液压与气压传动 气源 任务1 气源.docxVIP

任务1 气源 气源装置是指空气压缩站内的装置，包括空气压缩机、冷却器、油水分离器、储气罐等，如图9-1（a）所示。在气压传动控制回路中常用9-1（b）所示符号表示气源装置。它为气动系统提供符合质量要求的压缩空气，是气动系统的一个重要组成部分。一般规定，当空气压缩机的排量小于6 m3/min时，可将其直接安装在主机旁；当空气压缩机的排气量大于或等于6 m3/min时，应独立设置压缩空气站。 一般压缩空气站的净化流程如图9-1所示。空气压缩机1用以产生压缩空气，一般由电动机带动；其吸气口装有空气过滤器，以减少进入空气压缩机内气体的杂质。空气首先经过过滤器过滤去部分灰尘、杂质后进入空气压缩机1，空气压缩机1输出的空气先进入冷却器2进行冷却，当温度下降到40～50℃时使油气和水汽凝结成油滴和水滴，然后进入油水分离器3，使大部分油、水和杂质从气体中分离出来；将得到的初步净化的压缩空气送入储气罐中。这个过程一般称为一次净化处理。 对于要求不高的气压系统可从储气罐6中直接供气。但对于仪表用气和质量要求高的工业用气，则必须进行二次和多次净化处理，即将经过一次净化处理的压缩空气再送入干燥器7和8中进一步除去气体中残留的油和水分。干燥器7和8交替使用，其中闲置的一个利用加热器9吹入的热空气进行吸附剂的再生，以备接替使用。 经过干燥的压缩空气进入过滤器10以进一步过滤压缩空气中的灰尘、杂质颗粒。经过处理的气体进入储气罐11，可用于要求较高的气动系统，如气动仪表系统等。 一、 空气压缩机 空气压缩机简称空压机，是气源装置的核心，是将原动机输出的机械能转化为气体的压力能的能量转换装置。空气压缩机及其图形符号如图9-2所示。 空气压缩机的种类很多，按其工作原理可分为容积型空气压缩机和速度型空气压缩机两大类。其中，容积型空气压缩机的原理是缩小压缩机内部的工作容积，使单位体积内空气分子的密度增加以提高压缩空气的压力；速度型空气压缩机的原理是使高速流动的气体分子突然遇阻而停滞下来，从而将气体分子的动能转化为压力能以提高压缩空气的压力。 容积型空气压缩机按结构不同可分为活塞式、膜片式和螺杆式等；速度型空气压缩机按结构不同可分为离心式和轴流式等。 目前使用较广泛的是活塞式空气压缩机。活塞式空气压缩机是通过曲柄连杆机构使活塞往复运动从而实现吸气和压气，并达到提高气体压力的目的。压缩机的工作循环是由吸气、压缩、排气和膨胀4个过程组成的。 如图9-3所示为活塞式容积型空气压缩机的工作原理图，曲柄由电动机带动旋转，驱动活塞在气缸内往复移动。活塞向右移动时，气缸内容积增大形成局部真空，活塞左腔的压力低于大气压力，外界空气在大气压力下推开吸气阀8而进入气缸中（吸气过程）；当活塞向左运动时，吸气阀8关闭，随着活塞的左移，缸内空气受到挤压（压缩过程）；气缸中压力升高，当缸内压力高于输出空气管道内压力后，排气阀打开，压缩空气送至输气管内（排气过程）；压缩机在排气过程结束时，排气阀1关闭，活塞与气缸之间余留的空隙中还留有一些压缩空气，在下一次吸气时，余留空隙内的压缩空气会膨胀（膨胀过程）。 活塞式压缩机的曲柄旋转一周，活塞往复运动一次，气缸完成一个工作循环。图9-3中只表示了一个活塞一个缸的空气压缩机，而大多数空气压缩机是多缸多活塞的组合。 二、 压缩空气净化设备 由空气压缩机排出的压缩空气，如果不进行净化处理，不除去混在压缩空气中的水分、油分、粉尘等杂质是不能为气动装置使用的。因此，必须设置一些除水、除油、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。压缩空气净化设备一般包括冷却器、油水分离器、储气罐和干燥器等。 冷却器安装在空气压缩机出口管道上，其作用是将空气压缩机排出的压缩空气冷却并除去水分。空气压缩机排出的压缩空气具有140～170℃，经过冷却器后温度降至40～50℃。这样，就可使压缩空气中油雾和水汽达到饱和，使其大部分析出并凝结成油滴和水滴，以便经油水分离器排出。 冷却器的结构形式有蛇形管式、列管式、散热片式、套管式等。最常见的是蛇形管式，如图9-4（a）所示。蛇形管多以金属管子弯绕而成，或由弯头、管件和直管连接组成。蛇形管的表面积就是冷却器的散热面积，当空气压缩机排出的热空气进入蛇形管后，通过管外壁与管外的冷却水进行热交换，冷却后输出。这种冷却器结构简单，使用和维修也很方便。另一种比较常见的冷却器是列管式冷却器，如图9-4（b）所示。 油水分离器安装在冷却器出口管道上，它的作用是分离并排出压缩空气中凝聚的油分、水分和灰尘杂质等，使压缩空气得到初步净化。油水分离器的结构形式有撞击折回式、环形回转式、离心旋转式、水浴式及以上形式的组合等。 如图9-5所示为撞击折回并回转式油水分离器