項目九 任務五：識讀分析氣動回路與氣動系統(tǒng)

項目九：氣壓轉動任務五：識讀分析氣動回路與氣動系統(tǒng)授課教師：某某某任務概述氣壓傳動技術是實現(xiàn)工業(yè)生產自動化的方式之一。由于氣壓傳動系統(tǒng)使用安全、可靠，可以在高溫、震動、腐蝕、易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作，所以氣動技術應用日益廣泛。本任務通過分析氣壓傳動技術在實際工程中的應用，進而學會閱讀和分析氣壓傳動系統(tǒng)的步驟和方法。知識與技能氣動基本回路是整個氣動控制系統(tǒng)的核心，熟悉常用的基本回路才能正確分析或設計氣壓傳動系統(tǒng)。氣壓傳動系統(tǒng)與液壓傳動系統(tǒng)一樣,都是由各種不同功能的基本回路所組成的,并且可以相互參考和借鑒。分析氣壓傳動系統(tǒng)的步驟為：分析氣動設備對氣動系統(tǒng)的動作要求；01分析氣動系統(tǒng)的組成及各元件在系統(tǒng)中的作用02分析系統(tǒng)中含有哪些基本回路，參照動作循環(huán)表看懂氣動系統(tǒng)原理圖；03歸納整個系統(tǒng)的特點以加深對系統(tǒng)的理解。04目錄CATALOG氣壓傳動基本回路01氣動系統(tǒng)實例0201氣壓傳動基本回路一、氣壓傳動基本回路1、換向回路01單作用氣缸換向回路換向回路是利用換向閥來實現(xiàn)氣動執(zhí)行元件運動方向的變化。圖9.4往復活塞式空氣壓縮機(a)二位三通換向(b)三位四通換向圖9.39(a)所示為用二位三通電磁閥控制的單作用氣缸上、下回路。該回路中，當電磁閥得電時，氣缸向上伸出,失電時，氣缸在彈簧作用下返回。圖9.39(b)所示為用三位四通電磁閥控制的單作用氣缸上、下和停止的換向回路，該閥在兩電磁鐵均失電時自動對中，使氣缸停于任何位置，但定位精度不高，且定位時間不長。02雙作用氣缸換向回路圖9.40所示為各種雙作用氣缸的換向回路。圖9.40雙作用氣缸換向回路(a)二位五通氣控換向(c)二位五通手動氣控換向

(b)三位五通氣控換向

(d)二位四通電磁換向(e)二位四通手動氣控換向(f)三位四通電磁換向2、壓力控制回路壓力控制回路的作用是使系統(tǒng)保持在某一規(guī)定的壓力范圍內。01一次壓力控制回路圖9.41一次壓力控制回路1—溢流閥；2—電接點壓力表圖9.41所示一次壓力控制回路其作用是使儲氣罐送出的氣體壓力不超過規(guī)定壓力。一般在儲氣罐上安裝一只安全閥，罐內壓力超過規(guī)定壓力時即向大氣放氣，或在儲氣罐上裝一個電接點壓力表，罐內壓力超過規(guī)定壓力時即控制壓縮機斷電。采用溢流閥控制時，結構簡單、工作可靠，但氣量損失較大；采用電接點壓力表控制時，對電動機及控制要求較高。02二次壓力控制回路圖9.42所示為用氣動三聯(lián)件（空氣過濾器-減壓閥-油霧器）組成的二次壓力控制回路主要是控制氣動系統(tǒng)二次壓力，其作用是保證系統(tǒng)使用的壓力為一定值。圖9.42(a)所示回路同時輸出高低壓力p1、p2，該回路適用于負載差別較大的場合。圖9.42(b)所示為利用兩個減壓閥和一個換向閥構成的高低壓力p1和p2的轉換回路。圖9.42二次壓力控制回路(a)同時輸出兩種壓力控制回路

(b)高低壓轉換控制回路3、速度控制回路速度控制回路的基本方法是用節(jié)流閥控制進入或排出執(zhí)行元件的氣流量。01單作用氣缸速度控制回路圖9.43二次壓力控制回路(a)雙向速度控制

(b)單向速度控制圖9.43(a)所示為兩反向安裝單向節(jié)流閥分別控制活塞桿伸出和縮回的速度。（1）節(jié)流閥調速圖9.43(b)所示為上升時可調速(節(jié)流閥),下降時通過快速排氣閥排氣，快速返回。（2）快速排氣閥節(jié)流調速02雙作用氣缸速度控制回路在換向閥前進行節(jié)流控制的回路，它是采用單向節(jié)流閥的雙向節(jié)流調速回路。（1）圖9.44(a)所示為換向閥后節(jié)流控制回路，它是采用排氣節(jié)流閥的雙向節(jié)流調速回路。（2）圖9.44(b)所示圖9.44二次壓力控制回路(a)換向閥前節(jié)流控制(b)換向閥后節(jié)流控制4、氣液聯(lián)動回路在氣動回路中，若采用氣液轉換器或氣液阻尼缸后，相當于把氣壓傳動轉換為液壓傳動，就能使執(zhí)行元件的速度調節(jié)更加穩(wěn)定，運動也更加平穩(wěn)。01氣液轉換器的速度控制回路圖9.45氣液轉換器的速度控制回路如圖9.45所示，利用氣液轉換器把氣壓變?yōu)橐簤?，利用液壓油驅動液壓缸，得到平穩(wěn)易于控制的活塞運動速度，調節(jié)節(jié)流閥可改變活塞運動速度。02氣液阻尼缸的速度控制回路如圖9.46所示的回路，采用氣液阻尼缸實現(xiàn)“快進→工進→快退”的工作循環(huán)。其工作情況如下。圖9.46氣液阻尼缸的速度控制回路(1)快進K1有信號換向閥左位工作，活塞向右運動，液壓缸右腔的油經a口流向c口進入液壓缸左腔，氣缸快速右進。(2)工進隨著活塞桿伸出活塞將a口封閉，液壓缸右腔的油經b口、經節(jié)流閥流向c口進入液壓缸左腔，由于節(jié)流閥的阻尼作用，活塞慢速工進。(3)快退K1消失K2有輸入信號，換向閥右位工作，液壓缸左腔的油通過單向閥流向b口進入液壓缸右腔，活塞快退。圖9.47延時伸出回路1—閥；2—氣罐；3—單向節(jié)流閥；4—信號切換閥5、延時控制回路01氣缸延時伸出回路圖9.47所示為延時輸出回路。當控制信號切換閥4后，壓縮空氣經單向節(jié)流閥3向氣罐2充氣。當氣罐2充滿氣、控制壓力上升至一定值后閥1換向，壓縮空氣就從閥1輸出，氣缸5伸出。02氣缸延時退回回路圖9.48延時退回回路1—按鈕閥；2—主控閥；3—氣罐；4—節(jié)流閥；5—行程閥圖9.48所示為延時退回回路按下按鈕閥1，主控閥2換向，活塞桿伸出，至行程終端，擋塊壓下行程閥5，控制氣體經節(jié)流閥4向氣容3充氣，當氣罐3充滿氣、控制壓力上升至一定值后主控閥2換向，活塞桿退回。圖9.49過載保護回路1、2、4、5—換向閥；3—順序閥6、安全保護和操作回路由于氣動機構負荷的過載、氣壓的突然降低以及氣動機構執(zhí)行元件的快速動作等原因都可能危及操作人員和設備的安全，因此在氣動回路中常常加入安全回路。01過載保護回路當活塞桿在伸出過程中，若遇到突發(fā)障礙使氣缸過載時，無桿腔壓力升高，打開順序閥3，使閥2換向，閥4隨即復位，活寒立即縮回，實現(xiàn)過裁保護；若中途無障礙，氣缸一直向前運動到壓下機動換向閥5，活塞即刻返回。圖9.49所示的保護回路圖9.50互鎖回路02互鎖回路四通閥的換向受三個串聯(lián)的機動三通閥控制，只有三個都接通，主控閥才能換向圖9.50所示為互鎖回路03雙手同時操作回路雙手同時操作回路就是使用兩個啟動用的手動閥，只有同時按動兩個閥，氣缸才動作。這種回路主要是為了安全。在鍛造、沖壓機械上常用來避免誤動作，以保護操作者的安全。為使用邏輯“與”回路的雙手操作回路，為使主控閥換向，必須使壓縮空氣信號進入其左端，故兩個兩位三通手動閥要同時換向。另外，這兩個閥必須安裝在單手不能同時操作的位置上，在操作時，如果任何一只手離開，則控制信號消失，主控閥復位，活寒桿退回。圖9.51所示圖9.51雙手同時操作回路1—主控換向閥；2、3—手動換向閥02氣動系統(tǒng)實例二、氣動系統(tǒng)實例1.旋轉門的自動開閉系統(tǒng)圖9.52旋轉門自動開閉回路1—旋轉軸；2—齒條；3—氣缸1；4—踏板；5—齒輪；6—氣缸2；7、8—雙氣控閥旋轉門是左右兩扇門繞兩端的樞紐旋轉而開的門。圖9.52所示為旋轉門的自動開閉回路。此回路只能實現(xiàn)單方向開啟，不能反向打開，常用于為防止危險而只適于單向通行的地方。若行人踏上旋轉門前面的腳踏板，則因人的重力而使腳踏板產生微小的下降，檢測用閥LX被壓下，雙氣控閥7、8換向，壓縮空氣經單向節(jié)流閥進入氣缸3、6的無桿腔，活塞桿伸出，通過齒輪齒條機構，兩邊的門同時向同一方向打開。行人通過后，踏板上升回復到原位，檢測閥LX自動復位。雙氣控閥7、8換向到原來的位置，壓縮空氣經單向節(jié)流閥進入氣缸3、6的有桿腔，氣缸活塞桿后退，使門關閉。2.拉門自動開閉系統(tǒng)該裝置在拉門內、外裝踏板6和11，通過行人的踏板動作控制超低壓氣動換向閥，從而控制氣缸活塞桿的伸縮，再通過連桿機構將氣缸活塞桿的伸、縮轉換成拉門的關閉與開啟。兩個踏板的下方裝有完全封閉的橡膠管，管的一端分別與超低壓氣動閥7和12的控制口連接。當人站在踏板上時，橡膠管里壓力上升，控制超低壓氣動換向閥動作。其氣動回路如圖9.53所示。圖9.53拉門的自動開閉系統(tǒng)1—手動換向閥；2、7、12—氣動換向閥；3、5、9—單向節(jié)流閥；4—氣缸；6、11—踏板；

8—或門型梭閥；10—氣罐；13—減壓閥首先使手動閥1上位接入工作狀態(tài)，空氣通過氣動換向閥2、單向節(jié)流閥3進入氣缸4的無桿腔，活塞桿伸出(門關閉)。當人站在踏板6上后，氣動控制閥7動作，空氣通過梭閥8、單向節(jié)流閥9和氣罐10使氣動換向閥2換向，壓縮空氣進入氣缸4的有桿腔，活塞桿縮回(門打開)。當行人經過門后踏上踏板11時，氣動控制閥12動作，使梭閥8上面的通口關閉，下面的通口接通(此時由于人已離開踏板6，閥7已復位)，氣罐10中的空氣經單向節(jié)流閥9、梭閥8和閥12放氣(人離開踏板11后，閥12已復位)，經過延時(由節(jié)流閥9控制延時的時間)后閥2復位，氣缸4的無桿腔進氣，活塞桿伸出(門關閉)。圖9.53拉門的自動開閉系統(tǒng)1—手動換向閥；2、7、12—氣動換向閥；3、5、9—單向節(jié)流閥；4—氣缸；6、11—踏板；

8—或門型梭閥；10—氣罐；13—減壓閥該回路利用邏輯“或”的功能，回路比較簡單，很少產生誤動作。行人從門的哪一邊進出均可。減壓閥13可使關門的力自由調節(jié)，十分便利。3.折彎機氣動控制系統(tǒng)分析氣動系統(tǒng)的控制流程（1）圖9.54所示為折彎機氣壓系統(tǒng)圖，其工作原理是:當工件右行到指定位置后（見圖a），氣缸A的活塞桿伸出，將工件定位鎖緊后，兩側的氣缸B和C的活塞桿同時伸出，從兩側面壓緊工件，實現(xiàn)夾緊（見圖b），然后折彎氣缸進行折彎加工（見圖a）。圖9.54拉門的自動開閉系統(tǒng)（a）折彎機折彎過程（b）折彎機氣動夾緊1—腳踏板；2—機動換向閥；3、4—氣控換向閥；1~4—換向閥；5~9—單向節(jié)流閥；A—定位缸；B、C—夾緊缸分析控制動作順序（2）（1）A缸伸出（2）B、C缸同時伸出（3）B、C缸同時縮回（4）A缸縮回其動作順序為：試分析該系統(tǒng)的主氣路和控制氣路（1）A缸伸出進氣：

→閥1(左位)→單向節(jié)流閥7→氣缸A(上腔)。排氣：氣缸A(下腔)→單向節(jié)流閥8→閥1(左位)→大氣。控制氣路：缸A伸出到頭后，撞下機動換向閥2，使換向閥2換至左位。

→閥2(左位)→單向節(jié)流閥6→閥4(右端)，閥4換向至右位。用腳踏下?lián)Q向閥1：B、C缸同時伸出（2）進氣：

→閥4(右位)→閥3(左位)氣缸B(左腔)→B右伸氣缸C(右腔)→C左伸單向節(jié)流閥5（控制換向時間）→閥3(右端)使閥3逐漸換向至右位（節(jié)流閥5的開度保證在B、C完全伸出夾緊、并且折彎氣缸完成折彎后換向）。排氣：氣缸B(右腔)氣缸C(左腔)閥3(左位)→大氣。B、C缸同時伸出（3）進氣：

→閥4(右位)→閥3(右位)氣缸B(右腔)→B左移氣缸C(左腔)→C右移單向節(jié)流閥9（控制換向時間）→閥1(右端)使閥1逐漸換向至右位（節(jié)流閥9的開度保證在B、C完全縮回后閥1再換向）。排氣：氣缸B(左腔)氣缸C(右腔)閥3(右)→大氣A缸縮回（4）

→閥1(右位)→單向節(jié)流閥8→氣缸A(下腔)。進氣：氣缸A(上腔)→單向節(jié)流閥7→閥1(右位)→大氣。排氣：復位（5）氣缸A縮回的同時，使機動換向閥2復位至右位，則：閥4右端→單向節(jié)流閥6（控制換向時間）→大氣，使閥4逐漸復位至左位（單向節(jié)流閥6的開度要保證在缸A上升到位后再換向）。只有再踏下腳踏閥1，才能開始下一個工作循環(huán)。注意:單向節(jié)流閥5、6、9分別控制換向閥3、4、1的換向時間，節(jié)流閥要調整到一個比較合適的開度，保證上一個動作完成后再進行換向，以免影響缸的正常動作。技能訓練訓練8分析公共汽車車門氣動控制系統(tǒng)。公共汽車車門氣壓傳動系統(tǒng)用來控制公共汽車車門開關，且當車門在關閉過程中遇到障礙時，能使車門再自動開啟，起安全保護作用。圖9.55所示為公共汽車車門氣動控制系統(tǒng)原理圖。圖9.55拉門的自動開閉系統(tǒng)1、2、3、4—按鈕換向閥；5—機動換向閥；6、7、8—或門型梭閥；9—氣動換向閥；10、11—單向節(jié)流閥；12—氣缸各元件的作用1車門的開關靠氣缸12來實現(xiàn)，氣缸由氣動換向閥9來控制。而氣動換向閥由1、2、3、4四個按鈕換向閥操縱，氣缸運動速度的快慢由單向節(jié)流閥10和11來調節(jié)。通過閥1或閥3使車門開啟，通過閥2或閥4使車門關閉。起安全保護作用的機動換向閥5安裝在車門上。2.分析控制原理2當操縱手動閥1或閥3時，壓縮空氣便經閥1或閥3到梭閥7、8，把控制信號送到閥9的a側，使閥9向車門開啟方向切換。壓縮空氣便經閥9左位和閥10中的單向閥到氣缸有桿腔，推動活塞而使車門開啟。當操縱閥2或閥4時，壓縮空氣則經閥6到閥9的b側，使