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1、气压传动的优缺点气压传动的优缺点气压传动具有以下优点1）使用方便空气作为工作介质，空气到处都有，来源方便，用过以后直接排入大气，不会污染环境，可少设置或不必设置回气管道。2）系统组装方便使用快速接头可以非常简单地进行配管，因此系统的组装、维修以及元件的更换比较简单。3）快速性好动作迅速反应快，可在较短的时间内达到所需的压力和速度。在一定的超载运行下也能保证系统安全工作，并且不易发生过热现象。4）安全可靠压缩空气不会爆炸或着火，在易燃、易爆场所使用不需要昂贵的防爆设施。可安全可靠地应用于易燃、易爆、多尘埃、辐射、强磁、振动、冲击等恶劣的环境中。5）储存方便气压具有较高的自保持能力，压缩空气可储存
2、在贮气罐内，随时取用。即使压缩机停止运行，气阀关闭，气动系统仍可维持一个稳定的压力。故不需压缩机的连续运转。6）可远距离传输由于空气的粘度小，流动阻力小，管道中空气流动的沿程压力损失小，有利于介质集中供应和远距离输送。空气不论距离远近，极易由管道输送。7）能过载保护气动机构与工作部件，可以超载而停止不动，因此无过载的危险。8）清洁基本无污染，对于要求高净化、无污染的场合，如食品、印刷、木材和纺织工业等是极为重要的，气动具有独特的适应能力，优于液压、电子、电气控制。气压传动也存在如下的缺点1）速度稳定性差由于空气可压缩性大，气缸的运动速度易随负载的变化而变化，稳定性较差，给位置控制和速度控制精度
3、带来较大影响。2）需要净化和润滑压缩空气必须有良好的处理，去除含有的灰尘和水分。空气本身没有润滑性，系统中必须采取措施对元件进行给油润滑，如加油雾器等装置进行供油润滑。3）输出力小经济工作压力低（一般低于0.8 MPa），因而气动系统输出力小，在相同输出力的情况下，气动装置比液压装置尺寸大。输出力限制在 2030kN 之间。4）噪声大排放空气的声音很大，现在这个问题已因吸音材料和消音器的发展大部分获得解决。需要加装消音器。1 1、气源净化设备、气源净化设备压缩空气要具有一定的清洁度和干燥度以满足气动装置对压缩空气的质量要求。清洁度是指气源中含有的杂质（油、水及灰尘）粒径在一定的范围内。干燥度是
4、指压缩空气中含水分的程度。气动装置要求压缩空气的含水量越小越好。在气压传动系统中，较常使用活塞式空气压缩机，其多用油润滑，它排出的压缩空气温度较高（在100170之间），使空气中的水份和部分润滑油变成气态，再与吸入的灰尘混合，形成了混合的杂质，这些杂质会给气源装置及气动系统带来以下不良影响。1）油蒸气聚集在贮气罐，有燃烧爆炸危险；同时油分被高温汽化后会形成一种有机酸，对金属设备有腐蚀作用；2）油，水，尘埃的混合物沉积在管道内会减小管道流通面积，增大气流阻力；3）在寒冷季节，水蒸汽凝结后会使管道及附件冻结而损坏，或使气流不通畅。4）颗粒的杂质会引起气缸，马达，阀等相对运动表面间的严重磨损，破坏密
5、封，降低设备使用寿命，可能堵塞控制元件的小孔，影响元件的工作性能，甚至使控制失灵等。因此，必须设置气源净化设备去除油、水和灰尘等，对压缩空气进行净化处理。压缩空气中的灰尘和油分常用过滤的方法除掉；所含的水分以液滴状态和水蒸气状态与空气混合在一起的，对前者用冷却器和油水分离器就可排除，对后者需用冷冻式干燥器或吸附式干燥器来排除。压缩空气净化设备可分为两类：一类为主管道净化设备，主要有后冷却器、各种大流量过滤器、各种干燥器、贮气罐等；另一类为支管道净化处理装置，主要有各种小流量过滤器。压缩空气净化过程包括冷却，干燥和过滤三个部分。以下为常用压缩空气净化设备（3）空气干燥器空气干燥器的作用是用于除去
6、压缩空气中的水分，得到干燥空气。它在气动元件中是属于大型、高价的元件。压缩空气中的水分，除了会对气动元件和配管产生腐蚀外，对油漆、电镀和塑料制品表面的变质，气泡的产生，润滑油的稀释，化学药品和食品的污染等也有很大的影响。因此在气源净化处理上，水分是应该与油分、灰尘同等考虑的重要因素之一。在考虑气源净化时，应尽量安装空气干燥器。冷冻式干燥器冷冻式干燥器是利用制冷设备将空气冷却到一定的露点温度，空气中水蒸气饱和析出水分，凝结成水滴并清除出去。冷冻式干燥器由于受水的冰点温度的限制，其冷冻温度不可能很低，一般在0.7MPa 时的压力露点温度约 210。冷冻式空气干燥机的工作原理如图 1210 所示：最
7、初进入空气干燥机是湿热空气，先在热交换器中，靠已除湿的干燥冷空气预冷却。然后进入冷却装置，被制冷剂冷却到 25以除湿。最后，冷凝变成的水滴被分水排水器排走，而除湿后的冷空气进入热交换器，被入口进来的暖空气加热，其湿度降低后由出口输出。吸附式干燥器吸附式干燥器是利用硅胶、活性氧化铝、分子筛等吸附剂（干燥剂）表面能物理性吸附水分的特性来清除水分的。由于水分和这些干燥剂之间没有化学反应，因此不需要更换干燥剂，但必须定期对干燥剂进行再生。按再生的方法分为带加热器的加热再生和使用部分干燥空气吹干的无热再生。吸附式干燥器由于不受水的冰点温度的限制，因此干燥效果较好，干燥后的空气在大气压下的露点温度可达-4
8、0-70。吸附式干燥器工作原理如图 1211 所示，它有两个填满吸附剂的相同容器。潮湿空气从一个吸附筒的上部流到下部，水分被吸附剂吸收而得到干燥，另一个吸附筒此时接通鼓风机，用加热器产生的热风把饱和的吸附剂中的水分带走并排放入大气，使吸附剂再生。两个吸附筒定期的交换工作（约 510min）使吸附剂产生吸附和再生，这样可得到连续输出的干燥压缩空气3）高分子膜隔膜式干燥器冷冻式和吸附式干燥器工作时需要电力，成本高、体积大，安装也比较困难，所以国外新研究了一种高分子膜隔膜式干燥器，它具有无可动部件、维修量小、无需电源、重量轻、成本低、工作时不会产生冷凝水等优点。它主要采用中空的高分子膜隔，可使水蒸气
9、很容易透过，而空气很难透过，高分子膜隔膜式干燥器原理如图 1212 所示，湿空气从中空的高分子膜管内部流过，其外侧与大气相通，当湿空气流过时，空气中的水蒸气透过分子膜向外透析到外侧，并由少量的压缩空气带出干燥器外，在出口处就获得连续输出的干燥空气，出口空气可达-20-40 大气露点。后冷却器安装在空气压缩机的出口，它的作用是将空气压缩机产生的高温压缩空气由120170降低到 4050，使压缩空气中的油雾和水气达到饱和，使其大部分析出并凝结成油滴和水滴分离出来，以便将其清除，达到初步净化压缩空气的目的。后冷却器主要有风冷式和水冷式两种。1）风冷式后冷却器图 127 所示为风冷式后冷却器，其工作原
10、理是：压缩空气通过管道，由风扇产生的冷空气强迫吹向管道，冷热空气在管道壁面进行热交换，被冷却的压缩空气输出口温度大约比室温高 15左右。风冷式后冷却器能将压缩机产生的高温压缩空气冷却到 40以下，能有效除去空气中水份。它具有结构紧凑，重量轻，安装空间小，便于维修，运行成本低等优点。但处理气量较少。4）过滤器过滤器的作用是用于滤除空气中含有的固体颗粒、水分、油分等各类杂质。1）空气过滤器典型的空气过滤器如图1213 所示。其工作原理为，压缩空气由输入口进入过滤器内部后，由于旋风叶片的导向，在内部产生强烈的旋转，在离心力的作用下，空气中混有的大颗粒固体杂质、液态水滴和油滴等被甩到过滤器壳体内表面上
11、，在重力作用下沿壁面沉降到底部，由手动或自动排水器排出。气体通过滤芯 5 进一步清除其中的固态粒子，洁净的空气便从输出口输出。挡水板可防止气流的旋涡卷起沉积的污水，造成二次污染。空气过滤器分为主管道过滤器和支管道过滤器。主管道过滤器安装在贮气罐的出口，除去压缩空气中的油污、水和其它杂质，增加下游干燥效果及延长精密过滤器的寿命，防止设备故障。它没有标准过滤器的导流板，过滤面积大，装在内部的自动排水器能确保排出积聚的水。空气过滤器的主要性能指标有流量特性、分水效率和过滤精度。流量特性表示在额定流量下其进出口两端压力差与通过该元件中的标准流量之间的关系。它是衡量过滤器阻力大小的标准，在满足过滤精度条
12、件下，希望阻力越小越好。分水效率是衡量过滤器分离水分能力的指标。一般要求分水效率大于80%。过滤精度表示能够滤除灰尘最小颗粒的尺寸值，有 2m，5m，25m 等。标准过滤精度为 5m。过滤精度的高低与滤芯的通气孔大小有直接关系。孔径越大，过滤精度越低，但阻力损失也低。2）分水排水器通常使用的空气过滤器很难分离来自压缩机来的油雾，因为气状溶胶油粒子及微粒直径小于 23m 时已很难附着在物体上，要分离这些微滴油雾，需要使用分水排水器。分水排水器其结构和工作原理如图1214 所示。压缩空气由输入口进入过滤器内滤芯的内表面，由于容积的突然扩大，气流速度减慢，形成层流进入滤层。空气在透过纤维滤层的过程中
13、，由于扩散沉积、直接拦截、惯性沉积等作用，细微的油雾粒子被捕获，并在气流作用下进入泡沫塑料滤层。油雾粒子在通过泡沫滤层的过程中，相互凝聚，长大成颗粒度较大的液态油滴，在重力作用下沿泡沫塑料外表面沉降至过滤器底部，由自动排污器排出。5油雾器在气动元件中，气缸、气马达或气阀等内部常有滑动部分，为使其动作灵活、经久耐用一般需加入润滑油润滑。油雾器是一种特殊的注油装置，其作用是使润滑油雾化后注入空气流中，随着空气流动进入需要润滑的部件，达到润滑的目的。图 1215 所示为普通油雾器的结构原理图，在油雾器的气流通道中有一个立杆1，立杆上有两个通道口，上面背向气流的是喷油口B，下面正对气流的是油面加压通道
14、口A。其工作原理为，压缩空气从输入口进入后，一小部分进入A 口的气流经加压通道至截止阀2，在压缩空气刚进入时，钢球被压在阀座上，但钢球与阀座密封不严，有点漏气（将截止阀2打开），可使储油杯3 上腔 C 的压力逐渐升高，使杯内油面受压，迫使储油杯内的油液经吸油管 4、单向阀 5 和节流阀 6 滴入透明视油器 7 内，然后从喷油口 B 被主气道中的气流引射出来，在气流气动力和油粘性力对油滴的作用下，润滑油雾化后随气流从输出口输出。节流阀 6 用来调节滴油量，滴油量可在0200 滴分内变化。油雾器的主要性能指标有流量特性，起雾空气流量和油雾粒度等。流量特性也称为压力流量特性，它表征了在给定进气压力下
15、，随着通过空气流量的变化，油雾器进出口压力降的变化情况。油雾器中通过额定流量时，进出口压力降一般不超过0.15 MPa。当油位处于最高位置，节流阀全开，气流压力为0.5 MPa 时，起雾时的最小空气流量规定为额定空气流量的 40%。油雾粒度是油雾器的一个重要性能指标。油雾粒度过大或过小，都会导致润滑或冷却效果下降。油雾粒径规定在试验压力0.5 MPa，输油量为30 滴/min 时，其粒径不大于50 m。油雾器的选用主要根据气动系统所需气体流量及油雾粒径大小来确定。一次油雾器的油雾粒径约为 2035 m，二次油雾器油雾粒径可达5 m。油雾器一般安装在空气过滤器和减压阀之后，尽量靠近换向阀，与阀的
16、距离不应超过5m。油雾器和换向阀之间的管道容积应为气缸行程容积的80%以下，当管道中有节流装置时上述容积比例应减半。安装时应注意进出口不能接错，垂直设置，不可倒置或倾斜。保持正常油面，不应过高或过低。油雾器供油量根据使用条件的不同而不同，一般以10 m3自由空气（标准状态下）供给1 cm3的油量为基准。使用中，据实际情况适当调节滴油量。6气源处理三联件在气动技术中，将空气过滤器、减压阀和油雾器统称为气动“三大件”，它们虽然都是独立的气源处理元件，可以单独使用，但在实际应用时却又常常组合在一起作为一个组件使用，气源处理三联件如图1216 所示。其工作原理是：压缩空气首先进入空气过滤器，经除水滤灰
17、净化后进入减压阀，经减压后控制气体的压力以满足气动系统的要求，输出的稳压气体最后进入油雾器，将润滑油雾化后混入压缩空气一起输往气动装置。（2）贮气罐贮气罐的作用是贮存一定数量的压缩空气；消除压力波动，保证输出气流的连续性；调节用气量或以备发生故障和临时需要应急使用；进一步分离压力空气中的水分和油分。对于活塞式空压机，应考虑在压缩机和后冷却器之间安装缓冲气罐，以消除空压机输出压力的脉动，保护后冷却器；而螺杆式空压机，输出压力比较平稳，一般不必加缓冲气罐。一般气动系统中的气罐多为立式，它用钢板焊接而成，并装有放泄过剩压力的安全阀、指示罐内压力的压力表和排放冷凝水的排水阀，如图129 所示。活塞式压
18、缩机活塞式压缩机是通过曲柄连杆机构使活塞作往复运动而实现吸气、压气，并达到提高气体压力的目的图 122 所示为单级活塞式压缩机工作原理图。它主要由缸体 2、活塞 3、活塞杆 4、曲柄连杆机构 6，7、吸气阀 8 和排气阀 1 组成。工作时，曲柄7 由原动机（电动机）带动旋转，驱动活塞3 在缸体 2 内作往复运动。当活塞向右运动时，气缸内容积增大而形成真空，外界空气在大气压力作用下推开吸气阀 8 而进入气缸中，这个过程称为吸气过程；当活塞反向运动时，吸气阀 8 关闭，随着活塞的左移，缸内空气受到压缩而使压力升高，这个过程称为压缩过程。当气缸内压力增高到略高于输气管路中的压力时，排气阀 1 打开，
19、气体便被排入输气管路内，这个过程称为排气过程。曲柄旋转一周，活塞往复运动一次，即完成一个工作循环。单级活塞式空压机，常用于需要 0.30.7 MPa 压力范围的系统。单级活塞式空压机若压力超过 0.6 MPa，各项性能指标将急剧下降，因此，大多数空气压缩机是采用多缸多活塞的组合。采用多级压缩可以提高输出压力。通过进行中间冷却，降低空气温度，提高工作效率空压机润滑油的作用润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑油占全部润滑材料的85%，种类牌号繁多，现在世界年用量约 3800 万吨。对润滑油总的要求是：（1）减摩抗磨
20、，降低摩擦阻力以节约能源，减少磨损以延长机械寿命，提高经济效益；（2）冷却，要求随时将摩擦热排出机外；（3）密封，要求防泄漏、防尘、防窜气；（4）抗腐蚀防锈，要求保护摩擦表面不受油变质或外来侵蚀；（5）清净冲洗，要求把摩擦面积垢清洗排除；（6）应力分散缓冲，分散负荷和缓和冲击及减震；（7）动能传递，液压系统和遥控马达及摩擦无级变速等。油气分离元件油气分离元件是决定空压机压缩空气品质的关键部件，高质量的油气分离 元件不仅可保证压缩机的高效率工作，且滤芯寿命可达数千小时。从压缩机头出来的压缩空气夹带大大小小的油滴。大油滴通过油气分离罐时易分离，而小油滴（直径 1um 以下悬浮油微粒）则必须通过油气
21、分离滤芯的 微米及玻纤滤料层过滤。油微粒经过滤材的扩散作用，直接被滤材拦截以及惯 性碰撞凝聚等机理，使压缩空气中的悬浮油微粒很快凝聚成大油滴，在重力作 用下油集聚在油分芯底部，通过底部凹处回油管进口返回机头润滑油系统，从而使压缩机排出更加纯净无油的压缩空气。压缩空气中的固体粒子经过油分芯 时滞留在过滤层中，这就导致了油分芯压差（阻力）不断增加。随着油分芯使用时间增长，当油分芯压差达到 0.08 到 0.1Mpa 时，滤芯必须更换，否则增加压缩机运行成本（耗电）。空压机工作流程图空压机工作流程图进口空气水气路流程气路流程空气湿空气空气/油混合物油油路流程油路流程1 进气口过滤器2 进气口阀门3 压缩转子4 单向阀5 油气分离器芯6 最小压力阀7 后冷却器8 水分离器，带有疏水阀9 油箱10 油冷却器11 温度调节旁通阀12 油过滤器13 油停止阀