电磁阀和气动

气动控制元件综述在气压传动及控制系统中，气动控制元件是用来控制和调节压缩空气的压力、流量和方向的，使气动执行机构获得必要的力。

动作速度和改变运动方向，并按规定的程序工作。

按气动控制元件的作用，可分为压力控制阀、流量控制阀、比例控制阀和方向控制阀。

■调节和控制压力大小的气动元件称为压力控制阀。

它包括减压阀（调压阀）、安全阀（溢流阀）、顺序阀、压力比例阀、增压阀及多功能组合阀等。

减压阀是出口侧压力可调（但低于进口侧压力），并能保持出口侧压力稳定的压力控制阀。

安全阀是为了防止元件和管路等的破坏，而限制回路中最高压力的阀。

超过最高压力就自动放气。

溢流阀是在回路中的压力达到阀的规定值时，使部分气体从排气侧放出，以保持回路内的压力在规定值的阀。

溢流阀和安全阀的作用不同，但结构原理基本相同。

　顺序阀是当进口压力或先导压力达到设定值时，便允许从进口侧向出口侧流动的阀。

使用它，可依据气压的大小，来控制气动回路中各元件动作的先后顺序。

顺序阀常与单向阀并联，构成单向顺序阀。

压力比例阀是输出压力与输入信号（电流或电压）成比例变化的阀。

增压阀是出口侧压力比进口侧压力高的阀。

■控制压缩空气流量的阀称为流量控制阀。

在气动系统中，对气缸运动速度、信号延迟时间、油雾器的滴油量和气缓冲气缸的缓冲能力等的控制，都是依靠控制流量来实现的。

控制流量的方法很多，大致可分成两类。

一类是不可调的流量控制，如细长管、孔板等；另一类是可调的流量控制，如喷嘴档板机构．各种流量控制阀等。

■自动控制可分成断续控制和连续控制。

断续控制即开关控制。

气动控制系统中使用动作频率较低的开关式的换向阀来控制气路的通断。

靠减压阀来调节所需的压力，靠节流阀来调节所需的流量。

这种传统的气动控制系统要想具有多个输出力和多个运动速度，就需多个减压阀、节流阀及换向阀。

这样，不仅元件需要多，成本高，构成系统杂，且许多元件都需要预先进行人工调节。

电气比例控制属于连续控制，其特点是输出量随输入量的变化而变化，输出量与输入量之间存在一定的比例关系。

比例控制有开环控制和闭环控制之分。

开环控制的输出量与输入量之间不进行比较，通过转换元件将输入量（电信号或气信号）按比例转换成机械力和位移，通过放大元件，转换成气体的压力或流量，去推动执行元件动作。

在闭环系统中，从系统的输出端不断地检测出输出量，反馈到系统的输入端，与输入量进行比较。

这种闭环控制也称为反馈控制。

当系统输出量的实际值偏离希望值时，系统自动进行纠正，使输出量向着接近希望值的方向变化，从而保持输出量与输入量的一定比例关系。

检测元件按检测量的不同，可以是位移传感器、压力传感器等。

■能改变气体流动方向或通断的控制阀成为方向控制阀。

如向气缸一端进气，并从另一端排气，反过来，从另一端进气，一端排气，这种流动方向的改变，便要使用方向控制阀。

方向控制阀的品种规格很多，了解其分类就比较容易掌握它们的特征，以利于选用。

１．　按阀内气流的流通方向分类只允许气流沿一个方向流动的控制阀叫单向型控制阀，如单向阀、梭阀、双压阀和快速排气阀等。

快速排气阀按其功能也可归入流量控制阀。

可以改变气流流动方向的控制阀叫换向型控制阀。

如二位三通阀、三位五通阀等。

２．　按控制方式分类１）、电磁控制　电磁线圈通电时，静铁芯对动铁芯产生电磁吸力，利用电磁力使阀芯切换，以改变气流方向的阀，称为电磁控制换向阀。

这种阀易于实现电－气联合控制和复杂控制，能实现远距离操作，故得到广泛应用。

２）、气压控制 靠气体压力使阀芯切换以改变气流方向的阀，称为气压控制换向阀。

这种阀常用于易燃、易爆、潮湿、粉尘大、强磁场、高温等恶劣工作环境中，以及不能使用电磁控制的环境中，工作安全可靠，寿命长。

但气压控制阀的切换速度比电磁阀慢些。

３）、　人工控制 依靠人力使阀芯切换的换向阀，称为人力控制换向阀。

它可分为手动阀及脚踏阀。

人工控制与其它控制方式相比，具有可按人的意志操作、使用频率低、动作速度较慢、操作力不宜大、阀的通径小等特点。

在手动气动系统中，人力控制一般直接操纵启动执行机构。

在半自动及自动系统中，多作为信号阀使用。

４）、　机械控制用凸轮、撞块或其它机械外力推动阀芯、实现换向的阀，称为机械控制换向阀。

这种阀常作为信号阀使用，可用于湿度大、粉尘多、油分多等不宜使用电气行程开关的场合，但不宜用于复杂的控制装置中。

３．　按动作方式分类按动作方式分类，可分为直动式及先导式。

直接依靠电磁力、气压力、人力和机械力使阀芯换向的的阀，称为直动式换向阀。

直动阀的通径较小，也常称作微型电磁阀，常用于小流量控制或作为先导式电磁阀的电磁先导阀。

先导式气阀由先导阀和主阀组成。

依靠先导阀输出的气压力，通过控制活塞等推动主阀芯换向的那部分称为主阀。

通径大的换向阀大都为先导式换向阀。

先导式气阀又分成内部先导式和外部先导式，先导控制的气源由主阀提供的为内部先导式；先导控制的气源是外部供给的为外部先导式。

外部先导式换向阀的切换不受换向阀使用压力大小的影响，故可在低压或真空条件下工作。

４．　按切换通口数目分类阀的切换通口包括供气口、输出口、和排气口。

按切换通口数目分，有二通阀、三通阀、四通阀、五通阀和五通以上的阀。

二通阀有一个进气口（用１、Ｐ、ＩＮ或ＳＵＰ表示）和一个出气口（用２、Ａ或ＯＵＴ表示），气开关便是一种二通阀。

三通阀有一个进气口、一个出气口和一个排气口（用３、Ｒ或ＥＸＨ表示）。

也可以是一个进口和两个出口，作为分配阀；或两个进口（用１Ａ和１Ｂ或Ｐ１和Ｐ２表示）和一个出口，作为选择阀。

二通阀和三通阀有常通式和常断式之分。

无信号控制时，１、２相通为常通式；１、２断开为常断式。

若通道内的流动方向不限定，则称为通断式阀。

四通阀有一个进口、两个出口（用２和４、Ａ和Ｂ或ＯＵＴ１和ＯＵＴ２表示）和一个排气口３。

通路为１→２．４→３或１→４、２→３。

五通阀有一个进口、两个出口和两个排气口（（用３和５、Ｏ１和Ｏ２、ＥＸＨ１和ＥＸＴ２或Ｒ１和Ｒ２表示）。

通路为１→２、４→５或１→４、２→３。

五通阀也可变成选择式四通阀，即两个进口（１Ａ和１Ｂ）、两个电磁阀和气控阀出口和一个排气口。

其通路为１Ａ→２、４→３或１Ｂ　→４、２→３５．　按阀芯的工作位置数分类阀芯的工作位置简称位。

阀芯有几个工作位置的阀就是几位阀。

有两个通口的二位阀称为二位二通阀。

它可实现气路的通或断。

有三个通口的二位阀称为二位三通阀。

在不同的工作位置，可实现１、２相通或２、３相通。

这种阀可用于推动单作用气缸的回路中。

常见的还有二位五通阀，它可用于推动双作用气缸的回路中，由于有两个出气口，能对气缸的工作行程和返回行程分别进行调速。

三位阀有三个工作位置。

当阀芯处于中间位置时（也称为零位），各通口呈封闭状态，则称为中位封闭式阀，也称为中闭阀；若出口与排气口相通，称为中位泄压式阀，也称为中开阀；若出口都与进口相通，则称为中位加压式阀，也称为中压阀；若在中开阀的两个出口内装上单向阀，则称为中位止回式阀。

６．　按控制数分类按控制数分成单控式和双控式。

单控式是指阀的一个工作位置由控制信号获得（控制信号可以是电信号、气信号、人力信号和机械力信号），另一个工作位是当控制信号消失后，靠其它力来获得（成为复位方式）。

靠弹簧力复位称为弹簧复位；靠气压力复位称为气压复位；靠弹簧力和气压力复位称为混合复位。

气压复位阀的使用压力较高时，复位力大，工作稳定。

若使用压力较低，则复位力小，阀芯动作不稳定。

为弥补这个不足，可加一复位弹簧，形成混合复位，混合复位可减小复位活塞直径。

二位阀的复位状态也称作零位。

双控式是指阀有两个控制信号。

对二位阀，两个阀分别由一个控制信号获得。

当一个控制信号消失，另一个控制信号未加入时，能保持原有阀位不变的，称为具有记忆功能的阀。

对三位阀，每个控制信号控制一个阀位。

当两个控制信号都不存在时，靠弹黄力和（或）气压力使阀芯处于中间位置（简称中位或零位）。

７．　按密封形式分类可分为弹性密封和间隙密封。

弹性密封又称软质密封。

即在各工作腔之间用合成橡胶材料或氟素橡胶（高温条件下）等制成的各种密封圈来保证密封。

它与间隙密封相比，制造精度可低些，对工作介质的过滤精度要求也低些，基本无泄漏，密封件损伤可更换。

除不给油润滑气阀外，需油雾润滑。

弹性密封件受温度影响，故阀的使用温度一般为５～７００Ｃ。

间隙密封又称硬配密封或金属（面）密封。

它是靠阀芯与阀套内孔之间很小的间隙（２～５μｍ）来维持密封的。

因间隙很小，制造精度要求很高。

对工作介质中的杂质很敏感，要求气源的过滤精度高于５μｍ。

如能保证过滤精度，特别是没有油泥连接，则阀换向灵敏，切换频率高。

因滑动阻力小，且与气压大小无关，可用电磁力直接推动大通径直动式电磁阀换向。

但换向到末端时的冲击力大，要有适当位置设置缓冲装置。

间隙密封阀的使用温度可以比较宽，不需油雾润滑，有微漏。

若给油润滑，可减少阻力，减少泄漏。

但若油的粘度不当，反而会使阀芯动作的灵活性变差。

其它分类方法在此不再赘述。

以下为控制阀功能图，可很直观地了解控制阀的工作运行原理。

常闭２／２阀功能图解１——进气口２——出气口３——堵塞常开２／２阀功能图解１——堵塞２——出气口３——进气口常闭３／２阀功能图解１——进气口２——出气口３——排气口常开３／２阀功能图解１——排气口２——出气口３——进气口恒压３／２阀功能图解１——出气口２——进气口３——出气口差压３／２阀功能图解１——进气口Ｐ１２——出气口Ｐ１－Ｐ２３——进气口Ｐ２常态激活常态激活常态激活常态激活常态激活常态激活５／２阀功能图解１——进气口２——出气口３——排气口２４——出气口５——排气口４差压５／２阀功能图解１——排气口Ｐ１－Ｐ２２——出气口Ｐ１３——进气口Ｐ１４——出气口Ｐ２５——进气口Ｐ２中闭５／３阀功能图解１——进气口２——出气口３——排气口２４——出气口５——排气口４中开５／３阀功能图解１——进气口２——出气口３——排气口２４——出气口５——排气口４中压５／３阀功能图解１——进气口２——出气口３——排气口４——出气口５——排气口常态常态。