项目十九气压传动基本回路和系统(6-7-8)

项目十九（7）气动基本回路气动基本回路：由各种相关的气动元件及管道连接而成的、能完成某一特定功能的基本单元。气动基本回路是气动系统的基本组成部分，不管是复杂还是简单的气动系统，都是由基本回路组成的。气动基本回路的类型：压力控制回路、方向控制回路和速度控制回路。一、压力控制回路压力控制回路：对系统压力进行调节和控制的回路。1、一次压力控制回路：一次压力控制回路主要用来控制小型压缩空气站中储气罐内的压力，使它不超过储气罐所设定的压力。这是气源的第一次压力控制。可以采用外控溢流阀或电接点压力计控制。采用溢流阀控制时，结构简单、工作可靠，但气量损失较大；采用电接点压力计控制时，对电动机及控制要求较高。故常用于小型压缩机。2、二次压力控制回路二次压力控制回路的作用主要是对气动控制系统的气源压力进行控制。

输出压力的大小由溢流式减压阀调整。在此回路中，分水滤气器、减压阀、油雾器常组合使用，构成气动三联件。

3、高低压转换回路在实际应用中，有些气动控制系统需要有高、低压力的选择。图12-6a所示为高低压转换回路，该回路由两个减压阀分别调出p1、p2两种不同的压力，气动系统就能得到所需要的高压和低压输出，该回路适用于负载差别较大的场合。图12-6b是利用两个减压阀和一个换向阀构成的高低压力p1和p2的自动换向回，可同时输出高压和低压。二、方向控制回路方向控制回路：控制气动系统中气流的接通、切断或变向，实现执行元件的启动、停止和换向的回路。1、单作用气缸换向回路如图12-24a所示为二位三通电磁阀控制的气缸换向回路。图12-24b所示为三位四通电磁阀控制的单作用气缸换向回路。a）图回路比较简单，但对由气缸驱动的部件有较高的要求，以便气缸活塞能可靠退回。b）图气缸活塞可在任意位置停留，但定位精度不高，且定位时间不长。2、双作用气缸换向回路

图12-25所示为双作用气缸的换向回路。a）图为二位五通单气控制的换向回路。b）图为由两个二位三通控制的换向回路。当A有压缩空气时，气缸活塞伸出，反之，气缸活塞退回。c）图为双电控换向阀控制的换向回路。图12-25d、e、f控制回路相当于具有记忆功能的回路，故该阀两端控制电磁铁线圈或按钮不能同时操作，否则将会出现误动作。2、双作用气缸换向回路a）图为二位五通单气控制的换向回路。b）和c）图为由两个二位三通控制的换向回路。b）图当A有压缩空气时，气缸活塞伸出；反之，气缸活塞退回。d、e、f图的控制回路相当于具有记忆功能的回路，故该阀两端控制电磁铁线圈或按钮不能同时操作，否则将会出现误动作。f图可实现缸活塞伸出缩回和任意位置停留。三、速度控制回路气动系统的工作压力较低、使用功率较小，且气体的可压缩性远大于液体。因此，执行元件的速度控制和液压传动也有一定的差别。调速方法主要是节流调速。速度控制回路：调节或改变执行元件工作速度的回路。1、单作用气缸速度控制回路如图12－10，该回路的运动平稳性和速度刚度都较差，易受外负载变化的影响，故该回路适用于对速度稳定性要求不高的场合。a图中，活塞杆升、降均通过节流阀调速。两个反向安装的单向节流阀，可分别控制活塞杆的伸出和缩回速度。活塞杆伸出和退回时，只有其中一个节流阀起调速作用。双向调速

b图中，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。单向调速

2、双作用气缸速度控制回路双作用气缸速度控制回路包括调速回路和缓冲回路。1）调速回路：（1）节流调速：进气节流和排气节流两种调速方式。

在气压传动中为了提高执行元件的速度稳定性，一般采用排气节流调速。如b图进气节流调速回路：12－11a图当负载的运动方向与活塞的运动方向相反时，活塞易出现“爬行”现象。当负载方向与活塞的运动方向一致时，负载易产生“跑空”现象，使气缸失去控制。进气节流调速回路承载能力大，但不能承受负值负载，且运动的平稳性差，受外负载变化的影响较大。因此，进气节流调速回路的应用受到了限制。排气节流调速回路：12－11b图调节排气侧的节流阀开度，可以控制不同的排气速度，从而控制活塞的运动速度。由于有杆腔存在一定的气体背压力，故活塞是在无杆腔和有杆腔的压力差作用下运动的，因而减少了“爬行”发生的可能性。这种回路能够承受负值负载，运动的平稳性好，受外负载变化的影响较小。上述调速回路，一般只适用于对速度稳定性要求不高的场合。这是因为，当负载突然增大时，由于气体的可压缩性，将迫使气缸内的气体压缩，使气缸活塞运动的速度减慢；反之，当负载突然减少时，又会使气缸内的气体膨胀，使活塞运动速度加快，此现象称为气缸的“自行走”。故此，当要求气缸具有准确平稳的运动速度时，特别是在负载变化较大的场合，就需要采用其它调速方式，来改善其调速性能，一般常用气液联动的调速方式。（2）气液转换速度控制回路

气液转换速度控制回路以气压为动力，利用气液转换器或气液阻尼缸，把气压传动变为液压传动而控制执行元件的运动速度，将气压的响应快与液压的速度稳定高结合起来，达到优势互补。①气液转换器速度控制回路气液转换器1、2将气体的压力转变成液体的压力；液压油驱动液压缸3，得到平稳易控制的活塞运动速度。要求气液转换器的储油量大于液压缸的容积，并有一定的余量。这种回路运动平稳，充分发挥了气动供气方便和液压速度易控制的特点；但气、液之间要求密封性好，以防止空气混入液压油中，保证运动速度的稳定。②气液阻尼缸速度控制回路慢进快退回路，改变单向节流阀的开度，即可控制活塞的前进速度；活塞返回时，气液阻尼缸中液压缸的无杆腔的油液通过单向阀快速流入有杆腔，故返回速度较快，高位油箱起到补充泄漏油液的作用。2）缓冲回路功能:降低或避免气缸行程末端活塞与缸体的撞击。应用场合: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。活塞向右运动时，缸右腔的气体经机动换向阀及三位五通换向阀排掉。当活塞运动到末端碰到机动阀时，气体经节流阀排掉。活塞运动速度得到缓冲。调整机动阀的安装位置就可以改变缓冲的开始时间。此回路适合于惯性力大的场合。项目十九（8）其他常用基本回路一、位置控制回路对执行元件运动过程中的位置进行控制的回路。1、串连气缸的位置控制回路2、任意位置停止回路串连气缸的位置控制回路气缸由多个不同行程的气缸串联而成。换向阀1、2、3依次得电和同时失电，可得到四个定位位置（含原位）。任意位置停止回路当气缸负载较小时，可选择图a所示回路，当气缸负载较大时，应选择图b所示回路。二、安全保护回路1、双手操作回路只有同时按下两个启动用手动换向阀，气缸才动作。应用在冲床、锻压机床上，对操作人员的手起到安全保护作用。2、互锁回路互锁回路的作用是：防止各缸活塞同时动作，保证工作时只有一个气缸活塞动作。该回路利用梭阀1、2、3和换向阀4、5、6实现互锁。3、过载保护回路当气缸活塞右行过程中超载，使气缸左腔压力升高超过预定值时，打开顺序阀3，使控制气体经梭阀4将主阀2切换至右位，活塞