设备控制基础第五章

1、第五章气压传动控制第一节气源装置各部件介绍第一节气源装置各部件介绍第二节气动执行元件第二节气动执行元件第三节气动控制元件第三节气动控制元件第四节气压传动基本回路第四节气压传动基本回路第一节气源装置各部件介绍 气源装备是一套用来产生具有足够压力和流量的压缩空气并将其净气源装备是一套用来产生具有足够压力和流量的压缩空气并将其净化、处理及储存的装置，它的主体部分是空气压缩机，它是将原动机化、处理及储存的装置，它的主体部分是空气压缩机，它是将原动机输出的机械能转变成气体压力能的装置，常见的气源装置如输出的机械能转变成气体压力能的装置，常见的气源装置如图图5-1所所示。示。 在原动机的驱动下，空气压缩机

2、在原动机的驱动下，空气压缩机1输出一定压力和流量的空气，经冷输出一定压力和流量的空气，经冷却器却器2对输出其高温气体进行冷却，再通过油水分离器对输出其高温气体进行冷却，再通过油水分离器3凝出油滴、水凝出油滴、水滴等杂质后进入储气罐滴等杂质后进入储气罐4储存，用于一般要求的气动系统。对于要求储存，用于一般要求的气动系统。对于要求较高的气动系统如气动仪表等，则还需要进一步干燥较高的气动系统如气动仪表等，则还需要进一步干燥(干燥器干燥器5)和过滤和过滤(过滤器过滤器6)后，才能进入该系统，即由储气罐后，才能进入该系统，即由储气罐7输出。输出。 下一页 返回第一节气源装置各部件介绍1.空气压缩机空气压

3、缩机 空气压缩机的种类很多，如按工作原理的不同可分为速度型和容积空气压缩机的种类很多，如按工作原理的不同可分为速度型和容积型。型。 速度型空气压缩机是指随着气体连续地由入口流向出口，将动能换速度型空气压缩机是指随着气体连续地由入口流向出口，将动能换成势能来提高气体压力的一种压缩机，如离心式和转子式就属于这一成势能来提高气体压力的一种压缩机，如离心式和转子式就属于这一类空气压缩机。容积型空气压缩机是指通过运动部件的位移，使一定类空气压缩机。容积型空气压缩机是指通过运动部件的位移，使一定容积的气体顺序地吸入和排出封闭空间，以提高静压力的压缩机。按容积的气体顺序地吸入和排出封闭空间，以提高静压力的压

4、缩机。按结构形式可分为往复式和回转式两种，如活塞式和滑片式空气压缩机结构形式可分为往复式和回转式两种，如活塞式和滑片式空气压缩机等。等。 上一页 下一页 返回第一节气源装置各部件介绍在气压传动中，一般多采用容积式空气压缩机，其中最常使用的机型在气压传动中，一般多采用容积式空气压缩机，其中最常使用的机型为活塞式低压空气压缩机，其产生的压缩空气的压力通常小于为活塞式低压空气压缩机，其产生的压缩空气的压力通常小于1 MPa。 2.冷却器冷却器 冷却器是安装在压缩机的出口处，用于降低压缩空气的温度，并使冷却器是安装在压缩机的出口处，用于降低压缩空气的温度，并使压缩空气中的大部分水汽、油气冷凝成水滴、油

5、滴，以便经油水分离压缩空气中的大部分水汽、油气冷凝成水滴、油滴，以便经油水分离器析出，其结构形式有列管式、散热片式、套管式、蛇管式和板式等。器析出，其结构形式有列管式、散热片式、套管式、蛇管式和板式等。常用的有蛇管式冷却器，如常用的有蛇管式冷却器，如图图5-2所示为其结构示意图和符号。所示为其结构示意图和符号。 上一页 下一页 返回第一节气源装置各部件介绍3.油水分离器油水分离器 油水分离器的作用是用离心、撞击、水洗等方法使压缩空气中凝集油水分离器的作用是用离心、撞击、水洗等方法使压缩空气中凝集的水分、油分等杂质从压缩空气中分离出来，使空气得到初步净化，的水分、油分等杂质从压缩空气中分离出来，

6、使空气得到初步净化，其结构形式有环回转式，撞击折回式、离心旋转式和水浴式等。其结构形式有环回转式，撞击折回式、离心旋转式和水浴式等。 如如图图5-3所示为常见的撞击挡板式油水分离器所示为常见的撞击挡板式油水分离器结构示意图及其符号。当压缩空气进入油水分离器后，气流先受隔板结构示意图及其符号。当压缩空气进入油水分离器后，气流先受隔板阻挡被撞击折回向下，继而又回升向上，产生环形回转，流向和速度阻挡被撞击折回向下，继而又回升向上，产生环形回转，流向和速度急剧变化，这样在离心力和惯性力作用下，将密度比压缩空气大的油急剧变化，这样在离心力和惯性力作用下，将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来并沉降在壳体

7、底部。滴和水滴分离出来并沉降在壳体底部。上一页 下一页 返回第一节气源装置各部件介绍4.储气罐储气罐 储气罐的作用是储气罐的作用是:消除压力波动，保证输出气流和连续性消除压力波动，保证输出气流和连续性;储存一定储存一定数量的压缩空气，以调节用气量或以备发生故障和临时需要时应急使数量的压缩空气，以调节用气量或以备发生故障和临时需要时应急使用，它还可以进一步分离压缩空气中的水分和油分。其结构示意图和用，它还可以进一步分离压缩空气中的水分和油分。其结构示意图和符号如符号如图图5-4所示。在储气罐上应设置安全阀、压力表、排污管阀、所示。在储气罐上应设置安全阀、压力表、排污管阀、清洗入孔或手孔等。清洗入

8、孔或手孔等。 5.干燥器干燥器 干燥器的作用是为了满足对气源品质要求较高的气动仪表、射流元干燥器的作用是为了满足对气源品质要求较高的气动仪表、射流元件组成系统的需要，把已初步净化的压缩空气进一步净化，吸收和排件组成系统的需要，把已初步净化的压缩空气进一步净化，吸收和排出其中的水分，油分及杂质，使湿空气变为干燥的空气。干燥器的形出其中的水分，油分及杂质，使湿空气变为干燥的空气。干燥器的形式有吸附式，加热式，冷冻式等几种。式有吸附式，加热式，冷冻式等几种。 上一页 下一页 返回第一节气源装置各部件介绍图图5-5所示为吸附式干燥器及图形符号。湿空气从管所示为吸附式干燥器及图形符号。湿空气从管1进入干

9、燥器，通进入干燥器，通过吸附剂层过吸附剂层12,钢丝过滤网钢丝过滤网11、上栅板、上栅板10和下吸附剂层和下吸附剂层9后，其中的水后，其中的水分被吸附剂吸收而得到干燥，然后再经过钢丝过滤网分被吸附剂吸收而得到干燥，然后再经过钢丝过滤网8、下栅板、下栅板7和过和过滤网滤网6，由输出管，由输出管5排出。排出。 6.空气过滤器空气过滤器 空气过滤器的作用是滤除压缩空气的水分，油滴及杂质，以达到气空气过滤器的作用是滤除压缩空气的水分，油滴及杂质，以达到气动系统所要求的净化程度。它的基本结构及其符号如动系统所要求的净化程度。它的基本结构及其符号如图图5-6所示。压所示。压缩空气从输入口进入后，被引入旋风

10、叶子缩空气从输入口进入后，被引入旋风叶子1,旋风叶子上有许多成一定旋风叶子上有许多成一定角度的缺口，迫使空气沿旋风叶子的切线方向强烈旋转，夹杂在空气角度的缺口，迫使空气沿旋风叶子的切线方向强烈旋转，夹杂在空气中的水滴，油滴和杂质在离心力的作用下被分离出来，沉积在存水杯中的水滴，油滴和杂质在离心力的作用下被分离出来，沉积在存水杯底，而气体经过中间滤芯时，又将其中的微粒杂质和雾状水分滤下，底，而气体经过中间滤芯时，又将其中的微粒杂质和雾状水分滤下，使其沿挡水板流入杯底，洁净空气便可经输出口输出。使其沿挡水板流入杯底，洁净空气便可经输出口输出。上一页返回第二节气动执行元件 气动执行元件有做直线往复运

11、动的气缸，做连续回转运动的气电动气动执行元件有做直线往复运动的气缸，做连续回转运动的气电动机和做不连续回转运动的摆动电动机等。机和做不连续回转运动的摆动电动机等。一、气动电动机一、气动电动机 气电动机是将气体的压力能转换成旋转运动机械能的输出装置，分气电动机是将气体的压力能转换成旋转运动机械能的输出装置，分连续回转式和摆动式两类。它的工作原理与同类液压电动机的工作原连续回转式和摆动式两类。它的工作原理与同类液压电动机的工作原理相似。如理相似。如图图5-7所示为双向旋转叶片式气电动机的工作原理图。它所示为双向旋转叶片式气电动机的工作原理图。它有有4个叶片，叶片个叶片，叶片1可以在转子槽内做径向运

12、动。转子和输出轴连在一可以在转子槽内做径向运动。转子和输出轴连在一起，并与定子有一个偏心距。当压缩空气从起，并与定子有一个偏心距。当压缩空气从A口进入气室后，作用在口进入气室后，作用在叶片的外伸部分，产生转矩带动转子叶片的外伸部分，产生转矩带动转子2作逆时针转动，输出旋转机械作逆时针转动，输出旋转机械能，做功后的气体从排气口能，做功后的气体从排气口G排出，剩余空气气体则经孔排出，剩余空气气体则经孔B排出。排出。下一页 返回第二节气动执行元件改变压缩空气进气孔改变压缩空气进气孔(即改为由即改为由B孔进气孔进气)，电动机将反向旋转。转子，电动机将反向旋转。转子转动的离心力和叶片底部的气压力或弹簧力

13、使得叶片紧紧地压在定子转动的离心力和叶片底部的气压力或弹簧力使得叶片紧紧地压在定子3的内壁上，以保障密封。的内壁上，以保障密封。二、气缸二、气缸气缸是气动系统中使用最多的一种执行元件，根据使用条件不同，其气缸是气动系统中使用最多的一种执行元件，根据使用条件不同，其结构，形状也有多种形式。常见气缸的分类及特点见结构，形状也有多种形式。常见气缸的分类及特点见表表5-1。 普通气缸工作时，由于气体具有可压缩性，当外界负载变化较大时，普通气缸工作时，由于气体具有可压缩性，当外界负载变化较大时，气缸可能产生气缸可能产生“爬行爬行”或或“自走自走”现象，因此，气缸不易获得平稳现象，因此，气缸不易获得平稳;

14、要想准确控制气缸位置时，可采用气一液阻尼。要想准确控制气缸位置时，可采用气一液阻尼。上一页 下一页 返回第二节气动执行元件如如图图5-8所示为气一液阻尼缸的原理图，它由气缸和液压缸串联而成，所示为气一液阻尼缸的原理图，它由气缸和液压缸串联而成，两缸的活塞用一根活塞杆带动，在液压缸进出口之间装有单向节流阀。两缸的活塞用一根活塞杆带动，在液压缸进出口之间装有单向节流阀。当右端供气时，气缸克服外载荷并带动油缸活塞同时向左运动，此时当右端供气时，气缸克服外载荷并带动油缸活塞同时向左运动，此时油缸左腔排油，单向阀油缸左腔排油，单向阀3关闭，油液只能经节流阀缓慢流入油腔，节关闭，油液只能经节流阀缓慢流入油

15、腔，节流阀此时起阻尼作用，如果调节节流口的大小，即能达到调节活塞运流阀此时起阻尼作用，如果调节节流口的大小，即能达到调节活塞运动速度的目的。由于有液体的参与，气缸活塞的运动平衡性大大提高动速度的目的。由于有液体的参与，气缸活塞的运动平衡性大大提高;当压缩空气经换向阀从气缸左腔进入时，油缸右腔排油，此时因单向当压缩空气经换向阀从气缸左腔进入时，油缸右腔排油，此时因单向阀阀3开启，活塞能快速返回原来位置。开启，活塞能快速返回原来位置。上一页返回第三节气动控制元件 在气动系统中，控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量、流在气动系统中，控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号的重

16、要元件。利用它们可以组成各种气动控制回路，动方向和发送信号的重要元件。利用它们可以组成各种气动控制回路，使气动执行元件按设计的程序正常工作。气动元件按功能和用途可分使气动执行元件按设计的程序正常工作。气动元件按功能和用途可分为压力控制阀、方向控制阀和流量控制阀三大类。此外，还有通过改为压力控制阀、方向控制阀和流量控制阀三大类。此外，还有通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的气动逻辑阀和射流阀等。变气流方向和通断实现各种逻辑功能的气动逻辑阀和射流阀等。一、方向控制阀一、方向控制阀 气动方向控制阀是用来控制压缩空气的流动方向和气流通断的。其气动方向控制阀是用来控制压缩空气的流动方向和气流通断的。

17、其分类方法与液压方向控制阀类似，但由于气动所具有的特点，又有所分类方法与液压方向控制阀类似，但由于气动所具有的特点，又有所不同。按阀内气流的流动方向及控制方式分为单向型方向控制阀和换不同。按阀内气流的流动方向及控制方式分为单向型方向控制阀和换向型控制阀。单向型方向控制阀包括单向阀、梭阀、双压阀和快速排向型控制阀。单向型方向控制阀包括单向阀、梭阀、双压阀和快速排气阀等。换向型控制阀包括气压、电磁、机械、人力控制换向阀和时气阀等。换向型控制阀包括气压、电磁、机械、人力控制换向阀和时间控制阀等。间控制阀等。下一页 返回第三节气动控制元件1.单向型方向控制阀单向型方向控制阀 单向型方向控制阀只允许气流

18、沿着一个方向流动。其单向阀与液压单向型方向控制阀只允许气流沿着一个方向流动。其单向阀与液压单向阀类似，在此不再重复。单向阀类似，在此不再重复。 (1)梭阀梭阀相当于两个单向阀的组合，其作用相当于梭阀梭阀相当于两个单向阀的组合，其作用相当于“或门或门”，故，故又称或门型梭阀。如又称或门型梭阀。如图图5-9所示为梭阀的结构及图形符号。梭阀有两所示为梭阀的结构及图形符号。梭阀有两个输入口个输入口P1和和P2及一个输出口及一个输出口A,阀芯在两个方向上均起单向阀作用，阀芯在两个方向上均起单向阀作用，但但P1与与P2不相通。当不相通。当P1进气时，阀芯将进气时，阀芯将P2口切断，口切断，P1与与A口相通

19、，口相通，A口口有输出。当有输出。当P2口进气时，阀芯口进气时，阀芯P1口被切断，口被切断， P1口与口与A口相通，同样口相通，同样A口有输出。只有当口有输出。只有当P1, P2都无信号输入时，都无信号输入时，A才无信号输出。梭阀可将才无信号输出。梭阀可将控制信号有次序地输入控制执行元件，在气动系统中应用较广。控制信号有次序地输入控制执行元件，在气动系统中应用较广。上一页 下一页 返回第三节气动控制元件(2)双压阀双压阀也相当于两个单向阀的组合，其作用相当于双压阀双压阀也相当于两个单向阀的组合，其作用相当于“与门与门”，故又称为故又称为“与门型梭阀与门型梭阀”。如。如图图5-10所示为双压阀的

20、结构及图形符号。所示为双压阀的结构及图形符号。它有两个输出入口它有两个输出入口P1和和P2个输出口个输出口A，当，当P1或或P2单独有输入时，阀芯单独有输入时，阀芯被推向另一侧，被推向另一侧，A无输出。只有当无输出。只有当P1和和P2同时有输入时，同时有输入时，A才有输出。才有输出。当当P1与与P2输入的气压不等时，气压低的通过输入的气压不等时，气压低的通过A输出。输出。 双压阀在气动回路中适用于互锁回路，起逻辑双压阀在气动回路中适用于互锁回路，起逻辑“与作用与作用”。 (3)快速排气阀又称快排阀，它的作用是使气动元件或装置快速排气快速排气阀又称快排阀，它的作用是使气动元件或装置快速排气以提高

21、气缸的运动速度。如以提高气缸的运动速度。如图图5-11所示为快速排气阀的结构图及图形所示为快速排气阀的结构图及图形符号。当压缩空气从符号。当压缩空气从P口进入时，膜片口进入时，膜片1被压下而封住排气口，气流经被压下而封住排气口，气流经膜片四周小孔及膜片四周小孔及A口流出。当气流反向流动时，口流出。当气流反向流动时，A口处气压将膜片顶口处气压将膜片顶起并封住起并封住P口，口，A口气体经口气体经0口迅速排出。口迅速排出。上一页 下一页 返回第三节气动控制元件快速排气阀通常安装在换向阀与气缸之间，使气缸的排气过程不需要快速排气阀通常安装在换向阀与气缸之间，使气缸的排气过程不需要通过换向阀就能够快速完

22、成，从而加快气缸往复运动速度。通过换向阀就能够快速完成，从而加快气缸往复运动速度。 2.换向型控制阀换向型控制阀 换向型控制阀简称换向阀，它是通过改变气流通道使气体流动方向换向型控制阀简称换向阀，它是通过改变气流通道使气体流动方向发生变化，从而改变气动执行元件的运动方向的。根据操纵的方式不发生变化，从而改变气动执行元件的运动方向的。根据操纵的方式不同可分为气压、电磁、机械、人力控制换向阀及时间控制换向阀等。同可分为气压、电磁、机械、人力控制换向阀及时间控制换向阀等。上一页 下一页 返回第三节气动控制元件(1)气压控制换向阀气压控制换向阀是利用气体压力为动力使主阀芯运气压控制换向阀气压控制换向阀

23、是利用气体压力为动力使主阀芯运动来改变气体流向的。按控制方式的不同可分为加压控制、卸压控制动来改变气体流向的。按控制方式的不同可分为加压控制、卸压控制和差压控制三种和差压控制三种;按主阀结构的不同又可分为截止式和滑阀式两种，按主阀结构的不同又可分为截止式和滑阀式两种，滑阀式气控换向阀的结构和原理与液压方向换向阀基本相同，只是工滑阀式气控换向阀的结构和原理与液压方向换向阀基本相同，只是工作介质不一样。在此主要介绍截止式换向阀。作介质不一样。在此主要介绍截止式换向阀。 如如图图5-12所示为二位三通单气控截止式换向阀的工作原理图及图形所示为二位三通单气控截止式换向阀的工作原理图及图形符号。符号。上

24、一页 下一页 返回第三节气动控制元件图图5-12(a)是没有控制信号时的状态，此时阀芯是没有控制信号时的状态，此时阀芯1在弹簧在弹簧2和和P腔气体压腔气体压力的共同作用下，使力的共同作用下，使P与与A口断开，口断开，A与与0接通，阀处于排气状态接通，阀处于排气状态;图图5-12 ( b)是是K口有控制信号时的状态，由于口有控制信号时的状态，由于K腔控制气压的作用，阀芯腔控制气压的作用，阀芯1下移，此时下移，此时P与与4接通，接通，A与与0断开，阀处于进气状态二断开，阀处于进气状态二 截止式换向阀截止式换向阀除上述二位三通的形式外，还可组成二位四通、二位五通、三位四通除上述二位三通的形式外，还可

25、组成二位四通、二位五通、三位四通和三位五通等多种形式。它具有结构紧凑、换向行程短、阀开启时间和三位五通等多种形式。它具有结构紧凑、换向行程短、阀开启时间短、通流能力强、流量特性好等特点。此外，由于采用了软质密封，短、通流能力强、流量特性好等特点。此外，由于采用了软质密封，且阀芯始终有背压，所以关闭时密封性好，泄漏小，对过滤精度要求且阀芯始终有背压，所以关闭时密封性好，泄漏小，对过滤精度要求也不高。但换向力较大，换向时冲击力也较大，且不宜用在灵敏度要也不高。但换向力较大，换向时冲击力也较大，且不宜用在灵敏度要求较高的场合。求较高的场合。上一页 下一页 返回第三节气动控制元件(2)电磁控制换向阀气

26、压传动中的电磁换向阀与液压传动中的电磁换向电磁控制换向阀气压传动中的电磁换向阀与液压传动中的电磁换向阀一样，也是利用电磁力的作用来实现阀的切换以控制气流的流动方阀一样，也是利用电磁力的作用来实现阀的切换以控制气流的流动方向。按控制方式不同又分为直动式和先导式两种。它们的工作原理分向。按控制方式不同又分为直动式和先导式两种。它们的工作原理分别与液压阀中的电磁阀和电液动阀相似，只是二者的工作介质不同。别与液压阀中的电磁阀和电液动阀相似，只是二者的工作介质不同。 图图5-13为直动式单电控电磁阀的工作原理图及图形符号。它只有一为直动式单电控电磁阀的工作原理图及图形符号。它只有一个电磁铁，图个电磁铁，

27、图5-13(a)为常态，此时电磁线圈不通电，阀芯在复位弹簧为常态，此时电磁线圈不通电，阀芯在复位弹簧的作用下处于上端位置，的作用下处于上端位置，A与与0接通，阀处于排气状态。通电时，阀接通，阀处于排气状态。通电时，阀芯在电磁铁推动下，向下运动使芯在电磁铁推动下，向下运动使A与与0断开，断开，P与与A接通，阀处于进气接通，阀处于进气状态。状态。上一页 下一页 返回第三节气动控制元件(3)机械控制换向阀机械控制换向阀主要用于行程程序控制系统，作为机械控制换向阀机械控制换向阀主要用于行程程序控制系统，作为信号阀使用，所以又称为行程阀。它通常是依靠凸轮、撞块或其他机信号阀使用，所以又称为行程阀。它通常

28、是依靠凸轮、撞块或其他机械外力推动阀芯，使之换向。按阀芯头部结构形式分类有直动圆头式、械外力推动阀芯，使之换向。按阀芯头部结构形式分类有直动圆头式、滚轮式、杠杆滚轮式和可通过式等。滚轮式、杠杆滚轮式和可通过式等。 图图5-14为杠杆滚轮式机控阀结构图及图形符号，当撞块与滚轮为杠杆滚轮式机控阀结构图及图形符号，当撞块与滚轮1接接触后，通过杠杆触后，通过杠杆2,顶杆顶杆3使阀芯使阀芯5下移，下移，P与与A接通，接通，A与与0断开断开;当撞块当撞块松开时，弹簧松开时，弹簧6使阀芯上移，使阀芯上移，P与与A断开，同时断开，同时A与与T接通，即排气。接通，即排气。 借助于杠杆传力，可减小顶杆借助于杠杆传

29、力，可减小顶杆3所受的侧向力，此外还可以减少撞所受的侧向力，此外还可以减少撞块的机械压力。块的机械压力。 上一页 下一页 返回第三节气动控制元件(4)人力控制换向阀人力控制换向阀分为手动阀和脚踏阀两种，其操纵人力控制换向阀人力控制换向阀分为手动阀和脚踏阀两种，其操纵方式常有按钮式、旋钮式、锁式、推拉式和脚踏式等。由于其主阀部方式常有按钮式、旋钮式、锁式、推拉式和脚踏式等。由于其主阀部分结构和工作原理与前述几种换向阀相同，在此不作介绍。分结构和工作原理与前述几种换向阀相同，在此不作介绍。二、压力控制阀二、压力控制阀 在气压传动系统中，控制压缩空气的压力和依靠气压力来控制执行在气压传动系统中，控制

30、压缩空气的压力和依靠气压力来控制执行元件动作顺序的阀统称为压力控制阀。它们的共同特点是利用作用于元件动作顺序的阀统称为压力控制阀。它们的共同特点是利用作用于阀芯上压缩空气压力和弹簧力相平衡的原理进行工作。压力控制阀主阀芯上压缩空气压力和弹簧力相平衡的原理进行工作。压力控制阀主要有减压阀、顺序阀和安全阀。要有减压阀、顺序阀和安全阀。上一页 下一页 返回第三节气动控制元件1.减压阀减压阀 气动系统一般由空气压缩机先将空气压缩并储存在储气罐内，然后气动系统一般由空气压缩机先将空气压缩并储存在储气罐内，然后经管路输送给各气动装置使用。由于储气罐的压力一般比较高，每个经管路输送给各气动装置使用。由于储气

31、罐的压力一般比较高，每个执行机械所需的压力又不同，只有使用减压阀才能达到其要求。因此，执行机械所需的压力又不同，只有使用减压阀才能达到其要求。因此，减压阀是气动系统一种必不可缺少的调压元件。减压阀是气动系统一种必不可缺少的调压元件。 减压阀又称调压阀，按其调压的方式可分为直动型和先导型两种。减压阀又称调压阀，按其调压的方式可分为直动型和先导型两种。上一页 下一页 返回第三节气动控制元件图图5-15为为QTY型直动型减压阀的结构及其图形符号。压力为型直动型减压阀的结构及其图形符号。压力为p1的压缩的压缩空气由左端输入，经阀口空气由左端输入，经阀口H节流后，压力降为节流后，压力降为v 2输出。输出

32、。 v 2的大小可由的大小可由调压弹簧调压弹簧2, 3进行调节。顺时针旋转手柄，调压弹簧进行调节。顺时针旋转手柄，调压弹簧2, 3推动膜片推动膜片5和和阀芯阀芯9向下移动，增大阀口向下移动，增大阀口H的开度，的开度， v 2增大。若逆时针旋转旋钮增大。若逆时针旋转旋钮1，阀口阀口H的开度减小，的开度减小， v 2随之减小。随之减小。 当输入压力当输入压力p1增高时，输出的压力增高时，输出的压力v 2也随之增高，使膜片也随之增高，使膜片S下面的下面的压力也增高，将膜片压力也增高，将膜片S向上推，阀芯向上推，阀芯9在复位弹簧在复位弹簧10的作用下上移，从的作用下上移，从而使阀口而使阀口11的开度减

33、小，节流作用增强，输出压力降到调定值。反之，的开度减小，节流作用增强，输出压力降到调定值。反之，若输入压力下降，则输出压力也随之下降，膜片若输入压力下降，则输出压力也随之下降，膜片S下移，阀口下移，阀口11开度开度增大，节流作用降低，使输出压力回升到调定压力，以维持输出压力增大，节流作用降低，使输出压力回升到调定压力，以维持输出压力稳定。稳定。上一页 下一页 返回第三节气动控制元件 减压阀还有多种形式，如过滤减压阀，恒量排气式减压阀等。此外减压阀还有多种形式，如过滤减压阀，恒量排气式减压阀等。此外还有用于有害气体气路中的非溢流式减压阀等。还有用于有害气体气路中的非溢流式减压阀等。 2.顺序阀顺

34、序阀 顺序阀的作用是依靠气路中压力的大小来控制执行机械按先后顺序顺序阀的作用是依靠气路中压力的大小来控制执行机械按先后顺序进行动作。目前应用较多的是单向顺序阀，它是顺序阀与单向阀的组进行动作。目前应用较多的是单向顺序阀，它是顺序阀与单向阀的组合。合。图图5-16所示为单向顺序阀的工作原理图及图形符号。压缩空气进所示为单向顺序阀的工作原理图及图形符号。压缩空气进入左腔入左腔4作用在活塞作用在活塞3上，当气体压力超过压缩弹簧上，当气体压力超过压缩弹簧2上的力时，活塞上的力时，活塞3被顶起，压缩空气由被顶起，压缩空气由P经左腔经左腔4，右腔，右腔5至至A口输出。此时单向阀口输出。此时单向阀6在压在压

35、差力及弹簧力的作用下处于关闭状态。当差力及弹簧力的作用下处于关闭状态。当A口进气时，压缩空气顶开口进气时，压缩空气顶开单向阀单向阀6经左腔经左腔4向外排出。向外排出。上一页 下一页 返回第三节气动控制元件单向顺序阀常用于控制气缸自动顺序动作或不便于安装机控阀的场合。单向顺序阀常用于控制气缸自动顺序动作或不便于安装机控阀的场合。 3.安全阀安全阀 为了防止气动回路的元件及装置因气体压力过高遭到破坏或限制回为了防止气动回路的元件及装置因气体压力过高遭到破坏或限制回路中压力的阀称为安全阀，又称溢流阀。安全阀也有直动式和先导式路中压力的阀称为安全阀，又称溢流阀。安全阀也有直动式和先导式两种，直动式多用

36、于储气罐和管道上，先导式用于管道通径较大，空两种，直动式多用于储气罐和管道上，先导式用于管道通径较大，空气流量较大及远距离控制的场合，如气流量较大及远距离控制的场合，如图图5-17。 由小型直动阀的压力由小型直动阀的压力Pc作用于膜片上，膜片上的硬芯就是阀芯，压作用于膜片上，膜片上的硬芯就是阀芯，压在阀座上。当气源压力大于安全压力时，阀芯开启，压缩空气从左侧在阀座上。当气源压力大于安全压力时，阀芯开启，压缩空气从左侧输出孔排入大气。输出孔排入大气。上一页 下一页 返回第三节气动控制元件三、流量控制阀三、流量控制阀 流量控制阀是通过改变阀的通流截面积来实现流量控制的元件。常流量控制阀是通过改变阀

37、的通流截面积来实现流量控制的元件。常用的流量控制阀有节流阀，单向节流阀、排气节流阀等。用的流量控制阀有节流阀，单向节流阀、排气节流阀等。 1.节流阀节流阀 图图5-18为节流阀的结构及图形符号。压缩空气由为节流阀的结构及图形符号。压缩空气由P口输入，通过节口输入，通过节流口后，由流口后，由A口流出。调节螺杆，可改变节流口的开度，也就调节了口流出。调节螺杆，可改变节流口的开度，也就调节了压缩空气的流量。压缩空气的流量。上一页 下一页 返回第三节气动控制元件2.排气节流阀排气节流阀 排气节流阀和节流阀一样，也是靠调节通流面积来调节压缩空气的排气节流阀和节流阀一样，也是靠调节通流面积来调节压缩空气的

38、流量。所不同的是，排气节流阀安装在系统的排气口处，不仅能够控流量。所不同的是，排气节流阀安装在系统的排气口处，不仅能够控制执行元件的运动速度，而且因其常带有消声器件，具有减小排气噪制执行元件的运动速度，而且因其常带有消声器件，具有减小排气噪声的作用。所以常称其为排气消声节流阀。声的作用。所以常称其为排气消声节流阀。 图图5-19所示为排气节流阀的原理图及图形符号，其工作原理与节流所示为排气节流阀的原理图及图形符号，其工作原理与节流阀相似，靠调节节流口阀相似，靠调节节流口1处的通流面积来调节排气流量，由消声套处的通流面积来调节排气流量，由消声套2来来减小排气噪声。减小排气噪声。排气节流阀常安装在

39、换向阀和执行元件的排气口处，起单向节流阀的排气节流阀常安装在换向阀和执行元件的排气口处，起单向节流阀的作用。由于其结构简单，安装方便，能简化回路，所以其应用日益广作用。由于其结构简单，安装方便，能简化回路，所以其应用日益广泛。泛。上一页返回第四节气压传动基本回路 与液压传动系统一样，气压传动基本回路按其功能分类有与液压传动系统一样，气压传动基本回路按其功能分类有:控制系统控制系统压力的压力控制回路压力的压力控制回路;控制执行元件速度的速度控制回路控制执行元件速度的速度控制回路;控制执行元控制执行元件运动方向的方向控制回路以及其他控制回路等。件运动方向的方向控制回路以及其他控制回路等。一、方向控

40、制回路一、方向控制回路 1.单作用气缸换向回路单作用气缸换向回路 图图5-20 ( a)所示为二位三通电磁控制的换向回路。通电时，气缸的所示为二位三通电磁控制的换向回路。通电时，气缸的无杆腔进气，活塞杆伸出无杆腔进气，活塞杆伸出;断电时，在气缸上腔弹簧的作用下，活塞断电时，在气缸上腔弹簧的作用下，活塞杆缩回。图杆缩回。图5-20 ( b)所示为三位五通电一气控制的换向回路，该阀具所示为三位五通电一气控制的换向回路，该阀具有自动对中功能，可使气缸活塞停留在任意位置，但定位精度不高，有自动对中功能，可使气缸活塞停留在任意位置，但定位精度不高，定位时间不长。定位时间不长。 下一页 返回第四节气压传动

41、基本回路2.双作用气缸换向回路双作用气缸换向回路 图图5-21 (a)为小通径的手动换向阀控制二位五通主阀操纵气缸换向为小通径的手动换向阀控制二位五通主阀操纵气缸换向回路回路;图图5-21 (b)为二位五通双电控阀控制双作用气缸的换向回路。为二位五通双电控阀控制双作用气缸的换向回路。二、压力控制回路二、压力控制回路 压力控制回路用于调节和控制气压系统的压力，使其保持在某一规压力控制回路用于调节和控制气压系统的压力，使其保持在某一规定的范围之内。常用的有一次压力控制回路和二次压力控制回路。定的范围之内。常用的有一次压力控制回路和二次压力控制回路。 1.一次压力控制回路一次压力控制回路 一次压力控

42、制回路主要用于控制储气罐的压力，使其不超过规定压一次压力控制回路主要用于控制储气罐的压力，使其不超过规定压力值。力值。上一页 下一页 返回第四节气压传动基本回路如如图图5-22所示，当采用外控溢流阀所示，当采用外控溢流阀1控制时，若储气罐内压力超过规控制时，若储气罐内压力超过规定压力值时，溢流阀定压力值时，溢流阀1接通，空气压缩机输出的压缩空气由溢流阀接通，空气压缩机输出的压缩空气由溢流阀1排排入大气，使储气罐内压力保持规定压力值入大气，使储气罐内压力保持规定压力值;当采用电接点压力表当采用电接点压力表2来控来控制时，利用它直接控制空压机的转动或停止，使储气罐内压力不超过制时，利用它直接控制空

43、压机的转动或停止，使储气罐内压力不超过规定值。规定值。 采用溢流阀控制时，结构简单、工作可靠，但气量浪费大。采用电采用溢流阀控制时，结构简单、工作可靠，但气量浪费大。采用电接点压力表控制时，电接点压力表对电动机及控制要求高，常用于小接点压力表控制时，电接点压力表对电动机及控制要求高，常用于小型空压机的控制。型空压机的控制。 上一页 下一页 返回第四节气压传动基本回路2.二次压力控制回路二次压力控制回路 图图5-23所示为二次压力控制回路，其主要指控制气动控制系统的气所示为二次压力控制回路，其主要指控制气动控制系统的气源压力。输出压力的大小由溢流式减压阀调整。在该回路中，分水滤源压力。输出压力的

44、大小由溢流式减压阀调整。在该回路中，分水滤气器、减压阀、油雾器常联合使用，且常以组合件形式生产和供应。气器、减压阀、油雾器常联合使用，且常以组合件形式生产和供应。三、速度控制回路三、速度控制回路 气压传动系统因使用的功率不大，所以主要的调速方法是节流调速。气压传动系统因使用的功率不大，所以主要的调速方法是节流调速。 上一页 下一页 返回第四节气压传动基本回路1.单作用气缸的速度控制回路单作用气缸的速度控制回路 如如图图5-24 ( a)所示，图所示，图(a)为两个反接的单向节流阀，可分别控制活为两个反接的单向节流阀，可分别控制活塞杆伸出和缩回的速度塞杆伸出和缩回的速度;图图5-24 (b)所示

45、，气缸活塞上升时节流调速，所示，气缸活塞上升时节流调速，下降时则通过快速排气阀排气，使活塞杆快速返回。下降时则通过快速排气阀排气，使活塞杆快速返回。 2.双作用气缸的速度控制回路双作用气缸的速度控制回路 如如图图5-25所示，图所示，图(a)是利用两个单向节流阀来实现气缸活塞杆伸出是利用两个单向节流阀来实现气缸活塞杆伸出和缩回双向速度控制，都是经单向阀进气，由节流排气。图和缩回双向速度控制，都是经单向阀进气，由节流排气。图(b)也是也是采用排气节流阀的双向调速回路，其调速进气阻力小，且受外负载变采用排气节流阀的双向调速回路，其调速进气阻力小，且受外负载变化影响小，因此，比进气节流调速效果好。化

46、影响小，因此，比进气节流调速效果好。 上一页 下一页 返回第四节气压传动基本回路3.气液转换速度控制回路气液转换速度控制回路 图图5-26为气液转换速度控制回路，它是利用气一液转换器为气液转换速度控制回路，它是利用气一液转换器1和和2将气将气压转换为液压，用液压油来驱动液压缸压转换为液压，用液压油来驱动液压缸3，调节液压单向节流阀便可，调节液压单向节流阀便可使液压缸获得平稳的速度。该回路充分发挥了气动供气方便和液压速使液压缸获得平稳的速度。该回路充分发挥了气动供气方便和液压速度平稳、易控制等优点。度平稳、易控制等优点。四、其他控制回路四、其他控制回路 在气压传动系统中除了前面所述的三种控制回路

47、外，常用的还有安在气压传动系统中除了前面所述的三种控制回路外，常用的还有安全保护回路，顺序动作回路、缓冲回路、延时回路等。全保护回路，顺序动作回路、缓冲回路、延时回路等。上一页 下一页 返回第四节气压传动基本回路1.安全保护回路安全保护回路 由于过载或气压的突然降低以及气动执行机构的快速动作等原因可由于过载或气压的突然降低以及气动执行机构的快速动作等原因可能会危及操作人员设备的安全，因此在气压回路中，根据需要常采用能会危及操作人员设备的安全，因此在气压回路中，根据需要常采用一些安全保护回路。一些安全保护回路。 (1)过载保护回路，如过载保护回路，如图图5-27所示为气缸过载保护回路。阀所示为气

48、缸过载保护回路。阀2处于左处于左工位时，活塞向右伸出，在伸出的过程中若遇到障碍物，气缸无杆腔工位时，活塞向右伸出，在伸出的过程中若遇到障碍物，气缸无杆腔压力升高，当达到顺序阀压力升高，当达到顺序阀3调定的压力时，阀调定的压力时，阀3开启，使阀开启，使阀2换向，活换向，活塞立即退回实现过载保护。若无障碍，气缸向前运动时压下阀塞立即退回实现过载保护。若无障碍，气缸向前运动时压下阀5，活，活塞立即返回。塞立即返回。 (2)双手操作安全保护回路。如双手操作安全保护回路。如图图5-28所示，只有同时按下阀所示，只有同时按下阀1和阀和阀2,阀阀3才能转换至左工位工作，气缸活塞才能伸出。该系统常用于冲床、才

49、能转换至左工位工作，气缸活塞才能伸出。该系统常用于冲床、剪床等一类设备上，以保障人身安全。剪床等一类设备上，以保障人身安全。 上一页 下一页 返回第四节气压传动基本回路2.延时回路延时回路 如如图图5-29所示，当控制信号切换阀所示，当控制信号切换阀1使其位于上工位工作时，压缩使其位于上工位工作时，压缩空气经阀空气经阀1，单向节流阀，单向节流阀2进入储气罐进入储气罐3，即向储气罐，即向储气罐3充气。当储气罐充气。当储气罐3中的压力升高到使阀中的压力升高到使阀4换位时，压缩空气通过阀换位时，压缩空气通过阀4向外输出。由于储向外输出。由于储气罐气罐3充气到一定的压力需要一定的时间，所以从阀充气到一

50、定的压力需要一定的时间，所以从阀1动作到阀动作到阀4动作动作有一定的延时。有一定的延时。 3.顺序动作回路顺序动作回路 图图5-30所示为连续往复顺序动作控制回路。按下阀所示为连续往复顺序动作控制回路。按下阀1，主阀，主阀4切换至切换至左工位，气缸活塞右行。此时由于阀左工位，气缸活塞右行。此时由于阀3复位而将控制气路关闭，使阀复位而将控制气路关闭，使阀4不能复位，活塞继续右行，直至行程终点压下阀不能复位，活塞继续右行，直至行程终点压下阀2时，主阀时，主阀4的控制气的控制气体经阀体经阀2排出。主阀排出。主阀4在弹簧作用下复位在弹簧作用下复位(图示工位图示工位)，气缸活塞返回。，气缸活塞返回。当活塞返回至行程终点压下阀当活塞返回至行程终点压下阀3时，主阀时，主阀4又切换至左工位，重复上一又切换至左工位，重复上一循环动作。循环动作。上一页 下一页 返回第四节气压传动基本回路五、气压系统的故障分析与排除五、气压系统的故障分析与排除 气压系统的故障与液压系统一样，特别是其工作介质气压系统的故障与液压系统一样，特别是其工作介质压缩空气对压缩空气对气动系统的性能影响极大，它被污染将会使管路和元