氣動控制元件與基本回路

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1、 第 17章 氣 動 控 制 元 件 與 基 本 回 路 氣 動 控 制 元 件 ： 控 制 和 調(diào) 節(jié) 壓 縮 空 氣 的 壓 力 、 流 量 、 流 動 方 向 和發(fā) 送 信 號 的 重 要 元 件 方 向 控 制 閥 ， 壓 力 控 制 閥 和 流 量 控 制 閥 氣 動 基 本 回 路 ： 方 向 控 制 回 路 ， 壓 力 控 制 回 路 和 速 度 （ 流 量 ） 控制 回 路 n 方 向 控 制 閥 與 方 向 控 制 回 路 n 壓 力 控 制 閥 與 壓 力 控 制 回 路n 流 量 控 制 閥 與 流 量 控 制 回 路 n 氣 動 邏 輯 元 件 簡 介n 其 它 氣 動

2、 基 本 回 路 方 向 控 制 閥 與 方 向 控 制 回 路n 方 向 控 制 閥 單 向 型 控 制 閥 換 向 型 控 制 閥 ： 通 過 改 變 氣 體 通 路 使 氣 流 方 向 發(fā) 生改 變 換 向 型 控 制 閥 按 驅(qū) 動 方 式 可 分 為 氣 壓 控 制 閥 、 電 磁 控制 閥 、 機 械 控 制 閥 、 手 動 控 制 閥 和 時 間 控 制 閥 n 方 向 控 制 回 路 單 作 用 氣 缸 換 向 回 路 雙 作 用 氣 缸 換 向 回 路 單 向 型 控 制 閥n 單 向 閥 ： 氣 流 只 能 向 一 個 方 向 流 動 而 不 能 反 向 流 動 通過 的

3、閥 n 單 向 閥 多 與 節(jié) 流 閥 組 合 起 來 控 制 執(zhí) 行 元 件 的 運 動 速 度 A Aa)關(guān) 閉 狀 態(tài) b開 啟 狀 態(tài)圖 17-1單 向 閥 工 作 原 理 圖P P 圖 17-1單 向 閥 工 作 原 理 圖 單 向 閥圖 17-2A A PP 圖 17-2 單 向 閥 單 向 型 控 制 閥n 梭 閥 （ 或 門 ） 相 當(dāng) 于 兩 個 單 向 閥 的 組 合 或 門圖 17-3 梭 閥 在 手 動 自 動 換 向 回 路 中 的 應(yīng) 用或 門 在 手 動 -自 動 換 向回 路 中 的 應(yīng) 用圖 17-4 圖 17-4 或 門 在 手 動 自 動 換 向 回 路

4、中 的 應(yīng) 用 單 向 型 控 制 閥n 雙 壓 閥 （ 與 門 ） ： 兩 個 單 向 閥 的 組 合 與 門圖 17-5 圖 17-5 與 門 雙 壓 閥 在 鉆 床 控 制 回 路 中 的 應(yīng) 用 單 向 型 控 制 閥n 快 速 排 氣 閥 ： 加 快 氣 缸 排 氣 腔 排 氣 ， 以 提 高 氣 缸 運 動 速 度n 快 速 排 氣 閥 通 常 裝 在 換 向 閥 與 氣 缸 之 間 ， 使 氣 缸 的 排 氣 不 需 要 通過 換 向 閥 而 快 速 完 成 ， 從 而 加 快 了 氣 缸 往 復(fù) 運 動 的 速 度n 快 速 往 復(fù) 運 動 回 路 快 速 排 氣 閥圖 17-

5、6 c) 圖 17-6 快 速 排 氣 閥 快 速 往 復(fù) 運 動 回 路 換 向 型 控 制 閥n 氣 壓 控 制 換 向 閥 ： 利 用 氣 體 壓 力 推 動 閥 芯 運 動 實現(xiàn) 換 向 的 單 氣 控 截 止 式 換 向 閥圖 17-8 單 電 磁 鐵 換 向 閥 工 作 原 理圖 17-9 換 向 型 控 制 閥n 電 磁 控 制 換 向 閥 ： 電 磁 鐵 的 銜 鐵 直 接 推 動 閥 芯 進 行 換 向 單 電 磁 鐵 換 向 閥 工 作 原 理圖 17-9雙 電 磁 鐵 直 動 式 換 向 閥 工 作 原 理 圖 圖 17-10PA BO A BO PO O A BP1 2

6、 1 2a) b) c)1 2 1 2 換 向 型 控 制 閥n 時 間 控 制 換 向 閥 ： 使 氣 流 通 過 氣 阻 （ 如 小 孔 、 縫 隙 等 ）節(jié) 流 后 到 氣 容 （ 儲 氣 空 間 ） 中 ， 經(jīng) 過 一 定 時 間 氣 容 內(nèi) 建 立 起 一 定的 壓 力 后 ， 再 使 閥 芯 動 作 的 換 向 閥 延 時 換 向 閥圖 17-11a K AP O K 圖 17-11 延 時 換 向 閥 脈 沖 閥圖 17-12 彈 簧 膜 片圖 1712脈 沖 閥 方 向 控 制 回 路n 單 作 用 氣 缸 換 向 回 路 單 作 用 氣 缸 換 向 回 路圖 17-13a)

7、b) 方 向 控 制 回 路n 雙 作 用 氣 缸 換 向 回 路 雙 作 用 氣 缸 換 向 回 路圖 17-14a) b) c)d) e) f) 圖 17-14 雙 作 用 氣 缸 換 向 回 路 壓 力 控 制 閥n 壓 力 控 制 閥 的 功 能 ： 控 制 系 統(tǒng) 中 壓 縮 空 氣 的 壓力 ,以 滿 足 系 統(tǒng) 對 不 同 壓 力 的 需 要n 壓 力 控 制 閥 的 工 作 原 理 ： 均 是 利 用 空 氣 壓 力 和彈 簧 力 相 平 衡 的 原 理 來 工 作 的n 壓 力 控 制 閥 的 分 類 : 減 壓 閥 、 定 值 器 ： 降 壓 穩(wěn) 壓 作 用 安 全 閥 、

8、 限 壓 切 斷 閥 ： 限 壓 安 全 保 護 作 用 順 序 閥 、 平 衡 閥 ： 根 據(jù) 氣 路 壓 力 不 同 進 行 某種 控 制 減 壓 閥 （ 調(diào) 壓 閥 ） ： 減 壓 和 穩(wěn) 壓 減 壓 閥 是 氣 動 系 統(tǒng) 中 必 不 可 少 的 一 種 調(diào) 壓 元 件 調(diào) 壓 閥圖 17-15調(diào) 整 手 柄 調(diào) 壓 彈 簧下 彈 簧 座膜 片閥 芯閥 套阻 尼 孔閥 口復(fù) 位 彈 簧 順 序 閥 ：依 靠 回 路 中 壓 力 的 高 低 變 化 實 現(xiàn) 執(zhí) 行 元 件 的 順 序 動 作n 順 序 閥 的 工 作 原 理關(guān) 閉 狀 態(tài) b)開 啟 狀 態(tài)順 序 閥 工 作 原 理圖

9、17-16 c) 圖 17-16為 順 序 閥 的 工 作 原 理 順 序 閥 ：依 靠 回 路 中 壓 力 的 高 低 變 化 實 現(xiàn) 執(zhí) 行 元 件 的 順 序 動 作n 順 序 閥 的 應(yīng) 用 順 序 閥 的 應(yīng) 用圖 17-17 圖 1717 順 序 閥 的 應(yīng) 用 安 全 閥 （ 溢 流 閥 ）n 功 能 :當(dāng) 儲 氣 罐 或 氣 動 回 路 中 的 壓 力 超 過 一 定 值 時 ， 安 全 閥 能 立即 打 開 放 氣 ， 以 阻 止 壓 力 繼 續(xù) 升 高 產(chǎn) 生 危 險 ， 系 統(tǒng) 中 起 過 壓 保 護作 用n 工 作 原 理 關(guān) 閉 狀 態(tài) 開 啟 狀 態(tài)安 全 閥 的

10、工 作 原 理 圖 17-18 一 次 壓 力 控 制 回 路 ：使 儲 氣 罐 送 出 的 氣 體 壓 力 不 超 過 規(guī) 定 壓 力一 次 壓 力 控 制 回 路圖 17-19 二 次 壓 力 控 制 回 路 ：用 于 氣 動 控 制 系 統(tǒng) 氣 源 壓 力 控 制 ， 以 保 證 系 統(tǒng) 使 用 的 氣體 壓 力 為 一 穩(wěn) 定 值 n 回 路 由 空 氣 過 濾 器 、 減 壓 閥 、 油 霧 器 （ 氣 動 三 大 件 ） 組 成n 邏 輯 單 元 的 供 氣 應(yīng) 接 在 油 霧 器 之 前二 次 壓 力 控 制 回 路圖 17-20 去 系 統(tǒng)去 邏 輯 單 元 高 低 壓 轉(zhuǎn) 換

11、 回 路 ：用 于 低 壓 氣 源 或 高 壓 氣 源 的 轉(zhuǎn) 換 輸 出高 低 壓 轉(zhuǎn) 換 回 路圖 17-21 節(jié) 流 閥 ： 通 過 改 變 閥 的 通 流 面 積 來 調(diào) 節(jié) 流 量n 節(jié) 流 閥 的 工 作 原 理 節(jié) 流 閥 的 結(jié) 構(gòu) 圖圖 17-23節(jié) 流 閥 的 工 作 原 理圖 17-22 圖 17-22 節(jié) 流 閥 節(jié) 流 閥 ： 通 過 改 變 閥 的 通 流 面 積 來 調(diào) 節(jié) 流 量n 節(jié) 流 閥 的 應(yīng) 用 節(jié) 流 閥 的 應(yīng) 用圖 17-24 圖 17-24 節(jié) 流 閥 的 應(yīng) 用 排 氣 節(jié) 流 閥 : 不 僅 具 有 節(jié) 流 調(diào) 速 的 作 用 ， 而 且還

12、 能 起 到 降 低 排 放 氣 流 噪 聲 的 作 用 排 氣 節(jié) 流 閥 只 能 安 裝 在 排 氣 口 ， 調(diào) 節(jié) 排 出 氣 體 的 流 量 以 控 制 執(zhí) 行 元 件 的 速 度A 排 氣 節(jié) 流 閥圖 17-25 柔 性 節(jié) 流 閥 ：通 過 調(diào) 節(jié) 閥 桿 夾 緊 柔 韌 的 橡 膠 管 而 產(chǎn) 生 節(jié) 流 作 用柔 性 節(jié) 流 閥圖 17-26 圖 17-26 柔 性 節(jié) 流 閥 單 作 用 氣 缸 速 度 控 制 回 路單 作 用 氣 缸 的 速 度 控 制 回 路圖 17-27 單 向 調(diào) 速 回 路n 節(jié) 流 供 氣n 節(jié) 流 排 氣 結(jié) 論 : 排 氣 節(jié) 流 調(diào) 速

13、與 進 氣 節(jié) 流 調(diào) 速 相 比 具 有 進 氣 阻 力 小 ， 氣 缸 速 度 受 外 界 負 載 變 化 影 響 小 的 特 點 ， 所 以 應(yīng) 用 較 普 遍 雙 向 調(diào) 速 回 路雙 作 用 氣 缸 的 速 度 控 制 回 路 圖 17-28 緩 沖 回 路n 功 能 : 可 降 低 或 避 免 氣 缸 行 程 末 端 活 塞 與 缸 體 的 撞 擊 。n 場 合 : 在 行 程 長 、 速 度 快 、 慣 性 大 的 場 合 ， 除 采 用 緩 沖 氣 缸 外 ，一 般 還 采 用 緩 沖 回 路 緩 沖 回 路圖 17-29 速 度 換 接 回 路 速 度 換 接 回 路圖 17

14、-30 氣 液 聯(lián) 動 回 路n 實 現(xiàn) : 以 氣 壓 為 動 力 ， 利 用 氣 液 轉(zhuǎn) 換 器 把 氣 壓 傳 動 轉(zhuǎn) 變 為 液 壓 傳 動 ; 或 者 采 用 氣 液 阻 尼 缸 來 作 為 執(zhí) 行 元 件 。n 特 點 : 回 路 不 需 要 液 壓 動 力 源 ， 具 備 傳 動 平 穩(wěn) 、 定 位 精 確 ， 可 無 級 調(diào) 速 的 特 點 退 進用 氣 液 阻 尼 缸 的 速 度 控 制 回 路圖 17-31 氣 液 速 度 控 制 回 路氣 液 速 度 控 制 回 路圖 1 7 - 3 2液 壓 缸氣 液 轉(zhuǎn) 換 器 氣 動 邏 輯 元 件 （ 又 稱 邏 輯 閥 ）n 工

15、 作 原 理 ： 均 是 用 壓 縮 空 氣 為 工 作 介 質(zhì) ， 通 過 元 件 內(nèi) 部 可 動 部件 的 動 作 ， 改 變 氣 流 方 向 ， 從 而 實 現(xiàn) 邏 輯 控 制 功 能 氣 動 邏 輯 元 件 的 分 類n 按 工 作 壓 力 分 ： 高 壓 元 件 （ 0.20.8MPa ） 低 壓 元 件 （ 0.020.2MPa ） 微 壓 元 件 （ 0.02MPa) n 按 邏 輯 功 能 分 ： “ 是 門 ” （ S=A） “ 或 門 ” （ S=A+B ） “ 與 門 ” （ S=AB） “ 非 門 ” (S= )元 件 雙 穩(wěn) 元 件 n 按 結(jié) 構(gòu) 形 式 分 ： 截

16、 止 式 膜 片 式 滑 閥 式 或 門 ： S=A+B或 門 元 件圖 17-33 圖 17-33 或 門 元 件 是 門 ： S=A 與 門 ： S=A B A P(B) 是 門 和 與 門 元 件圖 17-34 圖 17-34是 門 和 與 門 元 件 非 門 ： S= 禁 門 ： S= B P(B)A 非 門 和 禁 門 元 件圖 17-35 雙 穩(wěn) 元 件 ： 記 憶A P滑 塊 雙 穩(wěn) 元 件圖 17-36 延 時 回 路n 延 時 輸 出 和 延 時 切 換延 時 回 路圖 17-37 過 載 保 護 回 路過 載 保 護 回 路圖 17-38 互 鎖 回 路 互 鎖 回 路圖

17、17-39 雙 手 同 時 操 作 回 路n 使 用 兩 個 啟 動 用 的 手 動 閥 ,只 有 同 時 按 動 兩 個 閥 才 動 作 的 回 路 。 主 要 為 了 安 全 。 在 鍛 造 、 沖 壓 機 械 上 常 用 來 避 免 誤 操 作 ， 以 保 護 操 作 者 的 安 全 。 順 序 動 作 回 路n 定 義 : 在 氣 動 回 路 中 ,各 個 氣 缸 按 一 定 程 序 完 成 各 自 的 動作 單 缸 單 往 復(fù) 動 作 回 路 ： A1A0單 往 復(fù) 控 制 回 路 圖 17-40 單 缸 連 續(xù) 往 復(fù) 動 作 回 路 ：A1A0A1A0。 。 。連 續(xù) 往 復(fù) 運

18、 動 回 路圖 17-41 多 缸 順 序 動 作 回 路 （ 程 序 控 制 回 路 ）n 定 義 : 兩 只 、 三 只 或 多 只 氣 缸 按 一 定 順 序 動 作 的 回 路 分 析 如 圖 所 示 回 路 的 工 作 過 程 ， 并 指 出 元件 的 名 稱 氣 動 基 本 邏 輯 回 路 氣 動 基 本 邏 輯 回 路 氣 動 基 本 邏 輯 回 路 課 程 的 基 本 要 求n 掌 握 液 壓 與 氣 壓 傳 動 的 必 要 的 理 論 知 識n 能 掌 握 液 壓 氣 動 元 件 的 結(jié) 構(gòu) 、 工 作 原 理與 性 能 ， 并 能 合 理 地 選 用 它n 能 掌 握 液

19、壓 氣 動 典 型 基 本 回 路 的 工 作 原理 與 特 點 ， 并 能 合 理 地 應(yīng) 用 它 ； 能 維 修一 般 的 液 壓 氣 動 設(shè) 備n 能 閱 讀 一 般 專 用 設(shè) 備 的 液 壓 氣 動 系 統(tǒng) 圖 氣 壓 傳 動 n 概 述 及 基 本 概 念 ： 空 氣 的 性 質(zhì) n 氣 源 裝 置 及 氣 動 輔 件 ： 功 能 、 工 作 原 理 及 結(jié) 構(gòu)n 氣 缸 ： 幾 種 常 用 氣 缸 的 工 作 原 理 （ 緩 沖 氣 缸 、 氣 液 阻尼 缸 、 沖 擊 氣 缸 等 ）n 氣 動 控 制 元 件 ： 壓 力 控 制 閥 、 流 量 控 制 閥 、 方 向 控制 閥

20、 的 工 作 原 理 及 結(jié) 構(gòu) n 氣 動 基 本 回 路 ： 壓 力 控 制 回 路 、 方 向 控 制 回 路 、 流量 控 制 回 路 、 其 它 液 壓 傳 動n 液 壓 與 氣 壓 傳 動 概 述 ： 工 作 原 理 ， 兩 個 重 要 概 念 及 壓 力 、 流 量 這 二 個 重 要 參數(shù) ； 系 統(tǒng) 組 成 及 液 壓 油 的 主 要 物 理 性 質(zhì) ： 粘 度 、 粘 溫 特 性n 液 壓 與 氣 壓 傳 動 的 基 礎(chǔ) 知 識n 液 壓 泵 和 液 壓 馬 達 ： 工 作 原 理 ， 泵 的 功 率 、 效 率 的 計 算 齒 輪 泵 、 葉 片 泵 、 柱 塞 泵 工

21、作 原 理 和 結(jié) 構(gòu) 特 點 限 壓 式 變 量 葉 片 泵 工 作 原 理 、 特 性 曲 線 液 壓 傳 動n 液 壓 缸 ： 常 用 液 壓 缸 的 工 作 原 理 、 結(jié) 構(gòu) 形 式 、 和 推 力 、 速 度 的計 算 單 桿 式 液 壓 缸 的 結(jié) 構(gòu) 、 活 塞 速 度 與 推 力 計 算 差 動 聯(lián) 接 時 液 壓 缸 工 作 原 理 、 活 塞 速 度 與 推 力 計 算 、液 壓 塞 往 復(fù) 速 度 相 等 的 條 件 、 實 現(xiàn) 方 法 液 壓 缸 緩 沖 原 理 及 結(jié) 構(gòu) 液 壓 傳 動n 方 向 閥 與 方 向 控 制 回 路n 單 向 閥 、 換 向 閥 的 圖

22、 形 符 號 、 工 作 原 理 、 結(jié) 構(gòu)n 換 向 閥 的 中 位 機 能n 方 向 控 制 回 路 ： 鎖 緊 回 路 、 換 向 回 路 液 壓 傳 動n 壓 力 閥 與 壓 力 控 制 回 路 溢 流 閥 、 減 壓 閥 、 順 序 閥 的 圖 形 符 號 、 工 作 原 理 、 結(jié)構(gòu) 、 功 能 、 應(yīng) 用 、 區(qū) 別 、 計 算 調(diào) 壓 回 路 、 減 壓 回 路 、 壓 力 控 制 順 序 動 作 回 路 卸 荷 回 路 平 衡 回 路 液 壓 傳 動n 流 量 閥 與 節(jié) 流 調(diào) 回 路 節(jié) 流 調(diào) 速 的 原 理 與 方 式 流 量 公 式 ： 影 響 因 素 （ 物 理 意 義 ） 、 計 算 （ 薄 壁 小 孔 ） L型 節(jié) 流 閥 、 LI型 單 向 節(jié) 流 閥 、 Q型 調(diào) 速 閥 的 工 作 原 理 、結(jié) 構(gòu) 與 特 點 進 油 路 、 回 油 路 、 旁 油 路 節(jié) 流 調(diào) 速 ： 回 路 、 性 質(zhì) 、 工作 原 理 、 特 點 、 計 算 液 壓 傳 動n 其 他 基 本 回 路 增 速 回 路 ： 差 動 聯(lián) 接 、 雙 泵 供 油 速 度 換 接 回 路n 簡 單 液 壓 系 統(tǒng) 設(shè) 計 實 例 YT4543動 力 滑 臺 液 壓 系 統(tǒng) ： 電 磁 鐵 動 作 表 、 基 本 回 路 、工 作 原 理 、 特 點