《液壓與氣壓傳動(dòng)項(xiàng)目教程》項(xiàng)目八 氣動(dòng)控制閥及氣動(dòng)控制回路構(gòu)建

液壓與氣壓傳動(dòng)項(xiàng)目教程第八項(xiàng)目共分為六個(gè)任務(wù)項(xiàng)目八氣動(dòng)控制閥及氣動(dòng)控制回路構(gòu)建【項(xiàng)目重點(diǎn)】

【項(xiàng)目目標(biāo)】

機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路、剪切裝置氣壓回路的構(gòu)建壓膜機(jī)氣壓傳動(dòng)回路、壓印機(jī)氣壓傳動(dòng)回路、剪板機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建掌握方向控制閥、氣壓控制換向閥、磁控制換向閥、時(shí)間控制換向閥等的種類、結(jié)構(gòu)、工作原理掌握壓力控制閥、流量控制閥的種類、結(jié)構(gòu)、工作原理及其應(yīng)用

任務(wù)1機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（1）【任務(wù)說明】一、任務(wù)引入機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)示意圖如圖8-1所示，工作要求為：按下按鈕氣缸活塞桿伸出，機(jī)械手將工件抓緊，松開按鈕，活塞桿收回，機(jī)械手將工件松開。氣缸動(dòng)作要求采用直接控制。圖8-1氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖任務(wù)1機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（1）二、任務(wù)分析機(jī)械手的抓取和松開，是通過氣缸伸出和縮回，推動(dòng)鉸鏈機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。要實(shí)現(xiàn)任務(wù)所要求的控制，只要實(shí)現(xiàn)氣缸的往復(fù)動(dòng)作即可?！纠碚撝笇?dǎo)】一、方向控制閥種類及工作原理1．單向閥圖8-2單向閥任務(wù)1機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（1）2．換向閥（1）機(jī)械控制換向閥圖8-3杠桿滾輪式機(jī)控閥1-滾輪2-杠桿3-頂桿4-緩沖彈簧5-閥芯6-密封彈簧7-閥體

圖8-4推拉式手動(dòng)閥的工作原理圖任務(wù)1機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（1）（2）力控制換向閥（ａ）壓下閥芯時(shí)狀態(tài)（ｂ）拉起閥芯時(shí)狀態(tài)任務(wù)1機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（1）（3）根據(jù)適用場合的條件選擇閥的技術(shù)條件。（1）根據(jù)所需流量選擇閥的通流能力（公稱通徑，額定流量，有效截面積）。（2）根據(jù)工作需要確定閥的功能。

二、方向控制閥的選用（4）根據(jù)使用條件和要求來選擇閥的結(jié)構(gòu)形式。（5）安裝方式選擇。從安裝和維修兩方面考慮，對集中控制系統(tǒng)推薦采用板式連接。（6）盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化系列產(chǎn)品，避免采用專用閥，閥的生產(chǎn)廠家最好是同一廠家。三、換向回路1．單作用氣缸換向回路圖8-5單作用氣缸換向回路任務(wù)1機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（1）圖8-6雙作用氣缸換向回路任務(wù)1機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（1）2．雙作用氣缸換向回路任務(wù)1機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（1）一、參考方案【任務(wù)實(shí)施】參考方案1：回路圖如圖8-7所示。參考方案2：回路圖如圖8-8所示圖8-7參考方案1圖8-8參考方案2【任務(wù)引入】一、任務(wù)說明任務(wù)2機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（2）圖8-9氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖如圖8-9所示為機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)示意圖，工作要求為：按下按鈕氣缸活塞桿伸出，機(jī)械手將工件抓緊，松開按鈕，活塞桿收回，機(jī)械手將工件松開。氣缸動(dòng)作要求采用間接控制。任務(wù)2機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（2）【理論指導(dǎo)】一、氣壓控制換向閥圖8-10單氣控加壓截至式換向閥工作原理圖1．單氣控加壓式換向閥（ｂ）有氣控信號狀態(tài)（ａ）無氣控信號狀態(tài)1-閥芯2-彈簧2．雙氣控加壓式換向閥任務(wù)2機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（2）圖8-12雙氣控滑閥式換向閥工作原理

圖8-11二位三通單氣控截至式換向閥的結(jié)構(gòu)3．差壓控制換向閥圖8-13二位五通差壓控制換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖任務(wù)2機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（2）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-擋片9-閥芯二、電磁控制換向閥任務(wù)2機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（2）1．直動(dòng)式電磁換向閥圖8-14單電磁鐵換向閥的工作原理圖任務(wù)2機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（2）圖8-15雙電磁鐵直動(dòng)式換向閥原理圖圖8-16雙電磁鐵控制的先導(dǎo)式換向閥任務(wù)2機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（2）2．先導(dǎo)式電磁換向閥任務(wù)2機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（2）圖8-17直接控制回路圖三、直接控制與間接控制1．定義和特點(diǎn)圖8-18間接控制回路圖任務(wù)2機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（2）2．直接控制的適用場合3．間接控制的使用場合

（1）控制要求比較復(fù)雜的回路。

（2）高速或大口徑執(zhí)行元件的控制。

【任務(wù)實(shí)施】一、參考方案1．方案一（采用氣壓控制換向閥）圖8-19參考方案一方案１方案２任務(wù)2機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（2）圖8-20錯(cuò)誤回路圖任務(wù)2機(jī)械手抓取機(jī)構(gòu)氣壓回路的構(gòu)建（2）2．方案二（采用電磁換向閥）圖8-21參考方案二任務(wù)3剪切裝置氣壓回路的構(gòu)建【任務(wù)引入】一、任務(wù)說明如圖8-22所示，剪切裝置利用一個(gè)雙作用式氣缸帶動(dòng)剪切刀對不同長度的木材進(jìn)行剪切加工。剪切的長度用工作臺上的一把標(biāo)尺進(jìn)行調(diào)整，為保證安全，要求切斷過程的啟動(dòng)必須采用雙手操作，即與剪切頭相連的氣缸活塞桿必須在雙手分別按下兩個(gè)按鈕才會(huì)伸出。當(dāng)松開任一按鈕時(shí)，氣缸活塞即作回程運(yùn)動(dòng)。圖8-22木材剪切裝置示意圖任務(wù)3剪切裝置氣壓回路的構(gòu)建本任務(wù)的特點(diǎn)在于，由兩個(gè)按鈕同時(shí)控制。單獨(dú)按下任一按鈕，不輸出信號。只有同時(shí)按下兩個(gè)按鈕的時(shí)候，才輸出信號，實(shí)現(xiàn)氣缸的動(dòng)作。這就要求在控制上要求實(shí)現(xiàn)邏輯“與”的控制。1．或門型梭閥二、任務(wù)分析一、邏輯控制【理論指導(dǎo)】圖8-23或門型梭閥圖8-24雙壓閥結(jié)構(gòu)圖圖8-25雙壓閥工作原理圖任務(wù)3剪切裝置氣壓回路的構(gòu)建2．與門型梭閥（雙壓閥）二、安全保護(hù)回路圖8-26雙壓閥應(yīng)用回路任務(wù)3剪切裝置氣壓回路的構(gòu)建

圖8-27安全保護(hù)回路任務(wù)3剪切裝置氣壓回路的構(gòu)建【任務(wù)實(shí)施】圖8-28氣動(dòng)控制回路圖一、參考方案任務(wù)3剪切裝置氣壓回路的構(gòu)建二、回路分析該任務(wù)中所用到的雙手操作回路是一種很常用的安全保護(hù)回路，由于氣缸只有在兩個(gè)手用在操作按鈕時(shí)才動(dòng)作，這時(shí)雙手已經(jīng)全部離開可能造成危險(xiǎn)的區(qū)域，保證了人員的安全。圖8-29電氣控制回路實(shí)現(xiàn)邏輯控制三、電氣控制回路

任務(wù)4壓膜機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建

【任務(wù)引入】圖8-30壓膜機(jī)一、任務(wù)說明如圖8-30所示為一個(gè)氣動(dòng)壓膜機(jī)用于對塑料件的壓模加工。為保證安全氣缸活塞由雙手同時(shí)按下兩個(gè)按鈕后才能伸出，對工件進(jìn)行壓模加工，根據(jù)加工的需要，應(yīng)在10s后氣缸活塞才能縮回。任務(wù)4壓膜機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建

【理論指導(dǎo)】一、時(shí)間繼電器二、時(shí)間控制換向閥1．延時(shí)閥圖8-31延時(shí)換向閥任務(wù)4壓膜機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建

2．脈沖閥圖8-32脈沖閥工作原理圖（ａ）無信號輸入狀態(tài)

（ｂ）有信號輸入狀態(tài)

（ｃ）信號輸入終任務(wù)4壓膜機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建

【任務(wù)實(shí)施】一、參考方案圖8-33任務(wù)8.4回路圖任務(wù)4壓膜機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建

三、操作步驟及注意事項(xiàng)熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用方法：氣源的開關(guān)、元件的選擇和固定、管線的連接等；根據(jù)所給回路中各元件的圖形符號，找出相應(yīng)元件并進(jìn)行良好固定；分別根據(jù)回路圖方案1和方案2進(jìn)行回路連接并對回路進(jìn)行檢查，注意元件的安裝與固定是否牢固；打開氣源時(shí)，手握氣源開關(guān)觀察一段時(shí)間，防止因管路沒接好被彈出；打開氣源觀察、記錄回路運(yùn)行情況，對設(shè)備使用中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和解決；如果自己設(shè)計(jì)有其他方案，交由老師檢查通過后，再進(jìn)行回路的連接；完成項(xiàng)目經(jīng)老師檢查評估后，關(guān)閉氣源，拆下管線和元件放回原來位置，對破損、老化管線應(yīng)及時(shí)處理任務(wù)5壓印機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建【任務(wù)引入】一、任務(wù)說明圖8-34壓印機(jī)任務(wù)5壓印機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建【理論指導(dǎo)】一、壓力控制閥概述二、減壓閥（調(diào)壓閥）圖8-35QTY型直動(dòng)式減壓閥結(jié)構(gòu)圖1-手柄2，3-調(diào)壓彈簧4-溢流口5-膜片6-閥桿7-阻尼孔8-閥芯9-閥座10-復(fù)位彈簧11-排氣孔任務(wù)5壓印機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建三、順序閥（a）關(guān)閉狀態(tài)

（b）開啟狀態(tài)

（c）圖形符號圖3-34（a）是一種常用的先導(dǎo)式減壓閥結(jié)構(gòu)原理圖。（a）關(guān)閉狀態(tài)

（b）開啟狀態(tài)

（c）圖形符號圖8-37單向順序閥的工作原理圖1-調(diào)節(jié)手柄2-彈簧3-活塞4-單向閥任務(wù)5壓印機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建四、安全閥（a）關(guān)閉狀態(tài)

（b）開啟狀態(tài)

（c）圖形符號圖8-38安全閥工作原理圖任務(wù)5壓印機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建五、壓力控制回路1．一次壓力控制回路圖8-39一次壓力控制回路任務(wù)5壓印機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建2．二次壓力控制回路圖8-40二次壓力控制回路任務(wù)5壓印機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建3．高低壓轉(zhuǎn)換回路圖8-41高低壓轉(zhuǎn)換回路任務(wù)5壓印機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建【任務(wù)實(shí)施】一、參考方案圖8-42氣動(dòng)控制回路圖圖8-43電氣控制回路圖任務(wù)5壓印機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建二、回路分析方案1中的氣缸活塞返回控制也可以采用如圖8-44所示的串聯(lián)方法。圖8-44方案1的另一種返回控制方法任務(wù)6剪板機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建【任務(wù)引入】一、任務(wù)說明如圖8-45所示剪板機(jī)可以對不同大小的板材進(jìn)行剪裁，其剪切刀具的向下裁切以及返回通過一個(gè)雙作用氣缸活塞桿的伸出和縮回來實(shí)現(xiàn)。在防護(hù)罩（圖中未畫出）放下后，按下一個(gè)按鈕使活塞桿帶動(dòng)刀具伸出?；钊麠U伸到頭即裁切結(jié)束，活塞自動(dòng)縮回。為保證裁切質(zhì)量，要求刀具伸出時(shí)有較高的速度；返回時(shí)為減少?zèng)_擊，速度則不應(yīng)過快。圖8-45剪板機(jī)任務(wù)6剪板機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建【理論指導(dǎo)】一、節(jié)流閥圖8-46節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)原理圖

任務(wù)6剪板機(jī)氣壓傳動(dòng)回路的構(gòu)建二、單向節(jié)流閥（a）P－A狀態(tài)；

（b）A－P狀態(tài)圖