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液压与气压技术(985大学讲义 )气压第一章课件
第一章 概述一、 气压传动系统的工作原理及组成 二、 气压传动的特点 三、气压传动基础知识 * 1. 气压传动系统的工作原理 气压系统的工作原理是利用空气压缩机将电动机或其它原动机输出的机械能转变为空气的压力能,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。 目录 2. 气压传动系统的组成 (1)发生装置 它将原动机输出的机械能转变为空气的压力能。其主要设备是空气压缩机。 (2)控制元件 是用来控制压缩空气的压力、流量和流动发向,以保证执行元件具有一定的输出力和速度并按设计的程序正常工作。如压力阀、流量阀、方向阀和逻辑阀等。 (3)控制元件 是将空气的压力能转变成为机械能的能量转换装置。如气缸和气马达。 (4)辅助元件 是用于辅助保证空气系统正常工作的一些装置。如过滤器、干燥器、消声器和油雾器等。 1. 气压传动的优点 以空气为工作介质,来源方便,用后排气处理简单,不污染环境。 由于空气流动损失小,压缩空气可集中供气,远距离输送. 与液压传动相比,启动动作迅速、反应快、维修简单、管路不易堵塞,且不存在介质变质、补充和更换等问题。 工作环境适应性好,可安全可靠地应用于易燃易爆场所。 气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力等级低,固使用安全。 空气具有可压缩性,气动系统能够实现过载自动保护。 2. 气压传动的缺点 由于空气有可压缩性,所以气缸的动作速度易受负载影响。 工作压力较低(一般为0.4Mpa-0.8Mpa),因而气动系统输出力较小。 气动系统有较大的排气噪声。 工作介质空气本身没有润滑性,需另加装置进行给油润滑。 1. 空气的物理性质 空气由多种气体混合而成。其主要成分是氮和氧,其次是氩和少量的二氧化碳及其它气体。空气可分为干空气和湿空气两种形态,以是否含水蒸汽作为区分标志:不含有水蒸汽的空气称为干空气,含有水蒸汽的空气称为湿空气。 1.1 空气的性质 1.1.1 空气的密度 单位体积内空气的质量,称为空气的密度,以 表示。即 式中, 为气体质量( ); 为气体体积( )。 对干空气 式中, 为绝对压力(MPa); 为温度在0摄氏度、压力在0.1013MPa时干空气的密度, ;273+ = 为绝对温(K)。 对湿空气 式中, 为湿空气的全压力(MPa); 为温度 摄氏度时饱和空气中水蒸汽的分压力(MPa); 为空气的相对湿度(%)。 1.1.2 空气的重度 单位体积内空气的重量,称为空气的重度,以 表示。即 式中, 为空气的重量(N); 为重力加速度, 。 1.1.3 空气的粘度 空气粘性受压力变化的影响极小,通常可忽略。空气粘性随温度变化而变,温度升高,粘性增加;反之亦然。 1.1.4 气体的易变特性 气体的体积受压力和温度变化的影响极大,与液体和固体相比较,气体的体积是易变的,称为气体的易变特性。气体与液体体积变化相差悬殊,主要原因在于气体分子间的距离大而内聚力小,分子运动的平均自由路径大。气体体积随温度和压力的变化规律遵循气体状态方程。 1.2 湿度和含湿量 1.2.1 湿度 湿度的表示方法有两种:绝对湿度和相对湿度。 (1)绝对湿度 单位体积的湿空气中所含水蒸汽的质量,称为湿空气的绝对湿度,用 表示,既 或由气体状态方程导出 式中, 为湿空气中水蒸汽的质量(kg); 为湿空气的体积( ); 为水蒸汽的分压力(Pa); 为绝对温度(K); 为水蒸汽的密度( ); 为水蒸汽的气体常数, 。 (2)饱和绝对湿度 湿空气中水蒸汽的分压力达到该温度下水蒸汽的饱和压力,则此时的绝对湿度称为饱和绝对湿度,用 表示。即 式中, 为饱和湿空气中水蒸汽的分压力(Pa); 为饱和湿空气中水蒸汽的密度( )。 (3)相对湿度 在一定温度和压力下,绝对湿度和饱和绝对湿度之比称为该温度下的相对湿度,
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