氣壓與液壓傳動技術(shù) 課件項(xiàng)目五 氣動控制元件

氣動與液壓技術(shù)南通職業(yè)大學(xué)2024年8月項(xiàng)目五

氣動控制元件

在氣動系統(tǒng)中，一般來說先由空氣壓縮機(jī)將空氣壓縮，儲存在氣罐內(nèi)，然后經(jīng)管路輸送給各個氣動裝置使用。而氣罐的空氣壓力往往比各臺設(shè)備實(shí)際所需要的壓力高些，同時其壓力波動值也較大。因此，需要用減壓閥（調(diào)壓閥）將其壓力減到每臺裝置所需的壓力，并使減壓后的壓力穩(wěn)定在所需壓力值上。項(xiàng)目五

氣動控制元件

有些氣動回路需要依靠回路中的壓力變化實(shí)現(xiàn)控制兩個執(zhí)行元件的順序動作，所用的這種閥就是順序閥。順序閥與單向閥的組合稱為單向順序閥。所有的氣動回路或氣罐為了安全起見，當(dāng)壓力超過允許壓力值時，需要實(shí)現(xiàn)自動向外排氣，這種壓力控制閥叫安全閥（溢流閥）。對于執(zhí)行元件的方向變化，是由方向控制閥來控制的。方向控制閥是通過改變壓縮空氣的流動方向和氣流的通斷，來控制執(zhí)行元件起動、停止及運(yùn)動方向的氣動閥。項(xiàng)目五

氣動控制元件

在氣動系統(tǒng)中控制氣流的壓力、流量和流動方向，保證氣動執(zhí)行元件或機(jī)構(gòu)按規(guī)定程序正常工作是氣動控制閥的主要作用。氣動控制閥按照作用的不同分為三大類：控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣壓力的稱為壓力控制閥；控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣流量的稱為流量控制閥；改變氣流的流動方向和控制氣流的通斷的稱為方向控制閥。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的通斷，來控制執(zhí)行元件起動、停止及運(yùn)動方向的氣動元件。任務(wù)一方向控制閥方向控制閥氣動控制元件中數(shù)量和種類最多的閥類。按結(jié)構(gòu)不同，可以分為滑柱式氣控?fù)Q向閥、截止式氣控?fù)Q向閥、平面式氣控?fù)Q向閥、旋塞式氣控?fù)Q向閥和膜片式氣控?fù)Q向閥，其中截止式氣控?fù)Q向閥、滑柱式氣控?fù)Q向閥應(yīng)用較多。按密封形式可分為硬質(zhì)密封和軟質(zhì)密封。按作用特點(diǎn)可分為單向型控制閥（單向閥）和換向型控制閥（換向閥）。方向控制閥類別機(jī)械控制換向閥

梭閥

人力控制換向閥

快速排氣閥

氣壓延時換向閥

先導(dǎo)式電磁換向閥

電磁控制換向閥

氣壓控制換向閥任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥1.單向型控制閥單向閥是指氣流只能向一個方向流動而不能反流的閥。1）氣動單向閥單向型控制閥包括單向閥、或門型梭閥、與門型梭閥和快速排氣閥。單向閥工作原理任務(wù)一方向控制閥圖5-1氣動單向閥液壓控制的單向閥與氣動單向閥的工作原理、結(jié)構(gòu)和圖形符號基本相同，只不過在氣動單向閥中，閥芯與閥座之間有一層密封墊。任務(wù)一方向控制閥2）或門型梭閥1.單向型控制閥在氣動系統(tǒng)中，當(dāng)兩個進(jìn)氣口P1、P2均能與工作口A相通，而不允許進(jìn)氣口P1和進(jìn)氣口P2相通，就要采用或門型梭閥。。P1口進(jìn)氣，閥芯推到右邊封住P2口P2口進(jìn)氣，閥芯推到右邊封住P1口任務(wù)一方向控制閥或門型梭閥在邏輯回路和程序控制回路中應(yīng)用廣泛。圖5-3或門型梭閥在手動-自動換向回路中的應(yīng)用任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥3）與門型梭閥與門型梭閥又叫雙壓閥。與門型梭閥有兩個進(jìn)氣口P1和P2，只有P1和P2同時進(jìn)氣，A口才有輸出，它相當(dāng)于兩個單向閥的組合。兩邊壓力不等時，高壓側(cè)進(jìn)氣口關(guān)閉，低壓側(cè)進(jìn)氣口與A相通。任務(wù)一方向控制閥與門型梭閥應(yīng)用很廣泛，主要應(yīng)用在多級操作、安全防護(hù)、動作互鎖等場合。在鉆床控制回路中，1行程閥為工件定位信號，行程閥2為工件夾緊信號。只有兩信號同時發(fā)出，與門型梭閥才有輸出，才能使換向閥4切換，鉆孔氣缸5進(jìn)給。圖5-5與門型梭閥在鉆床控制回路中的應(yīng)用任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥4）快速排氣閥快速排氣閥作用是使氣動控制元件或裝置快速排氣，以提高氣缸活塞的運(yùn)動速度。無快速排氣閥：氣體從氣缸經(jīng)管路由換向閥的排氣口排出，如果管路較長，而換向閥排氣口又較小，則排氣阻力較大，排氣時間較長，氣缸活塞運(yùn)動速度較慢。有快速排氣閥：氣缸內(nèi)氣體能直接快速排到大氣中，提高氣缸活塞的運(yùn)動速度。任務(wù)一方向控制閥快速排氣閥任務(wù)一方向控制閥1—排氣口；2—閥口。在實(shí)際應(yīng)用中，快速排氣閥應(yīng)配置在需要快速排氣的氣動執(zhí)行元件附近，否則會影響快速排氣效果。任務(wù)一方向控制閥2.換向型控制閥

換向型控制閥的功能是改變氣體通道，使氣體流動方向發(fā)生變化，從而改變氣動執(zhí)行元件的運(yùn)動方向。換向型控制閥根據(jù)控制閥芯的方式不同，可分為氣控?fù)Q向閥、電磁換向閥、氣壓延時換向閥、機(jī)械控制換向閥、人力控制換向閥和時間控制換向閥等。任務(wù)一方向控制閥換向型控制閥的符號：任務(wù)一方向控制閥換向型控制閥的符號：任務(wù)一方向控制閥換向型控制閥的符號：任務(wù)一方向控制閥換向型控制閥的符號：任務(wù)一方向控制閥常態(tài)位：常態(tài)位：換向閥都有兩個或兩個以上的工作位置，其中一個是常態(tài)位，即閥芯未受到外部操縱力時所處的位置（各氣口的連通方式）。圖形符號中的中位是三位換向閥的常態(tài)位，利用彈簧復(fù)位的二位換向閥以靠近彈簧符號的一個方框?yàn)槌B(tài)位。人力控制換向閥換向閥讀法：一般按照“幾位”+“幾通”+“控制方式”+換向閥流體路徑和方向任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥1）氣控?fù)Q向閥圖5-8單氣控?fù)Q向閥氣控?fù)Q向閥利用氣體壓力使閥芯移動從而改變氣體流動方向。氣控?fù)Q向閥適用于易燃、易爆、潮濕、灰塵多的場合。單氣控?fù)Q向閥任務(wù)一方向控制閥圖5-8單氣控?fù)Q向閥該閥屬于常閉型二位三通換向閥，若O口P口換接，該閥為常開型二位三通換向閥。任務(wù)一方向控制閥圖5-9雙氣控滑閥式換向閥雙氣控?fù)Q向閥任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥2）電磁換向閥電磁換向閥由電磁鐵和閥芯兩部分組成。按控制方式分直動式電磁閥先導(dǎo)式電磁閥直動式單電磁閥直動式雙電磁閥任務(wù)一方向控制閥二位三通直動式電磁閥。當(dāng)電磁鐵斷電時，A→O，A口進(jìn)氣，P口截止；當(dāng)電磁鐵通電時，P→A，P口進(jìn)氣，O口截止。直動式單電磁閥，閥芯移動的動力來源是電磁鐵產(chǎn)生的電磁力，靠彈簧力復(fù)位，因此換向沖擊較大，一般只制成小型的閥。直動式單電磁閥任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥直動式雙電磁鐵控制換向閥直動式雙電磁鐵換向閥直動式雙電磁鐵換向閥的兩個磁鐵只能交替通電，不能同時通電，否則會產(chǎn)生誤動作。由于該閥沒有復(fù)位彈簧，因此稱這種閥具有記憶功能。記憶功能是指當(dāng)有控制信號時閥位按電磁鐵的通電情況動作，而當(dāng)控制信號消失以后閥位仍維持原狀不變的功能。任務(wù)一方向控制閥圖5-12先導(dǎo)式雙電磁鐵換向閥先導(dǎo)式電磁閥先導(dǎo)式電磁閥由電磁先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。先用先導(dǎo)閥的電磁鐵控制氣路，產(chǎn)生先導(dǎo)壓力，再用先導(dǎo)壓力推動主閥閥芯，實(shí)現(xiàn)換向。分先導(dǎo)式單電磁閥和先導(dǎo)式雙電磁閥兩種。注意：先導(dǎo)閥1通電，2必須斷電任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥3）氣壓延時換向閥圖5-13二位三通氣壓延時換向閥

氣壓延時換向閥在功能上相當(dāng)于時間繼電器，是一種時間控制元件。它利用節(jié)流閥和氣室來調(diào)節(jié)換向閥氣控口充氣壓力的變化率實(shí)現(xiàn)延時。圖示為二位三通氣壓延時換向閥，由延時部分和換向部分組成的。當(dāng)無氣控信號時，P口與A口斷開；當(dāng)有氣控信號時，氣體從K口輸入，經(jīng)可調(diào)節(jié)流閥節(jié)流后到氣容a內(nèi)，使氣容不斷充氣，直到氣容內(nèi)的氣壓上升到某個值時，使閥芯由左向右移動，使P口和A口接通，A口有輸出。任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥4）機(jī)械控制換向閥

機(jī)械控制換向閥是靠機(jī)動（行程擋塊或凸輪）或人力（手動）來使閥產(chǎn)生切換動作，其工作原理與液壓閥基本相同。左圖為機(jī)械閥（行程閥），右圖為手搬閥。人力控制換向閥當(dāng)推壓按鈕未壓下時，閥芯在彈簧力作用下，位于上位，1口關(guān)閉，2、3口相通當(dāng)推壓按鈕壓下時，閥芯在彈簧力作用下，位于下位，3口被關(guān)閉，1、2口相通任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥手動換向閥人力控制換向閥控制方式任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥任務(wù)一方向控制閥表4-2常用換向閥的結(jié)構(gòu)原理和圖形符號任務(wù)一方向控制閥表4-2常用換向閥的結(jié)構(gòu)原理和圖形符號任務(wù)二壓力控制閥什么是壓力控制閥?壓力控制閥主要用來控制壓縮空氣的壓力和依靠壓縮空氣壓力來控制執(zhí)行元件動作順序，基本都是利用壓縮空氣的壓力與彈簧力相平衡的原理工作。壓力控制閥按其控制功能可分：減壓閥、溢流閥和順序閥三種。任務(wù)二壓力控制閥

減壓閥又稱調(diào)壓閥，可分為直動式、先導(dǎo)式。1.減壓閥

右圖為QTY型直動型減壓閥的結(jié)構(gòu)圖。

閥處于工作狀態(tài)時，壓縮空氣從左端輸入，經(jīng)閥口8節(jié)流減壓后再從閥出口流出。

當(dāng)推力與彈簧的作用相互平衡后，閥口開度穩(wěn)定在某一值上，使減壓閥的出口減小，并保持出口壓力基本不變。任務(wù)二壓力控制閥任務(wù)二壓力控制閥2.溢流閥(安全閥)圖5-15直動式溢流閥

當(dāng)氣體作用在閥芯3上的力小于彈簧2的作用力時，閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高，氣體作用在閥芯3上的力大于彈簧2的作用力時，氣流推開閥芯，由閥口向外排氣，使系統(tǒng)壓力基本穩(wěn)定在調(diào)定壓力，確保系統(tǒng)安全、可靠地工作。調(diào)整彈簧的預(yù)壓縮量即可改變其調(diào)定壓力的大小。

溢流閥的作用是當(dāng)系統(tǒng)壓力超過調(diào)定壓力時，自動向往排氣，以降低系統(tǒng)壓力，確保系統(tǒng)安全、可靠地工作。直動式溢流閥任務(wù)二壓力控制閥任務(wù)二壓力控制閥圖5-16先導(dǎo)式溢流閥

先導(dǎo)式溢流閥的先導(dǎo)閥為減壓閥，由減壓閥減壓后的空氣從上部控制口C進(jìn)入閥內(nèi)，以代替直動式溢流閥中的彈簧來控制溢流閥，因此不會出現(xiàn)調(diào)壓彈簧在閥口不同開度時的作用力不同而使調(diào)定壓力產(chǎn)生變化的情況。先導(dǎo)式溢流閥的壓力流量特性較好，適用于大流量和遠(yuǎn)距離控制的場合。先導(dǎo)式溢流閥任務(wù)二壓力控制閥3.順序閥

順序閥通常安裝在需要某一特定壓力的場合，以便完成某一動操作。只有壓力達(dá)到一定值順序閥才有氣體輸出。順序閥通過調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量來控制其開啟壓力。當(dāng)輸入壓力達(dá)到順序閥的調(diào)定壓力時，閥口打開，壓縮空氣從P口進(jìn)入，從A口輸出；反之，閥口關(guān)閉，A口無輸出。任務(wù)二壓力控制閥單向順序閥任務(wù)三流量控制閥

氣動流量控制閥是通過改變閥的通流截面積來實(shí)現(xiàn)流量控制的元件。它包括節(jié)流閥、單向節(jié)流閥、排氣節(jié)流閥和柔性節(jié)流閥等。

氣動系統(tǒng)中，經(jīng)常要求控制氣動執(zhí)行元件的運(yùn)動速度，需要靠調(diào)節(jié)壓縮空氣的流量來控制。任務(wù)三流量控制閥

壓縮空氣從進(jìn)口流入，經(jīng)過閥口節(jié)流后，從出口流出。

旋轉(zhuǎn)閥芯螺桿，就可改變節(jié)流口的開度，這樣就調(diào)節(jié)了壓縮空氣流量。1.節(jié)流閥通過縮小氣體的流通截面以增加氣體的流通阻力，從而降低氣體的壓力和流量。節(jié)流閥通常安裝于氣缸上，調(diào)節(jié)氣缸進(jìn)氣或排氣流量，從而調(diào)節(jié)活塞的運(yùn)動速度。任務(wù)三流量控制閥2.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)組合而成的組合式控制閥。任務(wù)三流量控制閥進(jìn)氣節(jié)流氣缸負(fù)載稍有變化，活塞的速度變化比較明顯，穩(wěn)定性較差，僅用于單作用氣缸、小型氣缸或行程較短的氣缸控制。排氣節(jié)流利用排氣量為氣缸提供背壓來限制速度，故速度穩(wěn)定性好，常用于雙作用氣缸的控制。任務(wù)三流量控制閥3.排氣節(jié)流閥

氣體從A口進(jìn)入閥內(nèi)，由節(jié)流口1節(jié)流后經(jīng)消聲套2排出，因此它不僅能調(diào)節(jié)氣動執(zhí)行元件的運(yùn)動速度，還能起到減小排氣噪聲的作用。

排氣節(jié)流閥通常安裝在換向閥的排氣口處與換向閥聯(lián)用，起到單向節(jié)流閥的作用。排氣節(jié)流閥與節(jié)流閥