气动元件讲解

若输入压力瞬时升高，输出压力也相 应升高，通过孔口的气流使下气室6的 压力也升高，破坏了膜片原由的平衡， 使阀杆7上升，节流阀口减小，节流作 用增强，输出压力下降，使膜片两端 作用力重新平衡，输出压力恢复到原 来的调定值。

当输出压力瞬时下降时，经喷嘴挡板 的放大也会引起中气室5的压力较明显 升高，而使阀芯下移，阀口开大，输 出压力升高，并稳定到原数值上。 减压阀选择时应根据气源压力确定阀 的额定输入压力，气源的最低压力应 高于减压阀最高输出压力0.1Mpa以上。 减压阀一般安装在空气过滤之后，油 雾器之前。
（4）减压阀的应用
2、溢流阀 作用 当系统压力超过调定值时，便自 动排气，使系统的压力下降，以保证 系统安全，故也称其为安全阀。 分类 按控制方式分，溢流阀有直动型和 先导型两种。
1. 直动型溢流阀 如图9-15所示，将阀 p口与系统相连接，O口 通大气压力，当系统压 力大于溢流阀调定压力 时，气体推开阀芯，经 阀口从O口排至大气， 使系统压力稳定在调定 值。

图9-31为单记忆元件的工作原理图。


工作原理 当b有信号输入时，膜片1使阀芯2上移，将 小活塞4顶起，打开气源通道，关闭排气口， 使S有输出。如b信号撤消，膜片1复原，阀 芯在输出端压力作用下仍能保持在上面位 置，S仍有输出，对b置“1”信号起记忆作 用。当a有信号输入时，使阀芯2下移，打 开排气通道，活塞4下移，切断气源，S无 输出。

（3）定值器 定值器即高精度减压阀。结构见图9-13。
规格：0.14MPa 输出范围 0～0.1MPa 0.35MPa 输出范围 0～0.25MPa 性能：气源压力在±10%时，定值器输出 压力不超过0.3%； 气源压力为额定值时，输出压力为 最大值的80%，流量0～600L/通气缸 气缸主要由缸筒、活塞杆、前后端盖 及密封件等组成，如图9-1所 示为普通 气 缸结构。

（2）薄膜气缸 薄膜气缸主要由缸体、膜片、膜盘和活 塞杆组成。如图9-2所示。
（3）无杆气缸 无杆气缸没有刚性活塞杆，利用活塞直 接或间接实现直线运动。如图9-3 所示。
（2）先导型减压阀 组成：先导阀 主阀 工作原理：当气流从 P1流入阀体后，一部 分经阀口9→P2口， 另一部分经固定节流孔1 →中气室5→喷嘴2→挡板3 及孔道反馈至下气室6， →阀杆7中心孔及排气孔8 →大气。


把手柄旋到一定位置，使喷嘴挡板的 距离在工作范围内，减压阀就进入工 作状态。中气室5的压力随喷嘴与挡板 间距离的减小而增大，于是推动阀芯 打开进气阀口9，即有气流流到出口， 同时经孔道发馈到上气室4，与调压弹 簧相平衡。

当切换起源时（图b）， 腔4压力迅速下降，顺序 阀关闭，此时腔5压力高 于腔4压力，在气体压力 差作用下，打开单向阀， 压缩空气由右腔5经单向 阀6流入左腔4向外排出。

（2）顺序阀的应用 图9-20所示为用顺序阀控制两个气缸顺序 动作的原理图。
结构和图形符号： 见图9-19

三、流量控制阀 流量控制阀主要有节流阀，单向节流 阀和排气节流阀等。 一、节流阀 作用 通过改变阀的通流面积来调节流量。
二、 高压截止式逻辑元件 1.“是门” 和“与门”元件 图9-26为“是门”元件 及“与门”元件的结构 图。图中，P为气源口， a为信号输入口，S为 输出口。
工作原理(动画) S，S无输出; a无信号，P a有信号，P S，S有输出. 当气源口P改为信号口b时，则成“与 门”元件，即只有当a和b同时输入信 号时，S才有输出，否则S无输出。
工作原理 P1、P2同时输入，A口有输出； P1、P2无输入，口无输出； P1≠ P2，则低压侧→A；高压侧关闭；


与门型梭阀应用回路
（3）快速排气阀 功用：使气动元件或装置快速排气。 结构：见图9-9。
工作原理 P口进气，膜片↓封住排气口，
P→A； 气流反向流动，P的压力↓，A口的 气压将膜片顶起封住P口，A→O；

2、双手操作安全回路 图9-33为用二位三通按钮式换向阀和逻 辑“禁门”元件组成的安全回路。

当两个按钮阀同时按下时，“或门” 的输出信号S1要经过单向节流阀3进入 蓄能器4，经一定时间的延时后才能经 逻辑“禁门”5输出，而“与门”的输 出信号S2是直接输入到“禁门”6上的。 因此S2比S1早到达“禁门”6，“禁 门”6有输出。
3、带消声器的节流阀 功用：安装在执行元件的排气口处，用来控 制执行元件排入大气中气体的流量并降低 排气噪声。

应用
第三节 逻辑元件



气动逻辑元件：是一种以压缩空气为工作 介质，通过元件内部可动部件的动作，改 变气流流动的方向，从而实现一定逻辑功 能的流体控制元件。 分类： 按工作压力分：高压、低压、微压三种。 按结构形式分：截止式*、膜片式、滑阀式 和球阀式。

4. 记忆元件 记忆元件分为单输出和双输出两种。双输 出记忆元件称为双稳元件，单输出 记忆元 件称为单记忆元件。 图9-30为“双稳”元 件原理图。


工作原理 当a有控制信号输入时，阀芯2带动滑块4右 移，接通P→S1通路，S1有输出，而S2与排 气孔O相通，无输出。此时“双稳”处于 “1”状态，在b输入信号到来之前，a 信 号虽消失，阀芯2仍总是保持在 右端位置。 当b有输入信号时，则P→S2相通，S2有输 出，S1→O相通，此时元件置“O”状态，b 信号消失后，a信号未到来前，元件一直保 持此状态。
二、逻辑元件的应用举例 1、“或门”元件控制线路 图9-32为采用梭阀作“或门”元件控制线 路 工作原理
当信号a及b 均 无输入时（图示状 态），气缸处于原始位置。 当信号a及b有输入时，梭阀S有输出， 使二位四通阀克服弹簧力作用切换至 上方位置，压缩空气即通过二位四通 阀进入气缸下腔，活塞上移。 当信号a或b解除后，二位四通阀在弹 簧作用下复位，S无输出，二位四通阀 也在弹簧作用下复位，压缩空气进入 气缸上腔，使气缸复位。
四、气马达的工作原理 如图9-4所示
第二节 气动控制元件 控制元件按其作用和功能分为压 力控制阀、流量控制阀和方向控制阀 三类。 一、方向控制阀 类型: 单向型 阀心结构： 截止式
换向型 滑阀式
1、单向型控制阀 单向型控制阀中包括单向阀，或门型梭阀 和快速排气阀。其中单向阀与液压单向阀 类似。 （1）或门型梭阀 或门型梭阀相当于两个单向阀的组 合。图9-5为或门型梭阀结构图，它有两个 输入口P1、P2，一个输出口A，阀芯在两个 方向上起单向阀的作用。
三、气缸的使用 气缸的使用时应注意以下几点： 1）根据工作任务的要求，选择汽缸的结构形 式、安装方式并确定活塞杆的推力和拉力。 2）一般不使用满行程，而使用其行程余量为 30-100mm； 3）气缸工作的推荐速度在0。5～1m/s，工作 压力为0.4～0.6MPa,环境温度为5～60°C 范围内。

结构：见图9-21

工作原理 气体由输入口P进入阀内，经阀座 与阀芯间的节流通道从输出口A流出， 通过调节螺杆使阀芯上下移动，改变 节流口通流面积，实现流量的调节。
2、单向节流阀 单向节流阀是由单向阀和节流阀并联组合而 成的组合式控制阀。 结构 见图9-23


工作原理 当气流由P至A正向流动时，单向阀在弹簧 和气压作用下关闭，气流经节流阀节流后 流出，而当由A至P反向流动时，单向阀打 开，不起节流作用。
气动逻辑元件的特点 1.元件孔径较大，抗污染能力较强，对气源的 净化程度要求较低。 2.元件在完成切动作后，能切断气源和排气孔 之间的通道，无功耗气量较低。 3.负载能力强，可带多个同类型元件。 4.在组成系统时，元件连接方便，调试简单。 5. 适应能力较强，可在各种恶劣环境下工作。

6.响应时间一般在10ms以内。




工作原理(动画) 在a无信号输入时，阀片1在气源压力作用 下上移，开启下阀口，关闭上阀口，接通 P→S通路，S有输出。 当a有信号输入时，膜片6在输入信号作用 下，推动阀杆3及阀片1下移，开启上阀口， 关闭下阀口，S无输出。显然此时为“非门” 元件。 若将气源口P改为信号 b口，该元件就成为 “禁门“元件。在a,b均有信号时，阀片1 及阀杆3在a输入信号作用下封住b孔，S无 输出；在a无信号输入，而b有输入信号时， S就有输出，即a输入信号起“禁止“作用。

工作原理： P1进气 ， P2切断，P1→A，A有输出； P2进气 ， P1切断，P2→A，A有输出；

P1、P2进气，高压侧进气口→A； P1＝ P2，则先加入压力的一侧→A；另一侧 通路关闭；

应用
（2）与门型梭阀 与门型梭阀相当与两个单向阀的组合， 适用于互锁回路中。与门型梭阀的结构如 图9-7。
快速排气阀的应用 装于换向阀与气缸之间，使气缸的排 气过程不经过换向阀即可完成。
2、换向型控制阀 功用：通过改变气体流通的通道使气 体的流动方向发生变化，进而改变执 行元件的方向。 控制方式：气压控制、电磁控制、机 械控制、手动控制、时间控制。
二、压力控制阀 压力控制阀主要有减压阀、溢流阀和顺序 阀三类 1、减压阀 减压阀的作用是降低由空气压缩机来 的压力，以适于每台气动设备的需要，并 使这一部分压力保持稳定。按调节压力方 式不同，减压阀有直动型和先导型两种。
4.“或非”元件 图9-29为“或非”元件 工作原理图。P为气源 口，S为输出口，a、b、 c为三个信号输入口。
工作原理(动画) 当三个输入口均为无信号输入时，阀 芯3在气源压力作用下上移，开启下阀 口，接通P→S通路，S有输出。三个输 入口只要有一个口有信号输入，都会 使阀芯下移关闭阀口，截断P→S通路， S无输出。 “或非”元件是一种多功能逻辑元件， 用它可以组成“与门”、“或门”、 “非门”、“双稳”等逻辑元件。