气压基本回路认识与典型气压传动系统分析
液压与气压传动----气动回路
四、力控制回路
利用气液增压器1 把较低旳气压变为 较高旳液压力，提 升了气液缸2旳输 出力。
第二节 换向回路
一、单作用气缸旳换向回路
二、双作用气缸旳换向回路
第三节 速度控制回路
因气动系统所用功率都不大，故常用 旳调速回路主要是节流调速。
用两个快排阀实现双 作用气缸旳迅速来回， 可到达节省时间旳要 求。
4、缓冲回路
活塞迅速向右运 动接近末端，压下机 动换向阀，气体经节 流阀排气，活塞低速 运动到终点。
合用于活塞惯性力 大旳场合。
二、气液联动回路
因为气体旳可压缩性，运动速度不稳 定，定位精度不高。在气动调速、定 位不能满足要求旳场合，可采用气液 联动。
第十一章 气动回路
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
压力与力控制回路 换向回路 速度控制回路 气动逻辑回路 其他常用回路
概述
气动系统一般由最简朴旳基本回路构成。 虽然基本回路相同，但因为组合方式不 同，所得到旳系统旳性能却各有差别。 所以，要想设计出高性能旳气动系统， 必须熟悉多种基本回路和经过长久生产 实践总结出旳常用回路。
二、互锁回路
互锁回路
该
回路利用梭阀1、2、3
和换向阀4、5、6 实现
互锁，预防各缸活塞同
步动作，确保只有一种
活塞动作。
三、同步回路
气液缸串联同步回路
✓速度同步
✓要求：缸 2有杆腔旳 面积必须与 缸1无杆腔 旳面积相等。
一、气阀调速回路
1、单作用气缸旳速度控制回路
a)升降速度 分别由两个 节流阀控制
b)快返回路，活 塞返回时，气缸 下腔经过迅速排 气阀排气。
设备控制技术项目七 气压传动系统
任务一 初识液压传动系统
1 气缸
典型气缸的工作原理
气动执行 元件
双作用气缸
双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气，实现双向运动的气缸。 其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非 缓冲式等。双活塞杆气缸因两端活塞杆直径相等，故活塞两侧受 力面积相等。当输入压力、流量相同时，其往返运动输出力及速 度均相等。分为缸体固定和活塞杆固定两种形式。
（4）工作环境适应性好，可安全可靠地应用于易燃易爆场所。 （5）气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力等级低，固使用 安全。
（6）空气具有可压缩性，气动系统能够实现过载自动保护。
任务一 认识气压传动系统
气压传动的 特点
气压传动系 统的组成
1.由于空气有可压缩性，所以气缸的动作速度易受负载影响。 2.工作压力较低（一般为0.4MPa-0.8MPa），因而气动系统输出力较小。 3.气动系统有较大的排气噪声。 4.工作介质空气本身没有润滑性，需另加装置进行给油润滑。
项目一 常用低压电器
认识气压传动系统 认识气源装置及气动执行元件 认识气动控制元件 构建气动基本回路 分析典型气动系统 设计维修与拆装气动系统
任务目标
01
掌握气压传动系统的组成部分
02
了解气压传动系统的优点和特点
03
了解气体体积的易变特性
任务一 认识气压传动系统
气压传动系 统的组成
（1）气源装置。气源装置是压缩空气的发生装置，主体部分是空气压缩机。 （2）执行元件。 气缸和气马达，它们将压缩空气的压力能转换为机械能。 （3）控制元件。用以控制压缩空气的压力、流量、流动方向以保证系统各执行 机构具有一定的输出动力和速度。
输出流量的选择，要根据整个气动系统对压缩空气的需要再加一定的备用余量，作为选择空气 压缩机的流量依据。空气压缩机铭牌上的流量是自由空气流量。
气压传动系统实例及设计
1）指令器；
2）程序控制器,亦称逻辑控制回路；
3）放大/转换器；
4）执行机构；
5）检测装置；
6）显示/报警装置。
根据控制信号的类型，气动程序控制系统可分为时间程序控制系 统、行程程序控制系统和时间—行程混合程序控制系统。根据控制 器的类型，气动程序控制系统可分为全气动程序控制系统、继电器 程序控制系统和可编程（PLC）程序控制系统。
应用X-D线图法设计程序控制回路的步骤如下： 1）根据生产工艺流程要求，列出工作程序框图。 2）绘制X-D线图，判别并消除故障信号。 3）写出所有执行元件的控制信号的逻辑函数式。 4）根据逻辑函数式绘制逻辑原理框图。 5）根据逻辑原理框图绘制程序控制器回路图。
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1.2 简单气压传动系统设计简介
（2）逻辑设计法
1）逻辑运算法。
2）图解法。
3）快速消障法。
4）计算机辅助逻辑综合法。
5）采用步进控制回路或程序器。
（3）分组供气法
是在控制回路中增加若干个控制元件对行程阀采取分组供气的。
液压、液力与气压传动技术
图1.1 解放CA1091型汽车的双回路气压制动系统示意图
1.1 气压传动系统
1.1.2 气动机械手气压传动系统
气动机械手的结构示意图Байду номын сангаас图1.2所示
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图1.2 气动机械手的结构示意图
1.1 气压传动系统
图1.2 A为夹紧缸中，C缸为立柱升降缸； B缸为长臂伸缩缸；D缸为立 柱回转缸。 图14.3机械手的动作顺序为：立柱下降→伸臂→夹紧工件→缩臂→立 柱顺时针转→立柱上升→放开工件→立柱逆时针转。
装置（如制动阀）之间的连接管路，即供能管路。 ② 控制装置与制动器促动装置（如制动气势）之间的连接管路，
液压与气压传动基本回路ppt课件
5.1.3 增压回路 • 单作用增压缸的增压回路 • 双作用增压缸的增压回路
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5.1.4 卸荷回路 •电磁溢流阀卸荷回路
液压系统工作时，执行元件短时间停止工作，不宜 采用开停液压泵的方法，而应使泵卸荷（如压力为零 ）。利用电磁溢流阀可构成调压-卸荷回路。
换向居上位，溢流阀 遥控口通油箱，卸压
注意:节流调速回路速度负载特性比较软，变载荷下的运动平稳性
比较差。为了克服这个缺点，回路中的节流阀可用调速阀来代33替。
5.2.3 容积调速回路
容积调速回路有泵-缸 式回路和泵-马达式回路。 这里主要介绍泵-马达式 容积调速回路。
5.2.3.1 变量泵-定量马达式 容积调速回路
马达为定量,改变泵排量 VP可使马达转速nM随之 成比例地变化.
图为用于工件 夹紧的减压回路。 夹紧时，为了防止 系统压力降低油液 倒流，并短时保压， 在减压阀后串接一 个单向阀。图示状 态，低压由减压阀1 调定；当二通阀通 电后，阀1出口压力 则由远程调压阀2决 定，故此回路为二 级减压回路。
换向阀居左位，减压阀 由阀1弹簧调压为5MPa
换向阀居右位，减压阀 由远程阀2调压为3MPa
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利用平衡阀的平衡回路
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用单向顺序阀的平衡回路
1
为了防止立式 液压缸与垂直运动 的工作部件由于自 重而自行下落造成 事故或冲击，可以 采用平衡回路。
用单向顺序阀的平衡回路
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调节单向顺序阀1的开启压力,
使其稍大于立式液压缸下腔的
背压.活塞下行时,由于回路上存
1
在一定背压支承重力负载,活塞
将平稳下落;换向阀处与流量阀调节相吻合，无△P溢，η高。 2）进入执行元件的qV与F变化无关，且自动补
气压传动专题知识讲座
2〉过载保护回路
3〉互锁回路
二、同步动作回路
三、往复动作回路 1〉单往复动作回路
2〉连续往复运动回路
第十三章 气动基本回路
在气动回路中,常用旳回路有三大类： 经验回路、逻辑回路和程序控制回路， 而这些回路都是由基本回路组合而成旳， 所以说，基本回路是构成多种回路旳基 础。
基本回路：能完毕某些特殊功能旳经 典回路。
最常用旳基本回路有：压力控制回路、 速度控制回路、方向控制回路、以及多 种常用回路等。
第一节 压力（力）控制回路
压力控制回路旳作用：使系统保持在某一 要求旳压力范围内，或者是为了得到高下两 种不同旳压力或者是提升输出旳压力。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一、气源压力控制回路
用于控制气源系统中气罐旳压力，使其处 于一定旳压力范围内。
不得超出调定旳最高压力，也不低于调定 旳最低压力。
二、工作压力控制回路
第二节 速度控制回路 一、单作用气缸旳速度控制回路
二、双作用气缸速度控制回路 1.调速回路
2.缓冲回路
第三节 方向控制回路 一、单作用气缸旳换向回路
二、双作用 气缸旳换向回路
三、位置控制回路 1.用缓冲档铁旳位置控制回路
2.多位缸 旳位置控制回路
四、气动逻辑回路 1.或回路
2.与回路
3.记忆回路
第五节 常用回路
一、安全回路 1〉双手操作安全回路
第12章 气压传动系统2
8
第12章 气压传动系统
五、气动基本回路 （二）方向控制回路 3．多位运动换向回路 ．
如图5-8所示， 为由三位五通双控式电磁换向阀控制的单作用汽缸多位运动换向回路。 如图 所示，图(a)为由三位五通双控式电磁换向阀控制的单作用汽缸多位运动换向回路。 所示 为由三位五通双控式电磁换向阀控制的单作用汽缸多位运动换向回路 三位五通换向阀的功能多于二位三通，当阀处于图示位置时，此阀处于中位， 三位五通换向阀的功能多于二位三通，当阀处于图示位置时，此阀处于中位，汽缸两腔气 压关闭，汽缸可以停在任意位置，但定位精度不高，定位时间不长。 压关闭，汽缸可以停在任意位置，但定位精度不高，定位时间不长。图5-8(b)所示为三位 所示为三位 五通电磁换向阀控制的双作用汽缸多位运动换向回路。 五通电磁换向阀控制的双作用汽缸多位运动换向回路。
4
第12章 气压传动系统
五、气动基本回路 （一）压力控制回路 3、高低压控制回路 、 在实际应用中，某些气动控制系统在不同的工作阶段需要有高、低压力的切换。 在实际应用中，某些气动控制系统在不同的工作阶段需要有高、低压力的切换。 如图5-3所示 由减压阀和换向阀构成的对同一系统实现输出高低压的控制， 所示， 如图 所示，由减压阀和换向阀构成的对同一系统实现输出高低压的控制，只 要控制换向阀，就能得到高压或低压的输出。 高压或低压的输出 要控制换向阀，就能得到高压或低压的输出。
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第12章 气压传动系统
五、气动基本回路 （三）速度控制回路 4．速度换接回路 ． 如图5-13所示，为速度换接回路。 所示，为速度换接回路。 如图 所示 压下手动换向阀，换向阀左位工作，汽缸伸出， 压下手动换向阀，换向阀左位工作，汽缸伸出， 通过调节节流阀的流量， 通过调节节流阀的流量，可以控制汽缸的伸出 速度；在汽缸伸出过程中压下行程阀时， 速度；在汽缸伸出过程中压下行程阀时，行程 阀换向， 阀换向，此时汽缸有杆腔的气体不经过节流阀 而通过行程阀直接排出， 而通过行程阀直接排出，汽缸的伸出速度发生 了变化，实现了慢速伸出到快速伸出的过程。 了变化，实现了慢速伸出到快速伸出的过程。 行程阀的位置由需要而定。 行程阀的位置由需要而定。行程阀也可以采用 电磁换向阀代替。 电磁换向阀代替。
第十章 气压传动
消声器的图形符号为
多孔扩散式消声器结构
（六）气－电转换元件
1．气－电转换器
2．压力继电器
（七）管道、接头和管路布置
1.管道
2.接头
3.管路布置
（八）密封件
§10.3
气动执行元件 Pneumatic Transmitting Actuators
功用：是将净化后的压缩空气能转变成机械能输出的能量转换 元件。 包括：气缸、气动马达。
同学们好
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第十章 气压传动 pneumatic transmission
§10.1 概述
气压传动是以净化后的压缩空气为工作介质，在密闭容器内进行能量转换、 控制与传递的一种传动技术。 由于空气取之不尽用之不竭，投资小，污染少，能耗小，所以气压传动与控 制技术被大量应用于机械加工、汽车制造、电子工业、机器人、气动测量等工业 中。尤其在轻工业领域和气动工具中的应用越来越广泛。
三．气动元件图形符号
气压传动系统中各元件均按GB/T 786.1—1993《液压气动图形符 号》（见附录）规定绘制。
四．气压传动优缺点
优点： 1．工作介质来源方便，而无需投资。使用后的气体直接排向大气、不需要 回收，几乎无污染； 2．安全可靠，自保护能力强； 3．压力损失小，可远距离传动和集中供气； 4．传动与控制响应快，调节使用方便，维护简单； 5．适应工作环境能力强, 可在易燃、易爆、强磁、粉尘、潮湿等环境下工 作。 缺点： 1．不宜精确的定比传动； 2．通常工作压力低，输出功率小； 3．排气时会产生高频噪声。因此需要安装消声器进行降噪处理。
3.坐标气缸
特点是重复定位精度高（ 0.01mm ）
同学们好
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液压与气动技术气压传动基础知识认识气压传动课件
在压缩空气中，不能含有过多的油蒸气； 不能含有灰尘等杂质，以免阻塞气压传动 元件的通道；空气的湿度不能过大，以免 在工作中析出水滴，影响正常操作；对压 缩空气必须进行净化处理，设置除油水、 干燥、除尘等净化辅助设备。
气压传动利用空压机把电动机或其他原动 机输出的机械能转换为空气的压力能，然 后在控制元件的作用下，通过执行元件把 压力能转换为直线运动或回转运动形式的 机械能，从而完成各种动作，并对外做功， 气压传动与液压传动具有类似性，对两者 元件和回路对比学习，找出其共性和特性。
（2）气压传动的缺点：
① 气压传动系统的工作压力低，因此气压传动装置的 推力一般不宜大于10～40kN，仅适用于小功率场合， 在相同输出力的情况下，气压传动装置比液压传动装置 尺寸大。
② 由于空气的可压缩性大，气压传动系统的速度稳定 性差，这样会给位置和速度控制精度带来误差。
③ 气压传动系统的噪声大，尤其是排气时，须加消音 器。
① 密度：单位体积内的空气质量被称为密度。
② 可压缩性和膨胀性：气体受压力的作用而使其体积发生变化的性质 被称为气体的可压缩性；气体受温度的影响而使其体积发生变化的性 质被称为气体的膨胀性。
③ 黏性：空气的粘性也是由于分子间的内聚力，在分子间相对运动时 产生的内摩擦力而表现出的性质。
④ 湿度：在气压传动中，理论上把完全不含有水蒸气的空气称为干空 气，而大气中的空气或多或少总含有水蒸气，这种由干空气和水蒸气 组成的混合物被称为湿空气。在一定的温度和压力下，空气中的水蒸 气的含量并不是无限的，当水蒸气的含量达到一定值时，再加入水蒸 气，就会有水滴析出，此时水蒸气的含量达到最大值，即饱和状态， 这种湿空气称为饱和湿空气。
b．干线管道应顺气流流动方向向下倾斜3°～5°，并在管道的终点（最低点） 设置集水罐，定期排放积水和污物；
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《设备控制基础》课程教案
任 务 3.2气动基本回路认识与典型气压传动系统分析 学 时
2
班 级 机电工程系各班 教学设备
多媒体
教学方法 案例法、引导法、演示教学法 教学场地
多媒体教室、机电一体
化实训中心
教学目的
认识气压传动控制系统的主要优缺点；理解气动系统在数控设备上的具体
应用；掌握各个气动系统的工作原理和组成。
重点难点
气动系统的工作原理和组成；气压传动控制系统的主要优缺点。
教 学 安 排
步 骤 教学过程设计
授课
内容
气压回路的工作原理、功用；常用机电设备上常用的气动基本回路种类与使用方
法；常用设备上典型气动系统应用实例。
教学
实施
学习常用的气动基本回路，常用设备上典型气动系统应用实例；重点掌握气动机
械手气动系统图与原理；学习了解常用气压元件与回路的故障现象、故障原因分析和
维护保养方法。
能力
培养
认真完成本次教学任务后，学生达到以下综合能力：
专业技能和动手能力提高；具备查阅相关技术资料的能力；
团队协作能力；总结和表达能力；
组织协调能力的提高。与人交流和沟通的能力。
习惯
培养
认真完成本次教学任务后，学生逐渐达到以下良好习惯：
安全文明操作的良好习惯；
遵守纪律的良好习惯；
爱护环境，及时整理的良好习惯;
及时总结和分析的良好习惯；
课后
总结
检查各项计划实施结果；
评估工作质量及实际效果。
学习单元3：气压传动认识及典型气压传动系统分析
3.2 气动基本回路认识与典型气压传动系统分析
授课内容：
1. 理解气压传动控制系统的主要优缺点。
2. 掌握各主要气压基本回路的工作原理与功用。
2. 理解气动系统在数控设备上的具体应用。
3. 认识各个气动系统的工作原理和组成：
1.1 压力控制回路
1．一次压力控制回路
这种回路，用于使储气罐送出的气体压力不超过规定压力。为此，通常在储气罐上装一
电接点 式压力表，或压力继电器，一旦罐内超过规定压力时，即控制空气压缩机断电，不
再供气。也常在储气罐上安装一只安全阀，用来实现一旦罐内超过规定压力就向大气放气。
2．二次压力控制回路
为保证气动系统使用的气体压力为一稳定值，多用如图所示的由空气过滤器—减压阀—
油雾器（气动三大件）组成的二次压力控制回路，但要注意，供给逻辑元件的压缩空气不要
加入润滑油。
3．高低压转换回路
若设备有时需要高压，有时需要低压，则可用高低压转换回路，由两个减压阀和换向阀
构成的高低压转换回路，可控制气缸输出两种大小不同的力。
4．连续压力控制回路
近年来，由于计算机技术、微电子技术与气动技术的结合，电气比例控制技术的应用日
益广泛。
图示为采用比例阀构成的压力控制回路。气缸有杆腔的压力大小由减压阀调为定值，而
无杆腔的压力由计算机输出的控制信号控制比例阀的输出压力来实现，从而使气缸的输出力
得到连续控制
1．2 换向回路
1． 单作用气缸换向回路
2．双作用气缸换向回路
1.3 速度控制回路
1．单作用气缸速度控制回路
2．双作用气缸速度控制回路
除用单向节流阀构成的调速回路外，采用其它流量控制阀也可构成调速回路。图c) 所
示为采用排气节流阀的调速回路。为了提高气缸的速度，可以在气缸出口安装快速排气阀，
这样气缸内气体可通过快速排气阀直接排放。图 d）为采用快速排气阀构成的气缸快速返回
回路。
3．缓冲回路
在实际当中，可采用缓冲回路来满足气缸行程末端的缓冲要求。由速度控制阀配合使用
的缓冲回路。当活塞向右运动时，缸右腔的气体经行程阀再由三位五通阀排掉，当活塞运动
到末端，活塞杆上的挡块碰到行程阀时，节流阀短接的路被堵死，气体就只能经节流阀排除，
这样活塞运动速度就得到了缓冲。调整行程阀的安装位置就可以改变缓冲开始时间。此回路
适用于活塞惯性大的场合。
1.4 气液联动回路
在气压回路中，采用气液转换器或气液阻尼缸后，把气压传动转换为液压传动，使执行
元件的速度、运动更加稳定。若采用气液增压回路，则能得增大传动力。气液联动回路装置
简单，经济可靠。
1．采用气液转换器的速度控制回路
它利用气液转换器将气压变成液压，利用液压油驱动液压缸，从而得到平稳且易控制的
活塞运动速度。这种回路，充分发挥了气动供气方便和液压速度容易控制的特点。必须注意：
气液转换器中贮油量应大于液压缸的容积，气、液间的密封要好，避免气体混入油中。
2．采用气液阻尼缸的速度控制回路
3．气液同步回路
1.5 增压回路
当压缩空气的压力较低，或气缸设置在狭窄的空间里、不能使用较大面积的气缸，而又
要求很大的输出力时，可采用增压回路。增压一般使用增压器，增压器可分为气体增压器和
气液增压器。气液增压器的高压侧用液压油，以实现从低压空气到高压油的转换。
1． 使用气体增压器的增压回路
2． 使用气液增压器的增压回路
1.6 延时控制回路
1． 延时接通回路
延时时间的长短可根据需要选择不同大小的蓄气罐或调节单向节流阀来实现。
2．延时断开回路
图3–55是延时断开回路。当操作手动阀时，储气罐被充气，压力很快上升，换向阀立
刻被切换并有输出。松开手动问后，由于储气罐储存的压缩空气经节流阀排空需一段时间，
故换向阀的控制信号延时撤除，使换向阀延时换向。
1.7 往复动作回路
1．一次往复动作回路
在一次往复动作回路中，操作者每发出一个信号，气缸就完成一次往复动作。
2．连续往复动作回路
如图所示的回路是一连续往复动作回路，能完成连续的动作循环。
1.8 安全保护回路
1．双手同时操作回路
锻压、冲压等设备中必须设置安全保护回路，以保证操作者双手的安全。
2．过载保护回路
此回路是当活塞杆伸出过程中遇到故障造成气缸过载，活塞能自动退回的回路。
2.典型气压传动系统分析
2 1 加工中心交换台升起回路
引导问题：
请同学们通过查阅相关资料和教师讲解，分析加工中心交换台升起回路的工作原理和
回路组成。
在某双工作台加工中心中，为了在工作中实现工作台交换，需要设置交换台。作为加
工中心工作台交换的关键部件交换台，采用气压传动控制，其回路如图3-42所示。加工中
心交换台承载着工作台及其相应的辅具，升起载荷较大，为避免气缸活塞缩回时在负值负载
力作用下产生较大的惯性冲击，以防造成机床零部件损伤，回路中对气缸活塞运动采用了排
气节流调速控制。此外，为了检测气缸活塞的运动位置，回路中设置了两个接近开关LS16
和LS17，以实现系统对整个交换台升降过程的行程控制。
加工中心交换台升起回路
2.2加工中心盘式刀库摆动回路
引导问题：
请同学们通过查阅相关资料和教师讲解，分析加工中心盘式刀库摆动回路的工作原理
和回路组成。
数控加工中心在工作过程中，需要实现自动更换刀具。在某加工中心的控制系统中，
自动刀库的半动、刀套反转、主轴孔内刀具拉杆的向下运动、主轴吹气、油气润滑单元排送
润滑油、数控转台夹紧松开等，均采用气压传动。
加工中心盘式刀库摆动回路原理
某加工中心的盘式自动刀库的摆动控制采用的气动回路如图3-43所示。自动刀库摆动
回路由二位三通电磁换向阀A、二位五通电磁换向阀B、两个单气控二位二通换向阀C和D
以及两个单向节流阀E和F组成。二位三通电磁换向阀A控制回路气源的通断，同时也控制
两个单气控二位二通换向阀C和D输出口的通断。工作时，换向阀A通电，接通回路气源，
压缩气体经过控制回路分别进入单气控二位二通换向阀C和D的左右控制腔，使主控换向阀
B与气缸之间形成通路。这样，当主控换向阀B接收相应信号时，即可实现气缸活塞的伸出
和缩回动作。如果系统发出信号使二位三通电磁换向阀A断电时，其输出信号被切断，同时
也切断了换向阀C和D的控制气路，使它们在弹簧作用下迅速复位，气缸进、排气口均处于
封闭状态，活塞在原位停止。回路利用换向阀阀C和D使气缸活塞可以停止在任意位置上，
并且可以防止切断气源后活塞产生移动错差。
回路中设置的两个单向节流阀E和F对气缸进行排气节流控制，可有效降低气缸活塞的运动
速度，以避免更换刀具在反转过程中因运动速度过快发生脱落现象。