第12章气压传动常用回路

1、o 气压传动的基本回路和液压回路一样，也是气压传动的基本回路和液压回路一样，也是一些相关的气动传动元件组成，并完成气动一些相关的气动传动元件组成，并完成气动系统的某一特定的功能系统的某一特定的功能。气动系统一般由最气动系统一般由最简单的基本回路组成。虽然基本回路相同，简单的基本回路组成。虽然基本回路相同，但由于组合方式不同，所得到的系统的性能但由于组合方式不同，所得到的系统的性能却各有差异。所以必须熟悉各种基本回路和却各有差异。所以必须熟悉各种基本回路和经过长期生产实践总结出的常用回路。经过长期生产实践总结出的常用回路。气动基本常用回路气动基本常用回路气液联动回路气液联动回路程序动作回路程序动

2、作回路安全保护回路安全保护回路12.1 12.1 气液联动回路气液联动回路o由于气体的可压缩性，运动速度不稳定，定位精由于气体的可压缩性，运动速度不稳定，定位精度不高。在气动调速、定位不能满足要求的场合，度不高。在气动调速、定位不能满足要求的场合，可采用气液联动。在气压回路中，采取气液联动，可采用气液联动。在气压回路中，采取气液联动，相当于把气压传动转换为液压传动，它充分利用了相当于把气压传动转换为液压传动，它充分利用了油液的近似不可以压缩性及排量容易控制的特点和油液的近似不可以压缩性及排量容易控制的特点和气动的快速性，能使执行元件的速度调节更稳定，气动的快速性，能使执行元件的速度调节更稳定，

3、运动能平稳。若采用气液增压回路，还能得到更大运动能平稳。若采用气液增压回路，还能得到更大的推力。的推力。12.1.112.1.1利用利用气液转换器的控制回路气液转换器的控制回路1.利用利用气液转换器的速度控制回路气液转换器的速度控制回路o 利用利用气液转换器气液转换器将将气压变成液压，驱气压变成液压，驱动液压缸运动，调动液压缸运动，调节节流阀的开度，节节流阀的开度，就可改变液压缸的就可改变液压缸的运动速度。运动速度。o 充分发挥了气动供充分发挥了气动供气方便和液压速度气方便和液压速度容易控制的特点。容易控制的特点。气液转换器气液转换器o 将气压信号转换为液压信号的一种转换器。将气压信号转换为液

4、压信号的一种转换器。o 常用于将气动调节仪表或气动手动操作器的输出信号转常用于将气动调节仪表或气动手动操作器的输出信号转换为液压信号，驱动液动执行机构动作。液动执行器具换为液压信号，驱动液动执行机构动作。液动执行器具有功率大、机械刚性好、动态响应快等特点，因此在精有功率大、机械刚性好、动态响应快等特点，因此在精密控制系统、重型机床、汽车、船舶和航空中都有广泛密控制系统、重型机床、汽车、船舶和航空中都有广泛的应用。而气动仪表对各种环境有很强的适应性，而且的应用。而气动仪表对各种环境有很强的适应性，而且容易维护、维修、系统投资费用低，因此在上述应用方容易维护、维修、系统投资费用低，因此在上述应用方

5、面常常采用气动仪表与液动执行器相结合的自动控制系面常常采用气动仪表与液动执行器相结合的自动控制系统，这时就要采用气液转换器。常用的气液转换器是与统，这时就要采用气液转换器。常用的气液转换器是与液压执行机构制成一体的。液压执行机构制成一体的。 气液转换器气液转换器 o 该产品是将气压直接转换成油压的元件，它是该产品是将气压直接转换成油压的元件，它是一个垂直安装的缸筒，里面灌满油，压缩空气，一个垂直安装的缸筒，里面灌满油，压缩空气，从筒空上端进气口进入缸体内，缸体内有一个从筒空上端进气口进入缸体内，缸体内有一个特殊挡板使空气均匀分布在液面上，使油产生特殊挡板使空气均匀分布在液面上，使油产生与气体同

6、样的压力，经缸筒下端出油口，输送与气体同样的压力，经缸筒下端出油口，输送到执行元件。到执行元件。12.1.112.1.1利用利用气液转换器的控制回路气液转换器的控制回路1.利用利用气液转换器的速度控制回路气液转换器的速度控制回路采用气液转换器实现双向调速采用气液转换器实现双向调速的气液联动回路，图中压缩空的气液联动回路，图中压缩空气经换向阀进入气液转换器的气经换向阀进入气液转换器的气腔中，并以同样大小的压力气腔中，并以同样大小的压力传递到油压腔，即将气压力转传递到油压腔，即将气压力转换为液压力，使油液强行挤出换为液压力，使油液强行挤出经过两个单向阀分别调节缸活经过两个单向阀分别调节缸活塞两个方

7、向的运动速度。塞两个方向的运动速度。2、气液转换器的速度控制回路、气液转换器的速度控制回路当二位五通单气控换向阀处于下当二位五通单气控换向阀处于下位接通时，压缩空气作用于动力位接通时，压缩空气作用于动力缸左腔活塞上，使缸右腔内油液缸左腔活塞上，使缸右腔内油液经行程阀进入气液转换器，气液经行程阀进入气液转换器，气液转换器内的气体排到大气中，同转换器内的气体排到大气中，同时缸的活塞实现时缸的活塞实现快速右移，快速右移，当挡当挡块压下行程阀时，切断该阀右腔块压下行程阀时，切断该阀右腔后，油液只能通过节流阀进入气后，油液只能通过节流阀进入气液转换器，使动力缸转化为液转换器，使动力缸转化为慢速慢速前进前

8、进。2、气液转换器的速度控制回路、气液转换器的速度控制回路调节行程阀的安装位置，就可以调调节行程阀的安装位置，就可以调节缸速度转换的起点，而当换向阀节缸速度转换的起点，而当换向阀回复图示位置时，压缩空气进入气回复图示位置时，压缩空气进入气液转换器并使油液被挤出气液转换液转换器并使油液被挤出气液转换器经单向阀进入动力缸右腔。缸的器经单向阀进入动力缸右腔。缸的活塞活塞快速向左退回快速向左退回，实现，实现“快进、快进、工进、快退工进、快退”的动作循环。由于缸的动作循环。由于缸的一腔是压缩空气，另一腔是油液。的一腔是压缩空气，另一腔是油液。所以活塞严格密封，避免气液串通，所以活塞严格密封，避免气液串通

9、，是保证速度稳定的关键。是保证速度稳定的关键。气液增压器气液增压器气液增压器气液增压器o 工作原理类似于压力增压器，对大径空气驱动活塞施工作原理类似于压力增压器，对大径空气驱动活塞施加一个很低的压力，当此压力作用于一个小面积活塞加一个很低的压力，当此压力作用于一个小面积活塞上时，产生一个高压。通过一个二位五通气控换向阀，上时，产生一个高压。通过一个二位五通气控换向阀，增压泵能够实现连续运行。由单向阀控制的高压柱塞增压泵能够实现连续运行。由单向阀控制的高压柱塞不断的将液体排出，增压泵的出口压力大小与空气驱不断的将液体排出，增压泵的出口压力大小与空气驱动压力有关。当驱动部分和输出液体部分之间的压力

10、动压力有关。当驱动部分和输出液体部分之间的压力达到平衡时，增压器会停止运行，不再消耗空气。当达到平衡时，增压器会停止运行，不再消耗空气。当输出压力下降或空气驱动压力增加时，增压泵会自动输出压力下降或空气驱动压力增加时，增压泵会自动启动运行，直到再次达到压力平衡后自动停止采用单启动运行，直到再次达到压力平衡后自动停止采用单气控非平衡气体分配阀来实现泵的自动往复运动，泵气控非平衡气体分配阀来实现泵的自动往复运动，泵体气驱部分采用铝合金制造。接液部分根据介质不同体气驱部分采用铝合金制造。接液部分根据介质不同选用碳钢或不锈钢，泵的全套密封件均为进口优质产选用碳钢或不锈钢，泵的全套密封件均为进口优质产品

11、，从而保证了气液增压泵的性能品，从而保证了气液增压泵的性能 。气液增压器气液增压器o 优点主要以压缩空气作为动力源，不需要另加油，操作优点主要以压缩空气作为动力源，不需要另加油，操作异常简单；以较低空气压作动力，即可产生高压油压输异常简单；以较低空气压作动力，即可产生高压油压输出力；调整油缸作动压力也极为方便，只要在油缸前端出力；调整油缸作动压力也极为方便，只要在油缸前端加装一个油压调节阀，即可控制油压之高压出力；在控加装一个油压调节阀，即可控制油压之高压出力；在控制方面也很简单，只要一个气动用作普通电磁阀；动作制方面也很简单，只要一个气动用作普通电磁阀；动作速度也较油压系统快，不会产生喷油现

12、象；且售后维修速度也较油压系统快，不会产生喷油现象；且售后维修方面较为简单等特点；但缺陷表现在安装方式较为单一，方面较为简单等特点；但缺陷表现在安装方式较为单一，只可横向安装或直立式安装；对于用油量较为多的情况只可横向安装或直立式安装；对于用油量较为多的情况下不适宜安装。下不适宜安装。2.用气液转换器和增压器的增压回路用气液转换器和增压器的增压回路图所示是用双侧控制气液增压器的增压回路。图所示是用双侧控制气液增压器的增压回路。一般气液转换器或气液阻尼缸都只能得到与气一般气液转换器或气液阻尼缸都只能得到与气压相同的液压力，在要求推力很大时，将使缸压相同的液压力，在要求推力很大时，将使缸的结构尺寸

13、过大，为此可采用气液增压器来提的结构尺寸过大，为此可采用气液增压器来提高工作压力，以缩小缸的结构尺寸。当二位四高工作压力，以缩小缸的结构尺寸。当二位四通电磁铁换向阀通电处于上位时，压缩空气进通电磁铁换向阀通电处于上位时，压缩空气进入气液增压器入气液增压器1，并使增压后的液体驱动液压缸，并使增压后的液体驱动液压缸向右慢速前进，其速度由单向节流阀向右慢速前进，其速度由单向节流阀5调节，当调节，当换向阀断电处于下位时，压缩空气经气液转换换向阀断电处于下位时，压缩空气经气液转换器器3使受压油液通过单向节流阀使受压油液通过单向节流阀4进入缸的右腔，进入缸的右腔，缸活塞退回。缸活塞退回。适用于单向增压且要

14、求负载在两个方向运动平适用于单向增压且要求负载在两个方向运动平稳的场合。稳的场合。3.用气液转换器的位置控制回路用气液转换器的位置控制回路利用二位二通电磁换向阀可控制液利用二位二通电磁换向阀可控制液压缸在任意位置停留，当二位二通压缸在任意位置停留，当二位二通阀断电时，液压缸实现左右运动，阀断电时，液压缸实现左右运动，当二通阀通电处于左位时，即切断当二通阀通电处于左位时，即切断缸左腔进入或排出油液，使缸实现缸左腔进入或排出油液，使缸实现任意位置的停留。任意位置的停留。适用于定位精度要求较高的场合。适用于定位精度要求较高的场合。12.1.2用气液阻尼缸的控制回路用气液阻尼缸的控制回路o利用二位二通

15、单气控换向阀利用二位二通单气控换向阀3即可控制气液阻尼缸在任意即可控制气液阻尼缸在任意位置停留。当三位五通换向阀位置停留。当三位五通换向阀1处于左位，压缩空气进入气处于左位，压缩空气进入气缸左腔，并通过梭阀缸左腔，并通过梭阀2使二通使二通阀阀3处于接通位置，液压缸右处于接通位置，液压缸右腔油液经节流阀、二通阀腔油液经节流阀、二通阀3进进入液压缸左腔，使气液阻尼缸入液压缸左腔，使气液阻尼缸向右慢速前进。其速度可由节向右慢速前进。其速度可由节流阀调节。流阀调节。1-三位五通换向阀三位五通换向阀2-梭阀梭阀3-二位二通阀二位二通阀12.1.2用气液阻尼缸的控制回路用气液阻尼缸的控制回路o当换向阀当换

16、向阀1处于下位，压缩空气进处于下位，压缩空气进入缸右腔，并通过梭阀入缸右腔，并通过梭阀2使二通阀使二通阀3处于接通位置，这时液压缸左腔油处于接通位置，这时液压缸左腔油液受到挤压并经二通阀液受到挤压并经二通阀3和单向阀快和单向阀快速进入液压缸右腔，于是气液阻尼速进入液压缸右腔，于是气液阻尼缸实现快速向左退回；当换向阀缸实现快速向左退回；当换向阀1断断电处于中间位置，二通阀电处于中间位置，二通阀3自动复位自动复位关闭，使气液阻尼缸立即停止运动，关闭，使气液阻尼缸立即停止运动，这种回路利用二通阀这种回路利用二通阀3可使活塞停在可使活塞停在任意位置且定位精度高。但对气、任意位置且定位精度高。但对气、液

17、间密封要求高。液间密封要求高。o适用于气动设备要求精度定位高适用于气动设备要求精度定位高的场合。的场合。1-三位五通换向阀三位五通换向阀2-梭阀梭阀3-二位二通阀二位二通阀12.212.2程序控制回路程序控制回路自学自学12.2.1顺序动作回路顺序动作回路o图示位置，两缸处于左端，图示位置，两缸处于左端，当按下二位三通手动阀使其处当按下二位三通手动阀使其处于上位时，控制气体使上面的于上位时，控制气体使上面的二位五通双气控制换向阀处于二位五通双气控制换向阀处于左位，因此压缩空气进入缸左位，因此压缩空气进入缸A左腔，使其活塞先实现动作左腔，使其活塞先实现动作A1；12.212.2程序控制回路程序控

18、制回路12.2.1顺序动作回路顺序动作回路o一旦缸一旦缸A向右运动并松开二位三向右运动并松开二位三通行程阀通行程阀1后，使行程阀后，使行程阀1自动复位，自动复位，换向阀左侧控制气体排到大气，但换向阀左侧控制气体排到大气，但该换向阀仍处于左位，使缸该换向阀仍处于左位，使缸A直到直到压下右侧的二位五通行程阀压下右侧的二位五通行程阀3后，后，使下面的二位五通单气控换向阀也使下面的二位五通单气控换向阀也换至左位，此时缸换至左位，此时缸B左腔也进入压左腔也进入压缩空气，其活塞开始向右实现动作缩空气，其活塞开始向右实现动作B1（此时缸（此时缸B松开下面的二位二通松开下面的二位二通行程阀行程阀2，使其自动复

19、位），使其自动复位）12.212.2程序控制回路程序控制回路12.2.1顺序动作回路顺序动作回路o当缸当缸B向右运动并压下下面向右运动并压下下面的二位五通行程阀的二位五通行程阀4时，使二时，使二位五通单气控换向阀复位到右位五通单气控换向阀复位到右位，这时压缩空气先进入位，这时压缩空气先进入B右右腔，使缸腔，使缸B活塞先向左退回实活塞先向左退回实现动作现动作B0，当缸退回至原位，当缸退回至原位并再次压下二位三通行程阀并再次压下二位三通行程阀2，使双气控换向阀处于右位，因使双气控换向阀处于右位，因此缸此缸A油箱也开始进入压缩空油箱也开始进入压缩空气，使其活塞向左退回实现动气，使其活塞向左退回实现动

20、作作A0。12.2.2往复动作回路往复动作回路1单往复动作回路单往复动作回路o按下手动阀按下手动阀1后，控制气体后，控制气体使气控换向阀使气控换向阀2处于左位，压处于左位，压缩空气进入气缸左腔，使活塞缩空气进入气缸左腔，使活塞向右运动；当活塞到达终点后，向右运动；当活塞到达终点后，使缸左腔压力不断升高并打开使缸左腔压力不断升高并打开顺序阀顺序阀3，使换向阀，使换向阀2处于右位，处于右位，压缩空气进入气缸右腔，其活压缩空气进入气缸右腔，其活塞开始向左退回。塞开始向左退回。o此种回路只能完成一次单往此种回路只能完成一次单往复动作，若要重新向右运动则复动作，若要重新向右运动则需要再按压手动阀需要再按

21、压手动阀1。12.2.2往复动作回路往复动作回路2.连续往复动作回路连续往复动作回路o按下手动阀后，使单气控换向按下手动阀后，使单气控换向阀处于右位，气缸左腔进入压缩阀处于右位，气缸左腔进入压缩空气，使活塞向右前进，由于气空气，使活塞向右前进，由于气缸松开行程阀缸松开行程阀1，使该阀自动复位，使该阀自动复位而将控制气路封闭，使换向阀仍而将控制气路封闭，使换向阀仍处于右位；当活塞到达终点，挡处于右位；当活塞到达终点，挡块压下行程阀块压下行程阀2时，使换向阀的控时，使换向阀的控制气路经行程阀制气路经行程阀2排气，换向阀恢排气，换向阀恢复至左位，这时压缩空气进入气复至左位，这时压缩空气进入气缸右腔，

22、使其活塞向左退回。在缸右腔，使其活塞向左退回。在气缸返回到原位并再次压下行程气缸返回到原位并再次压下行程阀阀1后，换向阀又重新换至右位，后，换向阀又重新换至右位，使气缸左腔重新进入压缩空气，使气缸左腔重新进入压缩空气，重复上述循环动作。重复上述循环动作。12.2.3延时控制回路延时控制回路o气动延时是延缓系统中某信气动延时是延缓系统中某信号的输出，使所控制的动作滞号的输出，使所控制的动作滞后于某一动作。主要用于气动后于某一动作。主要用于气动延时元件，相当于时间继电器。延时元件，相当于时间继电器。常用于易燃、易爆等不允许使常用于易燃、易爆等不允许使用时间继电器的场合。用时间继电器的场合。12.2

23、.3延时控制回路延时控制回路o左图为延时接通气动回路，延时左图为延时接通气动回路，延时元件在主控先导信号输入侧形成进元件在主控先导信号输入侧形成进气节流，当输入先导信号气节流，当输入先导信号A后，使后，使二位三通换向阀二位三通换向阀2切换至上位，压切换至上位，压缩空气经节流阀进入气容，待经过缩空气经节流阀进入气容，待经过一段时间一段时间t1，使气容中的压力升高，使气容中的压力升高到一定值后，主控制阀到一定值后，主控制阀1才能换向才能换向接通输出接通输出F。延时时间可由节流阀。延时时间可由节流阀调节。调节。12.2.3延时控制回路延时控制回路o左图为延时切断气动回路，图中，左图为延时切断气动回路

24、，图中，延时元件组成排气节流回路。当输入延时元件组成排气节流回路。当输入信号信号A后，单向阀被推开，主控换向阀后，单向阀被推开，主控换向阀迅速切换为上位，压缩空气立即有信迅速切换为上位，压缩空气立即有信号号F输出，输出， 当输入信号当输入信号A在主控换向阀在主控换向阀上端，需经延时一定时间上端，需经延时一定时间t2后，主控后，主控换向阀才能恢复原位，这时输出换向阀才能恢复原位，这时输出F才能才能被切断。延时时间可由节流阀调节。被切断。延时时间可由节流阀调节。12.2.4计数回路计数回路 自学自学1.二进制计数回路二进制计数回路 三进制计数回路三进制计数回路12.2.5同步动作回路同步动作回路o

25、图中缸图中缸A的下腔与缸的下腔与缸B的上腔的上腔相连，内部封入一定量的液压油，相连，内部封入一定量的液压油，且缸且缸A的有效面积的有效面积A1和缸和缸B的有的有效面积效面积A2相等，以保证两缸的相等，以保证两缸的同步运动。同步运动。o注意：如果发生液压油的泄露注意：如果发生液压油的泄露或油中混入空气现在，会破坏同或油中混入空气现在，会破坏同步动作精度，因此要经常打开放步动作精度，因此要经常打开放气装置，放掉混入油液中的空气气装置，放掉混入油液中的空气并补入油液。改回路可得到较高并补入油液。改回路可得到较高的同步精度。的同步精度。12.312.3安全保护回路安全保护回路12.3.1双手操作安全回路双手操作安全回路 自学自学12.3.2其他安全保护回路其他安全保护回路1.动作联锁安全保护回路动作联锁安全保护回路o气缸气缸B的主控换向阀的主控换向阀2的控制的控制口，通过手动阀口，通过手动阀3与气缸与气缸A的左的左腔相连通。按下手动阀腔相连通。按下手动阀1后，缸后，缸A左腔进入压缩空气，活塞向左腔进入压缩空气，活塞向右前进，此时缸右前进，此时缸B处于停止不动。处于停止不动。如果将阀如果将