中山所氣動(dòng)培訓(xùn)1-基礎(chǔ)知識(shí)

現(xiàn)代實(shí)用氣動(dòng)技術(shù)-------基礎(chǔ)培訓(xùn)1中山金馬游藝機(jī)有限公司請(qǐng)將下列九個(gè)圈，用一筆用四條封閉的直線連接起來：氣動(dòng)技術(shù)概述氣動(dòng)（PNEUMATIC）是“氣動(dòng)技術(shù)”或“氣壓傳動(dòng)與控制”的簡稱。氣動(dòng)技術(shù)是以空氣壓縮機(jī)為動(dòng)力源，以壓縮空氣為工作介質(zhì)，進(jìn)行能量傳遞或信號(hào)傳遞的工程技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)控制、自動(dòng)控制的重要手段。1.工作介質(zhì)（空氣）的基本性質(zhì)：1.1空氣的基本物理量［密度ρ］單位體積內(nèi)所含氣體的質(zhì)量稱為密度。單位為kg/m3。［壓力p］壓力可用絕對(duì)壓力、表壓力和真空度來衡量。單位為Pa。［質(zhì)量體積v］密度的倒數(shù)，v=1/ρ。表示單位質(zhì)量的氣體所占有的體積單位m3/kg［溫度T］在工程計(jì)算中常用熱力學(xué)溫度T，其單位名稱為開[爾文]，單位符號(hào)為K，和我們生活中的攝氏溫度（℃）換算關(guān)系為：T=t-T0，T0=273.15K。［絕對(duì)壓力］以絕對(duì)真空作為起點(diǎn)的壓力值。一般在表示絕對(duì)壓力的符號(hào)的右下腳標(biāo)注“ABS”，即PABS［表壓力］高出當(dāng)?shù)卮髿鈮旱膲毫χ?。由壓力表測(cè)得的壓力值即為表壓力。［真空度］低于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱膲毫χ?。［真空壓力］絕對(duì)壓力與大氣壓之差。真空壓力在數(shù)值上與真空度相同，但應(yīng)在其數(shù)值前加負(fù)號(hào)。當(dāng)?shù)卮髿鈮阂话阌脴?biāo)準(zhǔn)大氣壓代替：Pa=101325Pa1.2空氣的狀態(tài)參數(shù)［標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)］指溫度為20℃、相對(duì)濕度為65%、壓力為0.1Mpa時(shí)的空氣的狀態(tài)。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣的密度ρ=1.185kg/m3。按國際標(biāo)準(zhǔn)ISO8778，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的單位后面可標(biāo)注“（ANR）”。［基準(zhǔn)狀態(tài)］指溫度為0℃、壓力為101.3Kpa的干空氣的狀態(tài)。在基準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣的密度ρ=1.293kg/m3［理想氣體］沒有粘性的氣體稱為理想氣體（idealgas）。目的是簡化解題。［完全氣體］是一種假想的氣體，它的分子是一些彈性的、不占有體積的質(zhì)點(diǎn)，分子間除相互碰撞外，沒有相互作用力。它與沒有粘性的理想氣體是完全不同的兩個(gè)概念。備注：實(shí)際氣體只要不處于很高的壓力或很低的溫度，都可當(dāng)作完全氣體。按完全氣體狀態(tài)方程計(jì)算，帶來的誤差不會(huì)太大。1.3氣體的狀態(tài)方程A.波義爾法則（boyles）一定質(zhì)量的氣體，若其狀態(tài)變化是在溫度不變的條件下進(jìn)行的，則稱為等溫過程。

P1V1=P2V2例如，大氣罐中的氣體長時(shí)間的經(jīng)小孔向外放氣，氣罐中氣體的狀態(tài)變化過程可看作是等溫過程。B.查理法則（charles）一定質(zhì)量的氣體，若其狀態(tài)變化是在體積不變的條件下進(jìn)行的，則稱為等容過程。

P1/T1=P2/T2密閉氣罐中的氣體,由于外界環(huán)境溫度的變化,使罐內(nèi)氣體狀態(tài)發(fā)生變化的過程也可看作等容過程。C蓋-呂薩克法則（Gaylussac）一定質(zhì)量的氣體，若其狀態(tài)變化是在壓力不變的條件下進(jìn)行的，則稱為等壓過程。

V1/V2=T1/T2負(fù)載一定的密閉氣罐，被加熱或放熱時(shí)，缸內(nèi)氣體便在等壓過程中改變氣缸的容積。完全氣體的狀態(tài)方程1.4流體力學(xué)性質(zhì)

伯努力方程有效截面積：S理想氣體流過最小截面積為S的收縮噴管，當(dāng)流動(dòng)處于壅塞流態(tài)（指壓縮空氣通過收縮管或拉瓦爾管，在最小截面處達(dá)到聲速時(shí)，若上游總壓力和總溫度保持一定，無論怎樣降低管道下游的壓力，通過管道的質(zhì)量流量都不會(huì)增大的現(xiàn)象，只是在聲速流和超聲速流狀態(tài)才存在），元件的有效截面積S值大小幾乎不受元件上游總壓和總溫的影響。據(jù)此，我們采用聲速放氣法測(cè)定S值。流通能力Cv和KvCv值和Kv值只是使用了不同的計(jì)算單位，它們之間的關(guān)系是：Cv=1.1671Kv露點(diǎn)：在一定的空氣壓力下，逐漸降低空氣的溫度，當(dāng)空氣中所含水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)，開始凝結(jié)形成水滴時(shí)的溫度叫做該空氣在空氣壓力下的露點(diǎn)溫度。即當(dāng)溫度降至露點(diǎn)溫度以下，濕空氣中便有水滴析出。降溫法清除濕空氣中的水分，就是利用此原理。壓力露點(diǎn)：即濕空氣被壓縮后開始析出水滴時(shí)的溫度。壓力越高，開始析出水滴的溫度也越高。相對(duì)濕度：每立方米濕空氣中，水蒸氣的實(shí)際含量（即未飽和空氣的水蒸氣密度ρvb）與同溫度下最大可能的水蒸氣含量（即飽和水蒸氣密度ρb）之比稱為相對(duì)濕度。記為φ。2.典型氣動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成一個(gè)典型的氣動(dòng)系統(tǒng)是由方向控制閥、氣動(dòng)執(zhí)行元件、各種氣動(dòng)輔助元件及氣源凈化元件所組成。氣動(dòng)系統(tǒng)基本構(gòu)成：氣源設(shè)備概述產(chǎn)生、處理和貯存壓縮空氣的設(shè)備稱為氣源設(shè)備。由氣源設(shè)備組成的系統(tǒng)稱為氣源系統(tǒng)。典型的氣源系統(tǒng)如圖所示：1--空氣壓縮機(jī)2，13—安全閥3—單向閥4–小氣缸5—排水器6—電動(dòng)機(jī)7—壓力開關(guān)8—壓力表9—截止閥10—后冷卻器11—油水分離器12—大氣罐空壓機(jī)分類：1，壓機(jī)按壓力高低可分為低壓型（0.2～1.0Mpa）、中壓型（1.0～10Mpa）和高壓型（>10Mpa）；2，按工作原理可分成：備注：容積型：通過縮小氣體體積來提高氣體的壓力的方法稱為容積型。速度型：提高氣體的速度、讓動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，來提高氣體壓力的方法稱為速度型，也叫透平型或渦輪型。活塞式空壓機(jī)及其工作原理有單級(jí)活塞式空壓機(jī)和兩級(jí)活塞式空壓機(jī)，單級(jí)常用于需要0.3～0.7Mpa壓力范圍的系統(tǒng)。單級(jí)空壓機(jī)壓力超過0.6Mpa，產(chǎn)生的熱量太大，空壓機(jī)工作效率太低，故常使用兩級(jí)活塞式空壓機(jī)。若最終壓力為1.0Mpa，則第一級(jí)通常壓縮至0.3Mpa。設(shè)置中間冷卻器是為了降低第2級(jí)活塞的進(jìn)口空氣溫度，以提高空壓機(jī)的工作效率。活塞式空壓機(jī)需設(shè)置氣罐。滑片式（旋轉(zhuǎn)式）空壓機(jī)及其工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，各滑片主要靠離心作用緊貼定子內(nèi)壁。轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中，左半部(輸入口)及氣。在右半部，滑片逐漸被定子內(nèi)表面壓進(jìn)轉(zhuǎn)子溝槽內(nèi)，滑片、轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)壁圍成的容積逐漸減小，吸入的空氣就逐漸地被壓縮，最后從輸出口排出壓縮空氣。

一般需在輸出口設(shè)置油霧分離器和冷卻器。Why?由于在輸入口附近向氣流噴油，對(duì)滑片及定子內(nèi)部進(jìn)行潤滑、冷卻和密封，故輸出壓縮空氣含有大量的油份）內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖螺桿式空壓機(jī)及其工作原理兩個(gè)咬合的螺旋轉(zhuǎn)子以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，它們當(dāng)中的自由空間的容積沿軸向逐漸減小，從而兩轉(zhuǎn)子間的空氣逐漸被壓縮。若轉(zhuǎn)子和機(jī)殼之間相互不接觸，則不需潤滑，這樣的空壓機(jī)便可輸出不含油的壓縮空氣。它可連續(xù)輸出無脈動(dòng)的流量大的壓縮空氣，出口空氣溫度為60度左右。工作原理圖解后冷卻器（HAA和HAW系列）

空壓機(jī)輸出的壓縮空氣溫度可達(dá)180℃，在此溫度下空氣中的水分完全呈氣態(tài)。后冷卻器的作用就是將空壓機(jī)出口的高溫空氣冷卻至40℃以下，將大量水蒸氣和變質(zhì)油霧冷凝成液態(tài)水滴和油滴，以便將它們清除掉。

SMC公司有HAA（風(fēng)冷）和HAW（水冷）系列的后冷卻器，額定流量從150～30000L/min（ANR）。

風(fēng)冷式水冷式風(fēng)冷式是靠風(fēng)扇產(chǎn)生的冷空氣吹向帶散熱片的熱氣管道來降低壓縮空氣的溫度的.水冷式是把冷卻水與熱空氣隔開，強(qiáng)迫冷卻水沿?zé)峥諝獾姆捶较蛄鲃?dòng)，以降低壓縮空氣的溫度。水冷式后冷卻器出口空氣溫度約比冷卻水的溫度高10℃。后冷卻器最低處應(yīng)設(shè)置自動(dòng)或手動(dòng)排水器，以排除冷凝水。適用于進(jìn)口空氣溫度低于200℃，且處理空氣量較大、濕度大、粉塵多的場合。儲(chǔ)氣罐結(jié)構(gòu)與功能【作用】消除壓力脈動(dòng)。依靠絕熱膨脹及自然冷卻降溫，進(jìn)一步分離掉壓縮空氣中的水分和油份。貯存一定量壓縮空氣?？山鉀Q短時(shí)間內(nèi)用氣量大于空壓機(jī)輸出量的矛盾。在空壓機(jī)出現(xiàn)故障或停電時(shí)，維持短時(shí)間的供氣，以便采取措施保證氣動(dòng)設(shè)備的安全。【注意】

氣罐屬于壓力容器，應(yīng)遵循壓力容器的有關(guān)規(guī)定。必須有產(chǎn)品耐壓合格證明書。氣罐上必須裝有安全閥、壓力表，且安全閥與氣罐之間不得再裝其他的閥等。最低處應(yīng)設(shè)有排水閥，每天排水1次。絕對(duì)壓力低于0.1MPa、真空度小于0.02Mpa、容積內(nèi)徑小于150mm和公稱容積小于25L的容器，可不按壓力容器處理。儲(chǔ)氣罐的選用按空壓機(jī)功率(對(duì)應(yīng)空壓機(jī)吸入流量)選定氣罐容積。最終氣罐容積應(yīng)按下面兩公式的最大值選定?？諝膺^濾器除去壓縮空氣中的固態(tài)雜質(zhì)、水滴和污油滴等，不能除去氣態(tài)油、水。按過濾器的排水方式，有手動(dòng)排水型和自動(dòng)排水型。自動(dòng)排水型按無氣壓時(shí)的排水狀態(tài)，有常開型和常閉型。從進(jìn)口流入的壓縮空氣，經(jīng)導(dǎo)流片的切線方向的缺口強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，液態(tài)油水及固態(tài)污染物受離心作用，被甩到水杯內(nèi)壁上，再流至底部。除去了液態(tài)油水及雜質(zhì)的壓縮空氣，通過濾芯進(jìn)一步清除微小固態(tài)顆粒，然后從出口流出。

空氣過濾器三聯(lián)件組件空氣干燥機(jī)作用：壓縮空氣經(jīng)后冷卻器、油水分離器、氣罐、主管路過濾器得到初步凈化后，仍含有一定量的水蒸氣。氣動(dòng)回路在充排氣過程中，元件內(nèi)部存在高速流動(dòng)處（如節(jié)流閥及換向閥內(nèi)部的孔口處）或氣流發(fā)生決熱膨脹處，溫度要下降，空氣中的水蒸氣就會(huì)冷凝成水滴，故有些場合，必須進(jìn)一步清除水蒸氣。干燥機(jī)就是進(jìn)一步清除水蒸氣的，但不能依靠它清除油分。分類：冷凍式干燥機(jī)（IDF和IDU系列）

吸附式干燥機(jī)（ID系列）

高分子隔膜式干燥機(jī)。（IDG系列）空氣干燥機(jī)的原理冷凍式干燥機(jī)原理分析：利用冷媒與壓縮空氣進(jìn)行熱交換，把壓縮空氣冷卻至2～10℃的范圍，以除去壓縮空氣中的水分（水蒸氣成分）。當(dāng)壓縮空氣的壓力高、溫度低、環(huán)境溫度低、且處理空氣量小時(shí)，則可得到低壓力露點(diǎn)。大氣壓露點(diǎn)只能達(dá)到－17℃。吸附式干燥機(jī)原理分析：利用其中吸附劑對(duì)水分的高壓吸附、低壓脫附的特性。吸附式體積小、重量輕、易維護(hù)，大氣壓露點(diǎn)可達(dá)－30～－50℃，但處理流量小，最大流量