第11章 氣動回路與應(yīng)用

11.1方向控制回路分析與設(shè)計

11.2壓力控制回路分析

11.3速度控制回路分析與設(shè)計

小結(jié)第11章氣動回路與應(yīng)用11.1方向控制回路分析與設(shè)計11.1.1知識準(zhǔn)備1.單作用換向回路學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握方向控制回路元件的功能及工作原理；2.熟練分析氣動方向回路原理圖；3.簡單氣動方向回路的設(shè)計。2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用圖11-2采用二位五通閥手動換向回路

2.雙作用換向回路2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用11.1.2項目實施1.拉門自動開閉回路分析與設(shè)計(1)任務(wù)描述

以氣缸直接推拉機(jī)構(gòu)作為工作裝置，進(jìn)行氣缸回路的設(shè)計與分析。拉門的開閉采用氣壓控制，開閉動作為往復(fù)運動，因此執(zhí)行元件采用雙作用氣缸，當(dāng)活塞桿外伸時關(guān)門，收回時門開啟。門的啟閉采用自動控制。(2)原理設(shè)計

圖11-7拉門自動開閉回路

2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用(3)工作過程分析

當(dāng)踏板被踏下后，壓下檢測閥門1，使主控閥2的控制腔進(jìn)入壓縮空氣換向，閥的上位進(jìn)入工作狀態(tài)，壓縮空氣進(jìn)入氣缸的有桿腔，無桿腔處于放氣狀態(tài)，活塞桿收回，拉開拉門，當(dāng)人離走過拉門，離開踏板后，檢測閥1抬起，主控閥失去控制壓力，在彈簧的作用下恢復(fù)原位，壓縮空氣進(jìn)入氣缸的無桿腔，活塞桿伸出，門關(guān)閉。

當(dāng)雙手同時按下手動閥，氣罐3中預(yù)先充滿的壓縮空氣經(jīng)節(jié)流閥4，延遲后切換閥5，活塞才能落下。2．沖壓回路分析與設(shè)計2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用1.互鎖回路11.1.3知識拓展圖11-9多缸互鎖回路1、2、3-梭閥

4、5、6-二位五通換向閥

7、8、9-二位三通換向閥

2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用圖(a)中按動按扭可將各類元件中的空氣排空，實現(xiàn)立即停車。圖(b)中，按急停按鈕將信號系統(tǒng)和控制系統(tǒng)空氣排空，執(zhí)行元件可運行到終點后停止。重新起動時，按動急停復(fù)位閥按鈕即可。2．急停安全保護(hù)回路2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用11.2壓力控制回路分析11.2.1知識準(zhǔn)備

1.氣源壓力控制回路學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握壓力控制回路元件的功能及工作原理

2.熟練分析氣動壓力回路原理圖3.簡單氣動壓力回路的設(shè)計

圖11-11一次壓力控制回路1-電機(jī)

2-空氣壓縮機(jī)

3-單向閥

4-溢流閥

5-貯氣罐

6-電觸點壓力表

7-壓力繼電器氣源壓力控制回路又稱為一次壓力控制回路，用于使儲氣罐送出的壓力不超過規(guī)定壓力

采用溢流閥的控制方式結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，但耗氣量大。2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用圖11-12工作壓力控制回路1-電動機(jī)2-空氣壓縮機(jī)3-單向閥4-溢流閥在氣動系統(tǒng)中，使用由空氣過濾器、減壓閥以及油霧器組成的工作壓力控制回路，也稱為二次壓力控制回路。過濾器、減壓閥和油霧器被稱為氣源調(diào)節(jié)裝置（氣動三聯(lián)件）。圖11-12所示的壓力控制回路中，氣源的壓縮空氣經(jīng)空氣過濾器1、減壓閥2、油霧器3供給氣動設(shè)備使用。調(diào)節(jié)減壓閥能得到氣動設(shè)備所需的工作壓力。2.工作壓力控制回路2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用減壓閥1和2調(diào)至兩種不同的壓力p1和p2，二位三通閥3使兩減壓閥分別接入氣動系統(tǒng)中，實現(xiàn)兩檔壓力控制。閥3斷電時，減壓閥2向系統(tǒng)供氣，電磁鐵通電時，經(jīng)減壓閥1向系統(tǒng)供氣。利用減壓閥和換向閥組合，可實現(xiàn)多種壓力等級控制。圖11-13高低壓轉(zhuǎn)換回路3.多級壓力控制回路2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用11.2.2項目實施

項目：同一氣源的雙壓力回路設(shè)計（1）任務(wù)描述對于采用同一氣源的多個氣動裝置往往具有不同的工作壓力要求，可通過選用合適的減壓閥構(gòu)成高低壓力控制回路。（2）原理設(shè)計

兩個減壓閥分別向各自回路供氣?；芈沸问饺鐖D11-14所示。圖中減壓閥1、減壓閥2分別調(diào)定不同的壓力，可使其后系統(tǒng)兩個系統(tǒng)具有不同的工作壓力。減壓閥1、減壓閥2分別調(diào)定不同的壓力，可使其后系統(tǒng)兩個系統(tǒng)具有不同的工作壓力。2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用11.2.3知識拓展1.增壓回路

(1)采用氣體增壓器的增壓回路

2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用(2)采用氣液增壓器的夾緊回路圖11-16采用氣液增壓器的夾緊回路2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用(3)采用氣液轉(zhuǎn)換的沖壓回路圖11-17沖壓回路2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用圖11-18過載保護(hù)回路2.過載保護(hù)回路2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用11.3速度控制回路分析與設(shè)計11.3.1知識準(zhǔn)備1.單作用氣缸速度控制回路1.掌握速度控制回路元件的功能及工作原理；2.熟練分析氣動速度控制回路原理圖；3.簡單氣動速度回路的設(shè)計。學(xué)習(xí)目標(biāo)2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用圖11-22

雙作用氣缸的調(diào)速回路

2.雙作用氣缸的速度控制回路2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用圖11-23快速回路圖11-26緩沖回路

緩沖回路是指將氣缸行程末端時動能逐漸減小，最終使執(zhí)行元件在指定位置平穩(wěn)停止的氣動回路。緩沖回路適用于運動速度較高、慣性力較大、行程較長的氣缸。3.快速回路4.緩沖回路2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用11.3.2項目實施1.氣動速度回路分析圖11-25

速度控制回路

換向閥1有控制信號，左位工作，壓縮空氣經(jīng)閥3進(jìn)入氣缸大腔，氣缸伸出，換向閥1失去控制后，閥1復(fù)位，氣缸小腔進(jìn)氣，由于節(jié)流閥2的氣阻大，氣缸無桿腔的排氣受阻而產(chǎn)生一定的背壓，經(jīng)快速排氣閥3、順序閥4、節(jié)流閥5排氣，而當(dāng)活塞返回至行程末端時，其左腔壓力已降至低于順序閥的開啟壓力，余氣只能經(jīng)節(jié)流閥2、主閥排出，氣缸回程得到了緩沖。2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用圖11-26采用行程閥的速度換接回路1-主換向閥；2、3-單向節(jié)流閥；4-行程閥利用行程閥、兩個單向節(jié)流閥、主換向閥實現(xiàn)雙向出口節(jié)流調(diào)速，并在氣缸伸出到某一位置時，實現(xiàn)由慢速到快速的速度轉(zhuǎn)換。(2)原理分析采用出口節(jié)流調(diào)速，在行進(jìn)過程中，由于節(jié)流閥的作用慢速前進(jìn)，當(dāng)壓塊壓下行程開關(guān)后，要求快進(jìn)，可用行程式二位二通閥實現(xiàn)快速排氣，提高前進(jìn)速度，因此二位二通閥行程閥與小腔的單向節(jié)流閥采用并聯(lián)形式。

(1)任務(wù)描述2．速度換接回路設(shè)計2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用11.3.3知識拓展1.采用氣液轉(zhuǎn)換器的速度控制回路圖11-27

采用氣液轉(zhuǎn)換器的速度控制回路2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用圖11-28

采用氣液阻尼缸速度控制回路2.采用氣液阻尼缸的速度控制回路2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用11.4順序程序動作回路設(shè)計11.4.1知識準(zhǔn)備學(xué)習(xí)目標(biāo)順序程序控制回路是按照預(yù)先確定的順序動作要求或條件，控制動作逐漸進(jìn)行的回路。程序控制一般可分為行程程序控制，時間程序控制，行程、時間混合控制。1.了解氣動順序控制回路的概念、組成及順序控制方法，2.了解氣動順序控制回路的設(shè)計方法。行程程序控制是在執(zhí)行元件的某一動作完成以后，由行程發(fā)信器發(fā)出一個控制信號指揮執(zhí)行元件的下一動作。時間程序控制是由時間發(fā)信裝置發(fā)出時間信號，通過脈沖分配回路，按一定的時間間隔，把回路輸出的脈沖信號分配給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。行程、時間混合控制方式是上述兩種控制的混合。2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用單往復(fù)動作回路

圖11-29單往復(fù)動作回路1-手動換向閥；2-行程閥；3-換向閥；4-順序閥按下閥1手動按鈕后，壓縮空氣使閥3換向，活塞桿伸出，至行程終端時凸塊壓下行程閥2，閥3復(fù)位，活塞桿返回。每按動一次按鈕，氣缸完成一個A1A0循環(huán)，此回路為單往復(fù)動作回路。圖11-31(b)為壓力控制的單往復(fù)回路，按下閥1按鈕后，換向閥3工作在左位，氣缸桿伸出，當(dāng)?shù)竭_(dá)行程終點時，缸內(nèi)壓力上升，達(dá)到順序閥4的開啟壓力、壓縮空氣使換向閥3換向，氣缸縮回。每個工作循環(huán)中各氣缸只做一次往復(fù)運動2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用圖11-30連續(xù)往復(fù)動作回路1-手動換向閥；2-行程閥；3-行程閥；4-主換向閥2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用圖11-31雙缸A1B1B0A0順序動作回路1-二位三通手動閥；2、7-二位五通氣控閥；3、6-二位三通行程閥；4、5-二位五通行程閥圖11-31實現(xiàn)的循環(huán)：A1→B1→B0→A0。在圖示位置，兩缸均處于全收回位置。當(dāng)按下二位三通手動閥時，控制氣體進(jìn)入氣控閥2的左控制腔，使氣缸A大腔進(jìn)氣，實現(xiàn)A1，行程閥3復(fù)位，換向閥2的左側(cè)通大氣，但該閥仍處于左位(具有雙穩(wěn)功能)，當(dāng)缸A至行程終點時，壓下行程閥4，使閥7換向，實現(xiàn)B1，閥6自動復(fù)位，當(dāng)缸B至壓下行程閥5時，閥7復(fù)位，缸B小腔進(jìn)氣，動作B0，當(dāng)B缸收回至終點時，壓下行程閥6，使閥5右腔接控制氣，換至右位，缸A收回，實現(xiàn)A0動作，缸A松開行程閥4，使閥5復(fù)位，當(dāng)缸A動作結(jié)束后，壓下行程閥3，各閥回到動作初始位置，完成了一個工作循環(huán)。2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用11.4.2項目實施自動車床送料、夾緊回路分析

(1)任務(wù)分析

自動車床的送、夾料裝置控制就要求送料器從料倉內(nèi)棒料送至車床主軸中必線上，棒料到位后，由安裝在車床尾床上的夾緊裝缸將推動尾座頂尖前進(jìn)，把工件壓緊在車床主軸錐面齒形夾頭內(nèi)，主軸旋轉(zhuǎn)、由進(jìn)給裝置進(jìn)行加工。當(dāng)加工完畢后，主軸停轉(zhuǎn)，夾緊裝置松開，工件落入接料箱中。A表示送料缸，A1、A0為前進(jìn)和退回動作，B表示夾緊缸，B1、B0為夾緊缸前進(jìn)和后退動作，C1、C0表示主軸和溜板動作的相應(yīng)壓力繼電器的置位、復(fù)位動作，a1、b1為送料缸、夾緊缸前進(jìn)到位行程發(fā)信器信號，c1、c0溜板箱進(jìn)給到位、退回到位時行程發(fā)信器信號。工作程序為：①按下按鈕開關(guān)后，送料缸將棒料送至主軸軸線位置；②棒料到位，夾緊缸伸出通過頂尖將工件壓入主軸夾頭內(nèi)；③送料缸返回，主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給加工；④加工完成后，主軸停轉(zhuǎn)，溜板箱回位，夾緊缸松開，料自動落入接料箱。2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用(2)原理分析圖11-32自動車床送夾料裝置氣動系統(tǒng)圖

圖11-32中，圖示位置時，缸A和缸B均處于全縮回狀態(tài)。按下手動閥11按鈕q，手動閥上位工作，此時溜板箱在原位，c0有控制信號，閥6處于上位，壓縮空氣經(jīng)閥6、閥11進(jìn)入閥10上控制腔，閥10上位工作，缸A大腔進(jìn)氣，小腔排氣，伸出動作A1。當(dāng)缸A伸至要求位置時，壓下行程閥8，換向閥9上腔進(jìn)氣，換向，缸B大腔進(jìn)氣，伸出動作B1。當(dāng)B缸行至終點，壓下行程閥7，壓力器C1動作，主軸旋轉(zhuǎn)、溜板箱進(jìn)給。此時，閥7上位工作，也使控制氣進(jìn)入閥10下控制腔，閥10上腔經(jīng)手動閥11上位、行程閥6下位排氣，閥10換向，缸A退回動作A0。當(dāng)進(jìn)給裝置到們完成粗車加工時，擋塊壓下信號發(fā)生器5，使其上位工作，壓力繼電器C0動作，使主軸停轉(zhuǎn)，同時，壓縮空氣經(jīng)閥5上位、節(jié)流閥13進(jìn)入閥3進(jìn)入閥9下腔，閥9換向，B缸退回。

2023/1/31第11章氣動回路與應(yīng)用11.4.3知識拓展1．順序控制系統(tǒng)的組成(6)顯示與報警。有壓力表、顯示面板、報警燈等。(1)指令部分：各種按鈕開關(guān)、選擇開關(guān)等元件，以實現(xiàn)裝置的啟動，運行模式的選擇等操作。(2)控制器：它是控制系統(tǒng)的核心。接受輸入控制信號，并經(jīng)處理后形成各種控制功能的輸出控制信號?？刂破魇褂玫脑校豪^電器、IC