十一章氣壓傳動解讀

1、第 11 章氣壓傳動內容提要氣壓傳動與液壓傳動最大的不同在于氣壓傳動的工作介質是壓縮空氣， 本章主要介紹氣 壓傳動的特點， 氣源裝置、 輔助元件、 氣動執(zhí)行元件、 氣動控制元件及氣動基本回路的組成、 工作原理和結構特點， 還用氣動系統(tǒng)實例具體闡述氣動回路的分析方法和實際應用。 與液壓 傳動不同的是， 控制元件不僅包括普通的氣動控制閥， 還包括有用于完成一定邏輯功能的氣 動邏輯元件等?；疽?、重點和難點基本要求： 了解氣壓傳動技術基本特點； 理解和掌握氣源裝置及輔助元件、 氣動 執(zhí)行元件、 氣動控制元件、 氣動基本回路的組成、 工作原理和性能以及在實際氣壓系統(tǒng)中的 應用； 讀懂氣壓基本回路，理

2、解氣動系統(tǒng)實例的分析方法。重點： 通過本章學習， 對氣動元件的組成和基本特點、 氣動基本回路的組成和功用有一 個較全面而深刻的了解，能分析氣動系統(tǒng)實例，為設計氣動回路打好基礎。難點： 氣動基本回路的應用、氣動系統(tǒng)實例分析。11.1 氣壓傳動概述氣壓傳動是以空氣壓縮機為動力源， 以壓縮空氣為工作介質， 進行能量和信號傳遞的一 門技術， 是實現(xiàn)生產自動化的有效技術之一。 氣壓傳動的工作原理是利用空壓機把電動機或 其它原動機輸出的機械能轉換為空氣的壓力能， 然后在控制元件的作用下， 通過執(zhí)行元件把 壓力能轉換為直線運動或回轉運動形式的機械能，從而完成各種動作，并對外做功。氣動技術的特點氣動技術被廣泛

3、應用于機械、電子、輕工、紡織、食品、醫(yī)藥、包裝、冶金、石化、航 空、交通運輸?shù)雀鱾€工業(yè)部門。組合機床、加工中心、氣動機械手、生產自動線、自動檢測 和實驗裝置等已大量涌現(xiàn)。在提高生產效率、 自動化程度、產品質量、 工作可靠性和實現(xiàn)特 殊工藝等方面顯示出極大的優(yōu)越性。氣壓傳動與機械、電氣、液壓傳動相比有以下特點：1優(yōu)點1）機器結構簡單、輕便，易于安裝維護；壓力等級低，使用安全；2）工作介質是在地表隨處可取的空氣，取之不盡、用之不竭。在大多數(shù)場合，排氣可 無須處理直接進入大氣，不污染環(huán)境；3）空氣的特性受溫度影響小。在高溫下能可靠地工作，不會發(fā)生燃燒或爆炸。且溫度 變化時，對空氣的粘度影響極小，故不

4、會影響傳動性能；4）空氣的粘度很?。s為液壓油的萬分之一） ，所以流動阻力小，在管道中流動的壓力 損失較小，所以便于集中供應和遠距離輸送；5）能容易地得到直線往復運動，并具有相當功率，速度變化范圍廣，既可實現(xiàn)高速驅 動，也可實現(xiàn)低速驅動。一般氣缸的平均速度為50500 mm / s ，最低可到 0.5 1 mm / s ，用于高壓氣動中最高可達 100m/ s；6）利用空氣的可壓縮性，可存儲能量，實現(xiàn)集中供氣?？稍诙虝r間內釋放能量，以得 到間歇運動中的高速響應和大沖擊力。 可實現(xiàn)緩沖， 對沖擊負載和過負載有較強的適應能力， 氣動裝置在一定條件下有自我保護能力；7）工作環(huán)境適應性好，特別是在易燃

5、、易爆、多塵埃、強磁、輻射、振動等惡劣環(huán)境 中，比液壓、電子、電氣傳動和控制優(yōu)越。2缺點1）由于空氣的可壓縮性較大，氣動裝置的動作穩(wěn)定性較差，外載變化時，對工作速度 的影響較大；2）由于工作壓力低，氣動裝置的輸出力或力矩受到限制。在結構尺寸相同的情況下，氣壓傳動比液壓傳動輸出的力要小得多。氣壓傳動裝置的輸出力不宜大于10 40kN；3）氣動裝置中的信號傳動速度比光、電控制速度慢，所以不宜用于信號傳遞速度要求 十分高的復雜線路中。 同時實現(xiàn)生產過程的遙控也比較困難， 但對一般的機械設備， 氣動信 號的傳遞速度是能滿足工作要求的；4）噪聲較大，尤其是在超音速排氣時要加消聲器。 氣壓傳動與其它傳動的

6、性能比較見表11-1。表 11-1 氣壓傳動與其他傳動的性能比較傳動方式操作力動作快慢環(huán)境要求構造負載變化影響操作距離無級調速工作壽命維護價格氣壓傳動中等較快適應性好簡單較大中距離較好長一般便宜液壓傳動最大較慢不怕振動復雜有一些短距離良好一般要求高稍貴電傳動電氣中等快要求高稍復雜幾乎沒有遠距離良好較短要求較高稍貴電子最小最快要求特高最復雜沒有遠距離良好短要求更高最貴機械傳動較大一般一般一般沒有短距離較困難一般簡單一般氣動系統(tǒng)的組成典型的氣壓傳動系統(tǒng)由氣源裝置、 控制元件、 執(zhí)行元件和輔助元件四部分組成的， 如圖 11-1 所示。圖 11-1 氣壓傳動系統(tǒng)的組成1電動機 2空氣壓縮機 3氣罐 4

7、壓力控制 閥 5 邏輯元件 6方向控制閥 7流量控制閥 8行程閥 9氣缸 10消音器 11油霧器 12分水濾氣器1）氣源裝置 獲得壓縮空氣的裝置。 其主體部分是空氣壓縮機， 它將原動機供給的機械 能轉變?yōu)闅怏w的壓力能。 使用氣動設備較多的廠礦常將汽源裝置集中于壓氣站 （俗稱空壓站） 內，有壓氣站在統(tǒng)一向各用氣點分配壓縮空氣；2）控制元件 是用來控制壓縮空氣的壓力、 流量和流動方向的， 以便使執(zhí)行機構完成預 定的工作循環(huán)。它包括各種壓力閥、流量閥和方向閥、射流元件、邏輯元件、傳感器等；3）執(zhí)行元件 是將氣體的壓力能轉換成機械能的一種能量轉換裝置。 它包括實現(xiàn)直線往 復運動的氣缸和實現(xiàn)連續(xù)回轉運動

8、或擺動的氣馬達或擺動馬達等；4）輔助元件 是保證壓縮空氣的凈化、元件的潤滑、元件間的連接及消聲等所必須的， 它包括過濾器、油霧器、管接頭及消聲器等。氣動技術的應用和發(fā)展目前氣動技術已廣泛應用于國民經濟的各個部門， 而且應用范圍越來越廣， 下面介紹氣 動技術的應用：1）在食品加工和包裝工業(yè)中，氣動技術因其衛(wèi)生、可靠和經濟得到廣泛應用，如在收 割蘆筍之后， 采用氣動技術可以對其進行剝皮， 并輕輕除去其中的苦纖維， 而不損傷可口的 筍尖。 在飲料廠和酒廠里， 氣動系統(tǒng)完成對玻璃瓶的抓取功能時可以實現(xiàn)軟抓取， 即使玻璃 瓶比允許誤差大， 它也不會被抓碎。 這主要是由于氣缸中的空氣是可壓縮的， 其作用就

9、像緩 沖墊一樣， 氣爪可以簡單地調整至不同尺寸大小， 以免引起玻璃瓶破裂。當然，這種優(yōu)點可 以適用于整個玻璃制品生產，玻璃制品生產也是氣動技術的應用的另一個領域。氣動技術因其高速、 高可靠性和特別適合于應用在潔凈衛(wèi)生場合， 所以其在包裝業(yè)中占 主導地位， 至于氣動元件的維護成本低還不是主要的。 氣動元件的靈活性 （即對不同產品的 快速調整能力） 以日益為人們所需要。 氣動技術是適應這種快速變化的最理想技術。 氣缸期 望的位置可以直接反饋到包裝設備主控制器中，這樣包裝設備對塑料袋封口就可以比以前 短。2）絕大多數(shù)具有管道生產流程的各生產部門都可以采用氣動，如有色金屬冶煉工業(yè)， 在冶煉工業(yè)中， 溫

10、度高、 灰塵多的場合往往不宜采用電機驅動或液壓傳動， 采用氣動就比較 安全可靠，高爐爐門的啟閉常由氣動完成。3）在輕工業(yè)中，電氣控制和氣動控制一樣應用，功能大致相等。凡輸出力要求不大、 動作平穩(wěn)性或控制精度要求不太高的場合， 均可以采用氣動， 成本比電氣裝置要低得多。 對 粘稠液體（如牙膏、化妝品、油漆、油墨等）進行自動計量灌裝時采用氣動，不僅能提高工 效，減輕勞動強度， 而且因有些液體具有易揮發(fā)性和易燃性， 采用氣動控制比較安全。 對于 食品工業(yè)、 制藥工業(yè)、卷煙工業(yè)等領域， 氣動由于其不污染性而具有更強的優(yōu)勢， 有廣泛的 應用前景。4）在軍事工業(yè)中氣動也得到廣泛應用。因電子裝置在沒有冷卻下

11、很難在300以上的高溫條件下工作，故現(xiàn)代飛機、火箭、導彈、魚雷等自動裝置大多是氣動的，因為以壓縮空 氣作為動力能源，其體積小、重量輕，甚至比具有相同能量的電池體積還小還輕， 且不怕電 子干擾。11.2 氣源裝置及輔助元件氣壓傳動系統(tǒng)中的氣源裝置是為氣動系統(tǒng)提供滿足一定質量要求的壓縮空氣， 它是氣壓 傳動系統(tǒng)的重要組成部分。由空氣壓縮機產生的壓縮空氣，必須經過降溫、凈化、減壓、穩(wěn) 壓等一系列處理后， 才能供給控制元件和執(zhí)行元件使用。 氣動輔助元件是元件連接和提高系 統(tǒng)可靠性、使用壽命以及改善工作環(huán)境等所必需的。氣源裝置1對壓縮空氣的要求 由空氣壓縮機排出的壓縮空氣雖然可以滿足氣動系統(tǒng)工作時的壓力

12、和流量要求， 但其溫 度高達 140 180。這時空氣壓縮機氣缸中的潤滑油也部分成為氣態(tài)，這樣油分、水分 以及灰塵便形成混合的膠體微塵與雜質混在壓縮空氣中一同排出。 如果將此壓縮空氣直接輸 送給氣動裝置使用，將會產生下列影響：1）混在壓縮空氣中的油蒸氣可能聚集在貯氣罐、管道、 氣動系統(tǒng)的容器中形成易燃物，有引起爆炸的危險；另一方面，潤滑油被氣化后，會形成一種有機酸，對金屬設備、氣動裝 置有腐蝕作用，影響設備的壽命。2）混在壓縮空氣中的雜質能沉積在管道和氣動元件的通道內，減少了通道面積，增加 了管道阻力。特別是對內徑只有 0.20.5mm 的某些氣動元件會造成阻塞，使壓力信號不能 正確傳遞，整個

13、氣動系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作甚至失靈。3）壓縮空氣中含有的飽和水分，在一定的條件下會凝結成水，并聚集在個別管道中。 在寒冷的冬季，凝結的水會使管道及附件結冰而損壞，影響氣動裝置的正常工作。4）壓縮空氣中的灰塵等雜質，對氣動系統(tǒng)中作往復運動或轉動的氣動元件（如氣缸、氣馬達、氣動換向閥等 ）的運動副會產生研磨作用，使這些元件因漏氣而降低效率，影響它的 使用壽命。因此氣源裝置必須設置一些除油、 除水、除塵， 并使壓縮空氣干燥， 提高壓縮空氣質量， 進行氣源凈化處理的輔助設備。11-2是壓縮空氣站設備組成及布置示意圖。2氣源裝置的組成 壓縮空氣站的設備一般包括產生壓縮空氣的空氣壓縮機和使氣源凈化的輔助設備。圖

14、工業(yè)用氣 5氣動 裝置 儀 表 用氣圖 11-2 壓縮空氣站設備組成及布置示意圖1-空氣壓縮機 2- 后卻器 3- 油水分離器 4 、7-貯氣罐 5- 干燥器 6- 過濾器 8- 加熱器 9- 四通閥在圖 11-2 中， l 為空氣壓縮機，用以產生壓縮空氣，一般由電動機帶動。其吸氣口裝有 空氣過濾器以減少進人空氣壓縮機的雜質。 2 為后冷卻器，用以降溫冷卻壓縮空氣，使氣化 的水、油凝結出來。 3 為油水分離器，用以分離并排出降溫冷卻的水滴、油滴、雜質等。4、7 為貯氣罐， 用以貯存壓縮空氣， 穩(wěn)定壓縮空氣的壓力并除去部分油分和水分。 5 為干燥器， 用以進一步吸收或排除壓縮空氣中的水分和油分，

15、使之成為干燥空氣。 6 為過濾器，用以進 一步過濾壓縮空氣中的灰塵、 雜質顆粒。 貯氣罐 4 輸出的壓縮空氣可用于一般要求的氣壓傳 動系統(tǒng)，貯氣罐 7 輸出的壓縮空氣可用于要求較高的氣動系統(tǒng)（如氣動儀表及射流元件組成的控制回路等 ）。3壓縮空氣發(fā)生裝置1）空氣壓縮機的分類 空氣壓縮機是一種壓縮空氣發(fā)生裝置，它是將機械能轉化成氣體壓力能的能量轉換裝 置，其種類很多。 如按工作原理可分為容積型壓縮機和速度型壓縮機， 容積型壓縮機的工作 原理是壓縮氣體的體積， 使單位體積內氣體分子的密度增大以提高壓縮空氣的壓力。 速度型 壓縮機的工作原理是提高氣體分子的運動速度， 然后使氣體的動能轉化為壓力能以提高

16、壓縮 空氣的壓力。2）空氣壓縮機的工作原理 氣壓傳動系統(tǒng)中最常用的空氣壓縮機是往復活塞式， 其工作原理是通過曲柄連桿機構使 活塞作往復運動而實現(xiàn)吸、壓氣，并達到提高氣體壓力的目的，如圖 11-3 所示。當活塞 3 向右運動時， 氣缸 2內活塞左腔的壓力低于大氣壓力， 吸氣閥 9被打開， 空氣在大氣壓力作 用下進入氣缸 2 內，這個過程 稱為“吸氣過程” 。當活塞向左移動時，吸氣閥 9 在缸內壓 縮氣體的作用下而關閉， 缸內氣體被壓縮， 這個過程稱為壓縮過程。 當氣缸內空氣壓力增高 到略高于輸氣管內壓力后，排氣閥 l 被打開，壓縮空氣進入輸氣管道，這個過程稱為“排氣 過程”?；钊?3 的往復運動

17、是由電動機帶動曲柄轉動，通過連桿、滑塊、活塞桿轉化為直線 往復運動而產生的。 圖中只表示了一個活塞一個缸的空氣壓縮機， 大多數(shù)空氣壓縮機是多缸 多活塞的組合。1- 排氣閥 2- 氣缸 3- 活塞 4- 活塞桿 5- 滑塊 6- 滑道 7- 曲柄連桿 8- 吸氣閥 9- 彈簧3）空氣壓縮機的選用原則 選用空氣壓縮機的根據(jù)是氣壓系統(tǒng)所需的工作壓力和流量兩個參數(shù)。按排氣壓力不同， 排氣壓力 0.2MPa 為低壓空氣壓縮機； 排氣壓力 1.0MPa 為中壓空氣壓縮機； 排氣壓力 10MPa 為高壓空氣壓縮機； 排氣壓力 100MPa 為超高壓空氣壓縮機。 低壓空氣壓縮機為單級式，中 壓、高壓和超高壓空

18、氣壓縮機為多級式， 最多級數(shù)可達 8 級，目前國外已制成壓力達 343MPa 聚乙烯用的超高壓壓縮機。輸出流量的選擇， 要根據(jù)整個氣動系統(tǒng)對壓縮空氣的需要再加一定的備用余量， 作為選 擇空氣壓縮機的流量依據(jù)?？諝鈮嚎s機銘牌上的流量是自由空氣流量。4壓縮空氣凈化、儲存設備 壓縮空氣凈化裝置一般包括：后冷卻器、油水分離器、貯氣罐、干燥器、過濾器等。1）冷卻器 后冷卻器安裝在空氣壓縮機出口處的管道上。 它的作用是將空氣壓縮機排出的壓縮空氣 溫度由 140 170降至 4050。這樣就可使壓縮空氣中的油霧和水汽迅速達到飽和，使 其大部分析出并凝結成油滴和水滴， 以便經油水分離器排出。 后冷卻器的結構形

19、式有： 蛇形 管式、列管式、散熱片式、管套式。冷卻方式有水冷和氣冷兩種方式，蛇形管和列管式后冷 卻器的結構見圖 11-4。(a)熱空氣冷卻水后冷卻器（b）列管式圖 11-4 a）蛇管式2）油水分離器 油水分離器安裝在后冷卻器出口管道上，它的作用是分離并排出壓縮空氣中凝聚的油 分、水分和灰塵雜質等，使壓縮空氣得到初步凈化。圖 11-5 所示是油水分離器的示意圖。 壓縮空氣由入口進入分離器殼體后，氣流先受到隔板阻擋而被撞擊折回向下 （ 見圖中箭頭所 示流向 ）；之后又上升產生環(huán)形回轉，這樣凝聚在壓縮空氣中的油滴、水滴等雜質受慣性力 作用而分離析出，沉降于殼體底部，由放水閥定期排出。進氣口22212

20、02341751611-5水111315出氣口1478910圖形6符號圖 11-6 吸附式干燥器結構圖1、 12-密封座 2、7-吸附劑層 3、 8、11-鋼絲12過慮網 4-上柵板 5-筒體 6- 支撐板 9-下柵板10-毛氈 13、18、20-法蘭 14- 排水管 15-干燥 空氣輸出管 16-再生空氣進氣管 17、19-再生 空氣排氣管 21-頂蓋 22- 濕空氣進氣管3）貯氣罐 貯氣罐的主要作用是儲存一定數(shù)量的壓縮 空氣， 以備發(fā)生故障或臨時需要應急使用； 消除 由于空氣壓縮機斷續(xù)排氣而對系統(tǒng)引起的壓力 脈動， 保證輸出氣流的連續(xù)性和平穩(wěn)性； 進一步 分離壓縮空氣中的油、 水等雜質。

21、貯氣罐一般采 用焊接結構。4）干燥器經過后冷卻器、 油水分離器和貯氣罐后得到 初步凈化的壓縮空氣， 已滿足一般氣壓傳動的需 要。但壓縮空氣中仍含一定量的油、 水以及少量 的粉塵。如果用于精密的氣動裝置、 氣動儀表等， 上述壓縮空氣還必須進行干燥處理。 壓縮空氣干 燥方法主要采用吸附法、 離心、 機械降水及冷卻 等方法。吸附法是利用具有吸附性能的吸附劑（ 如硅膠、鋁膠或分子篩等 ） 來吸附壓縮空氣中含有的 水分， 而使其干燥； 冷卻法是利用制冷設備使空 氣冷卻到一定的露點溫度， 析出空氣中超過飽和 水蒸氣部分的多余水分，從而達到所需的干燥 度。吸附法是干燥處理方法中應用最為普遍的一 種方法。吸附

22、式干燥器的結構如圖 11-6 所示。它的外殼呈筒形，其中分層設置柵板、吸附劑、濾網等。濕空氣從管 l 進入干燥器，通過吸 附劑 21、過濾網 20、上柵板 19 和下部吸附層 16 后，因其中的水分被吸附劑吸收而變得很 干燥。然后，再經過鋼絲網 15、下柵板 14 和過濾網 12 ，干燥、潔凈的壓縮空氣便從輸出管 8 排出。5）過濾器空氣的過濾是氣壓傳動系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。 不同的場合， 對壓縮空氣的要求也不同。 過 濾器的作用是進一步濾除壓縮空氣中的雜質。常用的過濾器有一次性過濾器 （ 也稱簡易過濾 器，濾灰效率為 50 70） ；二次過濾器 （ 濾灰效率為 70 99） 。在要求高的特殊場合

23、， 還可使用高效率的過濾器 （ 濾灰效率大于 99） 。輔助元件分水濾氣器、 減壓閥和油霧器一起稱為氣動三大件， 三大件依次無管化連接而成的組件 稱為三聯(lián)件，是多數(shù)氣動設備中必不可少的氣源裝置。大多數(shù)情況下， 三大件組合使用，其 安裝次序依進氣方向為分水濾氣器、減壓閥、油霧器。三大件應安裝在進氣設備的近處。壓縮空氣經過三大件的最后處理， 將進入各氣動元件及氣動系統(tǒng)。 因此， 三大件是氣動 系統(tǒng)使用壓縮空氣質量的最后保證。 其組成及規(guī)格， 須由氣動系統(tǒng)具體的用氣要求確定， 可 以少于三大件，只用一件或兩件，也可多于三件。1分水濾氣器分水濾氣器能除去壓縮空氣中的冷凝水、 固態(tài)雜質和油滴， 用于空氣

24、精過濾。 分水濾氣 器的結構如圖 11-7 所示。其工作原理如下：當壓縮空氣從輸入口流入后，由導流葉片 l 引 入濾杯中， 導流葉片使空氣沿切線方向旋轉形成旋轉氣流， 夾雜在氣體中的較大水滴、 油滴 和雜質被甩到濾杯的內壁上，并延杯壁流到底部。然后氣體通過中間的濾芯2，部分灰塵、霧狀水被 2攔截而濾去， 潔凈的空氣便從輸出口輸出。 擋水板 4 是防止氣體漩渦將杯中積存 的污水卷起而破壞過濾作用。 為保證分水濾氣器正常工作， 必須及時將存水杯中的污水通過 排水閥 5 放掉。在某些人工排水不方便的場合，可采用自動排水式分水濾氣器。輸入輸出10輸出127圖5濾氣器結構圖12-濾芯 3-儲水杯輸入4-

25、擋水板 5- 手動排水閥 圖 11-8 普通油霧器結構簡圖1- 噴嘴 2- 鋼球 3-彈簧 4- 閥座 5- 存油杯 6-吸油管 7-單向閥8-節(jié)流閥 9-視油器 10、 12-密封墊 11-油塞 13-螺母、螺釘2油霧器油霧器是一種特殊的注油裝置。 它以空氣為動力， 使?jié)櫥挽F化后，注入空氣流中，并 隨空氣進入需要潤滑的部件，達到潤滑的目的。圖 11-8 是普通油霧器 （ 也稱一次油霧器 ）的結構簡圖。 當壓縮空氣由輸入口進入后， 通過 噴嘴 1 下端的小孔進入閥座 4 的腔室內， 在截止閥的鋼球 2 上下表面形成壓差， 由于泄漏和 彈簧 3 的作用， 而使鋼球處于中間位置， 壓縮空氣進入存

26、油杯 5 的上腔使油面受壓， 壓力油 經吸油管 6將單向閥 7 的鋼球頂起， 鋼球上部管道有一個方形小孔， 鋼球不能將上部管道封 死，壓力油不斷流人視油器 9 內，再滴入噴嘴 l 中，被主管氣流從上面小孔引射出來，霧化 后從輸出口輸出。節(jié)流閥 8 可以調節(jié)流量，使滴油量在每分鐘 0120 滴內變化。二次油霧器能使油滴在霧化器內進行兩次霧化， 使油霧粒度更小、 更均勻， 輸送距離更 遠。二次霧化粒徑可達 5 m 。油霧器的選擇主要是根據(jù)氣壓傳動系統(tǒng)所需額定流量及油霧粒徑大小來進行。 所需油霧 粒徑在 50 m 左右選用一次油霧器。若需油霧粒徑很小可選用二次油霧器。油霧器一般應 配置在濾氣器和減壓

27、閥之后，用氣設備之前較近處。3消聲器 在氣壓傳動系統(tǒng)之中，氣缸、氣閥等元件工作時，排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹， 會產生刺耳的噪聲。 噪聲的強弱隨排氣的速度、 排量和空氣通道的形狀而變化。 排氣的速度和功率越大，噪聲也越大，一般可達100 120 dB ，為了降低噪聲可以在排氣口裝消聲器。圖 11-9 吸收型消聲器結構簡圖1-連接螺絲 2-消聲罩消聲器就是通過阻尼或增加排氣面積來降低排氣速度和功率，從而降低噪聲的。根據(jù)消聲原理不同， 消聲器可分為三種類型：阻性消聲器、抗性消聲器和 阻抗復合式消聲器。常用的是吸收型消聲器。圖 11-9 是阻性消聲器的結構簡圖。這種消聲器主 要依靠吸音材料消聲。

28、消聲罩 2 為多孔的吸音材料， 一般用聚苯乙烯或銅珠燒結而成。當消聲器的通徑小 于 20 mm時，多用聚苯乙烯作消音材料制成消聲罩， 當消聲器的通徑大于 20 mm時，消聲罩多用銅珠燒結， 以增加強度。其消聲原理是：當有壓氣體通過消聲罩 時，氣流受到阻力，聲能量被部分吸收而轉化為熱能， 從而降低了噪聲強度。阻性消聲器結構簡單，具有良好的消除中、高頻噪聲的性能。在氣動系統(tǒng)中，排氣噪聲主要是中、高頻噪聲，尤其是高頻噪聲，所以采用這 種消聲器是合適的。4真空元件氣動系統(tǒng)中的大多數(shù)氣動元件， 包括氣源發(fā)生裝置、 執(zhí)行元件、 控制元件以及各種輔助 元件，都是在高于大氣壓力的氣壓作用下工作的， 用這些元件

29、組成的氣動系統(tǒng)稱為正壓系統(tǒng)； 另有一類元件可在低于大氣壓力下工作，這類元件組成的系統(tǒng)稱為負壓系統(tǒng)（或稱真空系 統(tǒng)）。1-過濾器 2-精過濾器 3-減壓閥 4-壓力表 5-電磁閥 6- 真空發(fā) 生器 7-消聲器 8- 真空過濾器 9- 真空壓力開關 10-真空壓力表 11-吸盤 12-工件1）真空系統(tǒng)的組成 真空系統(tǒng)一般由真空發(fā)生器（真空壓力源） 、吸盤（執(zhí)行元件） 、真空閥（控制元件，有 手動閥、機控閥、氣控閥及電磁閥）及輔助元件（管件接頭、過濾器和消音器等）組成。有 些元件在正壓系統(tǒng)和負壓系統(tǒng)中是通用的，如管件接頭、過濾器和消聲器及部分控制元件。圖 11-10 為典型的真空回 路。實際上，用

30、真空發(fā)生器構成 的真空回路，往往是正壓系統(tǒng)的 一部分，同時組成一個完整的氣 動系統(tǒng)。如在氣動機械裝置中， 圖 11-10 所示的吸盤真空回路僅 是其氣動控制系統(tǒng)的一部分，吸 盤是機械手的抓取機構，隨著機 械手臂而運動。以真空發(fā)生器為核心構成的 真空系統(tǒng)適合于任何具有光滑表 面的工件，特別是對于非金屬制 品且不適合加緊的工件，如易碎 的玻璃制品，柔軟而薄的紙張、 塑料及各種電子精密零件。真空 系統(tǒng)已廣泛用于輕工、食品、印刷、醫(yī)療、塑料制品以及自動搬運和機械手等各種機械，如 玻璃的搬運、裝箱，機械手抓取工件，印刷機械中的紙張檢測、運輸，真空包裝機械中包裝 紙的吸附、送標、貼標、包裝袋的開啟，精密零

31、件的輸送，塑料制品的成型，電子產品的加 工、運輸、裝配等各種工序作業(yè)。2）真空發(fā)生器用真空發(fā)生器產生負壓的特點有：結構簡單， 體積小，使用壽命長；產生的真空度可達 88kPa ，抽吸流量不大，但可控、可調，穩(wěn)定可靠；瞬時開關特性好，無殘余負壓；同一 輸出口可使用負壓或交替使用正負壓。圖 11-11 所示為真空發(fā)生器的工作原理圖，它由噴嘴、接收室、混合室和擴散室組成。 壓縮空氣通過收縮的噴嘴射出的一束流體的流動稱為射流。 射流能能卷吸周圍的靜止流體和 它一起向前流動， 這稱為射流的卷吸作用。 而自由射流在接收室內的流動， 將限制了射流與 外界的接觸， 但從噴嘴流出的主射流還是要卷吸一部分周圍的流

32、體向前運動， 于是在射流的圖 11-11 所示為真空發(fā)生器的工作原理圖周圍形成一個低壓區(qū)， 接收室內的流體便 被吸進來， 與主射流混合后， 經接收室另 一端流出。 這種利用一束高速流體將另一 束流體 （靜止或低速流） 吸進來，相互混 合后一起流出的現(xiàn)象稱為引射現(xiàn)象。 若在 噴嘴兩端的壓差達到一定值時， 氣流達聲 速或亞聲速流動， 于是在噴嘴出口處， 即 接收室內可獲得一定負壓。管路系統(tǒng)設計1供氣系統(tǒng)管道1）壓縮空氣站內氣源管道：包括壓縮機的排氣口至后冷卻器、油水分離器、儲氣罐、 干燥器等設備的壓縮空氣管道。2）廠區(qū)壓縮空氣管道：包括從壓縮空氣站至各用氣車間的壓縮空氣輸送管道。3）用氣車間壓縮空

33、氣管道：包括從車間入口到氣動設備和氣動裝置的壓縮空氣輸送管 道。2供氣管道設計的原則1）從供氣的壓力和流量考慮若工廠中的氣動設備對壓縮空氣源壓力有多種要求， 則氣源系統(tǒng)管道必須滿足最高壓力 要求來設計。 若僅采用同一個管道系統(tǒng)供氣， 對于供氣壓力要求較低者， 可通過減壓閥來實 現(xiàn)。從供氣的最大流量和允許壓縮空氣在管道內流動的最大壓力損失決定氣源供氣系統(tǒng)管道 的管徑大小。 為避免在管道內流動時有較大的壓力損失， 壓縮空氣在管道中的流速一般應小 于 25ms 。當管道內氣體的體積流量為 q ，管道中允許流速為 v時，管道的內徑為： d 4q3600 v（ 11-1）3式中 q流量（ m3 /h ）

34、；v流速（ m/ s）。由式（ 11-1）計算求得的管道內徑 d ，結合流量（或流速） ，再驗算空氣通過某段管道 的壓力損失是否在允許范圍內。 一般對較大的空氣壓縮站， 在廠區(qū)范圍內， 從管道的起點到 終點，壓縮空氣的壓力降不能超過氣源初始壓力的8%；在車間范圍內不能超過供氣壓力的5%。若超過了，可增大管道直徑。2從供氣的質量要求考慮若氣動裝置對供氣質量（含水、 油及干燥程度等） 有不同要求時， 如果用一個氣源管道 供氣，則必須考慮其中對氣源供氣質量要求較高的氣動裝置， 采取就地設置小型干燥過濾裝 置或空氣過濾器來解決。也可通過技術、經濟全面比較，設置兩套氣源管道供氣系統(tǒng)。3從供氣的可靠性、經

35、濟性考慮1）單樹枝狀管網供氣系統(tǒng)如圖 11-12 所示， 這種供氣系統(tǒng)簡單， 經濟性好， 適合于間斷供氣的工廠采用。但該系統(tǒng)中的閥門等附 件容易損壞，尤其開關頻繁的閥門更易損壞。解決方 法是開關頻繁的閥門，用兩個串聯(lián)起來，其中一個用 于經常動作，一個一般情況下總開啟，當經常動作的圖 11-12 單樹枝狀管網供氣系統(tǒng)閥門需要更換檢修時，這個閥門才關閉，使之與系統(tǒng)切斷，不致影響整個系統(tǒng)工作。2）環(huán)狀管網供氣系統(tǒng)如圖 11-13 所示，這種系統(tǒng)供氣可靠性比單樹枝狀管網要高，而且壓力較穩(wěn)定，末端壓 力損失較小， 當支管上有一個閥門損壞需要檢修時， 可將環(huán)形管道上兩側的閥門關閉， 以保 證更換、維修支管

36、上的閥門時，整個系統(tǒng)能正常工作。但此系統(tǒng)成本較高。3）雙樹枝狀管網供氣系統(tǒng)如圖 11-14 所示， 這種供氣系統(tǒng)能保證對所有的用戶不間斷供氣，正常狀態(tài)兩套管網同時工作。 當其中任何一個管道附件損壞時， 可關閉其所在的那套系統(tǒng)進行檢修， 而另一套系 統(tǒng)照常工作。 這種雙樹枝狀管網供氣系統(tǒng)實際上是有一套備用系統(tǒng)， 相當于兩套單樹枝狀管 網供氣系統(tǒng)，適用于有不允許停止供氣等特殊要求的用戶。圖 11-13 環(huán)狀管網供氣系統(tǒng)圖 11-14雙樹枝狀管網供氣系統(tǒng)11.3 氣動執(zhí)行元件氣動執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉換為機械能的裝置。 它包括氣缸和氣馬達。 氣缸 用于直線往復運動或擺動，氣馬達用于實現(xiàn)連續(xù)回

37、轉運動。11.3.1 氣缸氣缸按結構形式分為兩大類： 活塞式和膜片式。 其中活塞式又分為單活塞式和雙活塞式， 單活塞式有活塞桿和無活塞桿兩種， 除幾種特殊氣缸外， 普通氣缸其種類及結構形式與液壓 缸基本相同。目前常用的標準氣缸，其結構和參數(shù)都已系列化、標準化、通用化，如 QGA 系列為無緩沖普通氣缸， QGB 系列為有緩沖普通氣缸。其它幾種較為典型的特殊氣缸有氣 液阻尼缸、薄膜式氣缸和沖擊式氣缸等。1氣缸的基本構造（以單桿雙作用氣缸為例）由于氣缸構造多種多樣， 但使用最多的是單桿雙作用氣缸。 下面就以單桿雙作用氣缸為 例，說明氣缸的基本構造。圖 11-15 單桿雙作用氣缸1-后端蓋 2-緩沖節(jié)

38、流 3、 7-密封圈 4-活塞密封圈 5-導向環(huán) 6-磁性環(huán) 8-活塞 9-緩沖柱塞 10-活塞桿 11-缸筒 12-緩沖密封圈 13-前端蓋 14-導向套 15- 防塵組合密封圈圖 11-15 所示為單桿雙作用氣缸的結構圖，它由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件等 組成。 缸筒內徑的大小代表了氣缸輸出力的大小， 活塞要在缸筒內做平穩(wěn)的往復滑動， 缸筒內表面的粗糙度應達 Ra0.8 m 。對于鋼管缸筒，內表面還應鍍硬鉻，以減小摩擦阻力和磨 損，并能防止銹蝕。 缸筒材質除使用高碳鋼管外， 還使用高強度鋁合金和黃銅。小型氣缸有 使用不銹鋼。 帶磁性環(huán)或在腐蝕環(huán)境中使用的氣缸， 缸筒應使用不銹鋼、 鋁

39、合金或黃銅等材 質。端蓋上設有進排氣通口，有的還在端蓋內設有緩沖機構。前端蓋設有防塵組合密封圈， 以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內。 前端蓋設有導向套， 以提高氣缸的導 向精度， 承受活塞桿上的少量徑向載荷， 減少活塞桿伸出時的下彎量， 延長氣缸的使用壽命。 導向套通常使用燒結含油合金、 鉛青銅鑄件。 端蓋常采用可鍛鑄鐵， 現(xiàn)在為了減輕質量并防 銹，常使用鋁合金壓鑄，有的微型氣缸使用黃銅材料?；钊菤飧字械氖軌毫α慵?為防止活塞左右兩腔相互竄氣， 設有活塞密封圈。 活塞上 的耐磨環(huán)可提高氣缸的導向性。耐磨環(huán)常使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂等材料。 活塞的材質常采用鋁合金和

40、鑄鐵，有的小型缸的活塞用黃銅制成。活塞桿是氣缸中最重要的受力零件， 通常使用高碳鋼， 其表面經鍍硬鉻處理， 或使用不 銹鋼以防腐蝕，并能提高密封圈的耐磨性。2氣缸的工作特性1）氣缸的速度 氣缸活塞的運動速度在運動過程中是變化的， 通常說的氣缸速度是指氣缸活塞的平均速 度，如普通氣缸的速度范圍為 50500 mm / s ，就是氣缸活塞在全行程范圍內的平均速度。目前普通氣缸的最低速度為 5 mm / s ，高速可達 17m/ s。2）氣缸的理論輸出力 氣缸的理論輸出力的計算公式和液壓缸相同。3）氣缸的效率和負載率 氣缸未加載時實際所能輸出的力， 受氣缸活塞和缸筒之間的摩擦、 活塞桿與前缸蓋之間

41、的摩擦力的影響。 摩擦力影響程度用氣缸效率 表示， 與氣缸缸徑 D 和工作壓力 p 有關， 缸徑增大，工作壓力提高，氣缸效率 增加。一般氣缸效率在 0.7 0.95 之間。與液壓缸不同， 要精確確定氣缸的實際輸出力是困難的。 于是在研究氣缸性能和確定氣缸 缸 徑 時 ， 常 用 到 負 載 率 的 概 念 。 氣 缸 負 載 率 （氣 缸 的 實 F際/氣負缸載的 理 論F0 ）輸%出 力 氣缸的實際負載（軸向負載）由工況決定，若確定了氣缸負載率 ，則由定義就可確 定氣缸的理論輸出力 F0 ，從而可以計算氣缸的缸徑。氣缸負載率的選取與氣缸的負載性質及氣缸的運動速度有關，詳見表11-2。表 11

42、-2 氣缸的運動狀態(tài)與負載率靜負載慣性負載的運動速度v100 mm / s100 500 mm / s500mm / s00.650.50.3由此可以計算氣缸的缸徑，再按標準進行圓整。估算時可取活塞桿直徑 d 0.3D 。 4）氣缸的耗氣量氣缸的耗氣量是指氣缸在往復運動時所消耗的壓縮空氣量， 耗氣量的大小與氣缸的性能 無關，但它是選擇空壓機的重要依據(jù)。最大耗氣量 qmax 是指氣缸活塞完成依次行程所需的自由空氣耗氣量。qmaxAs(p p0 )t v pa11-2)式中 A 氣缸的有效作用面積；s 氣缸行程；t 氣缸活塞完成一次行程所需時間；p 工作壓力；pa 大氣壓；v氣缸容積效率，一般取

43、v 0.9 0.95。3其他常用氣缸簡介1）氣液阻尼缸 普通氣缸工作時，由于氣體的壓縮性，當外部載荷變化較大時，會產生“爬行”或“自 走”現(xiàn)象，使氣缸的工作不穩(wěn)定。為了使氣缸運動平穩(wěn)，普遍采用氣液阻尼缸。圖 11-17 薄膜式氣缸結構簡圖 （a） 單作用式 （ b）雙作用式 1-缸體 2-膜片 3-膜盤 4-活塞桿圖 11-16 氣液阻尼缸的工作原理圖1- 油杯 2- 單向閥 3-節(jié)流閥 4-油液 5- 氣體氣液阻尼缸是由氣缸和油缸組合而成，它的工作原理見圖11-16。它是以壓縮空氣為能源，并利用油液的不可壓縮性和控制油液排量來獲得活塞的平穩(wěn)運動和調節(jié)活塞的運動速 度。它將油缸和氣缸串聯(lián)成一個

44、整體，兩個活塞固定在一根活塞桿上。當氣缸右端供氣時， 氣缸克服外負載并帶動油缸同時向左運動， 此時油缸左腔排油、 單向閥關閉。 油液只能經節(jié) 流閥緩慢流人油缸右腔， 對整個活塞的運動起阻尼作用。 調節(jié)節(jié)流閥的閥口大小就能達到調 節(jié)活塞運動速度的目的。 當壓縮空氣經換向閥從氣缸左腔進人時， 油缸右腔排油， 此時因單 向閥開啟，活塞能快速返回原來位置。這種氣液阻尼缸的結構一般是將雙活塞桿缸作為油缸。 因為這樣可使油缸兩腔的排油量 相等，此時油箱內的油液只用來補充因油缸泄漏而減少的油量，一般用油杯就行了。2）薄膜式氣缸 薄膜式氣缸是一種利用壓縮空氣通過膜片推動活塞桿作往復直線運動的氣缸。它由缸 體、

45、膜片、 膜盤和活塞桿等主要零件組成。其功能類似于活塞式氣缸， 它分單作用式和雙作 用式兩種，如圖 11-17 所示。薄膜式氣缸的膜片 可以做成盤形膜片和平 膜片兩種形式。 膜片材料 為夾織物橡膠、 鋼片或磷 青銅片。常用的是夾織物 橡膠， 橡膠的厚度為 5 6 mm，有時也可用 l 3 mm。金屬式膜片只用 于行程較小的薄膜式氣 缸中。薄膜式氣缸和活塞 式氣缸相比較， 具有結構 簡單、緊湊、制造容易、 成本低、維修方便、 壽命 長、泄漏小、效率高等優(yōu)3）沖擊氣缸11-18 沖擊氣缸工作原理圖點。但是膜片的變形量有限， 故其行程短 （一般不超過 40 50 mm），且氣缸活塞桿上的輸出 力隨著行

46、程的加大而減小。圖沖擊氣缸是一種體積小、 結構簡單、 易于制造、 耗氣功率小但能產生相當大的沖擊力的 一種特殊氣缸。 與普通氣缸相比， 沖擊氣缸的結構特點是增加了一個具有一定容積的蓄能腔 和噴嘴。它的工作原理如圖 11-18。沖擊氣缸的整個工作過程可簡單地分為三個階段：第一個階段如圖 11-18 （a），壓縮空氣由孔 A 輸入沖擊缸的下腔，蓄氣缸經孔 B 排氣， 活塞上升并用密封墊封住噴嘴，中蓋和活塞間的環(huán)形空間經排氣孔與大氣相通。第二階段如圖 11-18（ b），壓縮空氣改由孔 B 進氣，輸入蓄氣缸中，沖擊缸下腔經孔 A 排氣。 由于活塞上端氣壓作用在面積較小的噴嘴上，而活塞下端受力面積較大

47、， 一般設計成噴嘴面積的 9 倍，缸下腔的壓力雖因排氣而下降， 但此時活塞下端向上的作用力仍然大于活 塞上端向下的作用力。第三階段圖 1l-18（ c），蓄氣缸的壓力繼續(xù)增大，沖擊缸下腔的壓力繼續(xù)降低，當蓄氣 缸內壓力高于活塞下腔壓力 9 倍時， 活塞開始向下移動， 活塞一旦離開噴嘴， 蓄氣缸內的高 壓氣體迅速充人到活塞與中間蓋間的空間， 使活塞上端受力面積突然增加 9 倍，于是活塞將 以極大的加速度向下運動， 氣體的壓力能轉換成活塞的動能。 在沖程達到一定時， 獲得最大 沖擊速度和能量，利用這個能量對工件進行沖擊做功，產生很大的沖擊力。11.3.2 氣動馬達氣動馬達也是氣動執(zhí)行元件的一種。它

48、的作用相當于電動機或液壓馬達，即輸出力矩， 拖動機構作旋轉運動。 最常見的氣動馬達是活塞式氣動馬達和葉片式氣動馬達。 葉片式氣動 馬達制造簡單，結構緊湊，但低速運動轉矩小，低速性能不好，適用于中、低功率的機械， 目前在礦山及風動工具中應用普遍。 活塞式氣動馬達在低速情況下有較大的輸出功率， 它的 低速性能好，適宜于載荷較大和要求低速轉矩的機械，如起重機、絞車、絞盤、拉管機等。由于氣動馬達具有一些比較突出的優(yōu)點，在某些場合，它比電動機和液壓馬達更適用， 這些特點是：1）具有防暴性能，工作安全。由于氣動馬達的工作介質（空氣）本身的特性和結構設 計上的考慮， 能夠在工作中不產生火花， 故可以在易燃易

49、爆場所工作， 同時不受高溫和振動 的影響，并能用于空氣極潮濕的環(huán)境，而無漏電危險；2）馬達的軟特性使之能長時間滿載工作而溫升較小，且有過載保護的性能；3）可以無級調速?？刂七M氣流量，就能調節(jié)馬達的轉速和功率。額定轉速以每分鐘幾 十轉到幾十萬轉；4）具有較高的啟動力矩。可以直接帶負載運動；5）與電動機相比，單位功率尺寸小，重量輕，適于安裝在位置狹小的場合及手工工具上。但氣動馬達也具有輸出功率小，耗氣量大，效率低，噪音大和易產生振動等缺點。1工作原理圖 11-19 是葉片式氣馬達的工作原理圖。 它的主要結構和工作原理與液壓葉片馬達相似，主要包括一個徑向裝有 310 個葉片的轉子，偏心安裝在定子內，

50、轉子兩側有前后蓋板（ 圖中未畫出 ），當壓縮空氣從 A 口進入后分兩路：一路進入葉片底部槽中，會使葉片從徑向溝 槽伸出； 另一路進入定子腔， 轉子周圍徑向分布的葉片由于偏心， 伸出的長度不同而受力不B 進氣順 時針旋轉A 進氣逆 時針旋轉圖 11-19 葉片式氣馬達工作原理圖1- 葉片 2- 轉子 3- 定子一樣， 產生旋轉力矩，葉片帶動轉子作逆時針旋轉。定子內有半圓形的切溝，提供壓縮空氣 及排出廢氣。廢氣從排氣口 C 排出，而定子腔內殘留氣體則從 B 口排出。如需改變氣馬達 旋轉方向，只需改變進、排氣口即可。2特性曲線圖 11-20 是在一定工作壓力下作出的葉片式氣動馬達的特性曲線。由圖可知

51、， 氣動馬達具有軟特性的特點。當外加轉矩 T 等于零時，即為空轉，此時速度達到最大值nmax ，氣動輸出的功率等于零；當外加轉矩等于氣動馬達的最大轉矩 T max 時，馬達停止轉動，此時輸 出功率等于零；當外加轉矩等于最大轉矩的一半時，馬達的轉速也為最大轉速的1/2，此時馬達的輸出功率 P 最大，以 Pmax 表示。11.4 氣動控制元件在氣壓傳動系統(tǒng)中，氣動控制元件是控制和調節(jié)壓縮空氣的壓力、流量和方向的各種控制閥，其作用是保證氣動執(zhí)行元件 （如氣缸、氣馬達等 ）按設計的程序正常地進行工作。11.4.1 方向控制閥1方向控制閥的分類 方向控制閥是氣壓傳動系統(tǒng)中通過改變壓縮空氣的流動方向和氣流

52、的通斷， 來控制執(zhí)行 元件啟動、停止及運動方向的氣動元件。根據(jù)方向控制閥的功能、 控制方式、 結構方式、閥內氣流的方向及密封形式等，可將方 向控制閥分為幾類。見表 11-3。表 11-3 方向控制閥的分類分類方式形式按閥內氣體的流動方向單向閥、換向閥按閥芯的結構形式截止閥、滑閥按閥的密封形式硬質密封、軟質密封按閥的工作位數(shù)及通路數(shù)二位三通、二位五通、三位五通等按閥的控制操縱方式氣壓控制、電磁控制、機械控制、手動控制下面介紹幾種典型的方向控制閥。2氣壓控制換向閥氣壓控制換向閥是以壓縮空氣為動力切換氣閥， 使氣路換向或通斷的閥類。 氣壓控制換向閥的用途很廣，多用于組成全氣閥控制的氣壓傳動系統(tǒng)或易燃

53、、易爆以及高凈化等場合。1) 單氣控加壓式換向閥圖 11-21 為單氣控加壓式換向閥的工作原理。即 11-21(a) 是無氣控信號 K 時的狀態(tài) (即 常態(tài))，此時，閥芯 1在彈簧 2的作用下處于上端位置， 使閥 A與O相通，A 口排氣。圖 11-21(b) 是在有氣控信號 K 時閥的狀態(tài) (即動力閥狀態(tài) )。由于氣壓力的作用， 閥芯 1 壓縮彈簧 2 下移， 使閥口 A與 O斷開，P與 A接通，A 口有氣體輸出。圖 11-21 單氣控加壓截止式換向閥的工作原理圖( a)無控制信號狀態(tài) (b) 有控制信號狀態(tài)1- 閥芯 2-彈簧圖 11-22 為二位三通單氣控截止式換向閥的結構圖。這種結構簡單

54、、緊湊、密封可靠、 換向行程短，但換向力大。若將氣控接頭換成電磁頭(即電磁先導閥 )，可變氣控閥為先導式電磁換向閥。圖 11-22 單氣控截止式換向閥的結構圖 圖 11-23 雙氣控滑閥式換向閥的工作原理圖2) 雙氣控加壓式換向閥圖 11-23 為雙氣控滑閥式換向閥的工作原理圖。圖11-23(a)為有氣控信號 K2 時閥的狀態(tài)，此時閥停在左邊，其通路狀態(tài)是戶與A、月與 O 相通。圖 11-23(b)為有氣控信號 K1 時閥的狀態(tài) (此時信號 K 2已不存在 )，閥芯換位，其通路狀態(tài)變?yōu)閼襞cB、A 與 O 相通。雙氣控滑閥具有記憶功能，即氣控信號消失后，閥仍能保持在有信號時的工作狀態(tài)。差動控制換

55、向閥 差動控制換向閥是利用控制氣壓作用在閥芯兩端不同面積上所產生的壓力差來使閥換 向的一種控制方式。圖 11-24 為二位五通差壓控制換向閥的結構原理圖。閥的右腔始終與進氣口 P 相通。 在沒有進氣信號 K 時，控制活塞 13上的氣壓力將推動閥芯 9 左移，其通路狀態(tài)為 P與 A、 B 與 O 相通。 A 口進氣、 B 口排氣。當有氣控信號 K 時，由于控制活塞 3 的端面積大于控 制活塞 13的端面積，作用在控制活塞 3 上的氣壓力將克服控制活塞 13 上的壓力及摩擦力， 推動閥芯 9 右移，氣路換向，其通路狀態(tài)為 P 與 B、 A 與 O 相通， B 口進氣、 A 口排氣。 當氣控信號 K

56、 消失時，閥芯 9 借右腔內的氣壓作用復位。采用氣壓復位可提高閥的可靠性。圖 11-24 二位五通差壓控制換向閥結構原理圖1-端蓋 2-緩沖墊片 3、13- 控制活塞 4、10、11-密封墊5、 12-襯套 6-閥體 7-隔套 8-檔片 9-閥芯3電磁控制換向閥電磁換向閥是利用電磁力的作用來實現(xiàn)閥的切換以控制氣流的流動方向。 常用的電磁換 向閥有直動式和先導式兩種。1) 直動式電磁換向閥圖 11-25 為直動式單電控電磁閥的工作原理圖。它只有一個電磁鐵。圖1l-25(a) 為常態(tài)情況， 即激勵線圈不通電， 此時閥在復位彈簧的作用下處于上端位置。其通路狀態(tài)為 A 與 T相通， A 口排氣。當通電

57、時，電磁鐵 l 推動閥芯向下移動，氣路換向，其通路為 P 與 A 相 通， A 口進氣，見圖 11-25(b) 。圖 11-25 直動式單電控電磁閥原理圖圖 11-26 直動式雙電控電磁閥原理圖(a)斷電狀態(tài) (b) 通電狀態(tài)1、 2-電磁鐵 3-閥芯1-電磁鐵 2-閥芯圖 11-26 為直動式雙電控電磁閥的工作原理圖。它有兩個電磁鐵，當線圈l 通電、 2 斷電，如圖 11-26 (a)，閥芯被推向右端， 其通路狀態(tài)是 P與 A、B 與 O2相通，A 口進氣、 B 口 排氣。當線圈 l 斷電時，閥芯仍處于原有狀態(tài)，即具有記憶性。當電磁線圈2通電、l 斷電，如圖 11-26(b)，閥芯被推向左端

58、，其通路狀態(tài)是 P與 B、A 與 O1相通，B 口進氣、 A 口排 氣。若電磁線圈斷電，氣流通路仍保持原狀態(tài)。2) 先導式電磁換向閥直動式電磁閥是由電磁鐵直接推動閥芯移動的， 當閥通徑較大時， 用直動式結構所需的 電磁鐵體積和電力消耗都必然加大，為克服此弱點可采用先導式結構。先導式電磁閥是由電磁鐵首先控制氣路，產生先導壓力，再由先導壓力推動主閥閥芯， 使其換向。圖 11-27 為先導式雙電控換向閥的工作原理圖。當電磁先導閥 l 的線圈通電，而先導閥 2 斷電時，如圖 11-27(a)，由于主閥 3 的 K2 腔進氣， K2 腔排氣，使主閥閥芯向右移動。此 時戶與 A 、 B 與 O2 相通，

59、A 口進氣、 B 口排氣。當電磁先導閥 2 通電，而先導閥 l 斷電時 E 見圖 11-27(b) ，主閥的 K2 腔進氣， K 2腔排氣，使主閥閥芯向左移動。此時戶與B、A 與O1 相通， B 口進氣、 A 口排氣。先導式雙電控電磁閥具有記憶功能，即通電換向，斷電保 持原狀態(tài)。為保證主閥正常工作，兩個電磁閥不能同時通電，電路中要考慮互鎖。先導式電磁換向閥便于實現(xiàn)電、氣聯(lián)合控制，所以應用廣泛。圖 11-27 先導式雙電控換向閥工作原理圖(a)先導閥 1 通電、 2 斷電時狀態(tài) (b) 先導閥 2 通電、 1 斷電時狀態(tài)4機械控制換向閥機械控制換向閥又稱行程閥，多用于行程程序控制， 作為信號閥使

60、用。 常依靠凸輪、擋 塊或其它機械外力推動閥芯，使閥換向。5人力控制換向閥這類閥分為手動及腳踏兩種操縱方式。 手動閥的主體部分與氣控閥類似， 其操縱方式有 多種形式，如按鈕式、旋鈕式、鎖式及推拉式等。6時間控制換向閥時間控制換向閥是使氣流通過氣阻 定的時間使氣容內建立起一定的壓力后， 控制）的場合 （如易燃、易爆、粉塵大等（如小孔、縫隙等 ）節(jié)流后到氣容 （儲氣空間 ）中，經一 再使閥芯換向的閥類。 在不允許使用時間繼電器 （電 ），用氣動時間控制就顯出其優(yōu)越性。7梭閥梭閥相當于兩個單向閥組合的閥。圖11-28 為梭閥的工作原理圖。（a） （b）圖 11-28 梭閥的工作原理圖(c)（a） P