气动控制回路-

6章气动掌握回路气动系统由气源、气路、掌握元件、执行元件和关心元件等组成，并完成规定的动作。本章将介绍这些回路。根本回路路、排出回路、单作用气缸回路、双作用气缸回路等。6.1一次气源处理回路

一、供给回路压缩空气中含有的水分、灰尘、油污等杂质及输出压力的波动，对气动系统的正常工作都将造成不良影响，因而必需对其进展净化及稳压处理。气动供给回路即气源处理回路，它要保证气动系统具有高质量的压缩空气和稳定的工作压力。6-1处理回路。由空气压缩机1产生的压缩空气经冷却器2冷却后，进入气罐3。压缩1-空气压缩机2-冷却器3-气罐4-溢流阀5-过滤器 空气由于冷却而分别出冷凝枯燥器7-油雾分别器8-压力继电器9-自动排水器 水冷凝水存积于气罐底部，6-2a)具体符号b)简化符号9566-2a)具体符号b)简化符号该回路一般由过滤器、减压阀和油雾器组成。过滤器除去压缩空气中的灰尘、水分等杂质；减压阀可使二次工作压力稳定；油雾器使润滑油雾化后注入空气流中，对需要润滑的部件进展润滑。这三个元件组合在一起通常称为气动调整装置(气动三联件)，其简化图形符号如图6-2b所示。近年来，不供油气动执行元件和掌握元件构成的气动系统不断增多，这类系统的气动供给回路不需油雾器来进展润滑。因此，在不同的状况下，过滤精度、润滑或免润滑应当分别进展考虑，以保证供给用气设备符合要求的压缩空气。实践证明，供给高质量的压缩空气对提高气动元件的使用寿命及牢靠性是至关重6-2图6-3所示为稳压回路，用于供气压力变化大或气动系统瞬时耗气量很大的场合。在过滤器和减压阀的前面或后面设置气罐，以稳定工作压力。二、排出回路6-4分散排气消声回路6-4分散排气消声回路图6-3稳压回路 a)气罐前置 b)气罐后气动回路产生噪声的主要缘由有压缩机吸人侧和气动元件的排气噪声6-46-5元件。以尽量削减排气对产品的不良影响。三、单作用气缸回路图6-6a所示为承受二位三通电磁阀掌握的单作用气缸回路，电磁阀通电时图6-5 集中排气消声回路 靠气压使活塞杆伸出，断电时靠弹簧作用缩回。图6-6b为承受两个二位二通电磁阀的掌握回路，此时应留意的问题是两个电磁阀不能同时通电。6-63/2阀掌握b)两个2/2阀控四、双作用气缸回路

6-7单电控 b)双电控双作用气缸回路是指通过掌握气缸两腔的供气和排气来实现气缸的伸出和缩回运动的6-7a6-7b阀的掌握回路。由于双电控二位换向阀具有记忆功能，假设在气缸l伸出的途中突然失电，紧机构。考虑到失电保护掌握，则选用双电控阀为好。五、差动回路差动回路是指气缸的两个运动方向承受不同压力供6-8该回路可削减空气的消耗量。但是在气缸速度比较低的时候，简洁产生爬行现象。6-8a所示为承受二位三通阀和减压阀组成的差动回路。气缸有杆腔由减压阀设定为较低的动。为防止此现象的产生，可以设置气罐。图6-8b所示为承受减压阀带单向阀的差动回路，电磁阀断电后，气缸以较低供气压力缩回。六、气马达回路6-9a二通电磁阀实现转停掌握，马达的转速用节流阀来6-9b6-9c三通阀和一个三位五通阀来掌握气马达正反转的回路。功能回路功能回路是掌握执行机构的输出力、速度、加速度、运动方向和位置的回路，包括速度掌握回路、力掌握回路、转矩掌握回路和位置掌握回路等。一、速度掌握回路6-9

掌握气缸速度包括调速与稳速两局部。调速的可压缩的缺点，利用液体的特性来稳定速度。1、进气节流、排气节流回路进气侧进展流量掌握时称为进气节6-10a度，使得进气腔压力降低，从而简洁造成气缸的“爬行”现象。一般来说，进气节流多用于垂直安装的气缸支撑腔的供气回。图6-lOb6-1l单作用气缸的速度掌握回路6-106-1l单作用气缸的速度掌握回路a) 进气节流b〕c)排气节流d)快速排气+排气节流度即可调整气缸往复运动速度从节流阀的开度和速度的比例性初始加速度缓冲力量等特性来看，双作用气缸一般承受排气节流掌握 。但是，对于单作用气缸和气马达等，依据使用目的和条件，也承受进气节流掌握。除用单向节流阀构成的调速回路外，承受其它流量掌握阀也可构成调速回路。图6-lOc生影响，此时不宜承受排气节流阀掌握。图6-12气液转换速度掌握回路 气阀直接排放。图6.10d为承受快速排气阀构成的气缸快速返回回路。6-116-11a6-11b中，气缸上升时可调速，下降时则通过快速排气阀排气，使气缸快速返回。2、气液转换回路动难以实现低速掌握的缺点。图6-12a容积，气、液问的密封要好，避开气体混入油中。6-12b二、压力掌握回路已选定的气缸，可通过转变进气腔的压力来实现气缸出力掌握。6-13图6-13凹凸压力转换回路 小不同的力。

6-14益广泛。图6-14所示为承受比例阀构成的压力掌握回路。气缸有杆腔的压力由减压阀调为的输出力得到连续掌握。三、转矩掌握回路1、气马达转矩掌握回路 图6-15气马达转矩掌握回路图6-16摇摆马达转矩掌握回路 气马达是产生转矩的气动执行元件一般状况下对于已选定的气马达其转矩是由进6-15即可转变气马达的输出转矩。2、摇摆马达转矩掌握回路摇摆马达转矩掌握与气马达类似，通过调整供气压力来转变输出转矩。图6-16所示为路。四、位置掌握回路换方式等。1、承受三位阀的方法6-17承受三位阀的位置掌握回路图6-17a腔的压缩空气被封闭，活塞可以停留在行程中的某一位置。这种回路不允许系统有内泄漏，6-18承受挡块的位置掌握回由于气缸活塞6-18承受挡块的位置掌握回两端作用面积不同的一侧和掌握阀之间增设调压阀力，使作用在活塞上的合力为零，见图6-17b。当6-17c)三位五通换向阀。由于空气的可压缩性，承受纯气动掌握方式难以得到较高的掌握精度。2、机械挡块方法图6-18所示为承受机械挡块关心定位的掌握回路。该回路简洁牢靠，在定位状态下驱6-206-196-206-19换器位置掌握3、机械式制动器方法6.7.19擦力强制活塞杆停顿运动。4、气液转换方法7-20磁阀和二通电磁阀同时通电时，体被封闭，液压缸停顿运动。反之亦然。承受气液转换方法的目的是获得高精度的位置掌握。5、比例阀、伺服阀方法比例阀和伺服阀可连续掌握压力或流量的变化，不承受6-21所示为承受流量伺服阀的位置掌握回路。该回路由气缸、流量伺服阀、位移传感器及计算机掌握系统组成。活塞位移由位移传感器获得并送入计算机，计算机按肯定算法求得伺服阀的掌握信号的大小，从而掌握活塞停留在期望的位置上。6高速开关阀构成的数字式位置掌握系统，是指在一系列给定脉冲信号的作用下，高速开关阀频繁开闭实现压力

6-21的连续位置掌握回路6-22PWM依据给定的脉冲信号，可分为PWMPCM6-22PWM掌握系统输出的PWM阀的电磁线圈上，通过掌握两个阀的通断，来掌握气缸无杆腔6-22PWM7.2应用回路应用回路是指在生产实践中常常用到的回路，它一般由根本回路和功能回路组合或变形而成，如增压回路、同步回路、缓冲回路、平衡回路和安全回路等。6-236-23承受气体增压器的增压回路当压缩空气的压力较低，或气缸设置在狭窄的空间里，不能使用较大面积的气缸，而又要求很大的输出力时，可承受增压回路。增压一般使用增压器，增压器可转换。1、使用气体增压器的增压回路气体增压器的输入气体压力为驱动源积的原理，得到大于输入压力的增压装置。它可以通过内置换向阀实现连续供给。图6-23下缩回，可以到达节能的目的。2、增压夹紧回路图7-24所示为承受气液增压器的夹紧回路。电磁阀左侧通电，对增压器低压侧施加压力，器容量以内，并留有足够裕量；油、气关联部密封要好，油路中不得混入空气。6-246-24夹紧回路1

图6-25 冲压回路冲压回路，主要用于薄板冲床、压配压力机等。由于在实际冲压过程中，往往仅在最终很小一段行程里作功，其它行程不作功。因而宜承受低压-高压二级回路，无负载时低压，作功时高压。如图6-25所示，电磁换向阀通电后，压缩空气进入气液转换器，使工作缸动作。当活动作。由于增压器活塞动作，气液转换器到增压器的低压液压回路被切断(内部构造实现)，侧，使之分别回程。6.266.26冲压回路冲击回路是利用气缸的高速运动给工件以冲击的回路，如图7-26所示。此回路由压缩空气的储气罐、快速排气阀及操纵气缸的换向阀组成。置缸在初始状态时，由于机械式换向阀处于压下状态，气缸活塞杆一侧通大气。二位五通电磁阀通电后，三通气控阀换向，气罐内的压缩空气快速流入冲击气缸，气缸启动，快速排气阀快速排气，活塞以极高的速度运动，该活塞具有的动能给出很大的冲击力。使用该回路时，应尽量缩短各元件与气缸之间的距离。6-296-29张力掌握回路同步掌握回路是指掌握多个气缸以一样的速度移动或在预定的位置同时停顿的回路于气体的可压缩性及负载的变化等因素实现同步掌握的牢靠方法是承受气动与机械并用的方法或气液转换方6-276-27使用刚性连接的同步掌握回路1、气动与机械机构并用方法图6-27塞杆上齿条而到达气缸同步位移的机构。虽然存在肯定的机械误差，但能牢靠地实现同步掌握。2图6-28(FF1 2缸与液压缸串联而成的气液缸的同步掌握6-28使工作台水平升降的同步掌握回路1〕换向阀〕油箱3、4〕二通阀5、〕放气塞6-28使工作台水平升降的同步掌握回路1〕换向阀〕油箱3、4〕二通阀5、〕放气塞8〕气液缸 〕梭阀下侧，可以保证78步移动。同理电B铁通电时，可以保证缸向下同步移动。这种上下运动中由于泄漏而造成的液压油缺乏可在电磁阀不通电的图示状2动补充。为了排出液压缸中的空气，需设置放气56。四、张力掌握回路7-29所示为由减压阀和气缸度，应选择摩擦力小的气缸及周密减压阀。6-30平衡根本回路时，依据掌握要求，使电磁铁A6-30平衡根本回路五、平衡回路平衡回路是指保持外负载与气缸压力所产生的力相平衡，掌握气缸速度或位置的回路。气动平衡回路不同于液压回路，由于空气的压缩性，在负载移动猛烈的装置中，有时也承受气液转换回路或气液阻尼缸。1、平衡根本回路假设气缸承受的负载与减压阀设定压力所产生的推力相平衡，负载可以停顿在任意位置上。从理论上说，只要气缸内压与负载稍有不同，就会发生移动，但实际上因活塞的摩擦阻力，气缸可以在较大负载高速较大负载高速6-35图6-33气压自动平衡回路6-34缓冲根本回路使用安全阀的回路将此动能从某一位置开头渐渐削减，2、 应用回路1〕任意位置停顿回路图6-31所示为用于任意位置停顿的起重机上的回路，调整减压阀的压力使之与负载无负载时为了保证三位四通阀处于中位状态而向三位四通阀右端供给肯定的压缩空气(防止因空气泄漏而引起的掌握压力降低)。6-316-31任意位置停顿回路6-32变负载平衡回路6-320－0′位置时气缸受拉力。此时由于空气的可压缩性，负载将沿逆时针方向旋转，直到负载重心偏离回转中心回转时.也有此问题。3〕气压自动平衡回路图6-33力阀掌握活塞下腔的压力，以维持平衡压力不变，并随时依据负载变动而设定不同的压力。最终使负载在指定位置平稳停顿的回路称为缓冲回缓冲的方压吸振器。缓冲根本回路6-34当主动缸返回时，吸振缸也同时被供气，活塞杆伸出。缺乏，发生撞击或能量吸取过大发生反弹现象。使用安全阀的回路吸振缸在仅有节流阀时将会产生很大的压力，以避开缸内压力过高，可以承受图6-35的回路。当缸内压力超过溢流阀的设定压力时，空气经溢流阀放出，使内部压力保持恒定。内压力，会使气缸的缓冲行程拉长。另外，在动能很大的状况下，单靠气缸吸取是困难的，可使用油作吸能流体的吸振器。液压吸振器的回程侧多用弹簧，而且多用能调整油流量的可变节流口来调整所能吸取的油量。承受并联节统阀的缓冲回路除气压缓冲器或液压缓冲器外，承受两个节流阀并联使用的方法也可到达缓冲目的。如图6-36所示，两个节流阀分别调定为不同的节流开度，以掌握气缸的高速运动或低速缓冲。当三通电磁阀通电时，气缸高速运动，当气缸接近行程终点时，行程开关发出的电信号使三通电磁阁断电，气缸由高速运动状态转变为低速缓冲状态。七、节能回路从气动回路的角度动身，降低空气的消耗量可以承受如下几种方式。一、 气缸的两个运动方向承受不同压力供气气缸的两个运动方向承受不同压力供气的回路，也就是差动回路。图6-8所示的差动回路比一般的双作用气缸回路节约压缩空气消耗量。二、 一个气动系统承受几种不同的供气压力气动系统中可依据各个气缸具体的负载，承受不同的供气压力，此时对于低压供气的回路也就节图6-37节能回路 图6-38 振荡回路

6-36承受并联节流阀的缓冲回路省了空气消耗量。三、气动掌握信号和气缸的供气承受不同的工作压力气缸在往复运动中进展排气时，将排气局部地回收，也能削减压缩空气消耗量。如图6-37所示，减压阀被调定为较低的压力，气缸无杆腔不排放压缩空气，由气罐引出的气体，经减压阀减压引入气缸有杆腔。电磁阀通电，气缸上升，压缩空气进入气缸的无杆腔，气缸有气缸无杆腔的压缩空气被压回气罐。由此将回路耗气量减至最小。八、往复〔振荡〕回路气缸的往复运动在气动系统中应用很多，一般通过行程阀或行程开关检测气缸是否到挨次动作不进展具体表达。图6-38所示为振荡回路。该回路是气缸自动进展往复振荡的例子，适用于工作缸前进端和后退端无安装行程阀位置的场合替。手动阀切换，向换向阀供气，掌握压力p，使换向阀1换向，气缸前进。节流阀和气罐1产生肯定的时间延迟，掌握压力p3

2p2

1同样，节流阀和气罐产生肯定的时间延迟，掌握压力p6.39双手操作安全回路6.39双手操作安全回路1、2345落，所以此回路并不格外安全。

使阀2便可实现自动往复振荡。九、安全回路双手操作安全回路锻压、冲压设备中必需设置安全保护回路，以保证操作者双手的安全。6-39a手同时按下手动阀时，才能切换主阀，气缸活塞才能下落，锻、冲工件。实际上给主阀的1、2l2)的弹簧折断不能复位时，单独按下一个手动阀，气缸活塞也可下6-39b34及延迟肯定时间后切换阀5，活塞才能落下。假设双手不同时按下手动阀，或因其中任一3中的压缩空气都将通过手动阀l5安全。过载保护回路此回路是当活塞杆伸出过程6-4016-41互锁回路1、2、3一梭阀4、5、6、7、8、9图6-40 过载保护回路16-41互锁回路1、2、3一梭阀4、5、6、7、8、9控阀3一挨次阀4一梭阀 5一手动换向阀342(图示位置)，使活塞缩回，气缸左腔的压力经阀2排掉，防止系统过载。互锁回路6-41缸的活塞同时动作，保证只有一个活塞动作。回路

1、2、34、5、674AA进气管路的气体使梭阀l35、68、9有信号，B、C的动作，必需把前动作缸的气控阀复位。残压排出回路气动系统工作停顿后，在系统内残留有肯定量的压缩空气，这对于系统的维护将造成很多不便，严峻时可能发生伤亡事故。图6-42a)所示为承受三通残压排放图6-42残压排出回路 气缸内的压缩空气经三通阀排出，气缸在外力的作用下可以任意移动。图6-42b)所示为承受节流排放阀的回路。当系统不工作时，三位五通阀处于中位。将节流阀翻开，气缸两腔的压缩空气经梭阀和节流阀排出。气缸始动冲出防止回路在进展气动系统设计时，应充分考虑气缸起动时的安全问题。当气缸有杆腔的压力为大气压时，气缸在起动时简洁发生始动冲消灭象，造成设备的损坏图6-43所示为承受复合速度掌握阀的防止始动冲出回路。当三位五通电磁阀左端电磁铁通电后，复合速度掌握阀中的二通阀处于位置1，压缩空气经固定节流口向气缸无杆腔供气，气缸活塞杆低速伸出，当气缸无杆腔压力到达肯定值时，二通阀切换到位置2，变为正常的出口节流速度掌握。防止下落回路气缸用于起吊重物时，假设突然停电或停气，气缸将在负载重力的作用下伸出，因此需实行安全措施防止气缸下落，使气缸能够保持在原位置。防止气缸下落可以在回路设计时承受二位二通阀或气控单向阀6-43气缸始动冲出防止回路构的气缸。图6-44a所示为承受两个二位阀右端电磁铁通电后，气缸向上运保持在原位置。

封闭气缸两腔的压缩空气，或者承受内部带有锁定机图6.44 防止下落回路6-44b排出。当电磁阀不通电时，加在气控单向阀上的气控信号消逝，气缸两腔的气体被封闭，气缸保持在原位置。6-46多段气缸的掌握回路图6-45行程末端带锁定机构的回6-46多段气缸的掌握回路6-45定机构将活塞杆锁定。当电磁阀右端电磁铁通电后，利用气压将锁翻开，气缸向下运动。多段气缸掌握回路6-461电后，ABBA全行程后停顿。当五通电磁阀2左端电磁铁通电后，B气缸连续前进到达其全行程。气缸回21B缸的活塞推动A十、真空回路真空吸盘是利用真空泵或真空发生器产生真空以吸附物体，从而到达吊运