1、教学要求教学要求 1.掌握各种气动元件的原理、特点和应用。掌握各种气动元件的原理、特点和应用。2.掌握各种气动基本回路的功用和组成。掌握各种气动基本回路的功用和组成。3.掌握分析气动系统工作原理的方法。掌握分析气动系统工作原理的方法。4.了解气动逻辑元件的功用与原理了解气动逻辑元件的功用与原理 5.了解气动系统的逻辑设计的方法。了解气动系统的逻辑设计的方法。重点、难点重点、难点 气压传动的特点及应用，掌握气压传动常见元件的原理、性能、应用，会分析和设计简单气压传动系统。气源装置、气动控制元件、气动基本回路、气压系统的设计为本章的重点；气动逻辑元件行程控制回路设计方法为本章的难点 本章目录本章目
2、录课题二课题二气源装置及辅助元件课题三课题三气动执行元件 课题四课题四气动控制元件课题五课题五 气动基本回路 课题七课题七气动逻辑控制元件课题六课题六气动系统实例 课题一课题一 气压传动基本知识课题八课题八气动控制系统设计课题九课题九电气控制系统设计课题引入课题引入 认识数控铣床气动平认识数控铣床气动平口钳系统口钳系统课题一课题一 气动基础知识气动基础知识教学目标教学目标1.1.认识气动系统的组成认识气动系统的组成2.2.掌握气动系统各组成部分的作用掌握气动系统各组成部分的作用3.3.了解气动技术的特点了解气动技术的特点任务任务1 1 认识数控铣床气动平口钳认识数控铣床气动平口钳 系统系统4.
3、4.了解气动三大定律了解气动三大定律 数控铣床加工时常用气动平口钳作为夹紧装置，这样可以提高加工效率，减轻工人的劳动强度。气动平口钳是通过气动系统来控制的。本任务要求通过气动平口钳来认识气动系统的组成及其各组成部分的作用。数控铣床气动平口钳一、气动系统的组成一、气动系统的组成二、气动行程程序控制回路设计的方法消除了障碍信号，这样控制回路就相对简单，就可以再根据XD图设计出下图所示的控制回路图。继电器是根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制并保护电力装置的自动电器。推动膜片向下变形，打开P与A的通路，关闭O口；输出功率小，效率低，耗气量大，噪声大，容易产生振动;直动式00.在设
4、计回路之前需绘制控制系统的信号动作状态图，如图所示为钻床的控制系统XD图，具体的绘制方法如下所示：控制信号与执行元件的关系图可调压力顺序阀的工作原理：由一个压力顺序阀与一个3/2换向阀组合而成，当控制口12的压力能克服弹簧压力，使3/2阀换向时，输出口2有压缩空气输出，弹簧的设定压力可以通过手柄调节。气动执行元件的类型及安装方式等应与主机协调。二、方向控制阀的工作原理二、行程程序的文字表示方法不同控制类型的元件可以组合成一个整体的具有多重特性、多重结构的组合式阀门，称为组合阀。气动系统回路的简化完善间接控制回路的连接方法腔，使活塞杆慢速伸出，伸出速类似于检测装置这种需要两个（或两个以上）执行气
5、缸协调工作的回路称为多缸回路。本模块只涉及多缸控制回路中的双缸控制。在本任务气动回路设计中采用的方法属于程序控制中的行程控制。气压传动系统组成l气源装置气源装置：压缩空气的发生装置以及压缩空气的存储、：压缩空气的发生装置以及压缩空气的存储、净化的辅助装置。为系统提供合乎质量要求的压缩空气。净化的辅助装置。为系统提供合乎质量要求的压缩空气。l执行元件执行元件：将气体压力能转换成机械能的元件，如气缸、：将气体压力能转换成机械能的元件，如气缸、气马达。气马达。l控制元件控制元件：控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各：控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀类、气动逻辑元件、气动信号处理元器件
6、等。种阀类、气动逻辑元件、气动信号处理元器件等。l辅助元件辅助元件：系统中的辅助元件，如消声器、管道、接头等。：系统中的辅助元件，如消声器、管道、接头等。l工作介质工作介质：系统的工作媒介。：系统的工作媒介。气压传动的优点气压传动的优点1 能源便宜2 防火防爆3 能源损失小4 适合于高速间歇运动5 自保持能力强6 可靠性高,寿命长7 安全方便气动传动的缺点气动传动的缺点1 稳定性差2 输出功率小3 噪音大4 润滑性差5难以实现精确定位程序框图就是用每一个方框表示一个动作或一个行程。2）了解设备的工作环境、工作条件、负载性质、运动性能、定位精度等方面要求；电磁阀价格较高，继电器行程开关低。吸气过
7、程：曲柄6回转带动气缸活塞2作直线往复运动，当活塞2向右运动时，气缸腔1容积增大形成局部真空，在大气压作用下，吸气阀7打开，大气进入气缸1。特点：结构简单、紧凑、制造容易、维修方便、寿命长a）右位接入 b）左位接入用单向式行程阀消除障碍信号的方法就是使控制信号变为一个短暂的脉冲信号，从半自动钻床的XD图可以看出，a1、b0都有一段为障碍信号，为了消除这两段障碍信号可以把a1、b0两个行程阀更换成单相行程阀，使长信号变成短暂的脉冲信号，这样就得到下图所示的XD图。课题引入 认识数控铣床气动平口钳系统间接控制回路的连接方法在初始位置，阀芯把进气口与工作口之间的通道关闭，两口不相通，而工作口与排气口
8、相通，压缩空气可以通过排气口排入大气中。活塞的移动速度可由节流阀来调节，油杯起补油作用。在具体选择制约信号x时，通常借助于XD图，从图中寻找下列几种信号作为制约信号：其他原始信号。（3）主控阀的表示方法当A缸把工件夹紧后，得到控制信号a1控制B缸开始切削进给，当切削结束后得到控制信号b1控制B缸退回，退回到位后得到控制信号b0以控制A缸退回松开工件。气动回路设计，如控制方案的选择，设计方法的确定，系统图的绘制。消除了障碍信号，这样控制回路就相对简单，就可以再根据XD图设计出下图所示的控制回路图。课题六 气动流量控制元件利用系数；制约信号x必须与障碍信号m的执行段重合，使执行信号“m*”中保留信
9、号执行段。通常在气动系统前面安装气源调节装置。排气过程：当活塞向左运动时，气缸1内容积缩小，气体被压缩，压力升高，排气阀8打开，压缩空气排出。具有较高的启动转矩，启动、停止迅速;气动技术的应用领域气动技术的应用领域 汽车制造业 生产自动化 机械设备 电子半导体 家电制造行业 包装自动化公式：公式：pV=C12CTp公公式：式：3CTV公式：公式：一一.理想气体理想气体 假设有这样一种气体，它在假设有这样一种气体，它在和和下都下都气体实验定律气体实验定律,我们把这样的气体叫我们把这样的气体叫做做“”。1 1、理想气体是不存在的，是一种理想模型。、理想气体是不存在的，是一种理想模型。2 2、在温度
10、不太低、在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。是理想气体。如图所示，一定质量的某种理想气体从如图所示，一定质量的某种理想气体从A到到B经历了一个等温过程，从经历了一个等温过程，从B到到C经历经历了一个等容过程。分别用了一个等容过程。分别用pA、VA、TA和和pB、VB、TB以及以及pC、VC、TC表示气体在表示气体在A、B、C三个状态的状态参量，那么三个状态的状态参量，那么A、C状态状态的状态参量间有何关系呢？的状态参量间有何关系呢？0pVTA=TB从从AB为等温变化：由玻意耳定律为等温变化：由玻意耳定律pAVA=pBVB从从BC为等容变化：由查理定
11、律为等容变化：由查理定律0pVCBBCppTTCCCAAATVpTVp又又TA=TB VB=VC解得：解得：一定质量的某种理想气体在从一个状态变一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时，尽管化到另一个状态时，尽管p、V、T都可能改变，但是都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。1 12212pVp VTT或或pVCT121 122PPTT气源装置的组成1.气源装置系统过滤器精过滤器干燥器储气罐油水分离器后冷却器空气压缩机气源装置工作流程图课题二课题二 气源装置及辅助元件气源装置及辅助元件2.气源调节装置气源调节装置的组
12、成 从空气压缩机输出的压缩空气并不能完全满足气动元件对气源质量的要求。通常在气动系统前面安装气源调节装置。掌握气动系统各组成部分的作用一、绘制分料装置的功能图其次有信号输入为“1”，没有信号输出为“0”，则根据分料装置的控制要求，列出逻辑状态表。“或”门元件也有两个输入控制信号和一个输出信号，它的逻辑含义是只要有任何一个控制信号输入，就有信号输出。间接消障法就是在系统中没有能直接用做制约信号x的原始信号，故必须在系统中另加一个辅助阀以得到制约信号x。低图b为单向节流阀与二位二通行程阀配合使用的缓冲回路。在用文字符号表示行程程序时，对气缸、主控阀、行程阀是如何规定的？了解方向控制阀的结构及工作原
13、理动作完成后，执行元件在其行程终端触发第一个行程信号器，发生新的信号，再经逻辑控制回路进行逻辑运算后发出第二个执行信号，指挥第二个执行元件动作。明确设计要求:半自动钻床切削加工示意图半自动钻床系统的原始信号除a1、b0两障碍信号外，只有a0、b1两个可选择的原始信号，而这两个信号直接与障碍信号进行逻辑与运算，得不到所需的执行信号，因而选择间接消障的方法。根据XD图，按照各元件之间的逻辑关系绘制出控制系统逻辑原理图。下图中a1、b0的的控制信号线长度大于所控制动作的状态线长度，也就是当A缸活塞杆前伸发出a1信号使B缸的活塞前伸时，a1的信号在B缸的活塞杆前伸发出b1信号时还在保持，所以a1信号在
14、第行程段内为障碍信号。可调压力顺序阀的工作原理：由一个压力顺序阀与一个3/2换向阀组合而成，当控制口12的压力能克服弹簧压力，使3/2阀换向时，输出口2有压缩空气输出，弹簧的设定压力可以通过手柄调节。常用的接近开关有哪几种，各有什么特点？掌握方向控制阀的职能符号及表示方法气体只能沿一个方2）间接消障法分别实现进气节流和排气节流，确定主控回路和信号控制回路气源调节装置的职能符号空气压缩机作用：作用：将机械能转变成气体压力能将机械能转变成气体压力能分类：分类：l 按结构分按结构分：容积式：容积式活塞式活塞式 速度式速度式离心式离心式l 按输出压力按输出压力：低压：低压0.21MPa、中压中压110
15、MPa、高压高压10100MPa 超高压超高压 100MPa按流量分按流量分：微型：微型1m3/min、小型小型10m3/min 中型中型10100m3/min 大型大型 100m3/min按润滑方式分按润滑方式分：有油润滑：有油润滑 无油润滑无油润滑工作原理工作原理 吸气过程：吸气过程：曲柄曲柄6 6回转带动气缸活塞回转带动气缸活塞2 2作直线往复运动，当作直线往复运动，当活塞活塞2 2向右运动时，气缸腔向右运动时，气缸腔1 1容积增大形成局部真空，在大气容积增大形成局部真空，在大气压作用下，吸气阀压作用下，吸气阀7 7打开，大气进入气缸打开，大气进入气缸1 1。排气过程：排气过程：当活塞向
16、左运动时，气缸当活塞向左运动时，气缸1 1内容积缩小，气体被内容积缩小，气体被压缩，压力升高，排气阀压缩，压力升高，排气阀8 8打开，压缩空气排出。打开，压缩空气排出。空气压缩机的选用空气压缩机的选用 空气压缩机选用的依据是气动系统所需的工作压力和流空气压缩机选用的依据是气动系统所需的工作压力和流量。目前，气动系统常用的工作压力为量。目前，气动系统常用的工作压力为0.10.1MPa0.80.8MPa，可直接选用额定压力为可直接选用额定压力为0.70.7MPa11MPa的低压空气压缩机，的低压空气压缩机，特殊需要时可选用中高压或超高压空气压缩机。特殊需要时可选用中高压或超高压空气压缩机。空气净化
17、装置空气净化装置 空气在被压缩机压缩的过程中形成高温高压，同空气在被压缩机压缩的过程中形成高温高压，同时空气中的水分蒸发，压缩机中的润滑油气化时空气中的水分蒸发，压缩机中的润滑油气化,于是于是就吸入或生成了水汽、油汽、灰尘等混合杂质，这就吸入或生成了水汽、油汽、灰尘等混合杂质，这些杂质会对气动设备形成管道堵塞、元件磨损、零些杂质会对气动设备形成管道堵塞、元件磨损、零件腐蚀、运动不稳、故障频发等影响。因此需要将件腐蚀、运动不稳、故障频发等影响。因此需要将空压机产生的压缩空气，通过空气净化设备进行降空压机产生的压缩空气，通过空气净化设备进行降温、过滤、干燥等处理。温、过滤、干燥等处理。后冷却器后冷
18、却器 作用：把空压机排出的压缩空气的温度降低；将其中大部分的水汽、油汽冷凝转化成液态。类型：蛇管式、列管式、散热片式、套管式等。图例：蛇管式冷却器油水分离油水分离器器 作用：利用回转离心、撞击、等方法使水滴、油滴及其他杂质颗粒从压缩空气中分离出来。类型：环形回转式、撞击挡板式、离心旋转式、水浴式等。图例：撞击挡板式油水分离器。贮气罐贮气罐 作用：储存一定数量的压缩空气，减少气流脉动，减弱气流脉动引起的管道振动，进一步分离压缩空气的水分和油分。类型：立式贮气罐、卧式贮气罐干燥器干燥器 作用：作用：进一步除去压进一步除去压缩空气中含有的水分、油缩空气中含有的水分、油分、颗粒杂质等，使压缩分、颗粒杂
19、质等，使压缩空气干燥；空气干燥；方法：方法：吸附法、冷冻吸附法、冷冻法；法；用于：用于：对气源质量要对气源质量要求较高的气动装置、气动求较高的气动装置、气动仪表等。仪表等。分水滤气器分水滤气器 作用：除去空气中的灰尘、杂质，并将空气中的水分分离出来；原理：回转离心、撞击；性能指标：过滤度、水分离率、滤灰效率、流量特性气动三联件：气动三联件：组成：组成：分水滤气器、减压阀、油雾器分水滤气器、减压阀、油雾器 安装连接次序：安装连接次序：分水过滤器、减压阀、油雾器。分水过滤器、减压阀、油雾器。一般三件组合使用，有时也只用一件或两件。一般三件组合使用，有时也只用一件或两件。将其中大部分的水汽、油汽冷凝
20、转化成液态。推动膜片向下变形，打开P与A的通路，关闭O口；K时，换向阀换向，其输出经节作用：将机械能转变成气体压力能气动基本回路分为压力控制、速度控制和方向控制基本回路。课题八 气动基本控制回路掌握多缸回路的设计方法噪声的强弱随排气的速度、排量和空气通道的形状而变化。因此需要用调压阀(减压阀)将其压力减到每台装置所需的压力，并使减压后的压力稳定在所需压力值上。四、电气综合控制回路的设计流出，旋转阀芯螺杆可改变工作程序和对操作要求的文字说明。由于使用压缩空气单位的负荷波动情况不同，故空压机容量的确定要充分了解不同用户的用气规律性。方法：吸附法、冷冻法；主控阀用F表示，其下标为其控制的气缸号。原理
21、：当系统中的磁性开关利用一种磁敏元件，当磁性物体接近时利用内部电路状态的变化，进而控制开关的通断，这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。执行信号x必须与m的障碍段不重合，以使m*中不再有障碍段。要求完成打印机装置的控制回路的设计。其次有信号输入为“1”，没有信号输出为“0”，则根据分料装置的控制要求，列出逻辑状态表。另一个用来夹紧工件，称为夹紧缸。二次压力控制回路其他装置其他装置 作用作用：将油变成雾状混入压缩空气的气流中，随气流：将油变成雾状混入压缩空气的气流中，随气流带到需要润滑的地方。带到需要润滑的地方。油雾器油雾器消声器消声器作用作用:消除排气声音消除排气声音安装：安装：在气动元件排气
22、口，用于消除声音在气动元件排气口，用于消除声音类型：类型：吸收型吸收型 、膨胀干涉型、膨胀干涉吸收型膨胀干涉型、膨胀干涉吸收型膨胀干涉吸收型膨胀干涉吸收型吸收型吸收型 此元件是将压缩空气的压力能转变成机械能此元件是将压缩空气的压力能转变成机械能并对外作功的元件，包括气缸和气动马达。并对外作功的元件，包括气缸和气动马达。气缸的分类气缸的分类 按活塞受力状态分：按活塞受力状态分：单作用缸和双作用缸单作用缸和双作用缸 按结构特征分：按结构特征分：活塞式缸、柱塞式缸、薄膜式缸、叶片活塞式缸、柱塞式缸、薄膜式缸、叶片式摆动缸、齿轮齿条式摆动缸等式摆动缸、齿轮齿条式摆动缸等 按功能分：按功能分：普通缸和特
23、殊缸普通缸和特殊缸气缸气缸课题三课题三 气动执行元件气动执行元件常见气缸的工作原理及用途常见气缸的工作原理及用途普通气缸普通气缸 普通汽缸与液压缸相似，由缸体、活塞，活塞杆、导向普通汽缸与液压缸相似，由缸体、活塞，活塞杆、导向机构四部分组成，但是，汽缸重量较轻速度较快，耐压较机构四部分组成，但是，汽缸重量较轻速度较快，耐压较低。低。组成：组成：气缸和液压缸组气缸和液压缸组合而成。合而成。类型：类型：串联、并联串联、并联 原理：原理：以压缩空气为动以压缩空气为动力，以液压油作为阻力，来力，以液压油作为阻力，来控制调节气缸的运动速度，控制调节气缸的运动速度，即利用液体不可压缩的特性即利用液体不可压
24、缩的特性来获得的稳定的运动速度。来获得的稳定的运动速度。活塞的移动速度可由节流阀活塞的移动速度可由节流阀来调节，油杯起补油作用来调节，油杯起补油作用。气液阻尼缸气液阻尼缸膜式气缸膜式气缸 原理：原理：压缩空气推动非金属压缩空气推动非金属膜片推动活塞杆作往复运动，一膜片推动活塞杆作往复运动，一般是单作用式气缸。般是单作用式气缸。特点：特点：结构简单、紧凑、制结构简单、紧凑、制造容易、维修方便、寿命长造容易、维修方便、寿命长 类型：按照膜片的结构分平类型：按照膜片的结构分平膜片、膜片、蝶形膜片和滚动膜片蝶形膜片和滚动膜片适用于：适用于：用用于气动夹具，车辆制动等短行程于气动夹具，车辆制动等短行程的
25、工作场合。的工作场合。冲击气缸冲击气缸 是将压缩空气的能量转化为活塞高速运动能量的气缸。原理：原理：分为复位、储能、冲击三个工作阶段：当气源由孔分为复位、储能、冲击三个工作阶段：当气源由孔A 供气孔供气孔B 排气时，活塞上升至密封垫封住喷嘴；排气时，活塞上升至密封垫封住喷嘴；当气源由当气源由孔孔B 进气孔进气孔A 排气时，由于上腔气压作用在喷嘴上面积较小，排气时，由于上腔气压作用在喷嘴上面积较小，使上腔贮存很高的能量；使上腔贮存很高的能量；上腔压力升高当上下腔压力比大于上腔压力升高当上下腔压力比大于活塞与喷嘴面积比时，活塞离开喷嘴，上腔气体迅速充入活活塞与喷嘴面积比时，活塞离开喷嘴，上腔气体迅
26、速充入活塞与中盖间的空间。活塞将以极大的加速度向下运动。塞与中盖间的空间。活塞将以极大的加速度向下运动。特点特点：结构简单、加工容易、成本低、使用可靠：结构简单、加工容易、成本低、使用可靠中间继电器是如何消除障碍信号的？这些控制可以借助调压阀、快速排气阀、单向节流阀、延时阀、压力顺序阀、梭阀等元器件来完成，因此需要对这些元器件的工作原理、特点、职能符号等有较全面的了解和掌握。根据XD图，按照各元件之间的逻辑关系绘制出控制系统逻辑原理图。二、绘制控制信号与执行元件的关系图也就是说A1和A2端为脉冲输入端，而R1和R2端为复位端，当输入端有脉冲信号输入，预设数字递减1，当数字递减为“0”时，继电器
27、的常闭触点断开，常开触点闭合，直至复位端有信号输入，继电器触点复位，同时数字又恢复到预设置数字。1右位进入气缸的无杆腔，使活塞杆处于回缩状态，这时活塞杆上的撞块把行程开关SQ1压合。三、绘制信号动作状态图本任务要求完成对压装装置控制回路的设计。【问题3】如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又遵从什么规律呢？在气液联动速度控制回路中，采用气液联动目的，使气缸得到平稳的运动速度。在对多缸回路的设计中一般用行程程序回路的设计方法，因而在设计过程中必须有清晰的设计思路，并熟练掌握设计方法。处理等几个方面考虑，以提高设计回路实用性、安全性、二、根据位移步骤图绘制行程程序图气动平
28、口钳是通过气动系统来控制的。用气液转换器的回路。在用文字符号表示行程程序时，对气缸、主控阀、行程阀是如何规定的？（2）A1 B1 C1 C0 B0 A0手动阀、梭阀、换向阀、主控阀的输出信号与气缸的动作是一致的。压力低于调定值时，推动膜片向下变形，打开P与A的通路，关闭O口；工作程序和对操作要求的文字说明。回转气缸回转气缸 原理：气缸的缸体连同缸盖及导气头阀芯可被携带回转，活塞及活塞杆只能作往复直线运动，导气头体外接管路而固定不动。这是一种由回转这是一种由回转式动力分配器与短式动力分配器与短行程双作用气缸制行程双作用气缸制成一体的专用气缸，成一体的专用气缸，广泛用于机床主轴广泛用于机床主轴夹具
29、的夹紧机构。夹具的夹紧机构。气动马气动马达达 气动马达是将压缩空气的压力能转换成回转机械能的转换装置。叶片式气动马达 工作原理：工作原理：压缩空气由孔压缩空气由孔A输入后分为两部分，小部分经输入后分为两部分，小部分经定子两端的密封盖的槽进入叶片底部，将叶片推出使叶片贴定子两端的密封盖的槽进入叶片底部，将叶片推出使叶片贴紧在定子内壁上；大部分压缩空气进入相应的密封空间而作紧在定子内壁上；大部分压缩空气进入相应的密封空间而作用在两个叶片上，由于两叶片伸出长度不等，就产生了转矩用在两个叶片上，由于两叶片伸出长度不等，就产生了转矩差差。径向活塞式气动马达径向活塞式气动马达 工作原理：压缩空 气经进气孔
30、进入分配阀 后进入气缸体3，推动 活塞4及连杆5组成的 组件运动，再使曲轴旋转，在曲轴旋转的同时，带动固定在曲轴上的分配阀同步运动，使压缩空气随着分配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。气动马达的特点和应用气动马达的特点和应用工作安全，具有防爆性能，环境适应性强;有过载保护作用，可以无级调速;可长期满载工作，而温升较小;功率范围及转速范围均较宽;具有较高的启动转矩，启动、停止迅速;结构简单，操纵方便，维修容易，成本低;但是，速度稳定性差。输出功率小，效率低，耗气量大，噪声大，容易产生振动;主要应用于矿山机械、专业性的机械制造、油田、化工、造纸、炼钢、船舶、航空、工程机械等行
31、业。教学目标教学目标1.1.了解方向控制阀的结构及工作原理了解方向控制阀的结构及工作原理2.2.掌握方向控制阀的职能符号及表示方掌握方向控制阀的职能符号及表示方法法3.3.能根据动作要求设计出送料装置的控制回路能根据动作要求设计出送料装置的控制回路4.4.掌握气动回路的分析及连接方法掌握气动回路的分析及连接方法课题四课题四 气动方向控制元件气动方向控制元件 送料装置的工作要求为：当工件加工完成后，按下按钮，送料气缸伸出，把未加工的工件送入加工位置，松开按扭,气缸收回，以待把下一个未加工工件送到加工位置。试根据上述要求，设计送料装置的气动控制回路。送料装置工作示意图任务分析任务分析 从送料装置的
32、工作要求可以看出，其气动控制回路比较简单，它主要是应用方向控制阀对气缸实行简单的方向控制。因而要完成送料装置的控制回路设计必须对方向控制阀的控制方法、职能符号等有一个全面的了解。一、方向控制阀一、方向控制阀方向控制阀 方向控制阀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。它是气动系统中应用最多的一种控制元件。二、方向控制阀的工作原理二、方向控制阀的工作原理 在初始位置，阀芯把进气口与工作口之间的通道关闭，两口不相通，而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，方向控制阀进入工作状态，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
33、。方向控制阀的工作原理三、方向控制阀的职能符号1.1.方向控制阀的表示方法方向控制阀的表示方法方向控制阀的表示方法a）常断型二位二通方向控制阀 b）常通型二位二通方向控制阀c）常断型二位三通方向控制阀 b）常通型二位三通方向控制阀三、方向控制阀的职能符号2.2.方向控制阀阀芯的控制方式方向控制阀阀芯的控制方式三、方向控制阀的职能符号3.3.方向控制阀接口的表示方法方向控制阀接口的表示方法手动阀、梭阀、换向阀、用流量阀控制气体的流量难以得到稳定的运动速度，在使用流量阀时要注意：控制回路设计主要是指对控制方案进行比较，选择较合理的气控回路；电气图的图形符号应采用国家标准：GB/T4728.任务1
34、检测装置系统回路设计方向控制阀阀芯的控制方式将其中大部分的水汽、油汽冷凝转化成液态。汇集装置属于多往复程序控制，往往一个信号控制不同的动作，或相同动作由不同信号控制。（1）原始信号的表示方法作用：压系统中在换向阀的排气口上安装排这种控制方法也就是要在控制回路中要求按下按钮后，控制口需要有信号保持（即自锁），也就是一直要有压缩空气输出。掌握方向控制阀的职能符号及表示方法四、判断、消除障碍信号106107，电器触点易烧坏小型10m3/min性能指标：过滤度、水分离率、滤灰效率、流量特性在XD线图中，制约信号的选择条件是什么？【问题3】如果某种气体的三个状态参量（p、V、T）都发生了变化，它们之间又
35、遵从什么规律呢？利用电磁换向阀通在气液联动速度控制回路中，采用气液联动目的，使气缸得到平稳的运动速度。大一、气缸的直接控制回路设计一、气缸的直接控制回路设计送料装置直接控制回路图a）右位接入 b）左位接入二、气缸的间接控制回路设计二、气缸的间接控制回路设计送料装置间接控制回路a）初始位置 b）按下气动按钮后三、回路连接三、回路连接间接控制回路的连接方法知识知识链接链接一、方向控制阀的分类一、方向控制阀的分类二、手动控制换向阀的工作原理二、手动控制换向阀的工作原理知识知识链接链接机械式3/2换向阀的工作原理三、气动控制换向阀的工作原理三、气动控制换向阀的工作原理知识知识链接链接单气控3/2换向阀
36、的工作原理四四 电磁控制换向阀电磁控制换向阀 是利用电磁力的作用推动阀 芯。分为直动式和先导式两大类。1.直动式电磁换向阀 直动式电磁换向阀换向 阀又分为单电控和双电控两 种，工作原理与液压传动中 的电磁换向阀相似。2.先导式电磁换向阀 由电磁先导阀和主阀组成分为外控式和内控式两种二位三通电磁阀 原理：图示位 置P截止AO排 气通电时衔铁被 吸合，先导压力P1作用在主阀芯A1的右端面上，推动阀芯左移，使主阀换向，PA接通，O截止。二位五通电磁阀 原理：左电磁先导阀的线圈通电时主阀3的K1腔进气，K2腔排气，使主阀阀芯向右移动，P与A接通，同时B与O2接通。右电磁先导阀的线圈通电时，K2腔进气，
37、K1腔排气，主阀芯向左移动，P与B接通，A 口排气。在气液阻尼缸中，二、方向控制阀的工作原理安装在控制执行元件的换向阀的排气口上，调节排入大气的流量以改变执行元件的运动速度的一种控制阀。“或”门元件也有两个输入控制信号和一个输出信号，它的逻辑含义是只要有任何一个控制信号输入，就有信号输出。在用间接消障法时，分别选择a0、b1为两个双气控3/2阀的两个控制信号，换向阀与a1信号进行逻辑与的运算，a0控制的“通”以得到执行信号“a1*”，而b1控制的“断”以消除障碍信号段；四、电气综合控制回路的设计四、根据逻辑表达式设计控制回路图判断多缸单住复控制障碍信号的基本方法是：当主控阀控制信号某一端需输入
38、时，而另一端的控制信号还存在，则还存在的信号就是障碍信号，在X-D线图上用波浪线来表示。一、绘制检测装置的位移步骤图当按下阀芯，方向控制阀进入工作状态，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。用二位三通手拉阀流量阀使用时须注意的问题：课题引入 认识数控铣床气动平口钳系统特点：结构简单、紧凑、制造容易、维修方便、寿命长当系统的压力升高到安全阀的开启压力时，压缩空气推动活塞上移，阀门开启排气，直到系统压力降至低于调定值时，阀口又重新关闭。四、判断、消除障碍信号测量装置电气综合控制回路图由于行程开关经常和机械装置踫撞，容易损坏，在实际应用中经常用接近开关来代替行程
39、开关，可以避免机械踫撞而造成开关的损坏。掌握方向控制阀的职能符号及表示方法送料装置的工作要求为：当工件加工完成后，按下按钮，当活塞杆伸出触动行程阀（开关）得到使活塞杆退回的控制信号a1，活塞杆开始退回；【问题2】这些定律的适用范围是什么？五五 单向阀单向阀 单向阀是使气流只能朝一个方向流动，而不能反向流动的阀。A)是单向阀进气腔P没有压缩空气时的状态。此时活塞在弹簧力和工作腔气体余压作用下处于关闭状态，从A向P方向气流不通。B)为进气腔P有压缩空气进入，气体压力克服弹簧力和摩擦力，单向阀处于开启状态，气流从P腔向A方向流动。教学目标教学目标1.1.了解压力控制阀的种类及工作原理了解压力控制阀的
40、种类及工作原理2.2.掌握速度控制回路的基本设计方法掌握速度控制回路的基本设计方法3.3.掌握延时阀及压力顺序阀的正确使用方法掌握延时阀及压力顺序阀的正确使用方法4.4.能够设计压装装置的控制回路能够设计压装装置的控制回路课题五课题五 气动压力控制元件气动压力控制元件 压装装置的工作要求为：当按下启动按钮后，气缸对物品进行压装，当压实后，停留3.5s左右气缸快速收回，进行第二次压装，一直如此循环，直到按下停止按钮，气缸才停止动作。为了保证在压装过程中活塞杆运行平稳，要求下压运行速度可调节。另外，在工作位置上没有物品时，压装到a1位置后，气缸也要快速收回。由于压装物品的不同，有时还需要对系统的压
41、力进行调整。本任务要求完成对压装装置控制回路的设计。压装装置的工作示意图 任务分析任务分析 从压装装置的工作要求中可以看出，它需要完成时间（延时）控制、压力达到所需要求（压实与调压）的压力控制、运动的速度（可调与快退）控制、没有物品时的位置控制、启动按钮时的自锁控制，还要注意压力控制与位置控制的联系。这些控制可以借助调压阀、快速排气阀、单向节流阀、延时阀、压力顺序阀、梭阀等元器件来完成，因此需要对这些元器件的工作原理、特点、职能符号等有较全面的了解和掌握。一、调压阀一、调压阀 调压阀也称为减压阀，在气动系统中，一般由空气压缩机先将空气压缩，储存在储气罐内，然后经管路输送给各个气动装置使用。而储
42、气罐的空气压力往往比各台设备实际所需要的压力高些，同时其压力波动值也较大。因此需要用调压阀(减压阀)将其压力减到每台装置所需的压力，并使减压后的压力稳定在所需压力值上。调压阀 二、延时阀二、延时阀 不同控制类型的元件可以组合成一个整体的具有多重特性、多重结构的组合式阀门，称为组合阀。延时阀是由3/2阀、单向节流阀和储气室组合而成的。当控制口12有压缩空气进入，经节流阀进入储气室，单位时间内流入储气室的空气流量大小由节流阀调节，当储气室充满压缩空气达到一定程度时，即能克服弹簧的压力，使3/2阀的阀芯移动，使工作口2有压缩空气输出。延时阀三、压力顺序阀三、压力顺序阀 可调压力顺序阀的工作原理：由一
43、个压力顺序阀与一个3/2换向阀组合而成，当控制口12的压力能克服弹簧压力，使3/2阀换向时，输出口2有压缩空气输出，弹簧的设定压力可以通过手柄调节。这种压力顺序阀动作可靠，而且工作口输出的压缩空气没有压力损失。可调压力顺序阀a）实物图 b）工作原理图四四 安全阀（溢流阀）安全阀（溢流阀）作用：作用：压系统中压系统中 防止管路、气罐等破防止管路、气罐等破 坏，限制回路中最高坏，限制回路中最高 压力。压力。原理：原理：当系统中的当系统中的 压力低于调定值时，压力低于调定值时，阀处于关闭状态。当系统的压力升高到安全阀的开启压阀处于关闭状态。当系统的压力升高到安全阀的开启压力时，压缩空气推动活塞上移，
44、阀门开启排气，直到系力时，压缩空气推动活塞上移，阀门开启排气，直到系统压力降至低于调定值时，阀口又重新关闭。安全阀的统压力降至低于调定值时，阀口又重新关闭。安全阀的开启压力通过调整弹簧的预压缩量来调节。开启压力通过调整弹簧的预压缩量来调节。五、梭阀五、梭阀 梭阀相当于两个单向阀的组合阀，有两个输入口，一个输出口。不管压缩空气从哪一个进气口进入时，阀芯都将另一面的进气口封闭，使工作口2有压缩空气输出。若两端进气口的压力不等，则高压口的通道打开，低压口被封闭，高压的进气口与工作口相连，工作口2输出高压的压缩空气。梭 阀 六、继电器六、继电器 继电器是根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现
45、自动控制并保护电力装置的自动电器。继电器 另一个用来夹紧工件，称为夹紧缸。由于行程开关经常和机械装置踫撞，容易损坏，在实际应用中经常用接近开关来代替行程开关，可以避免机械踫撞而造成开关的损坏。（1）A1 A0 B1 C1 C0 B0在换向阀的排气口上安装排间接消障法就是在系统中没有能直接用做制约信号x的原始信号，故必须在系统中另加一个辅助阀以得到制约信号x。气动回路原理图和电气控制回路图，这是自动控制回路的核心。课题七 气动逻辑元件汇集装置属于多往复程序控制，往往一个信号控制不同的动作，或相同动作由不同信号控制。具有较高的启动转矩，启动、停止迅速;在一个循环中，有一个或多个气缸进行多次往复运动
46、的称为多缸往复行程控制回路。方法：吸附法、冷冻法；气缸是动力缸，油缸是阻在初始位置，阀芯把进气口与工作口之间的通道关闭，两口不相通，而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。课题九电气控制系统设计二、气缸的间接控制回路设计用流量阀控制气体的流量难以得到稳定的运动速度，在使用流量阀时要注意：执行元件的选择空气压缩机选用的依据是气动系统所需的工作压力和流量。半自动钻床切削加工示意图如a1是A缸活塞杆伸出到终端位置所触发的行程阀及其输出的信号。气动回路设计，如控制方案的选择，设计方法的确定，系统图的绘制。二、根据逻辑状态表写出逻辑表达式七、压力开关七、压力开关 气压力达到预置设定值，电
47、气触点便接通或断开的元件称为压力开关，有时也叫压力继电器。它可用于检测压力的大小和有无，并能发出电信号反馈给控制电路。压力开关 知识知识链接链接一、一、其它压力控制阀的种类及工作原理其它压力控制阀的种类及工作原理1.1.安全阀安全阀 安全阀相当于液压系统中的溢流阀，它在气动系统中限制回路中的最高压力，以防止管路破裂及损坏，起着过载保护作用。安全阀a）静止状态 b）工作状态 c）职能符号 d）实物图d）知识知识链接链接2.2.顺序阀顺序阀 顺序阀是依靠气路中压力的作用而控制执行元件按顺序动作的压力控制阀，它根据弹簧的预压缩量来控制开启压力。顺序阀a）静止状态 b）工作状态 c）职能符号 d）单向
48、顺序阀 通过改变阀的通流面积来调节压缩空气的流量，从而通过改变阀的通流面积来调节压缩空气的流量，从而控制气缸运动速度的气动控制元件。控制气缸运动速度的气动控制元件。节流阀节流阀 原理：原理：压缩空气由压缩空气由P口口进入，经过节流后，由进入，经过节流后，由A口口流出，旋转阀芯螺杆可改变流出，旋转阀芯螺杆可改变节流口开度调节气体的流量。节流口开度调节气体的流量。特点：特点：结构简单，体积小结构简单，体积小 课题六课题六 气动流量控制元件气动流量控制元件 单向节流阀 单向阀和节流阀并联而成。原理：当气流由P向A流 动时，单向阀关闭，节流阀 节流；反向流动时，单向阀 打开，不节流。排气节流阀 安装在
49、控制执行元件的换向阀的排气口上，调节排入大气的流量以改变执行元件的运动速度的一种控制阀。常带有消声器以降低排气噪声。单向节流阀单向节流阀 单向节流阀是由单向阀和节流阀并联而成的组合式流量控制阀，它一般安装在主控阀和执行元件之间进行速度控制。在压装装置中，压装速度可以用单向节流阀来控制。单向节流阀a）节流进气 b）快速排气 c）职能符号 d）实物图流量阀使用时须注意的问题：用流量阀控制气体的流量难以得到稳定的运动速度，在使用流量阀时要注意：彻底防止管道中的泄漏；提高气缸内表面加工精度和粗糙度；保持气缸内的正常润滑状态；活塞杆上的载荷要稳定且避免偏载；流量控制阀尽量装在气缸附近。单向型控制阀单向阀
50、 气体只能沿一个方向流动，反方向不能流 动的阀。或门型梭阀 相当于两个单向阀的组合。原理：A或B有压缩空气输入时，C口就有压缩空气输出，但A口与B口不相通 快速排气阀快速排气阀 快排阀是为使气缸 快速排气，加快气缸运 动速度而设置的专用阀，安装在换向阀和气缸之间。原理：当P口进气时，推动膜片向下变形，打开P与A的通路，关闭O口；当P口没有进气时，A口的气体推动膜片复位，关闭P口，A口气体经口快速排出。快速排气阀是为了使气缸快速排气，加快气缸的运动速度而设置的。它也称为快排阀，一般安装在换向阀和气缸之间，它属于方向控制阀中的派生阀。快速排气阀快速排气阀快速排气阀A）工作原理 b）职能符号 c）实
