液压与气压传动技术 课件 任务9.1 方向控制阀的认识及方向控制回路的组建

液压与气压传动技术1项目九气动控制元件的认识及基本回路的组建项目引入在气动系统中，气动控制元件是控制和调节压缩空气的流动方向、压力、流量以及发送信号的各类控制阀，按功能不同可分为方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀以及能实现一定逻辑功能的气动逻辑元件。由有关气动元件组成的具有特定功能的典型气动回路称为气动基本回路，按控制功能的不同可分为方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路、基本逻辑回路等。本项目通过对气动控制元件的认识，掌握正确组建气动基本回路的方法，为分析气动系统打下必要的基础。2学习目标1．知识目标了解气动控制阀的作用、分类。掌握气动控制阀的结构、工作原理及应用。熟悉气动基本回路的种类及作用。掌握气动基本回路的组成、原理及应用。了解气动逻辑元件的类型、结构及应用。掌握气动控制阀的选用与维护。项目九气动控制元件的认识及基本回路的组建32．技能目标能正确认识气动控制阀。能正确识读气动基本回路图。能正确选用和维护气动控制阀。能正确拆装气动控制阀。能正确组建气动基本回路。3．素质目标增强自主学习意识。增强团队合作意识。培养分析、解决问题的能力。培养良好的职业素养。项目九气动控制元件的认识及基本回路的组建4学习任务任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建任务9.2压力控制阀的认识及压力控制回路的组建任务9.3流量控制阀的认识及速度控制回路的组建任务9.4其他常用气动回路和真空回路的组建任务9.5气动逻辑元件的认识与选用项目九气动控制元件的认识及基本回路的组建5任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建6知识库一、方向控制阀

1．单向型方向控制阀单向型方向控制阀只允许气流沿一个方向流动，包括单向阀、梭阀、双压阀和快速排气阀。（1）单向阀单向阀是指气流只能向一个方向流动而不能反方向流动的阀，如图9-2所示。在气动系统中，在空气压缩机和气罐之间应装有单向阀，压缩空气倒流。单向阀还可与其他的控制阀并联使用。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建7（2）梭阀梭阀又称或门型梭阀，其相当于共用一个阀芯而无弹簧的两个单向阀的组合，其作用相当于逻辑“或”，在气动系统中应用很广泛，如图9-3所示。梭阀在两个输入口单独有气或两者均有气时都有输出，它常用于两个信号控制同一个动作的组合。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建8（3）双压阀双压阀又称与门型梭阀，它也相当于两个单向阀的组合，只是将密封面由外端面改为内端面，其作用相当于逻辑“与”，如图9-4所示。双压阀在两输入口均有气时才有输出，否则均无输出，它常用于两控制口均有控制信号时才能控制某一动作的组合。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建9（4）快速排气阀快速排气阀简称快排阀，其作用是使气动元件或装置快速排气，如图9-5所示。快速排气阀常装在气缸排气口，使气缸快速排气，可大大提高气缸运动速度。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建10

2．换向型方向控制阀换向型方向控制阀是指可以改变气流流动方向的控制阀。按控制方式不同可分为气压控制、电磁控制、机械控制、人力控制等。（1）气压控制换向阀气压控制换向阀是利用空气压力推动阀芯运动，使换向阀换向，从而改变气体的流动方向的换向阀。气压控制换向阀分为加压式、泄压式、差压式和延时控制几种类型，常用的是加压式和差压式。

加压式控制是指加在阀芯上的控制信号的压力值是渐升的，当控制信号的气压增加到阀的切换动作压力时阀便换向，其有单气控和双气控之分。

差压控制是利用控制气压在阀芯两端面面积不等的控制活塞上产生的推力差，使阀换向的一种控制方式。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建11

1）单气控加压式换向阀利用压缩空气的作用力与弹簧力相平衡的原理来进行控制。如图9-6所示的单气控加压式换向阀属于截止式二位三通换向阀。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建12

2）双气控加压式换向阀换向阀阀芯两边都可作用压缩空气，但一次只作用于一边。如图9-7所示的双气控加压式换向阀属于滑阀式二位五通换向阀。双气控滑阀具有记忆功能，即气控信号消失后，阀仍能保持在有信号时的工作状态。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建13

3）气压延时换向阀其作用相当于时间继电器。如图9-8所示的气压延时换向阀属于二位三通常断延时接通型换向阀。由气容C和一个单向节流阀组成时间信号元件，用它来控制主阀换向。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建14（2）电磁控制换向阀电磁控制换向阀是利用电磁力的作用推动阀芯换向，从而改变气流方向的气动换向阀。有直动式和先导式两大类。1）直动式电磁换向阀电磁铁的动铁心在电磁力的作用下，直接推动阀芯换向的气动换向阀，有单电控和双电控两种。图9-9所示的直动式单电控电磁换向阀属于二位三通电磁阀，它只有一个电磁铁。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建15图9-10所示的直动式双电控电磁换向阀属于二位五通电磁换向阀。当通电电磁铁断电后，阀芯位置不变，即具有记忆能力。两个电磁铁只能交替得电工作，不能同时得电，否则会产生误动作。直动式电磁换向阀是由电磁铁直接推动阀芯移动，当阀的通径较大时，用直动式结构所需的电磁铁体积和电力消耗都必然加大，为克服此弱点可采用先导式结构。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建162）先导式电磁换向阀先导式电磁换向阀是由电磁先导阀和气动换向阀组成，它利用直动式电磁换向阀输出的先导气压去控制主阀阀芯的换向，相当于一个电气换向阀。按有无专门的外接控制气口，可分为外控式和内控式两种。图9-11所示的先导式双电控电磁换向阀属于二位五通先导式电磁换向阀，带有手动辅助控制。该阀具有记忆功能，即通电时换向，断电时并不返回原位。先导式电磁换向阀便于实现电、气联合控制，应用广泛。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建17（3）机械控制换向阀机械控制换向阀又称行程阀，多用于行程程序控制，作为信号阀使用。常依靠凸轮、挡块或其它机械外力推动阀芯，使阀换向。

按阀芯头部结构形式可分为直动式、杠杆滚轮式和可通过杠杆滚轮式等，如图9-12所示。

直动式是由机械力直接推动顶杆的头部使阀换向。

杠杆滚轮式头部结构可以减小阀杆所受的侧向力及外部的机械力。

可通过滚轮杠杆式结构的头部滚轮是可折回。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建18机图9-13所示为杠杆滚轮式机控换向阀（常闭型）。若将P口与R口互换（如括弧中的接法），便为常开型。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建19（4）人力控制换向阀人力控制换向阀使用频率较低、动作速度较慢。阀的通径小、操作灵活，可按人的意志随时改变控制对象的状态，可实现远距离控制。人力控制换向阀在手动、半自动和自动控制系统中得到广泛的应用。人力控制换向阀按其操纵方式不同可分为手动阀和脚踏阀两类。1）手动阀手动阀的操纵头部结构有按钮式、推拉式、旋钮式、拨动式、锁定式等，如图9-14所示。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建20图9-15所示为推拉式手动阀。

当用手压下阀芯时，则P与A相通，B与S相通。手松开后，阀芯依靠定位装置保持状态不变。

当用手拉起阀芯时，气路方向改变，P与B相通，A与R相通，手松开后，阀芯能维持该状态不变。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建21

1）脚踏阀脚踏阀有单板脚踏阀和双板脚踏阀两种。

单板脚踏阀是脚一踏下便进行切换，脚一离开便恢复到原位，即只有两位式，如图9-16所示。

双板脚踏阀有两位式和三位式之分。两位式的动作是踏下踏板后，脚离开，阀不复位，直到踏下另一踏板后，阀才复位；三位式有三个动作位置，脚没有踏下时，两边踏板处于水平位置，为中间状态，踏下任一边的踏板，阀被切换，待脚一离开又立即回复到中位状态。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建22

3．方向控制阀的选用首先根据基本功能选择类型，然后确定具体型号，在选型号时要考虑安装方式、尺寸大小等。1）根据所需流量选择阀的通径。对于直接控制气动执行机构的主控阀，要根据工作压力状态下的最大流量来选择阀的通径。一般情况下所选阀的额定流量应大于实际的最大流量。对于信号阀（手控、机控），应根据它所控制阀的远近、控制阀的数量和动作时间等因素来选择阀的通径。2）考虑阀的机能是否能保证工作需要，尽量选择与所选机能一致的阀。3）安装方式的选择，要从安装维护方面考虑，板式连接较好，特别对集中控制的系统优点更为突出。4）优先采用标准化系列产品，尽量避免采用专用阀。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建23

4．方向控制阀的常见故障及排除方法方向控制阀常见故障及排除方法见表9-1。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建24二、方向控制回路

1．单作用气缸换向回路图9-17a所示为采用二位三通电磁换向阀控制的单作用气缸换向回路。该回路比较简单，但对由气缸驱动的部件有较高的要求，以保证气缸活塞能可靠退回。

图9-17b所示为采用三位五通电磁换向阀控制的单作用气缸换向回路。当换向阀在中位，气缸可以停在行程中任意位置，但定位精度不高，定位时间不长。任务9.1方向控制阀的认识及方向控制回路的组建252．双作用气缸换向回路图9-18a所示为采用二位五通电磁换向阀控制的双作用气缸换向回路。

图9-18b所示为采用二位五通单气控换向阀控制的双作用气缸换向回路。