液压与气动技术第六章.

第六章 气压传动控制元件与单缸控制回路
第五章复习
气压传动和液压传动的异同：
气压传动与液压传动都是依靠流体介质来传递运动和动力； 液压传动系统依靠的是液体，而气压传动系统依靠的是气体。
气压传动技术是以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的控 制技术，简称气压传动技术。
一个完整的气压传动系统包括：动力元件、执行元件、控制元件、压缩 空气以及其他辅助元件。
3/2 单气控阀
5/2 单气控阀
3/2 电磁先导式控制阀
二、气动换向阀的工作原理及特性
1.气动换向阀的工作原理 气动控制换向阀是以压缩空气为动力推动阀芯，使气路换向或通断的 阀类，有双气控和单气控两种。 单气控3/2换向阀处于常 态（即气控信号口12没 有压缩空气进入）时， 在弹簧的作用下阀芯处 于右端位置，使阀口2与 3相通，阀口3排气，而 阀口1封闭。当有气控信 号（即气控信号口12有 压缩空气进入）时，在 压缩空气的作用下，阀 芯克服弹簧力左移，阀 口2与3断开，阀口1与 阀口2接通，阀口2有压 缩气体输出。 有气控信号
口得到信号 双气控5/2阀左位接通，压缩空气 双气控5/2阀左 位进入气缸左腔 活塞杆将伸出 门打开。松开启动按钮时， 由于双气控阀的记忆特性，阀的工作位置保持不变，门将继续保持打 开。
关门：当按下关门1.1（3/2阀）按钮时，双气控5/2阀右侧气控
口得到信号 双气控5/2阀右位接通 压缩空气经双气控 5/2阀右位进入气缸右腔 气缸活塞杆回缩 门关闭。松 开1.1按钮时，由于双气控阀的记忆特性，阀的工作位置保持不 变，门将继续保持关闭。
在管道中的压力损失较小。
复习
缺点： 空气可压缩，不能保证定位准确； 输出压力较小，应用场合有限； 不适合于信号传递速度要求很高的复杂线路中； 排气噪声较大。
气压传动与液压传动的性能比较：
6-1 方向控制阀与单缸直接控制回路
学习目标
1.掌握方向控制阀的图形符号、工作原理、控制方式和接口表示方 式。
2.掌握启动换向阀的工作原理及特性。 3.掌握气动门的气压传动控制回路。 4.了解气压传动回路的控制方式及应用。
一、方向控制阀
在气压传动系统里，方向控制阀是用来控制压缩空气所流过的路 径，控制气流的通、断或流动方向的气压传动元件。它包括换向阀、 单向阀、梭阀、双压阀、快速排气阀、截止阀等。方向控制阀的控 制方式有不同的方式。如图所示：
气压传动原理：在气压传动控制系统中，气源装置提供能量输送给 各个元器件；通过按钮等元件触发信号，再通过信号处理及控制元 件采集处理各种信号，最终发送给末级主控元件；末级主控元件根 据主控信号，控制压缩空气的流动方向及执行元件的运动方向。 优点： 空气作为介质，资源丰富，无污染； 可获得较快的各种速度； 结构简单、轻便，便于安装和维护；
2.方向控制阀的控制方式和接口表示方 法
方向控制阀的控制方式 当使用方向控制阀时，阀芯动作的控制方式和复位方式，是选择阀的重要 依据之一。
方向控制阀接口的表示方法
气动方向控制阀接口有着特定的表示方法，每个接口都用数字或字母标出
名称
字母符号表示
数字符号表示
方向控制阀在用字母 符号表示时，一般把Z表 示左边控制口，而Y表示 右边控制口。实际使用 中，常以数字符号表示 的方式居多。
方向控制阀 a）手动控制 b）机械控制 c）电动控制 d）启动控制
1.方向控制阀的结构和工作原理
与液压传动中的方向控制 阀相似，气压传动中的方向 控制阀通常也为滑阀结构， 主要由阀体和阀芯组成。 左图中a为常闭型，b为常 开型。 3/2阀的结构示意图 3/2阀的图形符号 换向阀在初始位置，压缩空气气流路径处于切断而不能流通的状态，这样 的阀被称为常闭型；反之，被称为常开型。
气动门气压传动回路中，控制方向控制阀换位的信号，是通过控 制阀1.1和阀1.2的通断，间接控制1.0的左端和右端分别得到或失去 信号，使方向控制阀作出相应的换向动作，在气压传动系统里，这种 控制方法称气缸间接控制法。气缸间接控制法可以用一个较小的操作 力可以得到较大的开启力，一般用于高速或大口径的控制气缸，也便 宜实现远程控制。
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动力元件——提供系统动力的元器件。如气泵，气站等；
执行元件——推动外负荷做功的元器件，利用压缩空气实现不同的动作 （直线运动、摆动、旋转运动等）。如气缸，气压传动马达等；
控制元件——控制气缸伸出和缩回的元器件，如换向阀、顺序阀等；
辅助元件——连接元件之间所需的一些元器件。包括气管，过滤器等。
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2.双气控阀的记忆特性 当控制阀口12有压缩空气输入，阀口1与阀 口2、阀口4和阀口5分别连通，使得阀口2、 阀口5有压缩空气输出。当控制阀口12的压 缩空气断开时，双气控阀仍保持原有的连 通状态，即阀口2、阀口5仍然有压缩空气 输出。这就是当前的位置被“记忆”了下 来。直到控制阀口14有压缩空气输入，阀 芯的位置才发生变化。这种虽然原控制信 号断开，但是阀芯保持原有连通状态不变 的特性被称为方向控制阀的“记忆特性” 。
单气控3/2换 向阀的实物及 工作原理
无气控信号
双气控阀阀芯的移动都是由压缩空气驱动的；而单气控阀阀芯一个方向 的移动由压缩空气驱动，而另一个方向通常由弹簧的弹力驱动。
单气控制阀利用弹簧复位。
气压控制换向阀由于结构简单、紧凑、密封可靠，多用于组成全气阀 控制的气压传动系统或易燃、易爆以及高净化等场合。
方向控制阀可以写成分数的形式，其中分母表示阀位置数，分子表示每 个位置上的接口数，方框内的直线表示压缩空气的流动路径，箭头表示 流动方向，3/2阀读作二分三阀。
在换向阀的图形符号中，绘有短线的方块代表阀的初始位置，也就是阀 芯的初始有进气口、工作口和排气口。初始位置时，阀芯隔断进 气口与工作口之间的通道，两口不相通。此时，工作口与排气口相通， 压缩空气可以通过排气口排入大气中。当按下阀芯，这时进气口与工 作口相通，压缩空气通过进气口进入从工作口输出，而排气口关闭。
压缩空气输入12口
记忆位置
压缩空气输入14口
三、气动门的气压传动控制回路分析
气动门的气压传动控制回路
A—双作用气缸 1.0—方向控制阀 1.2－开门按钮 1.1—关门按钮
气动门的气压传动控制回路中只有一个气缸，是单缸控制回路，其 核心控制元件是方向控制阀。
气动门的气压传动控制回路工作原理
开门：按下开门按钮1.2（3/2阀），双气控阀1.0（5/2阀）左侧气控