气压与液压传动技术 课件项目五 气动控制元件

气动与液压技术南通职业大学2024年8月项目五

气动控制元件

在气动系统中，一般来说先由空气压缩机将空气压缩，储存在气罐内，然后经管路输送给各个气动装置使用。而气罐的空气压力往往比各台设备实际所需要的压力高些，同时其压力波动值也较大。因此，需要用减压阀（调压阀）将其压力减到每台装置所需的压力，并使减压后的压力稳定在所需压力值上。项目五

气动控制元件

有些气动回路需要依靠回路中的压力变化实现控制两个执行元件的顺序动作，所用的这种阀就是顺序阀。顺序阀与单向阀的组合称为单向顺序阀。所有的气动回路或气罐为了安全起见，当压力超过允许压力值时，需要实现自动向外排气，这种压力控制阀叫安全阀（溢流阀）。对于执行元件的方向变化，是由方向控制阀来控制的。方向控制阀是通过改变压缩空气的流动方向和气流的通断，来控制执行元件起动、停止及运动方向的气动阀。项目五

气动控制元件

在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向，保证气动执行元件或机构按规定程序正常工作是气动控制阀的主要作用。气动控制阀按照作用的不同分为三大类：控制和调节压缩空气压力的称为压力控制阀；控制和调节压缩空气流量的称为流量控制阀；改变气流的流动方向和控制气流的通断的称为方向控制阀。方向控制阀是气压传动系统中通过改变压缩空气的流动方向和气流的通断，来控制执行元件起动、停止及运动方向的气动元件。任务一方向控制阀方向控制阀气动控制元件中数量和种类最多的阀类。按结构不同，可以分为滑柱式气控换向阀、截止式气控换向阀、平面式气控换向阀、旋塞式气控换向阀和膜片式气控换向阀，其中截止式气控换向阀、滑柱式气控换向阀应用较多。按密封形式可分为硬质密封和软质密封。按作用特点可分为单向型控制阀（单向阀）和换向型控制阀（换向阀）。方向控制阀类别机械控制换向阀

梭阀

人力控制换向阀

快速排气阀

气压延时换向阀

先导式电磁换向阀

电磁控制换向阀

气压控制换向阀任务一方向控制阀任务一方向控制阀1.单向型控制阀单向阀是指气流只能向一个方向流动而不能反流的阀。1）气动单向阀单向型控制阀包括单向阀、或门型梭阀、与门型梭阀和快速排气阀。单向阀工作原理任务一方向控制阀图5-1气动单向阀液压控制的单向阀与气动单向阀的工作原理、结构和图形符号基本相同，只不过在气动单向阀中，阀芯与阀座之间有一层密封垫。任务一方向控制阀2）或门型梭阀1.单向型控制阀在气动系统中，当两个进气口P1、P2均能与工作口A相通，而不允许进气口P1和进气口P2相通，就要采用或门型梭阀。。P1口进气，阀芯推到右边封住P2口P2口进气，阀芯推到右边封住P1口任务一方向控制阀或门型梭阀在逻辑回路和程序控制回路中应用广泛。图5-3或门型梭阀在手动-自动换向回路中的应用任务一方向控制阀任务一方向控制阀任务一方向控制阀3）与门型梭阀与门型梭阀又叫双压阀。与门型梭阀有两个进气口P1和P2，只有P1和P2同时进气，A口才有输出，它相当于两个单向阀的组合。两边压力不等时，高压侧进气口关闭，低压侧进气口与A相通。任务一方向控制阀与门型梭阀应用很广泛，主要应用在多级操作、安全防护、动作互锁等场合。在钻床控制回路中，1行程阀为工件定位信号，行程阀2为工件夹紧信号。只有两信号同时发出，与门型梭阀才有输出，才能使换向阀4切换，钻孔气缸5进给。图5-5与门型梭阀在钻床控制回路中的应用任务一方向控制阀任务一方向控制阀任务一方向控制阀4）快速排气阀快速排气阀作用是使气动控制元件或装置快速排气，以提高气缸活塞的运动速度。无快速排气阀：气体从气缸经管路由换向阀的排气口排出，如果管路较长，而换向阀排气口又较小，则排气阻力较大，排气时间较长，气缸活塞运动速度较慢。有快速排气阀：气缸内气体能直接快速排到大气中，提高气缸活塞的运动速度。任务一方向控制阀快速排气阀任务一方向控制阀1—排气口；2—阀口。在实际应用中，快速排气阀应配置在需要快速排气的气动执行元件附近，否则会影响快速排气效果。任务一方向控制阀2.换向型控制阀

换向型控制阀的功能是改变气体通道，使气体流动方向发生变化，从而改变气动执行元件的运动方向。换向型控制阀根据控制阀芯的方式不同，可分为气控换向阀、电磁换向阀、气压延时换向阀、机械控制换向阀、人力控制换向阀和时间控制换向阀等。任务一方向控制阀换向型控制阀的符号：任务一方向控制阀换向型控制阀的符号：任务一方向控制阀换向型控制阀的符号：任务一方向控制阀换向型控制阀的符号：任务一方向控制阀常态位：常态位：换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个是常态位，即阀芯未受到外部操纵力时所处的位置（各气口的连通方式）。图形符号中的中位是三位换向阀的常态位，利用弹簧复位的二位换向阀以靠近弹簧符号的一个方框为常态位。人力控制换向阀换向阀读法：一般按照“几位”+“几通”+“控制方式”+换向阀流体路径和方向任务一方向控制阀任务一方向控制阀1）气控换向阀图5-8单气控换向阀气控换向阀利用气体压力使阀芯移动从而改变气体流动方向。气控换向阀适用于易燃、易爆、潮湿、灰尘多的场合。单气控换向阀任务一方向控制阀图5-8单气控换向阀该阀属于常闭型二位三通换向阀，若O口P口换接，该阀为常开型二位三通换向阀。任务一方向控制阀图5-9双气控滑阀式换向阀双气控换向阀任务一方向控制阀任务一方向控制阀任务一方向控制阀任务一方向控制阀2）电磁换向阀电磁换向阀由电磁铁和阀芯两部分组成。按控制方式分直动式电磁阀先导式电磁阀直动式单电磁阀直动式双电磁阀任务一方向控制阀二位三通直动式电磁阀。当电磁铁断电时，A→O，A口进气，P口截止；当电磁铁通电时，P→A，P口进气，O口截止。直动式单电磁阀，阀芯移动的动力来源是电磁铁产生的电磁力，靠弹簧力复位，因此换向冲击较大，一般只制成小型的阀。直动式单电磁阀任务一方向控制阀任务一方向控制阀直动式双电磁铁控制换向阀直动式双电磁铁换向阀直动式双电磁铁换向阀的两个磁铁只能交替通电，不能同时通电，否则会产生误动作。由于该阀没有复位弹簧，因此称这种阀具有记忆功能。记忆功能是指当有控制信号时阀位按电磁铁的通电情况动作，而当控制信号消失以后阀位仍维持原状不变的功能。任务一方向控制阀图5-12先导式双电磁铁换向阀先导式电磁阀先导式电磁阀由电磁先导阀和主阀两部分组成。先用先导阀的电磁铁控制气路，产生先导压力，再用先导压力推动主阀阀芯，实现换向。分先导式单电磁阀和先导式双电磁阀两种。注意：先导阀1通电，2必须断电任务一方向控制阀任务一方向控制阀3）气压延时换向阀图5-13二位三通气压延时换向阀

气压延时换向阀在功能上相当于时间继电器，是一种时间控制元件。它利用节流阀和气室来调节换向阀气控口充气压力的变化率实现延时。图示为二位三通气压延时换向阀，由延时部分和换向部分组成的。当无气控信号时，P口与A口断开；当有气控信号时，气体从K口输入，经可调节流阀节流后到气容a内，使气容不断充气，直到气容内的气压上升到某个值时，使阀芯由左向右移动，使P口和A口接通，A口有输出。任务一方向控制阀任务一方向控制阀4）机械控制换向阀

机械控制换向阀是靠机动（行程挡块或凸轮）或人力（手动）来使阀产生切换动作，其工作原理与液压阀基本相同。左图为机械阀（行程阀），右图为手搬阀。人力控制换向阀当推压按钮未压下时，阀芯在弹簧力作用下，位于上位，1口关闭，2、3口相通当推压按钮压下时，阀芯在弹簧力作用下，位于下位，3口被关闭，1、2口相通任务一方向控制阀任务一方向控制阀手动换向阀人力控制换向阀控制方式任务一方向控制阀任务一方向控制阀任务一方向控制阀表4-2常用换向阀的结构原理和图形符号任务一方向控制阀表4-2常用换向阀的结构原理和图形符号任务二压力控制阀什么是压力控制阀?压力控制阀主要用来控制压缩空气的压力和依靠压缩空气压力来控制执行元件动作顺序，基本都是利用压缩空气的压力与弹簧力相平衡的原理工作。压力控制阀按其控制功能可分：减压阀、溢流阀和顺序阀三种。任务二压力控制阀

减压阀又称调压阀，可分为直动式、先导式。1.减压阀

右图为QTY型直动型减压阀的结构图。

阀处于工作状态时，压缩空气从左端输入，经阀口8节流减压后再从阀出口流出。

当推力与弹簧的作用相互平衡后，阀口开度稳定在某一值上，使减压阀的出口减小，并保持出口压力基本不变。任务二压力控制阀任务二压力控制阀2.溢流阀(安全阀)图5-15直动式溢流阀

当气体作用在阀芯3上的力小于弹簧2的作用力时，阀处于关闭状态。当系统压力升高，气体作用在阀芯3上的力大于弹簧2的作用力时，气流推开阀芯，由阀口向外排气，使系统压力基本稳定在调定压力，确保系统安全、可靠地工作。调整弹簧的预压缩量即可改变其调定压力的大小。

溢流阀的作用是当系统压力超过调定压力时，自动向往排气，以降低系统压力，确保系统安全、可靠地工作。直动式溢流阀任务二压力控制阀任务二压力控制阀图5-16先导式溢流阀

先导式溢流阀的先导阀为减压阀，由减压阀减压后的空气从上部控制口C进入阀内，以代替直动式溢流阀中的弹簧来控制溢流阀，因此不会出现调压弹簧在阀口不同开度时的作用力不同而使调定压力产生变化的情况。先导式溢流阀的压力流量特性较好，适用于大流量和远距离控制的场合。先导式溢流阀任务二压力控制阀3.顺序阀

顺序阀通常安装在需要某一特定压力的场合，以便完成某一动操作。只有压力达到一定值顺序阀才有气体输出。顺序阀通过调节弹簧的压缩量来控制其开启压力。当输入压力达到顺序阀的调定压力时，阀口打开，压缩空气从P口进入，从A口输出；反之，阀口关闭，A口无输出。任务二压力控制阀单向顺序阀任务三流量控制阀

气动流量控制阀是通过改变阀的通流截面积来实现流量控制的元件。它包括节流阀、单向节流阀、排气节流阀和柔性节流阀等。

气动系统中，经常要求控制气动执行元件的运动速度，需要靠调节压缩空气的流量来控制。任务三流量控制阀

压缩空气从进口流入，经过阀口节流后，从出口流出。

旋转阀芯螺杆，就可改变节流口的开度，这样就调节了压缩空气流量。1.节流阀通过缩小气体的流通截面以增加气体的流通阻力，从而降低气体的压力和流量。节流阀通常安装于气缸上，调节气缸进气或排气流量，从而调节活塞的运动速度。任务三流量控制阀2.单向节流阀单向节流阀是由单向阀和节流阀并联组合而成的组合式控制阀。任务三流量控制阀进气节流气缸负载稍有变化，活塞的速度变化比较明显，稳定性较差，仅用于单作用气缸、小型气缸或行程较短的气缸控制。排气节流利用排气量为气缸提供背压来限制速度，故速度稳定性好，常用于双作用气缸的控制。任务三流量控制阀3.排气节流阀

气体从A口进入阀内，由节流口1节流后经消声套2排出，因此它不仅能调节气动执行元件的运动速度，还能起到减小排气噪声的作用。

排气节流阀通常安装在换向阀的排气口处与换向阀联用，起到单向节流阀的作用。排气节流阀与节流阀