第5章--气动控制回路

1、机械工程系气压传动技术第5章 气动控制回路气压传动技术 本章教学目的 通过本章讲解，使学生熟悉各种气动基本回路的组成以及工作原理，了解各种气动基本回路和液压基本回路的区别。 1. 熟悉气动回路的功能、组成与表示； 2. 掌握换向回路、速度控制回路、压力控制回路工作原理及其应用；（重点） 3. 了解气液联动回路工作原理； 4. 掌握计数回路、延时回路工作原理及其应用；（难点） 5. 掌握安全保护和操作回路及其应用； 6. 熟悉气动回路的一般分析方法。 第5章 气动控制回路 气压传动技术 气动系统由于采用的元件和连接方式不同，可实现各种不同的功能，而任何复杂的气动控制回路，都是由若干个具有特定功能

2、的基本回路和常用回路组成。在气动系统分析、设计之前，先介绍一些气动基本回路和常用回路，了解回路的功能，熟悉回路的构成和性能，便于气动控制系统的分析和设计，以组成完善的气动控制。气压传动技术一、气动基本回路的组成与表示1.气动回路的符号表示法 工程上，气动系统回路图是以气动元件职能符号组合而成的，故应对前述所有气动元件的功能、符号与特性熟悉和了解。 以气动符号所绘制的回路图可分为定位和不定位两种表示法。定位回路图是以系统中元件实际的安装位置绘制的。21342513112213213气压传动技术 不定位回路图不是按元件的实际位置绘制的，而是根据信号流动方向，从下向上绘制21342513112213

3、213a1a1气压传动技术2.回路图内元件的命名气动回路图内元件常以数字和英文字母两种方法命名。气压传动技术3.各种元件的表示方法正常位置阀芯未操作时阀的位置为正常位置。起始位置阀已安装在系统中，并已通气供压，阀芯所处的位置称为起始位置，应标明。气压传动技术4.管路的表示 通常工作管路用实线表示，控制管路用虚线表示。而在复杂的气动回路中，为保持图面清晰，控制管路也可以用实线表示。管路尽可能画成直线以避免交叉。21342513213a1a1气压传动技术二、压力控制回路1一次压力控制回路用于使贮气罐送出的气体压力不超过规定压力。通常在贮气罐上安装一只安全阀，一旦罐内压力超过规定压力就通过安全阀向外

4、放气。也常在贮气罐上装一只电接触压力表，一旦罐内压力超过规定压力时，就控制压缩机断电，不再供气 。1溢流阀；2空气压缩机；3单向阀；4储气罐；5压力继电器；6压力表；7-气源调节装置气压传动技术 2二次压力控制回路 1空气过滤器 2减压阀 3压力表 4油雾器气压传动技术如图所示，由两个减压阀和一个换向阀组成，可以由换向阀控制得到输出高压或低压气源，若去掉换向阀，就可以同时得到输出高压和低压两种气源。 3高低压转换回路 气压传动技术三、换向回路1单作用气缸换向回路【习题1】分配装置问题描述：分配装置将铝盒推入至工作站中。按下按钮，单作用气缸(A)的活塞杆伸出。当松开按钮后，活塞杆缩回。21321

5、3【习题1】分配装置问题描述：分配装置将铝盒推入至工作站中。按下按钮，单作用气缸(A)的活塞杆伸出。当松开按钮后，活塞杆缩回。气压传动技术 位移-步进图气压传动技术2双作用气缸换向回路 a）气控换向 b）电控换向 c）手控换向用单控阀的换向回路425134251342513气压传动技术【习题2】位置转换装置问题描述：在位置转换装置的帮助下，经过冷却的煤块被传送至一个高或低位的传送带上。 滑动杆(高或低位)的位置由阀的选择开关决定。双作用气缸(1A)前进运动的时间t1=3秒；缩回运动时间 t2=2.5秒。对于初始位置，假设气缸处在缩回的末端位置。气压传动技术（a）双气控换向 （b）双电控换向用双

6、控阀的换向回路2双作用气缸换向回路【习题3】记号装置问题描述：测量人员的测量杆长度为3或5m，红色标记的长度为200mm。可以在两个按钮中进行选择以通过气缸来控制测量杆的运动，气缸上有排气阀。按下按钮可以控制行程，直到气缸(A)达到前进的终端位置。A气压传动技术【习题3】记号装置问题描述：测量人员的测量杆长度为3或5m，红色标记的长度为200mm。可以在两个按钮中进行选择以通过气缸来控制测量杆的运动，气缸上有排气阀。按下按钮可以控制行程，直到气缸(A)达到前进的终端位置。A气压传动技术采用三位五通阀的换向控制回路 中位加压式中位时进气口与两个出气口同时相通，因活塞两端作用面积不相等，故活塞杆仍

7、然会向前伸出。A1A2气压传动技术四、速度控制回路1单作用气缸速度控制【习题4】金属工件的分类问题描述：通过手动按钮来控制阀体，金属工件放在随机的位置，被分类后放入另一个传送带上。单作用气缸(A)的活塞杆前进行程的时间t=0.4秒。当松开按钮时，活塞杆缩回到初始位置。压力表要安装在单向节流阀前或后方。A气压传动技术【习题4】金属工件的分类问题描述：通过手动按钮来控制阀体，金属工件放在随机的位置，被分类后放入另一个传送带上。单作用气缸(A)活塞杆前进行程的时间t=0.4秒。松开按钮时，活塞杆缩回到初始位置。压力表安装在单向节流阀前或后方。A气压传动技术【习题5】工件的分离问题描述：工件分离装置将

8、工件从一个传送带上推到X光仪器上。按下按钮后单作用气缸(A)快速缩回。松开按钮后，活塞杆伸出。前进运动的时间t=0.9秒。压力表安装在单向节流阀的前或后方。A气压传动技术2双作用气缸的进气节流调速回路50%80%4215350%80%421534251350%70%4215360%123(a)(b)(c)(d)气压传动技术五、气液联动回路气压传动技术六、位置控制回路1采用三位阀的位置控制回路气压传动技术2采用机械挡块3利用制动气缸气压传动技术七、安全保护回路1过载保护回路1手动换向阀；2主控阀；3顺序阀；4梭阀；5手动换向阀31245气压传动技术2双手操作回路【习题6】折边机问题描述：按下按钮

9、可控制两个相同的阀，使得气缸伸出对工件进行折边加工，工件的折边面积为405。 如果松开两个按钮，双作用气缸(A)慢慢缩回到初始位置。气缸压力可以显示出来。321【习题6】折边机问题描述：按下按钮可控制两个相同的阀，使得气缸伸出对工件进行折边加工，工件的折边面积为405。 如果松开两个按钮，双作用气缸(A)慢慢缩回到初始位置。气缸压力可以显示出来。气压传动技术气压传动技术3互锁回路1、2、3梭阀；4、5、6、7、8、9换向阀ABC123456789气压传动技术4自锁回路【习题7】工件位置转换问题描述：大型块状铸造工件在工作线1或2上传送。按下按钮可以控制单作用气缸(A)伸出。在一秒后再次按下另一

10、个按钮，气缸缩回。弹簧复位的单气控换向阀为最终控制元件。通过气动自锁回路可以记忆前进信号。气压传动技术八、往复动作回路1单往复动作回路2连续往复动作回路50%50%12350%50%1234AA气压传动技术九、延时回路【习题8】圆柱工件的分离问题描述：双作用气缸(A)将圆柱形工件推向测量装置。工件通过气缸的连续运动而被分离。通过控制阀上的旋钮使气缸。 气缸的进程时间t1=0.6秒，回程时间t3=0.4秒。气缸在前进的末端位置停留时间t2=1.0秒，周期循环时间t4=2.0秒。50%3142(a)50%3(b)气压传动技术【习题8】圆柱工件的分离气压传动技术十、计数回路二进制计数回路ASKSIM

11、-P-03气压传动技术十一、真空吸附回路1真空泵真空回路1真空泵；2过滤器；3单向阀；4压力表；5真空开关；6真空罐；7电磁阀；8吸盘2真空发生器真空回路l真空发生器；2减压阀；3节流阀；4换向阀；5过滤器；6真空开关；7吸盘气压传动技术【习题9】抓放单元问题描述：初始位置，双作用气缸(A)处于缩回状态；真空吸盘（C）处于高位。工作时，A缸伸出到工件所在位置，旋转气马达（B）通过齿轮齿条（或蜗轮蜗杆）机构带动真空吸盘（C）下降。吸取工件后，停留t1=2秒，气马达（B）反向旋转，工件上升至高位后，A缸缩回。本抓放单元主要应用于装配、检测、包装等过程中进行小工件的装卸。气压传动技术气压传动技术十二

12、、其他回路其它控制回路 缓冲回路利用溢流阀产生缓冲背压中位时气缸下腔的压力由溢流阀设定，产生背压气压传动技术其它控制回路 防止起动飞出回路在气缸起动前使其排气侧产生背压采用中位加压式电磁阀使气缸排气侧产生背压PP采用入口节流调速入口节流调速防止起动飞出气压传动技术其它控制回路 落下防止回路采用先导式单向阀气压传动技术其它控制回路 节流阀同步回路利用节流阀使流入和流出执行机构的流量保持一致气压传动技术其它控制回路 气液转换缸的同步回路气液转换缸利用两个气液缸实现同步动作气压传动技术【习题10】塑料焊接机问题描述：两个双作用气缸(1A)和(2A)上装有一个电热焊接器。工件的厚度在1.5mm至4mm

13、之间不等。接缝长度任意。两个气缸的活塞力通过减压阀来控制。设定值p=4bar。 按下按钮后，两个双作用气缸平行前进。为了控制压力，压力表安装在气缸和单向节流阀之间。 经过t=1.5秒后，气缸回到初始位置。按下第二个按钮可以直接进行回程运动。气压传动技术TP101-P-G-12气压传动技术其它控制回路 张力控制回路准确的压力设定灵敏度为0.2%F.S.（满值）以内的张力控制一般需使用低摩擦气缸。必须使用精密减压阀IR系列。精密减压阀IR前必须使用油雾分离器。气压传动技术十三、典型设备气动回路分析 1.了解设备的功用及对气动系统动作和性能的要求。 2.初步分析气动回路图，将系统分解为若干个子回路。

14、 3.对每个子回路进行分析。分析组成子回路的基本回路及各气动元件的作用；按执行元件的工作循环分析实现每步动作的进气和排气路线。 4.根据回路中对各执行元件之间的顺序、同步等要求分析各子回路之间的联系，弄懂整个气动回路的工作原理。 5.归纳出设备气动回路的特点和使设备正常工作的要领，加深对整个气动回路的理解。气压传动技术十二、典型设备气动回路分析【示例】激光切割机输入单元功能描述：厚度为0.6mm的不锈钢工件放在输入站上。按下开始按钮后，送料气缸(B)缩回，同时夹紧缸(A)前进。两个气缸运动的循环时间t1=0.5秒。调节夹紧时间t2=5秒，激光切割机进行工作。工作结束后，夹紧缸缩回，送料缸将工件

15、送出。换向阀的压力线P1和P2通过两个压力表进行监测。AB气压传动技术 原理图TP101-PG-16气压传动技术 初始位置气压传动技术 A1B0气压传动技术 A0B1气压传动技术【习题】自动钻床功能描述：方形工件从料仓中被送至钻床位置夹紧，加工后被推出。 水平安装的双作用气缸(1A)将工件从料仓中推出并夹紧。当夹紧力达到p=4bar时，钻床(2A)通过无杆缸伸出，达到加工位置。设定压力为p=5bar。 当加工完成后，单作用气缸(3A)将工件推出。经过时间t=0.6秒后，气缸缩回。当气缸(3A)达到缩回的末端位置时，滚轮杠杆式行程阀被触发；它的信号可以通过指示灯显示。压力表显示气缸(1A)的夹紧压力。第二个压力表连接在压力线P2上。 通过按下开始按钮可以设定控制系统。通过对阀