1、在线教务辅导网：在线教务辅导网：http:/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：或者直接输入下面地址：http:/ 项目五项目五 气压传动系统的工作原理及组成气压传动系统的工作原理及组成单元三单元三 气动执行元件气动执行元件 单元二单元二 气源装置气源装置 单元一单元一 气压传动的工作介质气压传动的工作介质 单元四单元四 气动控制元件及基本回气动控制元件及基本回 路路 主主 要要 内内 容容 单元一单元一 气压传动的工作介质气压传动的工作介质 学习目标学习目标 了解空气的基本性质，并掌握空气的这些基
2、本性质对了解空气的基本性质，并掌握空气的这些基本性质对气压传动系统的影响。气压传动系统的影响。一、空气的湿度一、空气的湿度 有直接影响。空气由78%的氮气、21%氧气、15%其他气体以及一些水蒸气组成。水蒸气越多，空气越潮湿。它对传动系统的稳定和寿命 二、空气的可压缩性二、空气的可压缩性 空气体积受温度和压力的影响很大，有明显的可压缩性。温度和压力越高，压缩性越大，只有在气流速度较低，温度变化不大时，才可将气体看作不可压缩。三、气阻与气容三、气阻与气容 体积小、阻力大的流通部件为气阻。体积小、阻力大的流通部件为气阻。如节流阀。在气动系统中，为了控制运动（例如气缸的调速），常用气阻来调节压力和流
3、量的大小。气压传动系统中储存或放出气体的空间称为气容。气压传动系统中储存或放出气体的空间称为气容。如管道、气缸、储气罐。为了提高气压信号的传输速度，提高系统的工作频率和运行可靠性，应限制管道气容，为了延时、缓冲等目的，应在一定的部位设置适当的气容。气压设备在工作时，常出现气体的高速流动，从而产生噪声，噪声的强弱随排气量、排气速度、排气通道的形状有关。为了降低噪声，应合理设计排气口形状并降低排气速度。四、气体的高速流动四、气体的高速流动想一想一想想 1 234 空气的湿度对气压传动系统有何影响？如何防止它的负面影响？液压传动与气压传动系统相比较，哪个传动更为平稳？为什么？家庭中常用的燃气罩、罐及
4、相关的部件，哪些是气阻，哪些是气容，各有什么作用？高速气流在经过排气通道排出时会发出刺耳的声音，你有什么办法可以降低噪声？方法越多越好。单元二单元二 气气 源源 装装 置置活动一活动一 气源装置及辅助元件的连接练习气源装置及辅助元件的连接练习 任务二任务二 其他辅助元件的工作原理及选用其他辅助元件的工作原理及选用任务一任务一 气源装置的作用和工作原理气源装置的作用和工作原理活动二活动二 气源装置及辅助元件认识及拆装实训气源装置及辅助元件认识及拆装实训学习目标学习目标 1掌握空气压缩机的原理、结构与选用。掌握空气压缩机的原理、结构与选用。2掌握压缩空气净化装置的原理、结构与用。掌握压缩空气净化装
5、置的原理、结构与用。任务一任务一 气源装置的作用和工作原理气源装置的作用和工作原理一、一、气源装置的作用和工作原理气源装置的作用和工作原理气源气源 装装 置置 组成组成空气压缩机空气压缩机储存、净化装置和设备储存、净化装置和设备管路系统管路系统气气 源源 装装 置置 组组 成成 示示 意意 图图 1空气压缩机2后冷却器3油水分离器4、7储气罐5干燥器6空气过滤器 1.空气压缩机的分类空气压缩机的分类 一、空气压缩机一、空气压缩机动力式空气压缩机容积式空气压缩机空气压缩机是产生和输送压缩空气的装置，它将机械能转化为气体的压力能。按其工作原理的不同可划分为：最常用的形式 当活塞3向右运动时，气缸2
6、的容积增大，压力降低，排气阀1关闭，外界空气在大气压的作用下，打开吸气阀9进入气缸内，此过程称为吸气过程。当活塞3向左运动时，气缸2的容积减小，空气受到压缩，压力逐渐升高而使吸气阀9关闭，排气阀1被打开，压缩空气经排气口进入储气罐，这一过程称为压缩过程。单级单缸压缩机就是这样循环往复运动，不断产生压缩空气。2.空气压缩机的工作原理空气压缩机的工作原理 空气压缩机的选用应以气压传动系统所需要的工作压力和空气压缩机的选用应以气压传动系统所需要的工作压力和流量两个参数为依据。流量两个参数为依据。一般气动系统需要的工作压力为0.50.8MPa，因此选用额定排气压力为0.71MPa的低压空气压缩机。输出
7、流量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流量的依据。3.空气压缩机的选用空气压缩机的选用 问题：压缩空气为什么需要净化装置？问题：压缩空气为什么需要净化装置？三、压缩空气的净化装置三、压缩空气的净化装置 因为压缩机在工作时，从大气中吸人含有水分和灰尘的空气，因为压缩机在工作时，从大气中吸人含有水分和灰尘的空气，经压缩后空气温度升至经压缩后空气温度升至140度度170度，此时油分、水分以及灰尘便度，此时油分、水分以及灰尘便形成混合的胶体微雾，同其他杂质一起送至气动装置，影响设备的形成混合的胶体微雾，同其他杂质一起送至气动装置，影响设备的寿命，严重时使整个气动
8、系统工作不稳定，所以必须净化。寿命，严重时使整个气动系统工作不稳定，所以必须净化。油水油水分离器分离器空气空气过滤器过滤器后冷却器后冷却器干燥器干燥器储气罐储气罐压缩空气的压缩空气的净化装置净化装置 1.1.后冷却器后冷却器热空气热空气冷空气冷空气冷却水冷却水图形符号图形符号冷空气冷空气热空气热空气冷却水冷却水冷却水冷却水蛇管式蛇管式列管式列管式 后冷却器安装在空压机出口管道上，空压机排出温度为140170的压缩空气经过后冷却器，降至4050。可使压缩空气中的油雾和水汽迅速达到饱和凝结析出。安装使用时要特别注意冷却水与压缩空气的流动方向（图中箭头所示方向）。撞击折回式油水分离器的结构原理撞击折
9、回式油水分离器的结构原理进气口栅板支架隔板输出口 2.油水分离器油水分离器 作用是分离压缩空气中凝聚的水分、油分和灰尘等杂质，使作用是分离压缩空气中凝聚的水分、油分和灰尘等杂质，使压缩空气得到初步净化。压缩空气得到初步净化。（）撞击折回式油水分离器（）撞击折回式油水分离器 压缩空气由进气管4进入分离器壳体后，气流先受到隔板2的阻挡，被撞击而折回向下；之后又上升并产生环形回转，最后从管3排出。同时，在压缩空气中凝聚的水滴、油滴等杂质，受惯性力的作用而分离析出，沉降于壳体底部，由阀6定期排出。水浴式油水分水浴式油水分离器离器旋转离心式旋转离心式油水分离器油水分离器输入羊毛毡输出多孔不锈钢板排水排污
10、多孔塑料隔板45度切向输入水浴式和旋转离心式油水分离器串联结构水浴式和旋转离心式油水分离器串联结构灌水（）水浴式油水分离器（）水浴式油水分离器 压缩空气从管道进入分离器底部以后，经水洗和过滤后从出口输出。（3）旋转离心式油水分离器）旋转离心式油水分离器 压缩空气从切向进入分离器后，产生强烈的旋转，使压缩空气中的水滴、油滴等杂质，在惯性力作用下被分离出来而沉降到容器底部，再由排污阀定期排出。要求净化程度高的气动系要求净化程度高的气动系统，可将水浴式与旋转离心式统，可将水浴式与旋转离心式油水分离器串联组合使用油水分离器串联组合使用。作用：作用：主要除去压缩空气中的水分油分和粉尘等杂质，使空主要除去
11、压缩空气中的水分油分和粉尘等杂质，使空气干燥。气干燥。3、干燥器、干燥器 干燥方法主要有机械法、离心法、冷冻法和吸附法等。吸附式干燥器：吸附式干燥器：利用硅胶、活性氧化铝、焦炭或分子筛等具有吸附性能的干燥剂来吸附压缩空气中的水分，使其达到干燥的目的。当干燥器使用一段时间后，吸附剂吸水达到饱和状态失去吸附能力，需设法除去吸附剂中的水分，使其恢复干燥状态，以便继续使用，这就是吸附剂再生。其过程：其过程：先将干燥器的进、出气管关闭，使其脱离工作状态，然后从再生空气进气管7输入干燥的热空气（温度一般为180200）。热空气通过吸附层时将其所含水分蒸发成水蒸气并一起由再生空气排气管4、6排出。经过一定的
12、再生时间后，吸附剂被干燥并恢复了吸湿能力。这时，将再生空气的进、排气管关闭，将压缩空气的进、出气管打开，干燥器便继续进入工作状态。一般气源系统设置两套干燥器，一套用于空气干燥，另一一般气源系统设置两套干燥器，一套用于空气干燥，另一套用于吸附剂再生，两套交替工作。套用于吸附剂再生，两套交替工作。4、空气过滤器、空气过滤器输出输入排水作用：是进一步滤除压缩空气中的杂质。作用：是进一步滤除压缩空气中的杂质。（1）一次空气过滤器）一次空气过滤器 滤灰效率为5070。气流由切线方向进入筒内，在惯性的作用下分离出液滴，然后气体由下向上通过多孔钢板、毛毡、硅胶、焦炭、滤网等过滤吸附材料，干燥清洁的压缩空气便
13、从筒顶输出。分水排水器分水排水器输入输出1 旋转叶子2 滤芯3 存水杯4 挡水板5 手动排水阀（2）二次空气过滤器（分水排水器）二次空气过滤器（分水排水器）滤灰效率为7099。压缩空气从输入口进入后，被引入旋风叶子1，迫使空气沿切线方向运动产生强烈的旋转。夹杂在气体中较大的水滴、油滴等，在惯性作用下与存水杯3内壁碰撞，分离出来沉到杯底；而微粒灰尘和雾状水气在气体通过滤芯2时被拦截滤去，洁净的空气便从输出口输出。防止气体旋涡将杯中积存的污水卷起破坏过滤作用，在滤芯下部设有挡水板4。为保证分水滤气器正常工作，必须将污水通过手动排水阀5及时放掉。作用：作用：（1）存储一定数量的压缩空气，）存储一定数
14、量的压缩空气，以解决空气压缩机的输出气量和气以解决空气压缩机的输出气量和气动设备的耗气量之间的不平衡；动设备的耗气量之间的不平衡；（2）保证输出气流的连续性和）保证输出气流的连续性和平稳性；减弱空气压缩机排出的气平稳性；减弱空气压缩机排出的气流脉动引起的管道振动；流脉动引起的管道振动；（3）进一步分离压缩空气中的）进一步分离压缩空气中的水分和油分。水分和油分。5.储气罐储气罐消声器气液转换器油雾器其他辅助元件 任务一任务一 其他辅助元件的工作原理及选用其他辅助元件的工作原理及选用学习目标学习目标 1掌握辅助元件的工作原理掌握辅助元件的工作原理；2学会辅助元件的选用、安装与连接学会辅助元件的选用
15、、安装与连接。一、油一、油 雾雾 器器作用：使润滑油雾化后，随压缩空气一起进入需要润滑的部件，达到润滑的目的。油面受压，使油经过吸油管6将钢球7顶起，钢球7不能封住它到节流阀的通油孔，油可以不断地经节流阀1的阀口流入滴油管，再滴入喷嘴11中，被主通道中的高速气流引射出，雾化后从输出口输出。压缩空气由输入口进入后，一部分由小孔a通过特殊单向阀进入存油杯5的上腔c，二、消声器二、消声器联接件消声罩 吸收型消声器(1)吸收型消声器吸收型消声器 当有压气体通过消声罩（吸音材料）时，气流受到阻力，声能量被部分吸收而转化为热能，从而降低了噪声强度。(2)膨胀干涉型消声器膨胀干涉型消声器 消声器呈管状，其直
16、径比排气孔大得多，气流在里面扩散反射，互相干涉，减弱了噪声强度。最后经过非吸音材料制成的多孔外壳排入大气。优点是排气阻力小，可消除中、低频噪声。缺点是结构较大，不够紧凑。膨胀干涉吸收型消声器(3)膨胀干涉吸收型消声器膨胀干涉吸收型消声器 它是前两种消声器的综合应用。它是前两种消声器的综合应用。当气流由斜孔引入，在A室扩散、减速、碰壁撞击后反射到B室，气流束相互撞击，干涉，进一步减速，从而使噪声减弱。然后气流经过吸音材料的多孔侧壁排入大气，噪声被再次削弱，所以这种消声器的降低噪声效果更好。三、气液转换器三、气液转换器 当压缩空气由上部输入管输入后，经过管道末端的缓冲装置使压缩空气作用在油面上，液
17、压油就以压缩空气相同的压力，由转换器主体下部的排油孔输出到液压缸，使其动作。在气动系统中，为了获得较平稳的速度，常用到气液阻尼在气动系统中，为了获得较平稳的速度，常用到气液阻尼缸或用液压缸作执行元件，这就需要用气液转换器把气压信号缸或用液压缸作执行元件，这就需要用气液转换器把气压信号转换成液压信号。转换成液压信号。单元三单元三 气动执行元件气动执行元件 活动一活动一 气缸和气马达拆装实训气缸和气马达拆装实训 任务二任务二 气压马达的组成原理及选用气压马达的组成原理及选用 任务一任务一 气缸的组成原理及选气缸的组成原理及选 用用任务一任务一 气缸的组成原理及选用气缸的组成原理及选用学习目标学习目
18、标 1了解气缸的结构、工作原理及特点了解气缸的结构、工作原理及特点；2会根据生产实际需要选择合适的气缸。会根据生产实际需要选择合适的气缸。一、气缸的分类一、气缸的分类 1.按作用方式分：按作用方式分：单作用气缸和双作用气缸；2.按结构分：按结构分：活塞式气缸、叶片式气缸、薄膜式气缸、气液阻尼缸等。3.按安装方式分：按安装方式分：为耳座式、法兰式、轴销式和凸缘式。4.按气缸的功能可分：按气缸的功能可分：普通气缸特殊气缸 二、几种常见气缸的工作原理和用途二、几种常见气缸的工作原理和用途 1.单作用气缸单作用气缸 单作用气缸是指压缩空气仅在气缸的一端进气，并推动活塞运动，而活塞的返回则是借助于其它外
19、力，如重力、弹簧力等，式中：式中：F活塞杆上的推力；活塞杆上的推力；D活塞直径；活塞直径；P气缸工作压力；气缸工作压力；Fn弹簧力弹簧力;c气缸的效率。气缸的效率。推力计算：推力计算：SCFpDF24 2.双作用气缸双作用气缸输出力计算：输出力计算：CpDF214CpdDF)(4222 式中：式中：当无杆腔进气时活塞杆上的输出力；当有杆腔进气时活塞杆上的输出力；活塞直径；气缸工作压力；气缸的效率，一般取O.70.8。1F2FDpC适用于气动夹具、自动调节阀及短行程场合 3.薄膜式气缸薄膜式气缸 利用压缩空气通过膜片推动活塞杆作往复运动。利用压缩空气通过膜片推动活塞杆作往复运动。优点：优点：结构
20、紧凑、简单、制造容易、成本低、维修方便、寿命长、泄漏少、效率高。应用：应用：适用于气动夹具、自动调节阀及短行程场合。单作用式单作用式 双作用式双作用式 4.气液阻尼缸气液阻尼缸气液阻尼缸解决了负载气液阻尼缸解决了负载变化较大时产生的变化较大时产生的“爬爬行行”或或“自走自走”现象，现象，使气缸工作使气缸工作平稳，但左图的串联式平稳，但左图的串联式气液阻尼缸易气液阻尼缸易 产生油气产生油气互窜现象互窜现象。当压缩空气进入气缸左腔时，液压缸右腔排油，此时单向当压缩空气进入气缸左腔时，液压缸右腔排油，此时单向阀阀3开启，活塞能快速返回。油箱开启，活塞能快速返回。油箱2的作用只是用来补充液压缸的作用只
21、是用来补充液压缸因泄漏而减少的油量，因此改用油杯就可以了。因泄漏而减少的油量，因此改用油杯就可以了。（1）串联型气液阻尼缸）串联型气液阻尼缸（2）并联型气液阻尼缸）并联型气液阻尼缸并联气液阻尼缸解并联气液阻尼缸解决了油气互窜现象决了油气互窜现象 冲击气缸广泛用于锻造、冲压、下料、压配等各方面。冲击气缸广泛用于锻造、冲压、下料、压配等各方面。5.冲击气缸冲击气缸 活塞在很短的时间内以极高的速度向下冲击，可产生很大活塞在很短的时间内以极高的速度向下冲击，可产生很大的冲击力。的冲击力。当压缩空气进入蓄能腔时，其压力只能通过喷嘴口的小面积作用在活塞上，还不能克服活塞杆腔的排气压力所产生的向上的推力及活
22、塞与缸体间的摩擦力，喷嘴处于关闭状态；当蓄能腔充气压力升高活塞下移使喷嘴口开启，压缩空气通过喷嘴口突然作用于活塞的全面积上。高速气流进入活塞腔进一步膨胀并产生冲击波，给予活塞很大的向下的推力。三、标准化气缸简介三、标准化气缸简介 1.标准化气缸的标记和系列标准化气缸的标记和系列 五种标准化气缸系列为：QGA无缓冲普通气缸 QGB细杆（标准杆）缓冲气缸 QGC粗杆缓冲气缸 QGD气液阻尼缸 QGH回转气缸 2.标准化气缸的主要参数标准化气缸的主要参数标准化气缸的主要参数是缸筒内径D和行程L。标准化气缸系列有11种规格：缸径D(mm):40、50、63、80、100、125、160、200、250
23、、320、400行程L(mm):对无缓冲气缸：L(0.52)D对有缓冲气缸：L(110)DQGA、B、C、D、H缸径缸径行程行程X任务二任务二 气马达缸组成原理及选用气马达缸组成原理及选用学习目标学习目标 1了解气马达的结构、工作原理及特点了解气马达的结构、工作原理及特点；2会根据生产实际需要选择合适的气马达。会根据生产实际需要选择合适的气马达。一、气马达的分类和工作原理一、气马达的分类和工作原理最常用的气马达有叶片式、活塞式、薄膜式三种。叶片式工作原理：叶片式工作原理：压缩空气由 A孔输入后，一路经定子两端密封盖的槽进入叶片底部，将叶片推出，叶片靠此气压推力和转子转动的离心力作用紧密地贴紧在
24、定于内壁上；另一路经A孔进入相应的密封工作空间，空气作用在两个叶片上。由于两叶片伸出长度不等，就产生了转矩，转子按逆时针方向旋转。作功后的气体由定子上的孔C排出，剩余残气经孔B排出。若改变压缩空气输入方向，则可改变转子的转向。径向活塞式气马达原理：径向活塞式气马达原理：压缩空气经进气口进入配气阀后再进入气缸，推动活塞及连杆组件运动，迫使曲轴旋转，同时，带动固定在曲轴上的配气阀同步转动，使压缩空气随着配气阀角度位置的改变而进入不同的缸内，依次推动各个活塞运动。由各活塞及连杆带动曲轴连续运转。薄膜式气马达原理：薄膜式气马达原理：它实际上是一个薄膜式气缸，当它作往复运动时，通过推杆端部的棘爪使棘轮作
25、间歇性转动。二、气马达的特点二、气马达的特点 （1）工作安全，可以在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、灰尘等恶劣环境下工作。（2）具有过载保护作用。可长时间满载工作。（3）可以实现无级调速。（4）具有较高的起动转矩。（5）功率范围及转速范围均较宽。（6）结构简单、操纵方便、可正反转，维修容易、成本低。（7）速度稳定性较差、输出功率小、耗气量大、效率低、噪声大。三、气马达的选择及使用要求三、气马达的选择及使用要求 （1）气马达的选择）气马达的选择 不同类型的气马达具有不同的特点和适用范围。主要要从负载的状态要求来选择适当的马达。主要要从负载的状态要求来选择适当的马达。（2）气马达的使用要求）气马达的
26、使用要求 一般应在气马达的换向阀前安装油雾器，以进行不间断地润滑。单元四单元四 气动控制元件及基本回路气动控制元件及基本回路 活动活动2 气动控制阀拆装实训气动控制阀拆装实训 活动活动1 气动控制元件练习气动控制元件练习 任务一任务一 气动控制元件工作原理及选用气动控制元件工作原理及选用 任务二任务二 气马达缸组成原理及选用气马达缸组成原理及选用学习目标学习目标 1了解气压传动控制元件的工作原理了解气压传动控制元件的工作原理；2会根据生产实际需要选择合适的气压传动控制元会根据生产实际需要选择合适的气压传动控制元件。件。一、压力控制阀一、压力控制阀 压缩空气站提供的压力高于设备和装置所需的工作压
27、力，且压力波动较大，为适合每台气动设备和装置实际需要的压力，需要用减压阀来降低和稳定空气压力。1.减压阀减压阀直动式减压阀结构直动式减压阀结构 当阀处于工作状态时，调节旋钮1，压缩弹簧2、3及膜片5使阀心8下移，进气阀口10被打开，气流从左端输入，经阀口10节流减压后从右端输出。输出气流的一部分，由阻尼管7进入膜片气室6，在膜片5下面产生一个向上的推力，这个推力总是企图把阀口开度关小，使其输出压力下降。当作用在膜片上的推力与弹簧力互相平衡后，减压阀的输出压力便保持一定值。直动式溢流阀直动式溢流阀 2.溢流阀溢流阀 当气体作用在阀心3上的力小于弹簧2的力时，阀处于关闭状态。当系统压力升高，作用在
28、阀心3上的作用力大于弹簧力时，阀心向上移动，阀开启并溢流，使气压不再升高。先导式溢流阀先导式溢流阀(1)直动式溢流阀直动式溢流阀(2)先导式溢流阀先导式溢流阀 用一个小型直动式减压阀或气动定值器作为它的先导阀。工作时，减压后的空气从上部C口进人阀内，阀的流量特性好。3.顺序阀顺序阀 顺序阀是依靠气路中压力的变化来控制各执行元件按顺序顺序阀是依靠气路中压力的变化来控制各执行元件按顺序动作的压力阀。动作的压力阀。关闭状态关闭状态开启状态开启状态图形符号图形符号 当输入压力达到顺序阀的调整压力时，阀口打开，压缩空气从P到A才有输出，反之，A无输出。开启状态开启状态关闭状态关闭状态 图形符号图形符号
29、单向顺序阀工作原理：单向顺序阀工作原理：当压缩空气进入气腔4后，作用在活塞3上的气压超过压缩弹簧2上的力时，将活塞顶起。空气从P经气腔4、5到A输出，如图a所示。此时单向阀6在压力差及弹簧力的作用下处于关闭状态。反向流动时，输入侧P变成排气口，输出侧压力将顶开单向阀6由T口排气，如图b所示。调节旋钮1就可改变单向顺序阀的开启压力，以便在不同的开启压力下。二、方向控制阀二、方向控制阀方向方向控制阀控制阀类别类别机械机械控制控制换向阀换向阀 梭阀梭阀 人力人力控制控制换向阀换向阀 快速快速排气阀排气阀 气压气压延时延时换向阀换向阀 先导式先导式电磁电磁换向阀换向阀 电磁电磁控制控制换向阀换向阀 气
30、压气压控制控制换向阀换向阀 1.气压控制换向阀气压控制换向阀 利用压缩空气的压力推动阀芯移动，使换向阀换向，从而实现利用压缩空气的压力推动阀芯移动，使换向阀换向，从而实现气路换向或通断。气路换向或通断。(1)单气控换向阀单气控换向阀 图图b是有气控信号是有气控信号K而动作时的状态。而动作时的状态。由于气压力的作用，阀心1压缩弹簧2下移，使阀口A与T断开，P与A接通。图图a是无气控信是无气控信号号K时阀的状态，时阀的状态，即常态。即常态。此时阀心1在弹簧2的作用下处于上端位置，使阀口A 与T接通。(2)双气控换向阀双气控换向阀 图a为有气控信号K1时阀的状态，此时阀芯停在左边，其通路状态是P与A
31、、B与T2相通。图b为有气控信号K2时阀的状态（信号K1已不存在），阀心换位，其通路状态变为P与B，A与T1相通。双气控滑阀具有记忆功能，双气控滑阀具有记忆功能，即气控信号消失后，阀仍能保即气控信号消失后，阀仍能保持在有信号时的工作状态。持在有信号时的工作状态。2.电磁控制换向阀电磁控制换向阀利用电磁力的作用来实现阀的切换以控制气流的流动方向。利用电磁力的作用来实现阀的切换以控制气流的流动方向。图图a为电磁线圈不通电状态，为电磁线圈不通电状态，此时阀在复位弹簧的作用下处于上端位置，A 与T相通,阀处于排气状态。当线圈通电时，当线圈通电时，电磁铁1推动阀芯2向下移，气路换向，P与A 相通，阀处于
32、进气状态，如图b所示。直动式单电控电磁阀直动式单电控电磁阀 直动式双电控电磁阀直动式双电控电磁阀 当电磁线圈当电磁线圈1通电、通电、2断电时（图断电时（图a），），阀芯3被推向右端，P与A，B与 T2 相通，A口进气，B口排气。当电磁线圈1断电时，阀心仍处于电磁线圈1断电前的工作状态，即具有记忆功能。当电磁线圈当电磁线圈2通电、通电、1断电时（图断电时（图b），），阀芯被推向左端，P与B，A与T1相通，B口进气，A口排气。若电磁线圈2断电，气流通路仍保持电磁线圈2断电前的工作状态。3.先导式电磁控制换向阀先导式电磁控制换向阀 由电磁先导阀和主阀两部分组成。用先导阀的电磁铁首先控制由电磁先导阀和
33、主阀两部分组成。用先导阀的电磁铁首先控制气路，产生先导压力，再由先导压力去推动主阀阀心，使其换向。气路，产生先导压力，再由先导压力去推动主阀阀心，使其换向。当电磁先导阀1的线圈通电、先导阀2断电时（图a），主阀3的K1腔进气，K2腔排气，使主阀芯向右移动。P与A、B与T2相通，A口进气，B口排气；当电磁先导阀2通电，而先导阀1断电时（图b），主阀 K2腔进气，K1腔排气，主阀芯向左移动。P与 B，A与T1相通，B口进气，A口排气。为保证主阀正常工作,两个电磁阀不能同时通电，电路中要考虑互锁。先导式电磁换向阀便于实现电、气联合控制，应用广泛。4.人力控制换向阀人力控制换向阀 当用手压下阀心（图当
34、用手压下阀心（图b），），则P与A、B与T2相通。手放开，阀芯依靠定位装置保持状态不变。当用手将阀芯拉出时（见当用手将阀芯拉出时（见图图a），），则P与B、A与T1相通，气路方向改变，并能维持该状态不变。分手动及脚踏两种操纵方式。手动阀操作方式有按钮式、旋钮分手动及脚踏两种操纵方式。手动阀操作方式有按钮式、旋钮式、锁式及推拉式等多种形式。式、锁式及推拉式等多种形式。推拉式手动阀的工作原理推拉式手动阀的工作原理:5.机械控制换向阀机械控制换向阀 图示为杠杆滚轮式机控换向阀。当凸轮或撞块直接与滚轮当凸轮或撞块直接与滚轮1接触后，通过杠杆接触后，通过杠杆2使阀芯使阀芯5换向。换向。优点：优点：减少了
35、顶杆3所受的侧向力；同时，通过杠杆传力也减小了外部的机械压力。依靠凸轮、撞块或其它机械外力推动阀芯，使阀换向。依靠凸轮、撞块或其它机械外力推动阀芯，使阀换向。6.梭阀梭阀 多用于手动与自动控制的并联回路中，相当于两个单向多用于手动与自动控制的并联回路中，相当于两个单向阀组合而成，其作用相当于阀组合而成，其作用相当于“或门或门”逻辑功能。逻辑功能。梭阀有两个进气口梭阀有两个进气口P1和和P2，一个工作口，一个工作口A，阀心，阀心2在两个方向在两个方向上起单向阀的作用。上起单向阀的作用。当P1进气时，阀心2右移，封住P2口，使P1与A相通，A口进气。当P2进气时，阀心2左移，封住P1口，使P2与A
36、相通，A口也进气。若P1与P2都进气时，阀心就可能停在任意一边。若P1与P2不等，则高压口的通道打开，低压口则被封闭，高压气流从A输出。7.快速排气阀快速排气阀 快速排气阀常安装在换向阀和气缸之间，使气缸的排气不用通过换向阀而快速排出，加快气缸往复的运动速度，缩短工作周期。快速排气阀工作原理快速排气阀工作原理:进气口P进入压缩空气，将活塞上推，开启阀口2，关闭排气口T，使进气口P和工作口A相通，见图a。图b是P口没有空气进入时,在A口和P口压力差作用下，活塞下降，关闭P口，A口经T口快速排气。进气进气 排气排气 符号符号 8.气压延时换向阀气压延时换向阀 延时换向阀的作用相当于时间继电器。延时
37、换向阀的作用相当于时间继电器。由延时元件和换向阀两大部分组成。当有气控信号当有气控信号K时，时，控制气流经过滤塞4、节流阀3到气容2内。节流后的气流量较小，气容2中气体的压力增长缓慢。经过一定时间后，气容2中气体压力升到一定值时，使阀芯5向右移，气路换向，P与A相通，A口进气。气控信号消失后，气控信号消失后，气容内的气体经单向阀1至K口迅速排空，阀芯5在复位弹簧的作用下左移，使A与T相通，A口排气。调节节流阀调节节流阀3，可获得，可获得020s的延时。的延时。如果将如果将P、T口换接，则可变成二位三通延时断型换向阀口换接，则可变成二位三通延时断型换向阀（常通式）。（常通式）。工工 作作 原原
38、理理:三、流量控制阀三、流量控制阀 1.节流阀节流阀 圆柱斜切型节流阀：压缩空气由 P口进入，经过节流后，由A口流出。旋转阀心螺杆，就可改变节流口的开度，这样就调节了空气的流量。2.排气节流阀排气节流阀 装在执行元件的排气口处。靠调节节流口1 处的通流面积来调节排气流量，由消声套2减少排气噪声。活动活动1 气动控制元件练习气动控制元件练习1分析下图中换向阀的工作原理，并画出图形符号。分析下图中换向阀的工作原理，并画出图形符号。2下列符号各是什么阀？它们有何异同？下列符号各是什么阀？它们有何异同？3溢流阀和节流阀都能作为背压阀用，二者有何区别？溢流阀和节流阀都能作为背压阀用，二者有何区别？4按照
39、图示职能符号填写出其名称。按照图示职能符号填写出其名称。5顺序阀是依靠回路中顺序阀是依靠回路中 变化来控制顺序动作。变化来控制顺序动作。活动活动1 气动控制元件练习气动控制元件练习单元四单元四 气动控制元件及基本回路气动控制元件及基本回路 任务二任务二 气动基本回路组成原理及气路连接气动基本回路组成原理及气路连接 学习目标学习目标 1掌握方向、速度、压力控制基本回路控制原理；掌握方向、速度、压力控制基本回路控制原理；2掌握方向、速度、压力控制基本回路的安装调试；掌握方向、速度、压力控制基本回路的安装调试；3理解基本回路的应用。理解基本回路的应用。气动基本回路：气动基本回路：是以相同的形式在不同
40、的回路中重复出现是以相同的形式在不同的回路中重复出现的回路，其功能是一致的。的回路，其功能是一致的。一、方向控制回路一、方向控制回路 方向控制回路是通过进入执行元件压缩空气的通、断或方向控制回路是通过进入执行元件压缩空气的通、断或变向来实现气动系统执行元件的起动、停止和换向作用的回变向来实现气动系统执行元件的起动、停止和换向作用的回路。路。1.单作用气缸换向回路单作用气缸换向回路 图图a：当电磁铁通电时，活塞杆向上伸出，电磁铁断电时，活塞杆在弹簧作用下返回。图图b：在两电磁铁均断电时，在弹簧的作用下换向阀在中位，使气缸可以停在任意位置，但定位精度不高。2.双作用气缸换向回路双作用气缸换向回路
41、图图a：用单气控二位五通的换向回路。图图b：当有气控信号K时活塞杆推出，反之，活塞杆退回。图图c：当手动阀换向时，由手动阀控制的压缩空气推动二位五通气控换向阀换向，气缸活塞外伸；松开手动阀，活塞杆返回。图图d、e、f：两端控制电磁铁线圈或按钮不能同时操作，否则将出现误动作，其回路相当于双稳的逻辑功能。图f还有中位停止位置，但中停定位精度不高。（1）压缩空气经过由气源经分水滤器器和调压阀、截止阀向系统供气，气压设定为0.5MPa，利用一个手动二位三通换向阀控制一个单作用气缸活塞杆的伸出。气动控制原理图如图，完成该气路的控制训练。活动活动 安装试运行安装试运行画画 一一 画画 若上述手动二位三通换
42、向阀更换为电磁控制二位三通换向阀应如何更改气路，并设计实现上述功能的电气控制电路。（2）压缩空气经过由气源经分水滤器器和调压阀、截止阀向系统供气，气压设定为0.5MPa，根据下面气动控制原理图5-46所示，由两个手动二位三通换向阀T1和T2、一个机动换向阀、一个双压阀、一个双气控二位四通换向阀，完成双作用气缸的伸出与缩回的控制。并说明双压阀的作用？（2）若要求气缸返回时能快速返回，应增加哪种 控制阀即可，试重新设计气路。想一想想一想 （1）若T1和T2其中之一起作用，即可控制双作用缸伸出，应该更换哪一个控制阀，气动 回路如何更改，并完成控制。二、压力控制回路二、压力控制回路 压力控制回路是使回
43、路中的压力保持在一定范围内，或使回压力控制回路是使回路中的压力保持在一定范围内，或使回路得到高、低不同压力的基本回路。路得到高、低不同压力的基本回路。1.一次压力控制回路一次压力控制回路 一次压力控制回路主要用来控制储气罐内的压力，使它不超一次压力控制回路主要用来控制储气罐内的压力，使它不超过规定的压力。过规定的压力。可以采用外控溢流阀或电可以采用外控溢流阀或电接点压力计来控制。接点压力计来控制。当采用电接点压力计当采用电接点压力计2进行控制时：进行控制时：用它直接控制压缩机的停止或转动，这样也可保证储气罐内压力在规定的范围内。当采用溢流阀控制时：当采用溢流阀控制时：若储气罐内压力超过规定压力
44、值时，溢流阀接通，压缩机输出的压缩空气由溢流阀1排入大气，使储气罐内压力保持在规定范围内。采用溢流阀控制时：采用溢流阀控制时：结构简单、工作可靠，但气量浪费大。采用电接点压力计控制时，对电机及控制要求较高，常用于小型空气压缩机。2.二次压力控制回路二次压力控制回路二次压力控制回路主要是对气动控制系统的气源压力进行控制。二次压力控制回路主要是对气动控制系统的气源压力进行控制。输出压力的大小由溢流式减压阀调整。在该回路中，分水排水器、减压阀、油雾器常联合使用，分水排水器、减压阀、油雾器常联合使用，即三联件，即三联件，并且已有组合件生产。3.高低压转换回路高低压转换回路 图a所示为高低压转换回路，由
45、两个减压阀分别调出 、两种不同的压力，气压系统就能得到所需要的高压和低压输出。图b是利用两个两个减压阀和一个换向阀构成的高低压力 和 的自动转换回路。1p2p1p2p 想一想想一想 （1）控制原理如图所示，压缩空气经过由气源经分水滤器器和调压阀、截止阀向系统供气，气压设定为0.6MPa，通过减压阀和手动二位三通换向阀的控制，改变气动马达输出转矩。若采用双向气动马达，应使用何种形式的换向阀？（2）按照下面气动原理图连接气路，系统气压设定为0.6MPa，顺序阀设定压力为0.5MPa，当驱动按钮阀动作时，气缸活塞杆伸出并对工件进行加工。当系统压力达到顺序阀设定压力时，气缸就复位。(3)按照图所示的三
46、种气压传动控制回路，试比较气缸输出力控制的不同？三、速度控制回路三、速度控制回路1.单作用气缸速度控制回路单作用气缸速度控制回路 图图a：两个反向安装的单向节流阀，可分别实现进气节流和排气节流来控制活塞杆的伸出及缩回速度。图图b：气缸上升时可调速，下降时则通过快排气阀排气，使气缸快速返回。2.双作用气缸速度控制回路双作用气缸速度控制回路双作用气缸有进气节流和排气节流两种调速方式。双作用气缸有进气节流和排气节流两种调速方式。图图a：进气节流调速，当换向阀在图示位置时，气流经节流阀进入缸A腔，B腔排出的气体经换向阀排气。进气节流也有不足之处：（1）当负载方向与活塞运动方向相反时，活塞运动易出现不平
47、稳现象，即“爬行”现象。（2）当负载方向与活塞运动方向一致时，由于排气经换向阀排气，几乎没有阻尼，负载易产生“跑空”现象，使气缸失去控制。图5b所示排气节流调速，当换向阀在图示位置时，压缩空气经换向阀直接进入气缸A腔，B腔排出的气体经节流阀、换向阀排入大气。排气节流调速回路具有以下特点：排气节流调速回路具有以下特点：（1）气缸速度随负载变化较小，运动较平稳。）气缸速度随负载变化较小，运动较平稳。（2）能承受负值负载。）能承受负值负载。3.气液转换速度控制回路气液转换速度控制回路 利用气液转换器1、2将气压变成液压，利用液压油驱动液压缸3，得到平稳易控制的活塞运动速度，这种回路充分发挥了气动供气
48、方便和液压速度容易控制的特点。4.气液阻尼缸调速回路气液阻尼缸调速回路 图图a：慢进快退回路。改变单向节流阀的开度，可控制活塞的前进速度；活塞返回时，气液阻尼缸中液压缸的无杆腔油液经单向阀快速流入有杆腔，故返回速度较快，高位油箱起补充泄漏油液的作用。图图b：实现快进工进快退动作的回路。当有K2信号时，五通阀换向，活塞向左运动，液压缸无杆腔中的油液经a口进入有杆腔，气缸快速向左前进；当活塞将a口关闭时，液压缸无杆腔中的油液从b口经节流阀进入有杆腔，活塞工作进给；当K2信号消失，有K1输入信号时，五通阀换向，活塞向右快速返回。当活塞向右运动时，右腔气体经行程阀及三位五通阀排掉，当活塞前进到预定位置
49、压下行程阀时，气体只能经节流阀排除，使活塞运动速度减慢，达到了缓冲目的。5.缓冲回路缓冲回路活动活动 安装试运行安装试运行 （1）根据下图所示，增加手动换向控制阀，实现单作用气缸和双作用气缸伸出、缩回及速度控制，画出完整的控制原理图，连接气路，实现气缸运行控制。思考各节流阀作用？（2）气动控制原理如图示，利用一个手动三位四通换向阀实现气动马达的转向控制，连接气动马达控制气路，完成马达的两种转速的控制。说明梭阀的作用，马达可否实现正反转的控制？想一想想一想 比较下面图5-60所示各气路，分别是属于进气节流还是排气节流调速回路，分析工作特点？任务三任务三 其他常用基本回路及气路连接其他常用基本回路
50、及气路连接 学习目标学习目标 1理解增压回路、延时控制回路、安全保护回路、顺理解增压回路、延时控制回路、安全保护回路、顺序控制回路的组成和工作原理；序控制回路的组成和工作原理；2掌握一般回路的安装调试。掌握一般回路的安装调试。一、增压回路一、增压回路 当气压系统中局部需要较高压时，可采用高压泵，但其当气压系统中局部需要较高压时，可采用高压泵，但其成本较高。故一般可采用增压回路。成本较高。故一般可采用增压回路。图示为气液转换器和增压器组成的增压回路。C为带有冲头的工作缸，工作循环为：快进工作循环为：快进工进工进快退快退 当电磁铁lYA通电，压缩空气进入气液转换器B并输出低压油，进入工作缸C上腔，
