气动控制与基本回路

1、第12章 气动控制元件与基本回路 气动控制元件：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要元件 方向控制阀，压力控制阀和流量控制阀 气动基本回路：方向控制回路，压力控制回路和速度（流量）控制回路 n方向控制阀与方向控制回路 n压力控制阀与压力控制回路n流量控制阀与流量控制回路n气动逻辑元件简介n其它气动基本回路方向控制阀与方向控制回路n方向控制阀 单向型控制阀 换向型控制阀：通过改变气体通路使气流方向发生改变 换向型控制阀按驱动方式可分为气压控制阀、电磁控制阀、机械控制阀、手动控制阀和时间控制阀 n方向控制回路 单作用气缸换向回路 双作用气缸换向回路 单向型控制阀n单向阀：气流只

2、能向一个方向流动而不能反向流动通过的阀 n单向阀多与节流阀组合起来控制执行元件的运动速度 AAa)关 闭 状 态b开 启 状 态图 17-1单 向 阀 工 作 原 理 图PP图17-1单向阀工作原理图单 向 阀图 17-2AAPP图17-2 单向阀单向型控制阀n梭阀（或门）相当于两个单向阀的组合 或门图17-3梭阀在手动自动换向回路中的应用或 门 在 手 动 -自 动 换 向回 路 中 的 应 用图 17-4图17-4 或门在手动自动换向回路中的应用单向型控制阀n双压阀（与门） ：两个单向阀的组合 与 门图 17-5图17-5 与门双压阀在钻床控制回路中的应用单向型控制阀n快速排气阀：加快气缸

3、排气腔排气，以提高气缸运动速度n快速排气阀通常装在换向阀与气缸之间，使气缸的排气不需要通过换向阀而快速完成，从而加快了气缸往复运动的速度n快速往复运动回路 快速排气阀图17-6c)图17-6 快速排气阀快速往复运动回路换向型控制阀n气压控制换向阀：利用气体压力推动阀芯运动实现换向的 单 气 控 截 止 式 换 向 阀图 17-8单电磁铁换向阀工作原理图17-9换向型控制阀n电磁控制换向阀： 电磁铁的衔铁直接推动阀 芯进行换向 单电磁铁换向阀工作原理图17-9双 电 磁 铁 直 动 式 换 向 阀 工 作 原 理 图 图 1 7 - 1 0PABOABOPOOABP1212a )b )c )12

4、12换向型控制阀n时间控制换向阀：使气流通过气阻（如小孔、缝隙等）节流后到气容（储气空间）中，经过一定时间气容内建立起一定的压力后，再使阀芯动作的换向阀 延 时 换 向 阀图 17-11aKAPOK图17-11 延时换向阀脉 冲 阀图 1 7 - 1 2弹 簧 膜 片图1712脉冲阀方向控制回路n单作用气缸换向回路 单作用气缸换向回路图17-13a)b)方向控制回路n双作用气缸换向回路 双作用气缸换向回路图17-14a)b)c)d)e)f)图17-14 双作用气缸换向回路压力控制阀n压力控制阀的功能：控制系统中压缩空气的压力,以满足系统对不同压力的需要n压力控制阀的工作原理：均是利用空气压力和

5、弹簧力相平衡的原理来工作的n压力控制阀的分类: 减压阀减压阀、定值器：降压稳压作用 安全阀、限压切断阀：限压安全保护作用 顺序阀、平衡阀：根据气路压力不同进行某种控制减压阀（调压阀）：减压和稳压 减压阀是气动系统中必不可少必不可少的一种调压元件 调压阀图17-15调整手柄调压弹簧下弹簧座膜片阀芯阀套阻尼孔阀口复位弹簧顺序阀：依靠回路中压力的高低变化实现执行元件的顺序动作n顺序阀的工作原理关 闭 状 态b)开 启 状 态顺 序 阀 工 作 原 理图 17-16c)图17-16为顺序阀的工作原理顺序阀：依靠回路中压力的高低变化实现执行元件的顺序动作n顺序阀的应用顺 序 阀 的 应 用图 17-17

6、图1717 顺序阀的应用安全阀（溢流阀）n功能:当储气罐或气动回路中的压力超过一定值时，安全阀能立即打开放气，以阻止压力继续升高产生危险，系统中起过压保护过压保护作用n工作原理关闭状态开启状态安全阀的工作原理 图17-18一次压力控制回路：使储气罐送出的气体压力不超过规定压力一 次 压 力 控 制 回 路图 17-19空气压缩机气动三联（大）件二次压力控制回路：用于气动控制系统气源压力控制，以保证系统使用的气体压力为一稳定值n回路由空气过滤器、减压阀、油雾器空气过滤器、减压阀、油雾器（气动三大件）组成n逻辑单元的供气应接在油雾器之前二 次 压 力 控 制 回 路图 17-20去 系 统去 逻

7、辑 单 元高低压转换回路：用于低压气源或高压气源的转换输出高低压转换回路图17-21节流阀：通过改变阀的通流面积来调节流量n节流阀的工作原理节 流 阀 的 结 构 图图 1 7 - 2 3节 流 阀 的 工 作 原 理图 17-22图17-22 节流阀节流阀：通过改变阀的通流面积来调节流量n节流阀的应用节流阀的应用图17-24图17-24 节流阀的应用排气节流阀: 不仅具有节流调速节流调速的作用，而且还能起到降低排放气流噪声降低排放气流噪声的作用 排气节流阀只能安装在排气口， 调节排出气体的流量以控制执行元件的速度A排 气 节 流 阀图 1 7 - 2 5柔性节流阀：通过调节阀杆夹紧柔韧的橡胶

8、管而产生节流作用柔 性 节 流 阀图 17-26图17-26 柔性节流阀单作用气缸速度控制回路单作用气缸的速度控制回路图17-27单向调速回路n 节流供气n 节流排气 结论: 排气节流调速与进气节流调速相比具有进气阻力小， 气缸速度受外界负载变化影响小的特点，所以应用较普遍 双向调速回路双作用气缸的速度控制回路 图17-28缓冲回路n功能: 可降低或避免气缸行程末端活塞与缸体的撞击。n场合: 在行程长、速度快、惯性大的场合，除采用缓冲气缸外，一般还采用缓冲回路缓 冲 回 路图 1 7 - 2 9速度换接回路速度换接回路图17-30气液联动回路n实现: 以气压为动力，利用 气液转换器把气压传 动

9、转变为液压传动; 或者采用气液阻尼缸 来作为执行元件。n特点: 回路不需要液压动力源， 具备传动平稳、定位精确， 可无级调速的特点退进用 气 液 阻 尼 缸 的 速 度 控 制 回 路图 1 7 - 3 1气液速度控制回路气液速度控制回路图17-32液压缸气液转换器气动逻辑元件（又称逻辑阀）n工作原理： 均是用压缩空气为工作介质，通过元件内部可动部件的动作，改变气流方向，从而实现逻辑控制功能 气动逻辑元件的分类n按工作压力分： 高压元件（0.20.8MPa ） 低压元件（0.020.2MPa ） 微压元件（0.02MPa) n按逻辑功能分： “是门”（S=A） “或门”（S=A+B ） “与门

10、”（S=AB） “非门”(S= )元件 双稳元件 n按结构形式分： 截止式 膜片式 滑阀式或门：S=A+B或门元件图17-33图17-33 或门元件是门：S=A 与门：S=AB AP(B)是 门 和 与 门 元 件图 17-34图17-34是门和与门元件非门：S= 禁门：S=B P(B)A非门和禁门元件图17-35双稳元件：记忆AP滑 块双 稳 元 件图 17-36延时回路n延时输出和延时切换延 时 回 路图 17-37过载保护回路过载保护回路图17-38互锁回路互锁回路图17-39双手同时操作回路n 使用两个启动用 的手动阀,只有同 时按动两个阀才动 作的回路。 主要为了安全。 在锻造、冲压机械 上常用来避免误操 作，以保护操作者 的安全。顺序动作回路n定义: 在气动回路中,各个气缸按一定程序完成各自的动作单缸单往复动作回路：A1A0单往复控制回路 图17-40单缸连续往复动作回路：A1A0A1A0。连续往复运动回路图17-41多缸顺序动作回路（程序控制回路）n定义: 两只、三只或多只气缸按一定顺序动作的回路分析如图所示回路的工作过程，并指出元