z氣動(dòng)控制元件

會(huì)計(jì)學(xué)1z氣動(dòng)控制元件第一節(jié)方向控制閥

一、概述1．方向控制閥的功能

方向控制閥是控制壓縮空氣的流動(dòng)方向和氣路的通斷，以控制執(zhí)行元件動(dòng)作的一類氣動(dòng)控制元件，它是氣動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種控制元件。

氣動(dòng)控制元件是氣動(dòng)系統(tǒng)中控制壓縮空氣的流動(dòng)方向、壓力和流量的各類元件的總稱。氣動(dòng)控制元件按功能可分為：方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥、實(shí)現(xiàn)邏輯功能的氣動(dòng)邏輯元件和射流元件。第1頁/共68頁2．方向控制閥分類第2頁/共68頁3．方向控制閥的表示方法（a）常斷型（b）常通型（c）常斷型（d）常通型圖12-1方向控制閥的表示方法

方向控制閥可以用其控制的接口數(shù)目來表示，每一個(gè)位置對應(yīng)一個(gè)單獨(dú)的方塊。在一個(gè)位置上的接口數(shù)目叫做通，如圖12-1（a）、(b)所示為二位二通閥，圖12-1(c)、(d)所示為二位三通閥。也可將二位三通閥寫成3/2閥，其中分母表示閥芯位置數(shù)，分子表示每個(gè)位置上的接口數(shù)。第3頁/共68頁

方框外面的短線表示閥芯的初始位置，在初始位置上壓縮空氣氣流路徑是切斷的，不能流通，像這樣的閥稱為常斷型；反之，初始位置上壓縮空氣氣流路徑是流通的稱為常通型。3．方向控制閥的表示方法（a）常斷型（b）常通型（c）常斷型（d）常通型圖12-1方向控制閥的表示方法

第4頁/共68頁4.閥門的控制方式第5頁/共68頁5.方向控制閥接口的表示方法

為了說明在實(shí)際系統(tǒng)中閥門的位置并保證線路連接的正確性，明確控制回路和所用元件的關(guān)系，規(guī)定了閥的接口及控制接口用的表示方法?，F(xiàn)在常用的表示方法有數(shù)字符號(hào)和字母符號(hào)兩種。見表12-2。第6頁/共68頁方向控制閥接口表示方法的具體示例

在用字母符號(hào)表示時(shí)，一般用Z表示左邊控制口，用Y表示右邊控制口。在實(shí)際應(yīng)用中一般多為數(shù)字符號(hào)表示。圖12-2方向控制閥接口的表示方法

第7頁/共68頁1．單向閥單向閥是氣體只能沿一個(gè)方向流動(dòng)，反方向不能流動(dòng)的閥。它與液壓閥中的單向閥相似，如圖12-3所示。二、單向型方向控制閥

只允許氣流沿著一個(gè)方向流動(dòng)的方向控制閥，通稱為單向型方向控制閥。圖12-3單向閥第8頁/共68頁2．梭閥梭閥又稱為雙向控制閥，相當(dāng)于兩個(gè)單向閥的組合，有兩個(gè)輸入口1，一個(gè)輸出口2。不管壓縮空氣從哪一個(gè)進(jìn)氣口進(jìn)入時(shí)，閥芯都將另一面的進(jìn)氣口封閉，使工作口2有空氣輸出。若兩端進(jìn)氣口都有壓縮空氣輸入時(shí)，按壓力加入的先后順序和壓力的大小而定，若壓力不同，則高壓口的通路打開，低壓口的通路關(guān)閉，2口輸出高壓的壓縮空氣。圖12-4梭閥第9頁/共68頁梭閥的邏輯功能

梭閥具有一定的邏輯功能，即任何一端有信號(hào)輸入，就有信號(hào)輸出，所以它也被稱為“或”門型梭閥，多用于一個(gè)執(zhí)行元件或控制閥需要從兩個(gè)或更多的位置來驅(qū)動(dòng)的場合。在實(shí)際操作中，梭閥的邏輯功能也可用兩個(gè)3/2閥并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。第10頁/共68頁梭閥的應(yīng)用實(shí)例用兩個(gè)手動(dòng)按鈕SB1和SB2操縱氣缸進(jìn)退。當(dāng)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)按鈕閥中的任何一個(gè)動(dòng)作時(shí)，雙作用氣缸活塞桿都伸出。只有同時(shí)松開兩個(gè)按鈕閥，氣缸活塞桿才回縮。梭閥應(yīng)與兩個(gè)按鈕閥的工作口相連接，這樣，氣動(dòng)回路圖才可以正常工作。圖12-5梭閥的應(yīng)用第11頁/共68頁3.雙壓閥雙壓閥有兩個(gè)進(jìn)氣口1和一個(gè)工作口2，當(dāng)僅有一個(gè)進(jìn)氣口進(jìn)氣時(shí)，壓縮空氣推動(dòng)閥芯，封住壓縮空氣的通道，使工作口2沒有壓力輸出。若兩個(gè)進(jìn)氣口1同時(shí)有壓縮空氣輸入，且氣壓相同時(shí)，閥芯處于中位，此時(shí)，兩個(gè)進(jìn)氣口與工作口相通，使工作口2有壓縮空氣輸出。若兩個(gè)進(jìn)氣口輸入的壓縮空氣氣壓不同，那么，其中高壓的那一端推動(dòng)閥芯移動(dòng)，使壓力低的一端進(jìn)氣口與工作口相連，工作口輸出低壓力的壓縮空氣。圖12-6雙壓閥第12頁/共68頁雙壓閥的應(yīng)用實(shí)例只有當(dāng)兩個(gè)按鈕閥SB1和SB2都?jí)合聲r(shí)，單作用氣缸活塞桿才伸出。若二者中有一個(gè)不動(dòng)作，則氣缸活塞桿將回縮至初始位置。

雙壓閥具有一定的邏輯特性，即進(jìn)氣口P1，P2僅有一個(gè)有輸入，工作口A無輸出。當(dāng)兩個(gè)進(jìn)氣口均有輸入，工作口有輸出，符合“與”門邏輯閥的工作特性，也被稱為“與”門梭閥。雙壓閥的邏輯功能圖12-7安全控制回路第13頁/共68頁4.快速排氣閥

快速排氣閥簡稱快排閥，是為使氣缸快速排氣，加快氣缸運(yùn)動(dòng)速度而設(shè)置的，一般安裝在換向閥和氣缸之間。為了降低排氣噪聲，這種閥一般帶消聲器。如圖所示，當(dāng)進(jìn)氣口1進(jìn)氣時(shí)，推動(dòng)膜片向下變形，打開進(jìn)氣口1與工作口2的通路，關(guān)閉排氣口3；當(dāng)1口沒有進(jìn)氣時(shí)，2口氣體推動(dòng)膜片向上復(fù)位，關(guān)閉1口，2口氣體經(jīng)3口快速排出。圖12-8快速排氣閥第14頁/共68頁快速排氣閥的應(yīng)用實(shí)例快速排氣閥用于使氣動(dòng)元件和裝置迅速排氣的場合。為了減小流阻，快速排氣閥應(yīng)靠近氣缸安裝，例如，把它裝在換向閥和氣缸之間（應(yīng)盡量靠近氣缸排氣口，或直接擰在氣缸排氣口上），使氣缸排氣時(shí)不用通過換向閥而直接排出。如圖12-9所示。圖12-9快速排氣閥的應(yīng)用第15頁/共68頁三、換向型方向控制閥

換向型方向控制閥的功用是通過各種控制方式使閥芯換向，改變氣流通道，使氣體流動(dòng)方向發(fā)生變化，從而改變氣動(dòng)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。換向型控制閥包括氣壓控制換向閥．電磁控制換向閥、機(jī)械控制換向閥、人力控制換向閥和時(shí)間控制換向閥。第16頁/共68頁1．氣壓控制換向閥

氣壓控制換向閥是利用空氣壓力推動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)，使得換向閥換向，從而改變氣體的流動(dòng)方向的換向閥。氣壓控制換向閥分為加壓控制、泄壓控制、差壓控制和延時(shí)控制。常用的是加壓控制和差壓控制。加壓控制閥有單氣控和雙氣控之分。差壓控制是使主閥芯在兩端壓力差的作用下?lián)Q向。氣控?fù)Q向閥按主閥結(jié)構(gòu)不同，又可分為截止式和滑閥式兩種主要形式，下面分別通過單氣控加壓控制換向閥和雙氣控加壓控制換向閥介紹其工作原理。第17頁/共68頁（1）單氣控截止式換向閥

利用空氣的壓力與彈簧力相平衡的原理來進(jìn)行控制的。圖12-10（a）、（b）所示，當(dāng)氣控信號(hào)口12口沒有壓縮空氣輸入時(shí)，閥芯在彈簧力和1腔氣體壓力的作用下位于上端，閥口2與閥口3通，閥口3排氣，1口關(guān)閉。當(dāng)氣控信號(hào)口12有壓縮空氣輸入時(shí)，閥芯下移，進(jìn)氣口1與工作口2通，閥口2有壓縮空氣輸出，閥口3關(guān)閉。故該閥為常閉型二位三通閥，當(dāng)1與3口換接時(shí)，即成為常通型二位三通閥。圖12-10（c）是其圖形符號(hào)。圖12-10單氣控截止式換向閥第18頁/共68頁截止式氣控?fù)Q向閥特點(diǎn)：①用很小的移動(dòng)量就可以使閥完全開啟，閥的流通能力強(qiáng)，便于設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)緊湊的大口徑閥。②截止閥一般采用軟質(zhì)材料（如橡膠等）密封，當(dāng)閥門關(guān)閉后始終存在背壓，因此，密封性好、泄漏量小、勿須借助彈簧也能關(guān)閉。③因背壓的存在，所以換向力較大，沖擊力也較大。不適合用于高靈敏度的場合。④比滑閥式方向控制閥阻力損失小，抗粉塵能力強(qiáng)，對氣體的過濾精度要求不高。第19頁/共68頁（2）雙氣控滑閥式換向閥圖12-11（a）為12口有氣控信號(hào)時(shí)閥的狀態(tài)（此時(shí)信號(hào)14不存在），閥芯停在右邊，其通路狀態(tài)變?yōu)殚y口1與4口、閥口2與3口相通。圖12-11（b）為14口有氣控信號(hào)時(shí)閥的狀態(tài)，此時(shí)閥芯停在左邊，其通路狀態(tài)是進(jìn)氣口1與工作口2相通、工作口4與排氣口5相通。雙氣控滑閥式換向閥具有記憶功能，即氣控信號(hào)消失后，閥仍能保持在有信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)。圖12-11雙氣控滑閥換向閥第20頁/共68頁滑閥式方向控制閥的特點(diǎn)：①閥芯較截止式長，增加了閥的軸向尺寸，對動(dòng)態(tài)性能有不利影響，大通徑的閥一般不易采用滑柱式結(jié)構(gòu)；②由于結(jié)構(gòu)的對稱性，閥芯處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，氣壓對閥芯的軸向作用力保持平衡，容易設(shè)計(jì)成氣動(dòng)控制中比較常用的具有記憶功能的閥；③換向時(shí)由于不受截止式密封結(jié)構(gòu)所具有的背壓阻力，換向力較??；④通用性強(qiáng)。同一基型閥只要調(diào)換少數(shù)零件便可改變成不同控制方式、不同通路的閥；同一只閥，改變接管方式，可以做多種閥使用。⑤閥芯對介質(zhì)的雜質(zhì)比較敏感，需對氣動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的過濾和潤滑，對系統(tǒng)的維護(hù)要求高。第21頁/共68頁（3）氣控?fù)Q向閥的應(yīng)用氣控?fù)Q向閥結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、密封可靠，多用于組成全氣閥控制的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)或易燃、易爆、潮濕、粉塵大的工作條件下。第22頁/共68頁2．電磁控制換向閥

電磁控制換向閥是利用電磁力的作用推動(dòng)閥芯換向，從而改變氣流的流動(dòng)方向。按照電磁控制部分對換向閥的推動(dòng)方式，可分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩大類。（1）直動(dòng)式電磁換向閥由電磁鐵的銜鐵直接推動(dòng)換向閥閥芯換向的閥稱為直動(dòng)式電磁閥，它有單電控和雙電控兩種。這種閥閥芯的移動(dòng)靠電磁鐵，而復(fù)依靠彈簧，因而換向沖擊較大，故一般只制成小型的閥。第23頁/共68頁直動(dòng)式雙電控5/2電磁閥的工作原理和職能符號(hào)圖

它有兩個(gè)電磁鐵。圖12-12（a）所示，當(dāng)電磁鐵線圈1YA通電、2YA斷電時(shí)閥芯被推向右端，其通路狀態(tài)是進(jìn)氣口1與工作口2、工作口4與排氣口5相通。而當(dāng)電磁鐵線圈1YA斷電時(shí)，閥芯仍處于原有狀態(tài)，即具有記憶性；圖12-12（b）所示，當(dāng)電磁鐵線圈2YA通電、1YA斷電時(shí)閥芯被推向左端，其通路狀態(tài)為閥口1與閥口4、閥口2與閥口3相通，1口進(jìn)氣，3口排氣。若電磁鐵線圈2YA斷電，則氣流通路仍保持原狀態(tài)。圖12-12（c）是其圖形符號(hào)。圖12-12直動(dòng)式雙電控電磁閥第24頁/共68頁（2）先導(dǎo)式電磁換向閥

先導(dǎo)式電磁換向閥由電磁先導(dǎo)閥和主閥組成，它由電磁鐵首先控制氣路，產(chǎn)生先導(dǎo)壓力，再由先導(dǎo)壓力推動(dòng)主閥閥芯，使其換向。按照該類換向閥有無專門的外接控制氣口，可分為外控式和內(nèi)控式兩種。第25頁/共68頁先導(dǎo)式雙電控5/2換向閥的工作原理圖12-13（a）所示，當(dāng)電磁先導(dǎo)閥1的線圈1YA通電，而電磁先導(dǎo)閥2的線圈斷電時(shí)，主閥左腔進(jìn)氣，右腔排氣，主閥閥芯在氣信號(hào)12的作用下向右移動(dòng)。此時(shí)，主閥進(jìn)氣口1與工作口2相通、工作口4與排氣口5相通。圖12-13先導(dǎo)式雙電控5/2換向閥第26頁/共68頁如圖13-13（b）所示，當(dāng)電磁先導(dǎo)閥2的線圈2YA通電，而電磁先導(dǎo)閥1的線圈斷電時(shí)，主閥右腔進(jìn)氣，左腔排氣，主閥閥芯在氣信號(hào)14作用下向左移動(dòng)。此時(shí)，進(jìn)氣口1與工作口4相通、工作口2與排氣口3相通，實(shí)現(xiàn)換向。先導(dǎo)式雙電控5/2換向閥的工作原理圖12-13先導(dǎo)式雙電控5/2換向閥第27頁/共68頁先導(dǎo)式雙電控電磁閥的特點(diǎn)及應(yīng)用先導(dǎo)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(gè)電磁閥不能同時(shí)通電，即電路中要考慮互鎖。由于先導(dǎo)式電磁控制換向閥便于實(shí)現(xiàn)電、氣聯(lián)合控制，所以應(yīng)用廣泛。3.時(shí)間控制換向閥時(shí)間控制換向閥是使氣流通過氣阻(如小孔、縫隙等)節(jié)流后到氣容(儲(chǔ)氣空間)中，經(jīng)一定時(shí)間容器內(nèi)建立起一定壓力后，再使閥芯換向的閥。第28頁/共68頁（1）延時(shí)換向閥

圖12-14所示，由延時(shí)控制部分和主閥組成。常態(tài)時(shí)，彈簧的作用使閥芯處在左端位置。當(dāng)從12口通入氣控信號(hào)時(shí)，氣體通過可調(diào)節(jié)流閥（氣阻）使氣容腔充氣，當(dāng)氣容內(nèi)的壓力達(dá)到一定值時(shí)，通過閥芯壓縮彈簧使閥芯向右動(dòng)作，換向閥換向；氣控信號(hào)消失后，氣容中的氣體通過單向閥快速卸壓，當(dāng)壓力降到某值時(shí)，閥芯左移，換向閥換向。延時(shí)換向閥多用于不允許使用時(shí)間繼電器（電控）的場合（如易燃、易爆、防塵等）。

圖12-14延時(shí)換向閥第29頁/共68頁（2）脈沖閥

進(jìn)氣口1有輸入信號(hào)時(shí)，由于閥芯上腔氣容中壓力較低，并且閥芯中心阻尼小孔很小，所以閥芯向上移動(dòng)，使1、2相通，工作口2有信號(hào)輸出，同時(shí)從閥芯中心阻尼小孔不斷給上部氣容充氣，因?yàn)殚y芯的上、下端作用面積不等，氣容中的壓力上升達(dá)到某值時(shí)，閥芯下降封閉1、2通道，閥口2和閥口3（排氣口）相通，2口沒有信號(hào)輸出。這樣，進(jìn)氣口1的連續(xù)信號(hào)就變成工作口2輸出的脈沖信號(hào)。

圖12-15滑閥式脈沖閥第30頁/共68頁第二節(jié)壓力控制閥在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，控制壓縮空氣的壓力和依靠氣壓力來控制執(zhí)行元件動(dòng)作順序的閥統(tǒng)稱為壓力控制閥。這類閥的共同特點(diǎn)是：利用作用于閥芯上的壓縮空氣壓力和彈簧力相平衡的原理來進(jìn)行工作。壓力控制閥按其功能分為減壓閥、安全閥（溢流閥）和順序閥三種。

一、減壓閥

氣動(dòng)設(shè)備和裝置的氣源一般都來自壓縮空氣站。壓縮空氣站供給的壓縮空氣的壓力通常都高于氣動(dòng)設(shè)備和裝置的實(shí)際需要，且波動(dòng)較大，因此需要用調(diào)節(jié)壓力的減壓閥來降低，使其調(diào)節(jié)到每臺(tái)氣動(dòng)設(shè)備和裝置實(shí)際需要的壓力，并保持壓力值的穩(wěn)定。第31頁/共68頁1．類型及工作原理

減壓閥按壓力調(diào)節(jié)方式，可分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式；按有無溢流機(jī)構(gòu)，可分為有溢流機(jī)構(gòu)和無溢流機(jī)構(gòu)兩種。直動(dòng)式減壓閥是利用手柄直接調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧來改變閥的輸出壓力的一種減壓閥。第32頁/共68頁QTY型直動(dòng)式減壓閥（帶溢流）的結(jié)構(gòu)

（a）實(shí)物圖（b）結(jié)構(gòu)圖（c）圖形符號(hào)

圖12-16QTY型直動(dòng)式減壓閥（帶溢流）1-旋鈕；2、3-彈簧；4-溢流閥座；5-膜片；6-膜片氣室；7-阻尼管；8-閥芯；9-復(fù)位彈簧；10-進(jìn)氣閥口；1l-排氣孔；12-溢流孔第33頁/共68頁2．減壓閥使用的注意事項(xiàng)（1）普通型減壓閥,出口壓力不要超過進(jìn)口壓力的85％；精密型減壓閥，出口壓力不要超過進(jìn)口壓力的90％。（2）安裝減壓閥時(shí)，最好手柄在上，以便于操作。閥體上的箭頭方向?yàn)闅怏w的流動(dòng)方向，安裝時(shí)不要裝反。閥體上的堵頭可擰下來，裝上壓力表。（3）要防止油、水進(jìn)入壓力表中，注意壓力表壽命。（4）連接管道安裝前，要用壓縮空氣吹凈或用酸濁法將銹屑等清洗干凈。第34頁/共68頁2．減壓閥使用的注意事項(xiàng)（5）在減壓閥前安裝分水過濾器，閥后安裝油霧器，以防減壓閥中的橡膠件過早變質(zhì)。（6）減壓閥不用時(shí)，應(yīng)旋松手柄回零，以免使膜片經(jīng)常受壓而產(chǎn)生塑性變形。（7）使用塑料材料的減壓閥應(yīng)避免陽光直射，在化學(xué)溶劑的霧氣中工作的減壓閥其外部材料用金屬。（8）減壓閥底部螺塞處要留出60mm以上空間，以便于維修。第35頁/共68頁3．減壓閥的選擇（1）根據(jù)調(diào)壓精度和調(diào)壓范圍來選擇減壓閥。氣動(dòng)調(diào)壓閥的調(diào)壓范圍是指它的輸出壓力的可調(diào)范圍，在此范圍內(nèi)要求達(dá)到規(guī)定的精度。調(diào)壓范圍主要與調(diào)壓彈簧的剛度有關(guān)。為使輸出壓力在高低調(diào)定位下都能得到較好的流量特性，常采用兩個(gè)并聯(lián)或串聯(lián)的調(diào)壓彈簧。一般調(diào)壓閥最大輸出壓力是0.6MPa，調(diào)壓范圍是0.1～0.6MPa。（2）按氣流方向和減壓閥上所示箭頭的方向，依照過濾器→減壓閥→油霧器的順序安裝減壓閥。（3）常將過濾器、減壓閥、油霧器組合成三聯(lián)件使用。第36頁/共68頁二、安全閥當(dāng)管路中的壓力超過允許壓力時(shí)，為了保證系統(tǒng)的工作安全，往往用安全閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排氣，使系統(tǒng)的壓力下降。

1．安全閥的功能當(dāng)儲(chǔ)氣罐或氣動(dòng)回路中的壓力超過一定值時(shí)，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(xiǎn)，在系統(tǒng)中起過壓保護(hù)作用。第37頁/共68頁2．工作原理如圖12-17b所示，當(dāng)系統(tǒng)壓力小于此閥的調(diào)定壓力時(shí)，作用在閥芯3上的壓力小于彈簧2的力，閥處于關(guān)閉狀態(tài)圖所示；如圖12-17c所示，當(dāng)系統(tǒng)壓力升高，達(dá)到或超過安全閥的開啟壓力時(shí)，則閥芯3上移，打開閥門排氣，直到系統(tǒng)壓力降至調(diào)定范圍以下時(shí)，閥口又重新關(guān)閉。安全閥的開啟壓力可由調(diào)節(jié)旋鈕1調(diào)整彈簧2的預(yù)壓縮量確定。圖12-17安全閥第38頁/共68頁三、順序閥氣動(dòng)裝置中不便安裝行程閥而要依據(jù)氣壓的大小來控制兩個(gè)以上的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作時(shí)，就要用到順序閥。順序閥是依靠氣路中壓力的作用而控制執(zhí)行組件按順序動(dòng)作的壓力控制閥。第39頁/共68頁1．順序閥

在氣動(dòng)系統(tǒng)中，順序閥通常安裝在需要某一特定壓力的場合，以便完成某一操作。只有達(dá)到需要的操作壓力后，順序閥才有氣信號(hào)輸出。其工作原理如圖13-18所示。其開啟壓力由彈簧的預(yù)壓縮量來控制。當(dāng)輸入壓力達(dá)到或超過開啟壓力時(shí)，頂開彈簧，A口才有輸出；反之，A口無輸出。第40頁/共68頁2．單項(xiàng)順序閥

圖12-19a所示，當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入氣腔4，并且作用在活塞3上的氣壓力超過彈簧2作用力時(shí)，活塞被頂起，壓縮空氣從P口經(jīng)氣腔4、5到A口輸出。此時(shí)，單向閥6在壓差及彈簧力的作用下處于關(guān)閉狀態(tài)。圖12-19b所示，當(dāng)壓縮空氣反向流動(dòng)時(shí)，P側(cè)排氣而變成排氣口，A側(cè)進(jìn)氣壓力將頂開單向閥6由P口排氣。調(diào)節(jié)旋鈕l可改變單向順序閥的開啟壓力，以便在不同的開啟壓力下，控制執(zhí)行元件的順序動(dòng)作。圖12-18順序閥第41頁/共68頁第三節(jié)流量控制閥第42頁/共68頁一、節(jié)流閥

節(jié)流閥是安裝在氣動(dòng)回路中，通過調(diào)節(jié)閥的開度來限制流量的控制閥。流量控制閥就是通過改變閥的流通截面積來實(shí)現(xiàn)流量控制的元件。流量控制閥包括節(jié)流閥、單向節(jié)流閥、排氣節(jié)流閥等。第三節(jié)流量控制閥第43頁/共68頁

如圖所示為圓柱斜切型節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)原理和職能符號(hào)圖。

壓縮空氣由1口進(jìn)入，經(jīng)過節(jié)流后，由2口流出。旋轉(zhuǎn)閥芯調(diào)節(jié)手柄，就可改變節(jié)流口的開度，這樣就調(diào)節(jié)了壓縮空氣的流量。由于這種節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)簡單，體積小，故應(yīng)用范圍較廣。第44頁/共68頁二、單向節(jié)流閥單向節(jié)流閥是由單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成的組合式流量控制閥，它一般安裝在主控閥和執(zhí)行元件之間進(jìn)行速度控制。

如圖12-21a所示。當(dāng)壓縮空氣從接口1流向接口2時(shí)，單向閥關(guān)閉，壓縮空氣經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流口通過，節(jié)流口的開口大小可以通過調(diào)節(jié)手柄進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)反向流通時(shí)，如圖13-21b所示，單向閥打開，不經(jīng)節(jié)流口快速從接口1排出。單向節(jié)流閥常用于氣缸的調(diào)速和延時(shí)回路。第45頁/共68頁2．單向節(jié)流閥使用注意事項(xiàng)①安裝時(shí)，應(yīng)確認(rèn)閥的流動(dòng)方向沒有裝反。②接頭螺紋用手?jǐn)Q上后，用工具再旋2～3圈，安裝力矩要適當(dāng)。③管接頭螺紋上，一般都已涂好密封劑，通?？墒褂?～3次。④順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手輪。⑤速度控制閥的調(diào)節(jié)圈數(shù)不得超過給定值。⑥速度控制閥可能存在微漏。不得把它當(dāng)截止閥使用。⑦速度控制閥應(yīng)保管在40℃以下的環(huán)境中，避免陽光直射。第46頁/共68頁

圖12-22所示為排氣節(jié)流閥。其工作原理和節(jié)流閥相類似，靠調(diào)節(jié)節(jié)流口的流通面積來調(diào)節(jié)排氣流量，從而調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。另外，它帶有消聲器件，也能起到降低排氣噪聲的作用。

帶消聲器的排氣節(jié)流閥通常裝在換向閥的排氣口上．控制排入大氣的流量．以改變氣缸的運(yùn)動(dòng)速度。它不僅能調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度，還帶有消聲器件，所以也能起降低排氣噪聲的作用。三、排氣節(jié)流閥第47頁/共68頁四、柔性節(jié)流閥

圖12-23所示為柔性節(jié)流閥的工作原理圖，依靠閥桿夾緊柔韌的橡膠管而產(chǎn)生節(jié)流作用，也可以利用氣體壓力來代替閥桿壓縮膠管。柔性節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡單，壓力降小，動(dòng)作可靠性高。對污染不敏感，通常用于工作壓力范圍為0.3～0.63MPa的場合。圖12-23柔性節(jié)流閥第48頁/共68頁

邏輯元件是指以壓縮空氣為介質(zhì)，在控制信號(hào)作用下，通過其內(nèi)部可動(dòng)部件（如膜片、閥芯）的動(dòng)作來改變氣流流動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能的元件。第四節(jié)邏輯元件一、邏輯元件的種類和特點(diǎn)

1．特點(diǎn)

邏輯元件抗污染能力強(qiáng)，對氣源凈化要求較低，通常元件在完成動(dòng)作后，有關(guān)斷能力，所以耗氣量小。

邏輯元件主要有兩部分組成：一是開關(guān)部分，其功能是改變氣體流動(dòng)的通斷，二是控制部分，其功能是當(dāng)控制信號(hào)狀態(tài)改變時(shí)，使開關(guān)部分完成一定的動(dòng)作。第49頁/共68頁2．分類

（1）按工作壓力來分可分為高壓元件（工作壓力為0.2～0.8MPa）、低壓元件（0.02～0.2MPa)及微壓元件(工作壓力0.02MPa以下)三種。（2）按邏輯功能分可分為“是”門元件、“非”門元件、“與”門元件、“或”門元件和雙穩(wěn)元件等。

（3）按結(jié)構(gòu)形式分可分為高壓截止式邏輯元件、膜片式邏輯元件、滑閥式邏輯元件和其他氣動(dòng)邏輯元件等。第50頁/共68頁二、基本邏輯元件（高壓截止式邏輯元件）

高壓截止式邏輯元件的動(dòng)作是依靠氣壓信號(hào)推動(dòng)閥芯或通過膜片變形推動(dòng)閥芯動(dòng)作。改變氣流通路以實(shí)現(xiàn)一定的邏輯功能。1．“與”門元件“與”門元件有兩個(gè)輸入控制信號(hào)和一個(gè)輸出信號(hào)，它的邏輯含義是只有兩個(gè)控制信號(hào)同時(shí)輸入時(shí)，才有信號(hào)輸出。

圖中A為信號(hào)輸入孔，Y為信號(hào)輸出孔。若將中間孔接另一輸入信號(hào)B，為“與”門元件。由圖可見，只有當(dāng)A、B同時(shí)有輸入信號(hào)時(shí)，Y才有輸出，即Y=A?B。第51頁/共68頁“與”門元件的邏輯功能

實(shí)際應(yīng)用中一般以雙壓閥來實(shí)現(xiàn)“與”的邏輯功能。雙壓閥的邏輯功能如表所示。它只有在控制口A、B都有壓縮空氣輸入時(shí)，Y口才有壓縮空氣輸出；而若只有A口或B口有壓縮空氣輸入時(shí)，輸出口Y都沒有壓縮空氣輸出。表中，“A”、“B”表示控制信號(hào)，“Y”表示輸出信號(hào)。在輯上用邏“1”和“0”表示兩個(gè)對立的狀態(tài)，“1”表示有信號(hào)輸出，而“0”表示沒有信號(hào)輸出。應(yīng)用：用作輸入、輸出信號(hào)波形的整形、隔容和信號(hào)的放大。第52頁/共68頁2．“是”門元件“是”的邏輯含義就是在控制的時(shí)候，只要有控制信號(hào)輸入，就有信號(hào)輸出。在氣動(dòng)控制系統(tǒng)中就是指凡是有控制信號(hào)就有壓縮空氣輸出，沒有控制信號(hào)就沒有壓縮空氣輸出。在圖12-24中，如果中間孔不接信號(hào)B而接氣源P時(shí)，氣源壓力P使閥芯上移，關(guān)閉輸出通道。當(dāng)有信號(hào)從A口輸入時(shí)，閥芯下移，氣源氣流可從Y口輸出，為“是”門元件，即A有輸入信號(hào)時(shí)Y就有輸出，A無輸入信號(hào)時(shí)Y無輸出，元件的輸入和輸出信號(hào)之間始終保持相同的狀態(tài)，即Y=A。第53頁/共68頁“是”門元件的邏輯功能實(shí)際應(yīng)用中可以用常斷型3/2閥來實(shí)現(xiàn)“是”的邏輯功能。其邏輯功能見表12-4所示。應(yīng)用：用于信號(hào)波形的整形、隔容和信號(hào)的放大。第54頁/共68頁3．“非”門元件

“非”的邏輯含義與“是”相反，就是當(dāng)有控制信號(hào)輸入時(shí)，沒有壓縮空氣輸出；當(dāng)沒有控制信號(hào)輸入時(shí)，有壓縮空氣輸出。

圖12-25所示為“非”門元件的工作原理。若P為氣源時(shí)，A有信號(hào)輸入則Y就沒有輸出，A沒有信號(hào)輸入則Y就有輸出，即

，此情況下元件為“非”門元件。第55頁/共68頁“非”門元件的邏輯功能

表13-5中的“非”門元件是常通型3/2閥，當(dāng)有控制信號(hào)A時(shí)，閥左位接入系統(tǒng)，就沒有信號(hào)Y輸出；當(dāng)沒有控制信號(hào)A時(shí)，在彈簧力的作用下，閥右位接入系統(tǒng)，有信號(hào)Y輸出。應(yīng)用：作為反相元件、禁門元件和發(fā)信元件。

第56頁/共68頁4．“或”門元件

“或”門元件也有兩個(gè)輸入控制信號(hào)和一個(gè)輸出信號(hào)，它的邏輯含義是只要有任何一個(gè)控制信號(hào)輸入，就有信號(hào)輸出。圖12-26所示為“或”門元件的工作原理。A、B為輸入信號(hào)，Y為輸出信號(hào)。由圖可見，在兩個(gè)輸入口中，只要有一個(gè)輸入信號(hào)或同時(shí)有兩個(gè)輸入信號(hào)，Y都有輸出，即Y=A+B。第57頁/共68頁“或”門元件的邏輯功能

如表12-6所示，“或”門元件的邏輯功能在氣動(dòng)控制中可以用梭閥來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用：常用于兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)相加。例如：要求加入手動(dòng)信號(hào)的同時(shí)，也可以加入自動(dòng)信號(hào)。

第58頁/共68頁5．“禁”門元件

如圖12-27所示為“禁”門元件的原理圖，其中，A是B的禁止信號(hào)。當(dāng)無禁止信號(hào)A時(shí)，信號(hào)B可通過，此時(shí)，輸出端Y有信號(hào)輸出。當(dāng)有禁止信號(hào)A時(shí)，膜片在壓縮空氣的作用下使閥芯右移，B端進(jìn)氣口被堵住，也就是信號(hào)B被禁止通過，輸出端Y無信號(hào)輸出。可見A的輸入信號(hào)對B的輸入信號(hào)起“禁止”作用，即此情況下元件為“禁”門元件。第59頁/共68頁“禁”門元件的邏輯功能

如表13-6所示，“或”門元件的邏輯功能在氣動(dòng)控制中可以用梭閥來實(shí)現(xiàn)。