压 1MPa～10MPa ～超高压 >100 MPa
根据排气量的不同分类微型： <1m3/min 微型：小型： 1 m3/min～10m3/min 小型：～中型：中型： 10 m3/min～100 m3/min 大型： >100 m3/min ～大型： 2、工作原理、（1）吸气过程：）吸气过程：（2）压缩过程：）压缩过程：（3）排气过程：）排气过程：
1、一次过滤器
图4-7所示为一种一次过滤器,气流由A口进入筒内，在离心力的作用下分离出液滴，由C口排出，然后气体由下而上通过多片钢板/ 毛毡、硅胶、焦炭、滤网等过滤吸附材料，干燥清洁的空气从筒顶B口输出。图4-7 一次过滤器结构图
1-密孔网 2-目细钢丝网 4-硅胶等 3-焦炭
压缩空气干燥方法主要采用吸附法和冷却法。压缩空气干燥方法主要采用吸附法和冷却法。

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。

气源装置及气动辅助元件

第一节气源装置
一、气动系统对压缩空气品质的要求气源装置给系统提供足够清洁干燥且具有一定压力和流量的压缩空气。由空气压缩机排出的压缩空气虽然可以满足气动系统工作时的压力和流量要求，但其温度高达170摄氏度，且含有汽化的润滑油、水蒸气和灰尘等污染物，这些污染物将对气动系统造成下列不利影响：
(1)气源装置是获得压缩空气的装置。其主体部分是空气压缩机，它将原动机供给的机械能转变为气体的压力能； (2)控制元件是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向的，以便使执行机构完成预定的工作循环。它包括各种压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等；
(3)执行元件是将气体的压力能转换成机械能的一种能量转换装置，它包括实现直线往复运动的气缸和实现连续回转运动或摆动的气马达或摆动马达等; (4)辅助元件是保证压缩空气的净化、元件的润滑、元件间的连接及消声等所必须的，它包括过滤器、油雾气、管接头及消声器等。
第一节气源装置
一、气动系统对压缩空气品质的要求混在压缩空气中的油蒸气可能聚集在贮气罐、管道、气动元件的容腔里形成易燃物，有爆炸危险。另外润滑油被汽化后形成一种有机酸，使气动元件、管道内表面腐蚀、生锈、影响其使用寿命。
第一节气源装置
一、气动系统对压缩空气品质的要求压缩空气中含有的水分，在一定压力温度条件下会饱和而析出水滴，并聚集在管道内形成水膜，增加气流阻力；如遇低温( 0 ) 或膨胀排气降温等，水滴会结冰而阻塞通道、节流小孔，或使管道附件等胀裂；游离的水滴形成冰粒后，冲击元件内表面而使元件遇到损坏。
第一节气源装置
一、气动系统对压缩空气品质的要求混在空气中的灰尘等污染物沉积在系统内，与凝聚的油分、水分混合形成胶状物质，堵塞节流孔和气流通道，使气动信号不能正常传递，气动系统工作不稳定；同时还会使配合运动部件间产生研磨磨损，降低元件的使系统对压缩空气品质的要求压缩空气温度过高会加速气动元件中各种密封件、膜片和软管材料等的老化、且温差过大，元件材料会发生胀裂，降低系统使用寿命。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，使之品质达到一定要求后，才能使用。

气动元件的认识与基本回路

气信号，s就有信号输出；
若a、b两个均有输入，
则信号强者将关闭信号
弱的阀口，s仍然有气信
号输出。
逻辑表达式： s = a + b
逻辑符号：见图b 应用：常用于两个或多个信号相加。例如要求加入手动信号时也可加入自动信号。
非门元件
原理：当a有信号输入时s无信号输出；当a无信号输入时s有信号输出。逻辑表达式： s≠ a 逻辑符号：见图b
流量控制阀
用于控制执行元件运动速度。
➢节流阀 ➢单向节流阀 ➢排气节流阀
2.气动逻辑元件
通过元件内部的可动部件的动作改变气流方向来实现一定逻辑功能的气动控制元件。
分类
按工作压力分
按逻辑功能分
高压元件（工作压力0.2～0.8MPa）
低压元件（工作压力0.02～0.2MPa）微压元件（工作压力0.02MPa以下）
管件与管路系统
管子可分为硬管和软管两种。一些固定不动的、不需要经常装拆的地方，使用硬管。连接运动部件和临时使用、希望装拆方便的管路应使用软管。硬管有铁管、铜管、黄铜管、紫铜管和硬塑料管等；软管有塑料管、尼龙管、橡胶管、金属编织塑料管以及挠性金属导管等等。常用的是紫铜管和尼龙管。
气动控制元件
气源的净化装置
➢ 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，必须要设置除油、除水、除尘，并使压缩空气干燥的提高压缩空气质量、进行气源净化处理的辅助设备。
➢ 类型一次过滤器分水滤气器
一次过滤器结构图
普通分水滤气器结构图