第十三章氣動基本回路

1、第十三章第十三章 氣動基本回路氣動基本回路主講張偉主講張偉謝謝你的配合，同學！謝謝你的配合，同學！希望學習過程能給你帶來快樂希望學習過程能給你帶來快樂第一節(jié)第一節(jié) 方向控制回路方向控制回路概念：又稱換向回路，利用方向控制閥使氣動概念：又稱換向回路，利用方向控制閥使氣動執(zhí)行元件改變運動方向的控制回路執(zhí)行元件改變運動方向的控制回路 （1 1）單作用氣缸的換向回路）單作用氣缸的換向回路 （2 2）雙作用氣缸的換向回路雙作用氣缸的換向回路 （3 3）往復動作回路）往復動作回路 （a a）單往復動作回路單往復動作回路 （b b）連續(xù)往復動作回路連續(xù)往復動作回路 （4 4）多工位控制回路）多工位控制回路（

2、一）單作用氣缸換向回路（一）單作用氣缸換向回路圖圖13-1a單作用氣缸換向回路單作用氣缸換向回路 圖圖13-1a13-1a是用二位三通電磁是用二位三通電磁閥控制的單作用氣缸上、下閥控制的單作用氣缸上、下回路，該回路中，當電磁鐵回路，該回路中，當電磁鐵得電時，氣缸向上伸出，失得電時，氣缸向上伸出，失電時氣缸在彈簧作用下返回。電時氣缸在彈簧作用下返回。 圖圖13-1b13-1b所示為三位四通電所示為三位四通電磁閥控制的單作用氣缸上、磁閥控制的單作用氣缸上、下和停止的回路，該閥在下和停止的回路，該閥在兩電磁鐵均失電時能自動兩電磁鐵均失電時能自動對中，對中，使氣缸停于任何位使氣缸停于任何位置，但定位精

3、度不高，且置，但定位精度不高，且定位時間不長定位時間不長（可壓縮性（可壓縮性,泄漏）泄漏）。 圖圖13-1b單作用氣缸換向回路單作用氣缸換向回路 （二）雙作用氣缸的換向回路二）雙作用氣缸的換向回路圖圖13-2雙作用氣缸換向回路雙作用氣缸換向回路 圖圖13-2a為簡單的換向回路為簡單的換向回路 圖圖13-2b中當中當A有壓縮空氣時有壓縮空氣時氣缸推出，反之，氣缸退回氣缸推出，反之，氣缸退回 圖圖13-2c中當手動按鈕壓中當手動按鈕壓下時氣缸推出，反之，氣下時氣缸推出，反之，氣缸退回缸退回 圖圖13-2f有中停位置，但中停定位精度不高有中停位置，但中停定位精度不高 圖圖13-2雙作用氣缸換向回路雙

4、作用氣缸換向回路 圖圖13-2f雙作用氣缸換向回路雙作用氣缸換向回路 圖圖13-2d、e、f的的兩端控制電磁鐵線圈或按兩端控制電磁鐵線圈或按鈕不能同時操作，否則將出現(xiàn)誤動作，其回鈕不能同時操作，否則將出現(xiàn)誤動作，其回路相當于雙穩(wěn)的邏輯功能。路相當于雙穩(wěn)的邏輯功能。 圖圖13-2雙作用氣缸換向回路雙作用氣缸換向回路 （三）往復動作回路（三）往復動作回路雙氣控閥的雙穩(wěn)態(tài)記憶功能雙氣控閥的雙穩(wěn)態(tài)記憶功能1 1. .單往復動作回路單往復動作回路2 2. .連續(xù)往復動作回路連續(xù)往復動作回路（四（四）多工位控制回路多工位控制回路三位控制回路三位控制回路工位一：閥工位一：閥1控制，控制，右氣缸桿縮回，左氣缸

5、桿縮回右氣缸桿縮回，左氣缸桿縮回工位二：閥工位二：閥2控制，控制，右氣缸桿伸出，左氣缸桿縮回右氣缸桿伸出，左氣缸桿縮回工位三：閥工位三：閥3控制，控制，右氣缸桿伸出，左氣缸桿伸出右氣缸桿伸出，左氣缸桿伸出概念：用來調節(jié)氣缸的運動速度或實現(xiàn)氣缸的概念：用來調節(jié)氣缸的運動速度或實現(xiàn)氣缸的緩沖等的控制回路，一般為節(jié)流調速。緩沖等的控制回路，一般為節(jié)流調速。 （1 1）單作用氣缸的速度控制回路）單作用氣缸的速度控制回路 （2 2）雙作用氣缸的速度控制回路雙作用氣缸的速度控制回路 （3 3）氣）氣- -液速度控制回路液速度控制回路 （4 4）變速回路）變速回路 （5 5）緩沖回路）緩沖回路 第三節(jié)第三節(jié)

6、 速度控制回路速度控制回路 一、單作用氣缸的速度控制回路一、單作用氣缸的速度控制回路在圖在圖14-3a14-3a中，中，升、降均通過節(jié)升、降均通過節(jié)流閥調速，兩個流閥調速，兩個相反安裝的單向相反安裝的單向節(jié)流閥，可分別節(jié)流閥，可分別控制活塞桿的伸控制活塞桿的伸出及縮回速度。出及縮回速度。 在圖在圖14-3b14-3b所示的回路所示的回路中，氣缸上升時可調中，氣缸上升時可調速，下降時則通過快速，下降時則通過快排氣閥排氣，使氣缸排氣閥排氣，使氣缸快速返回。快速返回。 二、雙作用氣缸的速度控制回路二、雙作用氣缸的速度控制回路 1、單向調速回路、單向調速回路 當節(jié)流閥開度較小時，由于進當節(jié)流閥開度較小

7、時，由于進入入A A腔的流量較小，壓力上升緩腔的流量較小，壓力上升緩慢，當氣壓達到能克服負載時，慢，當氣壓達到能克服負載時，活塞前進，此時活塞前進，此時A A腔容積增大，腔容積增大，結果使壓縮空氣膨脹，壓力下結果使壓縮空氣膨脹，壓力下降，使作用在活塞上的力小于降，使作用在活塞上的力小于負載，因而活塞就停止前進。負載，因而活塞就停止前進。待壓力再次上升時，活塞才再待壓力再次上升時，活塞才再次前進。次前進。這種由于負載及供氣這種由于負載及供氣的原因使活塞忽走忽停的現(xiàn)象，的原因使活塞忽走忽停的現(xiàn)象，叫氣缸的叫氣缸的“爬行爬行”。 進氣節(jié)流進氣節(jié)流 節(jié)流供氣的不足之處主要表現(xiàn)為：節(jié)流供氣的不足之處主要

8、表現(xiàn)為： 1)1)當負載方向與活塞運動方向相反時，活塞運動當負載方向與活塞運動方向相反時，活塞運動易出現(xiàn)不平穩(wěn)現(xiàn)象，即易出現(xiàn)不平穩(wěn)現(xiàn)象，即“爬行爬行”現(xiàn)象。現(xiàn)象。 2) 2)當負載方向與活塞運動方向當負載方向與活塞運動方向一致時，由于排氣經(jīng)換向閥快排，一致時，由于排氣經(jīng)換向閥快排，幾乎沒有阻尼，負載易產(chǎn)生幾乎沒有阻尼，負載易產(chǎn)生“跑跑空空”現(xiàn)象，使氣缸失去控制?，F(xiàn)象，使氣缸失去控制。所以進氣節(jié)流，多用于垂直安裝的氣缸的供氣回路中所以進氣節(jié)流，多用于垂直安裝的氣缸的供氣回路中 在水平安裝的氣缸的供氣回路中一般采用在水平安裝的氣缸的供氣回路中一般采用如圖如圖14-4b所示的所示的節(jié)流排氣的回路節(jié)流

9、排氣的回路。 排氣節(jié)流調速回路具有下述特點：排氣節(jié)流調速回路具有下述特點： 1)1)氣缸速度隨負載變化較小，運動較平穩(wěn)。氣缸速度隨負載變化較小，運動較平穩(wěn)。 2)2)能承受與活塞運動方向相同的負載能承受與活塞運動方向相同的負載( (反向負載反向負載) )。 以上的討論，適用于負載變化不大的以上的討論，適用于負載變化不大的情況。當情況。當負載突然增大負載突然增大時，由于氣體時，由于氣體的可壓縮性，就將迫使氣缸內的氣體的可壓縮性，就將迫使氣缸內的氣體壓縮，使壓縮，使活塞運動速度減慢活塞運動速度減慢；反之反之，當負載突然減小時，氣缸內被壓縮的當負載突然減小時，氣缸內被壓縮的空氣，必然膨脹，使空氣，必

10、然膨脹，使活塞運動加快活塞運動加快，這稱為這稱為氣缸的氣缸的“自走自走”現(xiàn)象。現(xiàn)象。 在要求氣缸具有準確而平穩(wěn)的速度時在要求氣缸具有準確而平穩(wěn)的速度時( (尤其在負尤其在負載變化較大的場合載變化較大的場合) )，就要采用氣液相結合的，就要采用氣液相結合的調速方式了。調速方式了。 在氣缸的進、排氣口裝設節(jié)流閥，就組成了雙向調速回路在氣缸的進、排氣口裝設節(jié)流閥，就組成了雙向調速回路 2、雙向調速回路、雙向調速回路三、快速往復運動回路三、快速往復運動回路將圖將圖13-5a13-5a中兩只單向節(jié)流閥換成中兩只單向節(jié)流閥換成快速排氣閥就構成了快速往復回路快速排氣閥就構成了快速往復回路 四、速度換接回路四

11、、速度換接回路 利用兩個二位二通閥與單向節(jié)流閥并聯(lián)，當撞塊壓下行程開關時，發(fā)出利用兩個二位二通閥與單向節(jié)流閥并聯(lián)，當撞塊壓下行程開關時，發(fā)出電信號，使二位二通閥換向，改變排氣通路，從而使氣缸速度改變。行電信號，使二位二通閥換向，改變排氣通路，從而使氣缸速度改變。行程開關的位置，可根據(jù)需要選定。圖中二位二通閥也可改用行程閥。程開關的位置，可根據(jù)需要選定。圖中二位二通閥也可改用行程閥。 要獲得氣缸行程末端的緩沖，除采用帶緩沖的氣缸外，要獲得氣缸行程末端的緩沖，除采用帶緩沖的氣缸外，特特別在行程長、速度快、慣性大的情況下別在行程長、速度快、慣性大的情況下，往往需要采用緩沖，往往需要采用緩沖回路來滿足

12、氣缸運動速度的要求?；芈穪頋M足氣缸運動速度的要求。五、緩沖回路五、緩沖回路 a a）所示回路能實現(xiàn)快進一慢進緩沖一停止快）所示回路能實現(xiàn)快進一慢進緩沖一停止快退的循環(huán)，行程閥可根據(jù)需要來調整緩沖開始退的循環(huán)，行程閥可根據(jù)需要來調整緩沖開始位置，這種回路常用于慣性力大的場合。位置，這種回路常用于慣性力大的場合。 b b）所示回路的特點是，當）所示回路的特點是，當活塞返回到行程末端時，活塞返回到行程末端時，其左腔壓力已降至打不開其左腔壓力已降至打不開順序閥順序閥2 2的程度，余氣只能的程度，余氣只能經(jīng)節(jié)流閥經(jīng)節(jié)流閥1 1排出，因此活塞排出，因此活塞得到緩沖。得到緩沖。 緩沖回路緩沖回路五、氣五、氣

13、- -液組合缸速度控制回路液組合缸速度控制回路六、變速回路六、變速回路快進快進慢進慢進快退快退第三節(jié)第三節(jié) 壓力控制回路壓力控制回路概念：是使回路中的壓力保持在一定范圍內，或使回路概念：是使回路中的壓力保持在一定范圍內，或使回路得到高、低不同壓力的基本回路。得到高、低不同壓力的基本回路。 （1 1）一次壓力控制回路）一次壓力控制回路 （2 2）二次調壓回路二次調壓回路 （3 3）壓差控制回路）壓差控制回路 （4 4）增力回路）增力回路 （5 5）過載保護回路）過載保護回路節(jié)能，但對電機控制要求節(jié)能，但對電機控制要求高，不能啟停頻繁。高，不能啟停頻繁。一、一次壓力控制回路一、一次壓力控制回路結構

14、簡單，工作可靠，但結構簡單，工作可靠，但由于在一定壓力下溢流，由于在一定壓力下溢流，浪費能量浪費能量空壓機空壓機單向閥單向閥氣罐氣罐安全閥安全閥電接觸壓力表電接觸壓力表用于使儲氣罐送出的用于使儲氣罐送出的氣體壓力不超過規(guī)定氣體壓力不超過規(guī)定壓力壓力 二、二次壓力控制回路二、二次壓力控制回路注意，供給邏輯元件的壓縮空氣不要加入潤滑油注意，供給邏輯元件的壓縮空氣不要加入潤滑油 高低壓轉換回路高低壓轉換回路 三、高低壓轉換回路三、高低壓轉換回路 利用兩只減壓閥和一只換向利用兩只減壓閥和一只換向閥間或輸出低壓或高壓氣源閥間或輸出低壓或高壓氣源 四、差壓控制回路四、差壓控制回路五、增力回路五、增力回路實

15、質上是通實質上是通過增大氣缸過增大氣缸工作面積實工作面積實現(xiàn)增力的?，F(xiàn)增力的。六、過載保護回路六、過載保護回路 氣液聯(lián)動是以氣壓為動力，利用氣液聯(lián)動是以氣壓為動力，利用氣液轉氣液轉換器換器把氣壓傳動變?yōu)橐簤簜鲃?，或采用把氣壓傳動變?yōu)橐簤簜鲃?，或采用氣液阻尼缸氣液阻尼缸來獲得更為平穩(wěn)和更為有來獲得更為平穩(wěn)和更為有效的控制運動速度的氣壓傳動，或使用效的控制運動速度的氣壓傳動，或使用氣液增壓器氣液增壓器來使傳動力增大等。來使傳動力增大等。 氣液聯(lián)動回路裝置簡單，經(jīng)濟可靠。氣液聯(lián)動回路裝置簡單，經(jīng)濟可靠。第四節(jié)氣液聯(lián)動回路第四節(jié)氣液聯(lián)動回路一、氣一、氣液轉換速度控制回路液轉換速度控制回路 它利用氣液轉

16、換器它利用氣液轉換器1 1、2 2將氣壓變成液壓，利用將氣壓變成液壓，利用液壓油驅動液壓缸液壓油驅動液壓缸3 3，從，從而得到平穩(wěn)易控制的活而得到平穩(wěn)易控制的活塞運動速度，調節(jié)節(jié)流塞運動速度，調節(jié)節(jié)流閥的開度，就可改變活閥的開度，就可改變活塞的運動速度。塞的運動速度。氣液轉換器氣液轉換器氣氣液液轉轉換換器器v氣動供氣方便氣動供氣方便v液壓速度容易控制液壓速度容易控制二、氣液阻尼缸的氣液聯(lián)二、氣液阻尼缸的氣液聯(lián)動回路動回路不能中途變速不能中途變速用氣液阻尼缸的速度控制回路二用氣液阻尼缸的速度控制回路二 當有當有K2K2信號時，五通閥換信號時，五通閥換向，活塞向左運動，液壓向，活塞向左運動，液壓缸

17、無桿腔中的油液通過缸無桿腔中的油液通過a a口口進入有桿腔，氣缸快速向進入有桿腔，氣缸快速向左前進；當活塞將左前進；當活塞將a a口關閉口關閉時，液壓缸無桿腔中的油時，液壓缸無桿腔中的油液被迫從液被迫從b b口經(jīng)節(jié)流閥進入口經(jīng)節(jié)流閥進入有桿腔，活塞工作進給；有桿腔，活塞工作進給；當當K2K2消失，有消失，有K1K1輸入信號輸入信號時，五通閥換向，活塞向時，五通閥換向，活塞向右快速返回。右快速返回。實現(xiàn)機床工作臺快進、實現(xiàn)機床工作臺快進、工進和快退工進和快退氣液聯(lián)動回路氣液聯(lián)動回路三、氣液增壓缸增力回路三、氣液增壓缸增力回路 利用氣液增壓缸利用氣液增壓缸1把較低的氣壓變?yōu)檩^把較低的氣壓變?yōu)檩^高的

18、液壓力，以提高氣液缸高的液壓力，以提高氣液缸2的輸出力的輸出力的回路的回路 四、氣液缸同步動作回路四、氣液缸同步動作回路 特點是將油液密封在回路特點是將油液密封在回路之中，油路和氣路串接，之中，油路和氣路串接，同時驅動同時驅動1、2兩個缸，使兩個缸，使二者運動速度相同，二者運動速度相同， 但這種回路要求缸但這種回路要求缸1無桿腔無桿腔的有效面積必須和缸的有效面積必須和缸2的有的有桿腔面積相等。在設計和桿腔面積相等。在設計和制造中，要保證活塞與缸制造中，要保證活塞與缸體之間的密封，回路中的體之間的密封，回路中的截止閥截止閥3與放氣口相接，用與放氣口相接，用以放掉混入油液中的空氣以放掉混入油液中的

19、空氣第五節(jié)第五節(jié) 計數(shù)回路計數(shù)回路按下閥按下閥1 1按鈕，按鈕，氣信號經(jīng)閥氣信號經(jīng)閥2 2至閥至閥4 4的左或的左或右控制端使氣右控制端使氣缸推出或退回。缸推出或退回。 設按下閥設按下閥1 1時，時，氣信號經(jīng)閥氣信號經(jīng)閥2 2至至閥閥4 4的左端使閥的左端使閥4 4換至左位，同時換至左位，同時使閥使閥5 5切斷氣路，切斷氣路，此時氣缸向外伸此時氣缸向外伸出；出； 當閥當閥1 1復位后，原復位后，原通入閥通入閥4 4左控制端左控制端的氣信號經(jīng)閥的氣信號經(jīng)閥1 1排排空空, ,閥閥5 5復位復位. .于是于是氣缸無桿腔的氣經(jīng)氣缸無桿腔的氣經(jīng)閥閥5 5至閥至閥2 2左端，使左端，使閥閥2 2換至左位

20、等待換至左位等待閥閥1 1的下一次信號的下一次信號輸入。輸入。 此時閥此時閥2尚未換至左位尚未換至左位閥閥2已換至左位已換至左位 當閥當閥1 1第二次按下第二次按下后，氣信號經(jīng)閥后，氣信號經(jīng)閥2 2的左位至閥的左位至閥4 4右控右控制端使閥制端使閥4 4換至右換至右位，氣缸退回，同位，氣缸退回，同時閥時閥3 3將氣路切斷。將氣路切斷。 待閥待閥1 1復位后，閥復位后，閥4 4右右控制端信號經(jīng)閥控制端信號經(jīng)閥2 2、閥、閥1 1排空，排空， 閥閥3 3復位。復位。v閥閥3 3復位后將氣導至閥復位后將氣導至閥2 2右端右端，使其換至右位，使其換至右位，又等待閥又等待閥1 1下一次信號下一次信號輸入

21、。輸入。 這樣，第這樣，第1 1、3 3、5 5、次次( (奇數(shù)奇數(shù)) )按按壓閥壓閥1 1，則氣缸伸，則氣缸伸出；第出；第2 2、4 4、6 6、次次( (偶數(shù)偶數(shù)) )按按壓閥壓閥1 1，則使氣缸，則使氣缸退回。退回。 圖圖14-14b14-14b所示的計數(shù)原理所示的計數(shù)原理同圖同圖14-14a14-14a。不同的是不同的是按壓閥按壓閥1 1的時間不能過的時間不能過長長，只要使閥，只要使閥4 4切換后就切換后就放開，否則氣信號將經(jīng)閥放開，否則氣信號將經(jīng)閥5 5或閥或閥3 3通至閥通至閥2 2左或右控左或右控制端，使閥制端，使閥2 2換位，氣缸換位，氣缸反行，從而使氣缸來回振反行，從而使氣缸

22、來回振蕩。蕩。 圖圖13-15 a13-15 a是延時輸出回路，當控制信號是延時輸出回路，當控制信號4 4切換閥切換閥4 4后，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥后，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥3 3向氣容向氣容2 2充氣。當充氣充氣。當充氣壓力經(jīng)延時升高至使閥壓力經(jīng)延時升高至使閥1 1換位時，閥換位時，閥1 1就有輸出。就有輸出。 第六節(jié)第六節(jié) 延時控制回路延時控制回路 在圖在圖13-15b13-15b所示回所示回路中，按下閥路中，按下閥8 8，則，則氣缸向外伸出，當氣缸向外伸出，當氣缸在伸出行程中氣缸在伸出行程中壓下閥壓下閥5 5后，壓縮空后，壓縮空氣經(jīng)節(jié)流閥到氣容氣經(jīng)節(jié)流閥到氣容6 6延時后才將閥延時后才將閥

23、7 7切換，切換，氣缸退回。氣缸退回。 第七節(jié)第七節(jié) 安全保護回路安全保護回路概念：概念：由于氣動機構負荷的過載、氣壓的突然降低以及氣動由于氣動機構負荷的過載、氣壓的突然降低以及氣動執(zhí)行機構的快速動作等原因都可能危及操作人員或設備的安執(zhí)行機構的快速動作等原因都可能危及操作人員或設備的安全，全，在生產(chǎn)過程中，常采用安全保護回路。在生產(chǎn)過程中，常采用安全保護回路。 （1 1）過載保護回路）過載保護回路 （2 2）互鎖回路互鎖回路 （3 3）安全操作回路）安全操作回路一、過載保護回路一、過載保護回路 當活塞桿在伸出途中，若遇到偶然障礙或其它原因當活塞桿在伸出途中，若遇到偶然障礙或其它原因使氣缸過載時

24、，活塞就立即縮回，實現(xiàn)過載保護。使氣缸過載時，活塞就立即縮回，實現(xiàn)過載保護。 在活塞伸出的過程中，在活塞伸出的過程中，若遇到障礙若遇到障礙6 6，無桿腔壓，無桿腔壓力升高，打開順序閥力升高，打開順序閥3 3，使閥使閥2 2換向，閥換向，閥4 4隨即復隨即復位，活塞立即退回。同位，活塞立即退回。同樣若無障礙樣若無障礙6 6，氣缸向前，氣缸向前運動時壓下閥運動時壓下閥5 5，活塞也，活塞也即刻返回。即刻返回。 二二 、互鎖回路、互鎖回路 四通閥的換向受三個串聯(lián)的四通閥的換向受三個串聯(lián)的機動三通閥控制，只有三個機動三通閥控制，只有三個都接通，主控閥才能換向。都接通，主控閥才能換向。 三、雙手同時操作

25、回路三、雙手同時操作回路 只有同時按動兩個閥才動作的回路。鍛造、沖壓機只有同時按動兩個閥才動作的回路。鍛造、沖壓機械上常用來避免誤動作，以保護操作者的安全。械上常用來避免誤動作，以保護操作者的安全。 兩個閥必須安裝在單手不能同時兩個閥必須安裝在單手不能同時操作的距離上，在操作時，如任操作的距離上，在操作時，如任何一只手離開時則控制信號消失，何一只手離開時則控制信號消失，主控閥復位，則活塞桿后退。主控閥復位，則活塞桿后退。 必須使兩個三通手動閥同時換向必須使兩個三通手動閥同時換向 把主控閥把主控閥1 1的信號的信號A A作為手動閥作為手動閥2 2和和3 3的的邏輯邏輯“與與 回路，回路，只只有手動閥有手動閥2 2和和3 3同時同時動作時，主控制閥動作時，主控制閥1 1換向到上位換向到上位，活塞，活塞桿前進；桿前進； 把信號把信號B B作為手動作為手動閥閥2 2、和、和3 3的邏輯的邏輯“或非或非”回路，回路，即當手動閥即當手動閥2 2和和3 3同時松開時同時松開時( (圖示圖示位置位置) )，主控制閥，主控制閥1 1換向到下位，活換向到下位，活塞桿返回；塞桿返回； 若手動閥若手動閥2 2或或3 3任何一個動作，任何一個動作，將使主控制閥將使主控制閥復位到中位，復位到中位，活塞桿