1、项目五项目五气压传动基础气压传动基础v任务任务5.1 气压传动基础知识气压传动基础知识v在气动系统中，压缩空气是传递信号和动力的工在气动系统中，压缩空气是传递信号和动力的工作介质，它通过控制元件控制执行机构，以实现作介质，它通过控制元件控制执行机构，以实现动作。动作。v在学习气压传动之前应了解空气的基本性质和流在学习气压传动之前应了解空气的基本性质和流动规律，尤其是气体与液体的差异。动规律，尤其是气体与液体的差异。1.空气的组成空气的组成由若干气体混合而成的，主要成分有氮气、氧气和一定量的水蒸气。由若干气体混合而成的，主要成分有氮气、氧气和一定量的水蒸气。2.空气的密度和黏度空气的密度和黏度1
2、）空气的密度：）空气的密度：（）2）空气的黏度空气的黏度3.空气的湿度和露点空气的湿度和露点1）空气的湿度）空气的湿度2）露点）露点湿空气饱和后，饱和湿空气吸收水蒸汽的能力为零，此时的温度为湿空气饱和后，饱和湿空气吸收水蒸汽的能力为零，此时的温度为露点温度，简称露点。露点温度，简称露点。4.气体的易变特性（空气的压缩性和膨胀性）气体的易变特性（空气的压缩性和膨胀性）当流体压力变化时体积随之改变的性质称为流体的压缩性，流体因当流体压力变化时体积随之改变的性质称为流体的压缩性，流体因温度变化体积随之改变的性质称为流体的膨胀性。空气的压缩性和温度变化体积随之改变的性质称为流体的膨胀性。空气的压缩性和
3、膨胀性都远远大于液体的压缩性和膨胀性。膨胀性都远远大于液体的压缩性和膨胀性。5.1.1 空气的物理性质空气的物理性质mV3Kgm5.1.2 气体状态方程气体状态方程1.理想气体的状态方程理想气体的状态方程由于实际气体具有黏性，因而严格来讲并不安全符合理想气体方程式。由于实际气体具有黏性，因而严格来讲并不安全符合理想气体方程式。2.理想气体的状态变化过程理想气体的状态变化过程1）等容变化过程等容变化过程(查理定律查理定律)2）等压变化过程等压变化过程(盖盖-吕萨克定律吕萨克定律)3）等温变化过程等温变化过程(波意耳定律波意耳定律)4）绝热过程绝热过程5）多变过程）多变过程1 12212pVp V
4、p VTTT 常数1212ppTT1122VTVT1 122pVp V11221kkpTpT1122nnpp5.1.3 气体流动基本方程气体流动基本方程1.压缩气体流动的连续方程压缩气体流动的连续方程根据质量守恒定律，气体在管道内作恒定流动时，单位时间内流过管道任根据质量守恒定律，气体在管道内作恒定流动时，单位时间内流过管道任一通流截面的气体质量都相等，即可压缩气体的流量方程如下：一通流截面的气体质量都相等，即可压缩气体的流量方程如下：2.压缩气体流动的能量方程压缩气体流动的能量方程不计能量损耗和位能，则绝热过程下压缩气体的能量方程为不计能量损耗和位能，则绝热过程下压缩气体的能量方程为11 1
5、222AvA vq22112212w+gh+gh+gh22pp气体低速流动，可认为是不可压缩 常数。则有22112212w12+gh+gh+gh1212ppkkkk5.1.4 充气、放气温度与时间的计算充气、放气温度与时间的计算1.向固定容器充气向固定容器充气1）充气时引起的温度变化）充气时引起的温度变化2）充气时间）充气时间 2.容器的放气容器的放气1）绝热放气时容器中的温度变化）绝热放气时容器中的温度变化2）放气时间）放气时间 2121(1)SkTTpkp1(1.285)sptp35.217 10VkS273ST(1)2211kkpTTp112211521 0.94511.013 10kk
6、kkeppktkp 任务实施任务实施【例【例】由空气压缩机向储气罐内充入压缩空气，使罐内压力由】由空气压缩机向储气罐内充入压缩空气，使罐内压力由=0.1MPa(绝对压力绝对压力)，把温度为，把温度为20容积为容积为V的干空气压缩为的干空气压缩为V/10，试分别按等温、绝热过程计算压缩后的温度和压力。，试分别按等温、绝热过程计算压缩后的温度和压力。解析：（解析：（1）按等温过程按等温过程 （2）按绝热过程）按绝热过程p12120.11.0110vVppPavV11.4 1221122273.120736.2110kVVTTKVVt（）（T-273.1=（736.2-273.1）=4）63.1知识
7、拓展知识拓展1热力系统热力系统 在热力学中在热力学中,把作为研究对象的某指定范围内的物质称为热力系统把作为研究对象的某指定范围内的物质称为热力系统,简称简称系统。系统。2状态、状态参数状态、状态参数 热力系统在某瞬时呈现的宏观物理状态称为系统的状态热力系统在某瞬时呈现的宏观物理状态称为系统的状态,它反映了系统它反映了系统内大量气体分子热运动的平均特性。用来描述系统所处状态的一些宏观内大量气体分子热运动的平均特性。用来描述系统所处状态的一些宏观物理量物理量(如压力、温度等如压力、温度等)称为状态参数。称为状态参数。项目五项目五气压传动基础气压传动基础v 任务任务1.2 气压传动系统气压传动系统v
8、“气压传动技术气压传动技术”（简称（简称“气动技术气动技术”）是以压）是以压缩空气为工作介质进行能量传递或信号传递的一缩空气为工作介质进行能量传递或信号传递的一门技术。它以空气压缩机为动力源，通过各种气门技术。它以空气压缩机为动力源，通过各种气动元件驱动和控制机构的动作，实现生产过程的动元件驱动和控制机构的动作，实现生产过程的机械化和自动化。机械化和自动化。5.2.1 液压传动系统的工作原理液压传动系统的工作原理 空气压缩机空气压缩机1产生的压缩空气产生的压缩空气 后冷却器后冷却器2 油水分离器油水分离器3 贮气罐贮气罐4 空气过滤器空气过滤器5 调压阀调压阀6 油雾器油雾器7 气控换向阀气控
9、换向阀9 气缸气缸10，此时换向阀此时换向阀A腔的压缩空气将阀芯推到上位，使气缸上腔充压，活塞处腔的压缩空气将阀芯推到上位，使气缸上腔充压，活塞处于下位，剪切机的剪口张开，处于预备状态。于下位，剪切机的剪口张开，处于预备状态。当送料机构将工料当送料机构将工料11送入剪切机并到达规定位置时，工料将行程阀送入剪切机并到达规定位置时，工料将行程阀8的的阀芯向右推，换向阀阀芯向右推，换向阀A腔经行程阀腔经行程阀8与大气相通，换向阀阀芯在弹簧的与大气相通，换向阀阀芯在弹簧的作用下移到下位，将气缸上腔与大气相通，下腔与压缩空气连通。此时作用下移到下位，将气缸上腔与大气相通，下腔与压缩空气连通。此时活塞带动
10、剪刀快速向上运动将工料切下。活塞带动剪刀快速向上运动将工料切下。工料被切下后，即与行程阀脱开，行程阀复位，工料被切下后，即与行程阀脱开，行程阀复位，将排气口封死。换向阀将排气口封死。换向阀A腔压力上升，阀芯上移，腔压力上升，阀芯上移，使气路换向。使气路换向。气缸上腔进压缩空气，下腔排气，活塞带动剪刀气缸上腔进压缩空气，下腔排气，活塞带动剪刀向下运动，系统又恢复到图向下运动，系统又恢复到图5-3所示状态，等待所示状态，等待第二次进料剪切。第二次进料剪切。5.2.2 气动传动系统组成、图形符号和特点气动传动系统组成、图形符号和特点1.气压传动系统的组成气压传动系统的组成1）气源发生装置）气源发生装
11、置2）执行元件执行元件3）控制元件控制元件4）辅助元件）辅助元件5）工作介质）工作介质2.液压传动系统的图形符号液压传动系统的图形符号3.气压传动的特点气压传动的特点1）工作介质是空气，来源方便。）工作介质是空气，来源方便。2）节能、高效，适用于集中供应和远距离输送。）节能、高效，适用于集中供应和远距离输送。3）工作环境适应性好。）工作环境适应性好。4）动作迅速，反应快，维护简单，调节方便，特别适合于一般设备的）动作迅速，反应快，维护简单，调节方便，特别适合于一般设备的控制。控制。5）成本低，过载能自动保护。）成本低，过载能自动保护。任务实施：自行车打气筒任务实施：自行车打气筒一种自行车打气筒
12、的截面示意图如图一种自行车打气筒的截面示意图如图5-6所示。图中有一处的结构没画所示。图中有一处的结构没画全，请根据打气的原理和过程，在图上补全结构。这种带有小筒全，请根据打气的原理和过程，在图上补全结构。这种带有小筒B的打的打气筒与没有小筒气筒与没有小筒B，只有大筒，只有大筒A的打气筒相比，其优越性是的打气筒相比，其优越性是_。提示：打气筒工作原理提示：打气筒工作原理使用打气筒时，要把它的出气管接到自行车轮胎的气门上，气门的作用使用打气筒时，要把它的出气管接到自行车轮胎的气门上，气门的作用是只允许空气从打气筒进入轮胎，不允许空气从轮胎倒流入打气筒。是只允许空气从打气筒进入轮胎，不允许空气从轮
13、胎倒流入打气筒。知识拓展：气动系统对压缩空气质量的要求知识拓展：气动系统对压缩空气质量的要求由空气压缩机排出的含有汽化润滑油、水蒸气、固体杂质的高温压缩空由空气压缩机排出的含有汽化润滑油、水蒸气、固体杂质的高温压缩空气会对气动系统的正常工作产生不利影响。气会对气动系统的正常工作产生不利影响。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、除尘和干燥的净化处理，使之品质达到一定要求后，才能使用。燥的净化处理，使之品质达到一定要求后，才能使用。气动系统对工作介质气动系统对工作介质压缩空气的主要要求是：具有一定的压力和足压缩空气的主要要求是：具有一定的压力和足够的流量，具有一够的流量，具有一 定的净化程度，所含杂质定的净化程度，所含杂质(油、水及灰尘等油、水及灰尘等)粒径粒径一般不超过以下数值：对于气缸、膜片式和截止式气动元件，要求杂质一般不超过以下数值：对于气缸、膜片式和截止式气动元件，要求杂质粒径不大于粒径不大于50m50m，对于气马达、滑阀元件，对于气马达、滑阀元件,要求杂质粒径不大于要求杂质粒径不大于25m25m，对射流元件；要求杂质粒径为，对射流元件；要求杂质粒径为10m 10m 左右。左右。
