1、1 1在气压传动系统中，气动控制元件是用来控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向以及发送信号的重要元件，利用它们可以组成各种气动控制回路，以保证气动执行元件或机构按设计的程序正常工作。气动控制元件按功能和用途可分为方向控制阀、流量控制阀和压力控制阀三大类。此外，还有通过改变气流方向和通断来实现各种逻辑功能的气动逻辑元件。2 2气动方向控制阀(Directional control valves)与液压方向控制阀相似，是用来改变气流流动方向或通断的控制阀。其种类如图111所示。111 方向控制阀方向控制阀3 3图111 方向控制阀的种类4 411.1.1 分类分类1按阀内气流的流通方向分按阀内
2、气流的流通方向分按阀内气流的流通方向可将气动控制阀分为单向型控制阀和换向型控制阀。只允许气流沿一个方向流动的控制阀称为单向型控制阀，如单向阀、梭阀、双压阀和快速排气阀等。可以改变气流流动方向的控制阀称为换向型控制阀，如电磁换向阀和气控换向阀等。5 52按控制方式分按控制方式分表111所示为气动控制阀按控制方式所做的分类及职能符号。6 61)电磁控制利用电磁线圈通电，静铁芯对动铁芯产生电磁吸力使阀切换，以改变气流方向的阀，称为电磁控制换向阀，简称电磁阀。这种阀易于实现电、气联合控制，能实现远距离操作，故得到广泛应用。7 72)气压控制利用气体压力来使主阀芯切换而使气流改变方向的阀，称为气压控制换
3、向阀，简称气控阀。这种阀在易燃、易爆、潮湿、粉尘大的工作环境中，工作安全可靠。该阀按控制方式不同可分为加压控制、卸压控制、差压控制和延时控制等形式。加压控制是指输入的控制气压是逐渐上升的，当压力上升到某一值时，阀被切换。这种控制方式是气动系统中最常用的控制方式，有单气控和双气控之分。8 8卸压控制是指输入的控制气压是逐渐降低的，当压力降至某一值时，阀便被切换。差压控制是利用阀芯两端受气压作用的有效面积不等，在气压的作用下产生的作用力之差值来使阀切换。延时控制是利用气流经过小孔或缝隙节流向气室内充气的。当气室里的压力升至一定值时，阀被切换，从而达到信号延时输出的目的。9 93)人力控制依靠人力使
4、阀切换的换向阀，称为手动控制换向阀，简称人控阀。它可分为手动阀和脚踏阀两大类。人控阀与其他控制方式相比，具有可按人的意志进行操作，使用频率较低，动作较慢，操作力不大，通径较小，操作灵活等特点。人控阀在手动气动系统中，一般用来直接操纵气动执行机构。在半自动和全自动系统中，多作为信号阀使用。10104)机械控制用凸轮、撞块或其他机械外力使阀切换的阀称为机械控制换向阀，简称机控阀。这种阀常用作信号阀使用。这种阀可用于湿度大、粉尘多、油分多的场合，不宜用于电气行程开关的场合，但宜用于复杂的控制装置中。11113按阀的切换通口数目分按阀的切换通口数目分阀的通口数目包括输入口、输出口和排气口。按切换通口的
5、数目分，有二通阀、三通阀、四通阀和五通阀等。表112为换向阀的通口数和职能符号。二通阀有两个口，即一个输入口(用P表示)和一个输出口(用A表示)。1212表表112 换向阀的通口数与职能符号换向阀的通口数与职能符号1313三通阀有三个口，除P口、A口外，增加了一个排气口(用R或表示)。三通阀既可以是两个输入口(用P1、P2表示)和一个输出口，作为选择阀(选择两个不同大小的压力值)；也可以是一个输入口和两个输出口，作为分配阀。二通阀、三通阀有常通型和常断型之分。常通型是指阀的控制口未加控制信号(即零位)时，P口和A口相通。反之，常断型阀在零位时，P口和A口是断开的。四通阀有四个口，除P、A、R外
6、，还有一个输出口(用B表示)，通路为PA、BR或PB、AR。1414五通阀有五个口，除P、A、B外，还有两个排气口(用R、S或O1、O2表示)。通路为PA、BS或PB、AR。五通阀也可以变成选择式四通阀，即两个输入口(P1和P2)、两个输出口(A和B)和一个排气口R。两个输入口供给压力不同的压缩空气。15154按阀芯工作的位置数分按阀芯工作的位置数分阀芯的切换工作位置简称“位”，阀芯有几个切换位置就称为几位阀。有两个通口的二位阀称为二位二通阀(常表示为2/2阀，前者表示通口数，后者表示工作位置数)，它可以实现气路的通或断。有三个通口的二位阀称为二位三通阀(常表示为3/2阀)。在不同的工作位置，
7、可实现P、A相通或A、R相通。常用的还有二位五通阀(常表示为5/2阀)，它可以用于推动双作用气缸的回路中。1616阀芯具有三个工作位置的阀称为三位阀。当阀芯处于中间位置时，各通口呈关断状态，则称为中间封闭式；若输出口全部与排气口接通，则称为中间卸压式；若输出口都与输入口接通，则称为中间加压式；若在中间卸压式阀的两个输出口都装上单向阀，则称为中位式止回阀。换向阀处于不同工作位置时，各通口之间的通断状态是不同的。阀处于各切换位置时，各通口之间的通断状态分别表示在一个长方形的方框上，这样就构成了换向阀的职能符号。常见换向阀的名称和职能符号见表113。这里需要对表113中的符号作出说明，阀中的通口用数
8、字表示，符合ISO55993标准。通口既可用数字，也可用字母表示。表114为两种表示方法的比较1717表表113 常见换向阀名称和职能符号常见换向阀名称和职能符号1818表表114 数字和字母两种表示方法的比较数字和字母两种表示方法的比较19195按阀芯结构分按阀芯结构分阀芯结构是影响阀性能的重要因素之一。常用的阀芯结构有滑柱式、提动式(又称截止式)和滑板式等。2020 6按连接方式分按连接方式分阀的连接方式有管式连接、板式连接、集装式连接和法兰连接等几种。管式连接有两种：一种是阀体上的螺纹孔直接与带螺纹的接管相连；另一种是阀体上装有快速接头，直接将管插入接头内。对不复杂的气路系统，管式连接简
9、单，但维修时要先拆下配管。板式连接需要配专用的过渡连接板，管路与连接板相连，阀固定在连接板上，装拆时不必拆卸管路，对复杂气动系统维修方便。集装式连接是将多个板式连接的阀安装在集装块(又称汇流板)上，各阀的输入口或排气口可以共用，各阀的排气口也可单独排气。这种方式可以节省空间，减少配管，便于维修。212111.1.2 换向阀的结构特点及工作原理换向阀的结构特点及工作原理换向阀按结构可分为提动阀(或称截止阀)和滑动阀。其中提动阀又可分为球座阀和盘座阀。滑动阀可分为纵向滑柱阀、纵向滑板阀和旋转滑轴阀。1提动阀提动阀(Poppet valve)提动阀是利用圆球、圆盘、平板或圆锥阀芯在垂直方向相对阀座移
10、动，以控制通路的开启或切断。22221)球座阀(Ball seat valve)图112所示为二位三通(3/2)机械动作球座阀的工作原理。当换向阀未驱动时如图112(a)所示，复位弹簧将球状阀芯挤压在阀座上，从而使进气口1关闭，进气口1与工作口2不相通，工作口2与排气口3相通。当换向阀工作时如图112(b)所示，驱动推杆可将阀口打开。当阀口打开时，换向阀须克服复位弹簧力和气压力(由压缩空气产生)。2323一旦阀口打开，进气口1就与工作口2相通，压缩空气进入换向阀输出侧，使换向阀有气信号输出。驱动力大小取决于换向阀通径。这种换向阀结构紧凑、简单，可安装各种类型的驱动头。对于直接驱动方式来说，驱动
11、推杆动作的驱动力限制了其应用。大流量时，阀芯有效面积也大，需要较大的驱动力才能将阀口打开，因此，此类型换向阀通径不宜过大。这种阀的操作皆由人力或机械驱动，弹簧复位。2424图112 机械动作3/2常闭式球座阀(a)正常位置结构；(b)动作位置结构；(c)职能符号25252)盘座阀(Disc seat valve)盘座换向阀采用圆盘密封结构，较小的阀芯位移就可产生较大的过流面积，具有响应快，抗污染能力强，寿命长，通流能力较大等特点。图113所示为二位三通机械动作常闭式盘座阀的工作原理。如图113(b)所示，在未驱动状态下，进气口1关闭，工作口2与排气口3相通。如图113(c)所示，驱动推杆动作时
12、，阀口打开，从而使进气口1与工作口2相通，换向阀有气信号输出。考虑到其阀芯工作面积，此类换向阀的驱动力较大。盘座阀主要制成2/2、3/2及4/2阀，按控制需求有“常闭”式和“常开”式。此类阀芯可由人力、机械、电磁或气压操纵，操纵时须克服复位弹簧力和空气压力。图114所示为二位三通机械动作常开式盘座阀的工作原理。2626图113 机械动作3/2常闭式盘座阀(a)外观；(b)正常位置结构；(c)动作位置结构；(d)职能符号2727图114 机械动作3/2常开式盘座阀(a)正常位置结构；(b)动作位置结构；(c)职能符号2828图115所示为单气控常闭式3/2盘状阀的工作原理。单气控二位三通阀由控制
13、口12上的气信号直接驱动。由于此换向阀只有一个控制信号，因此，这种阀被称为直动式换向阀，该换向阀靠弹簧复位。如图115(b)所示，当控制口12上有气信号时，盘状阀芯推动滑柱正对复位弹簧移动，使进气口1与工作口2相通，工作口2有气信号输出。控制口12上的气体压力必须足够大，以克服作用在阀芯上的弹簧力和空气压力使阀芯移动。通常，根据流量选择换向阀通径大小。2929图115 单气控3/2常闭式盘座阀(a)正常位置结构；(b)动作位置结构；(c)职能符号3030图116所示的双气控二位五通换向阀采用圆盘密封方式，其开闭行程相对较短。阀口的圆盘密封，既可以使进气口1与工作口2相通，也可以使进气口1与工作
14、口4相通。双气控二位五通阀具有记忆功能，当两个控制口14和12中的一个有气信号时，二位五通换向阀将换向，且一直保持原来工作位置不变，直到另一个控制口有信号时才切换阀芯。这种换向阀两端各有一个手控装置，以便对阀芯手动操作。3131图116 双气控二位五通圆盘式换向阀(带手动复位)(a)控制口14有信号结构图；(b)控制口12有信号结构图；(c)14口通气状态职能符号；(d)12口通气状态职能符号3232以下所述的电磁阀，从结构上也属于提动阀。电磁阀是气动控制元件中最主要的元件，其品种繁多，结构各异，按操纵方式可分为直动式和先导式两类。直动式(Direct control)电磁阀是利用电磁力直接驱
15、动阀芯换向的。如图117所示的直动式电磁阀，属于小尺寸阀，故电磁力可直接吸引柱塞，从而使阀芯换向。图117(b)所示为电磁铁尚未通电状态，弹簧将柱塞压下，使1口和2口断开，2口和3口接通，阀处于排气状态。如图117(c)所示，当电磁铁通电后，电磁力大于弹簧力，柱塞被提上升，1口和2口通，3口被遮断，阀处于进气状态。3333图117 直动式3/2电磁阀(a)外观；(b)正常位置结构；(c)动作位置结构；(d)职能符号3434直动式电磁阀只适用于小型阀。如果要利用直动式电磁铁控制大流量空气，则阀的体积必须加大，电磁铁也要加大才能吸引柱塞，而体积和电耗都增大会带来不经济的问题，为克服这些缺点，应采用
16、先导式结构。先导式(Pilot control)电磁阀是由小型直动式电磁阀和大型气控换向阀组合构成的。它利用直动式电磁阀输出先导气压，此先导气压再推动主阀芯换向，该阀的电控部分又称为电磁先导阀。3535图118所示为先导式单电控3/2换向阀的工作原理。图118(a)所示为电磁线圈未通电状态，主阀的供气路1有一小孔通路(图中未示出)到先导阀的阀座，弹簧力使柱塞压向先导阀的阀座，1口和2口断开，2口和3口接通，阀处于排气状态。图118(b)所示为电磁线圈通电状态，电磁力吸引柱塞被提升，压缩空气流入主阀阀芯上端，推动阀芯向下移动，且使盘阀离开阀座，压缩空气从1口流向2口，3口被断开。电磁铁断电，则电
17、磁阀复位。3636图118 先导式3/2电磁阀(a)正常位置结构；(b)工作位置结构；(c)职能符号37372滑动阀滑动阀(Slide valve)滑动阀是利用滑柱、滑板或旋转滑轴在阀体里运动来实现气路通断的阀。1)纵向滑柱阀(Longitudinal slide valve)纵向滑柱阀是利用一个有台肩的滑柱在阀体内轴向移动，从而使各气口接通或关断的。滑柱的移动可采用人力、机械、电气或气动方式操纵。3838图119所示为双气控二位五通滑柱式换向阀。由于没有复位弹簧，因此只要在12口或14口引入一个较低的工作压力即可使滑柱移动。如图119(a)所示，当控制口12有压缩空气时，滑柱右移，则空气从1
18、口流向2口，从4口流向5口，3口被遮断。除非14口有压缩空气引入(如图119(b)所示)，否则滑柱不会改变位置，这就是该阀所具有的记忆功能。控制口12口或14口的压缩空气只需一个脉冲信号即可使滑柱移动，但12口和14口不能同时有信号。在这种换向阀中，阀芯与阀体之间的间隙不超过0.0020.004 mm。与提动式换向阀相比较，这种换向阀工作行程要大一些。3939图119 双气控5/2滑柱式换向阀(a)控制口12有信号时；(b)控制口14有信号时；(c)职能符号4040图1110(a)所示为单电控先导式二位五通换向阀的外观。该阀在结构上属于滑柱式，主要用于控制双作用缸的运动。如图1110(b)所示
19、，当没有电信号输入时，先导阀的柱塞顶在阀座上，阀的滑柱右边没有先导气压。如图1110(c)所示，当电磁铁通电时，先导阀的柱塞被吸，右移，压缩空气经1口的小孔通到滑柱右边使滑柱左移，故空气从1口流向4口，从2口流向3口，5口被遮断。当断电时，滑柱左侧弹簧将滑柱向右推，换向阀复位。此阀带有手动复位按钮。4141图1110 单电控先导式5/2换向阀(带手动复位)(a)外观；(b)正常位置结构；(c)动作位置结构；(d)职能符号4242图1111(a)所示为双电控先导式二位五通换向阀的外观。该阀在结构上也属于滑柱式，主要用于控制双作用缸的运动及信号的转接。图1111(b)所示为阀两边电磁铁均未通电状态
20、，弹簧将先导阀芯压在先导阀的阀座上，故主阀滑柱两端皆没有先导气压，主阀的滑柱停在上一个动作信号所决定的位置，空气从1口流向2口，从4口流向5口，3口被遮断。如图1111(c)所示，当右边电磁铁通电时，右边先导阀芯右移，1口气源信号经右边小孔通到主阀滑柱右边，滑柱左移，空气从1口流向4口，从2口流向3口，5口被遮断。如切断电源，则滑柱停在左边。若使滑柱右移，则使左边电磁铁通电即可。此阀也为记忆阀，带有手动复位按钮。4343图1111 双电控先导式5/2换向阀(带手动复位)(a)外观；(b)正常位置结构；(c)动作位置结构；(d)职能符号44442)纵向滑板阀(Longitudinal flats
21、lide valve)纵向滑板阀是利用滑柱的移动带动滑板来接通或断开各通口的。滑板靠气压或弹簧压向阀座，能自动调节。这种阀的滑板即使产生磨耗，也能保证有效的密封。图1112所示为双气控二位四通滑板阀的工作原理。当压缩空气从12口引入时，滑柱左移，空气从1口流向2口，从4口流向3口，如图1112(a)所示。当压缩空气从14口引入时，滑柱右移，空气从1口流向4口，从2口流向3口，如图1112(b)所示。如切断控制口的气源，则滑柱在从另一侧接受信号前，仍停留在当前位置。两端控制口的气信号只要是脉冲信号即可。45453)旋转滑轴阀(Plate slide valve)旋转滑轴阀是利用两个盘片使各个通路
22、互相连接或分开的，通常用手或脚操作，主要有二位四通或三位四通阀。图1113所示为旋转滑轴式4/3换向阀的工作原理。4646图1112 双气控4/2纵向滑板阀(a)12口有信号，14口无信号的结构；(b)14口有信号，12口无信号的结构；(c)职能符号4747图1113 旋转滑轴式4/3换向阀(中位封闭)(a)外观；(b)阀位；(c)结构；(d)职能符号48483.延时阀延时阀(Time delay valve)延时阀是一种时间控制元件，它的作用是使阀在一特定时间发出信号或中断信号，在气动系统中作信号处理元件。延时阀是一个组合阀，由二位三通换向阀、单向可调节流阀和气室组成。二位三通换向阀既可以是
23、常闭式，也可以是常开式。图1114所示为常闭式延时阀的工作原理。4949如图1114(a)所示，当控制口12没有气信号时，换向阀阀芯受弹簧作用力压在阀座上，2口无信号输出。如图1114(b)所示，当控制口12上有气信号输入时，经节流阀注入气室，因单向节流阀的节流作用且气室有容积，在短时间内无足够压力推动换向阀阀芯换向，经过一段时间t后，气室中气体压力已达到预定压力，二位三通换向阀换向，2口有信号输出。图1114(d)所示为延时阀的时序图。5050图1114 常闭式延时阀(a)控制口12无气结构；(b)控制口12有气结构；(c)职能符号；(d)时序图5151若压缩空气是洁净的，且压力稳定，则可获
24、得精确的延时时间。通常，延时阀的时间调节范围为030 s，通过增大气室可以使延时时间加长。延时阀通常带可锁定的调节杆，可用来调节延时时间。52521113 单向型方向阀单向型方向阀单向型方向阀有单向阀、梭阀、双压阀和快速排气阀等。1单向阀单向阀(No-return valve)单向阀是指气流只能向一个方向流动而不能反向流动的阀，且压降较小。单向阀的工作原理、结构和职能符号与液压传动中的单向阀基本相同。这种单向阻流作用可由锥密封、球密封、圆盘密封或膜片来实现。如图1115所示的单向阀，利用弹簧力将阀芯顶在阀座上，故压缩空气要通过单向阀时必须先克服弹簧力。5353图1115 单向阀(a)外观；(b
25、)正向流通结构；(c)反向截止结构；(d)职能符号54542梭阀梭阀(Shuttle valve)梭阀又称为“或”门型梭阀。如图1116所示的梭阀，有两个输入信号口1和一个输出信号口2。若在一个输入口上有气信号，则与该输入口相对的阀口就被关闭，同时在输出口2上有气信号输出。这种阀具有“或”逻辑功能，即只要在任一输入口1上有气信号，在输出口2上就会有气信号输出。5555图1116 梭阀(a)结构；(b)职能符号5656梭阀在逻辑回路和气动程序控制回路中应用广泛，常用作信号处理元件。图1117为数个输入信号需连接(并联)到同一个出口的应用方法，所需梭阀数目为输入信号数减1。图1118所示为梭阀的应
26、用实例，用两个手动按钮1S1和1S2操纵气缸进退。当驱动两个按钮阀中的任何一个动作时，双作用气缸活塞杆都伸出，只有同时松开两个按钮阀，气缸活塞杆才回缩。梭阀应与两个按钮阀的工作口相连接，这样，气动回路才可以正常工作。5757图1117 梭阀组合(a)双边法；(b)单边法5858图1118 梭阀应用实例59593双压阀双压阀(Dual pressure valve)双压阀又称“与”门梭阀。在气动逻辑回路中，它的作用相当于“与”门作用。如图1119所示，该阀有两个输入口1和一个输出口2。若只有一个输入口有气信号，则输出口2没有气信号输出，只有当双压阀的两个输入口均有气信号时，输出口2才有气信号输出
27、。双压阀相当于两个输入元件串联。6060图1119 双压阀(a)外观；(b)结构；(c)职能符号6161与梭阀一样，双压阀在气动控制系统中也作为信号处理元件，数个双压阀的连接方式如图1120所示，只有数个输入口皆有信号时，输出口才会有信号。双压阀的应用也很广泛，主要用于互锁控制、安全控制、功能检查或者逻辑操作。图1121所示为一个安全控制回路。只有当两个按钮阀1S1和1S2都压下时，单作用气缸活塞杆才伸出。若二者中有一个不动作，则气缸活塞杆将回缩至初始位置。6262图1120 双压阀组合(a)双边串联法；(b)单边串联法6363图1121 安全控制回路64644快速排气阀快速排气阀(Quick
28、 exhaust valve)快速排气阀可使气缸活塞运动速度加快，特别是在单作用气缸情况下，可以避免其回程时间过长。图1122所示为快速排气阀，当1口进气时，由于单向阀开启，压缩空气可自由通过，2口有输出，排气口3被圆盘式阀芯关闭。若2口为进气口，则圆盘式阀芯就关闭气口1，压缩空气从排气口3排出。为了降低排气噪声，这种阀一般带消声器。6565图1122 快速排气阀(a)外观；(b)结构；(c)职能符号6666快速排气阀用于使气动元件和装置迅速排气的场合。为了减小流阻，快速排气阀应靠近气缸安装。例如，把它装在换向阀和气缸之间(应尽量靠近气缸排气口，或直接拧在气缸排气口上)，使气缸排气时不用通过换
29、向阀而直接排出。这对于大缸径气缸及缸阀之间管路长的回路尤为需要，如图1123(a)所示。快速排气阀也可用于气缸的速度控制，如图1123(b)所示。按下手动阀，由于节流阀的作用，气缸慢进；如手动阀复位，则气缸无杆腔中的气体直接通过快速排气阀快速排出，气缸实现快退动作。压缩空气通过排气口排出。6767图1123 快速排气阀应用回路68681114 方向控制阀的选用方向控制阀的选用在方向控制阀的选用上应考虑以下几点：(1)根据流量选择阀的通径。阀的通径是根据气动执行机构在工作压力状态下的流量值来选取的。目前国内各生产厂对于阀的流量有的用自由空气流量表示，也有的用压力状态下的空气流量(一般是指在0.5
30、 MPa工作压力下)表示。流量参数也有各种不同的表示方法，而且阀的接管螺纹并不能代表阀的通径，如G14的阀通径为8 mm，也有的为6 mm。这些在选择阀时需特别注意。6969所选用的阀的流量应略大于系统所需的流量。信号阀(如手动按钮)是根据它距所控制的阀的远近、数量和响应时间的要求来选择的。一般对于集中控制或距离在20 m以内的场合，可选3 mm通径的；对于距离在20 m以上或控制数量较多的场合，可选6 mm通径的。7070(2)根据气动系统的工作要求和使用条件选用阀的机能和结构，包括元件的位置数、通路数、记忆功能、静止时通断状态等。应尽量选择与所需机能相一致的阀，如选不到，可用其他阀代替或用
31、几个阀组合使用。如用二位五通阀代替二位三通阀或二位二通阀，只要将不用的气口用堵头堵上即可。又如用两个二位三通阀代替一个二位五通阀，或用两个二位二通阀代替一个二位三通阀。这种方法可在维修急用时试一试。7171(3)根据控制要求，选择阀的控制方式。(4)根据现场使用条件选择阀的适用范围，这些条件包括使用现场的气源压力大小、电源条件(交直流、电压大小等)、介质温度、环境温度、是否需要油雾润滑等。应选择能在相应条件下可靠工作的阀。(5)根据气动系统工作要求选用阀的性能，包括阀的最低工作压力、最低控制压力、响应时间、气密性、寿命及可靠性。7272(6)根据实际情况选择阀的安装方式。从安装维修方面考虑板式
32、连接较好，包括集装式连接，ISO5599.1标准也是板式连接。因此优先采用板式安装方式，特别是对集中控制的气动控制系统更是如此。管式安装方式的阀占有空间小，也可以集中安装，且随着元件的质量和可靠性不断提高，已得到广泛应用。(7)应选用标准化产品，避免采用专用阀，尽量减少阀的种类，便于供货、安装及维护。7373在气动系统中，经常要求控制气动执行元件的运动速度，这是靠调节压缩空气的流量来实现的。用来控制气体流量的阀称为流量控制阀(Flow control valves)。流量控制阀是通过改变阀的通流截面积来实现流量控制的元件，它包括节流阀、单向节流阀、排气节流阀等。11.2 流量控制阀流量控制阀7
33、4741节流阀节流阀(Throttle valve)节流阀是将空气的流通截面缩小以增加气体的流通阻力，从而降低气体的压力和流量的。如图1124所示，阀体上有一个调整螺丝，可以调节节流阀的开口度(无级调节)，并可保持其开口度不变，此类阀称为可调节开口节流阀。流通截面固定的节流阀称为固定开口节流阀。可调节流阀常用于调节气缸活塞的运动速度，若有可能，应将其直接安装在气缸上。这种节流阀有双向节流作用。使用节流阀时，节流面积不宜太小，因为空气中的冷凝水、尘埃等塞满阻流口通路会引起节流量的变化。7575图1124 可调节流阀(a)结构；(b)职能符号76762单向节流阀单向节流阀(One way flow
34、 control valve)单向节流阀是由单向阀和节流阀组合而成的，常用于控制气缸的运动速度，也称为速度控制阀。如图1125所示，当气流从1口进入时，单向阀被顶在阀座上，空气只能从节流口流向出口2，流量被节流阀节流口的大小所限制，调节螺钉可以调节节流面积。当空气从2口进入时，它推开单向阀自由流到1口，不受节流阀限制。利用单向节流阀控制气缸的速度方式有进气节流(Meter-in)和排气节流(Meter-out)两种。7777图1125 单向节流阀(a)外观；(b)结构；(c)职能符号7878图1126 气缸速度控制(a)进气节流；(b)排气节流7979 图1126(a)所示为进气节流控制，是通
35、过控制进入气缸的流量来调节活塞运动速度的。采用这种控制方式，如活塞杆上的负荷有轻微变化，将会导致气缸速度的明显变化。因此，它的速度稳定性差，仅用于单作用气缸、小型气缸或短行程气缸的速度控制。8080图1126(b)所示为排气节流控制，它是控制气缸排气量的大小的，而进气是满流的。这种控制方式能为气缸提供背压来限制速度，故速度稳定性好，常用于双作用气缸的速度控制。单向节流阀用于气动执行元件的速度调节时应尽可能直接安装在气缸上。一般情况下，单向节流阀的流量调节范围为管道流量的20%30%。对于要求能在较宽范围里进行速度控制的场合，可采用单向阀开度可调的速度控制阀。81813排气节流阀排气节流阀(Ex
36、haust throttle valve)排气节流阀的节流原理和节流阀一样，也是靠调节通流面积来调节阀流量的。它们的区别是，节流阀通常是安装在系统中调节气流的流量，而排气节流阀只能安装在排气口处，调节排入大气的流量，以此来调节执行机构的运动速度。图1127所示为排气节流阀的工作原理，气流从A口进入阀内，由节流口节流后经消声套排出。因而，它不仅能调节执行元件的运动速度，还能起到降低排气噪声的作用。8282图1127 排气节流阀(a)结构；(b)职能符号8383排气节流阀通常安装在换向阀的排气口处，与换向阀联用，起单向节流阀的作用。它实际上是节流阀的一种特殊形式。由于其结构简单，安装方便，能简化回
37、路，因此应用日益广泛。84844.流量控制阀的选用流量控制阀的选用选用流量控制阀时应考虑以下两点：(1)根据气动装置或气动执行元件的进、排气口通径来选择。(2)根据所控制气缸的缸径和缸速，计算流量调节范围，然后从样本上查节流特性曲线，选择流量控制阀的规格。用流量控制的方法控制气缸的速度，因为受空气的压缩性及气阻力的影响，一般气缸的运动速度不得低于30 mm/s。8585压力控制阀是用来控制气动系统中压缩空气的压力的，用于满足各种压力需求或节能。压力控制阀有减压阀、安全阀(溢流阀)和顺序阀三种。11.3 压力控制阀压力控制阀8686气动系统与液压传动系统不同的一个特点是，液压传动系统的液压油是由
38、安装在每台设备上的液压源直接提供的，而在气动系统中，一个空压站输出的压缩空气通常可供多台气动装置使用。空压站输出的空气压力高于每台气动装置所需的压力，且压力波动较大。因此，每台气动装置的供气压力都需要减压阀来减压，并保持供气压力稳定。对于低压控制系统(如气动测量)，除用减压阀降低压力外，还需要用精密减压阀(或定值器)以获得更稳定的供气压力。对于这类压力控制阀，当输入压力在一定范围内改变时，能保持输出压力不变。8787当管路中的压力超过允许压力时，为了保证系统的工作安全，往往用安全阀来实现自动排气，使系统的压力下降，如储气罐顶部必须装安全阀。气动装置中不便安装行程阀，而要依据气压的大小来控制两个
39、以上的气动执行机构的顺序动作时，就要用到顺序阀。88881减压阀减压阀减压阀又称调压阀，用于将空压站输出的空气压力减到适当的空气压力，以适应各种设备。具体内容请参见9.2.3节。89892安全阀安全阀安全阀是用来防止系统内压力超过最大许用压力来保护回路或气动装置安全的。图1128所示为安全阀的工作原理。阀的输入口与控制系统(或装置)相连，当系统压力小于此阀的调定压力时，弹簧力使阀芯紧压在阀座上，如图1128(a)所示。当系统压力大于此阀的调定压力时，则阀芯开启，压缩空气从R口排放到大气中，如图1128(b)所示。此后，当系统中的压力降低到阀的调定值时，阀门关闭，并保持密封。9090图1128
40、安全阀的工作原理(a)关闭状态结构；(b)开启状态结构；(c)职能符号91913顺序阀顺序阀顺序阀是靠回路中的压力变化来控制气缸顺序动作的一种压力控制阀。在气动系统中，顺序阀通常安装在需要某一特定压力的场合，以便完成特定的操作。只有达到需要的操作压力后，顺序阀才有气信号输出。图1129所示为可调式顺序阀的工作原理。9292如图1129(a)所示，当控制口12的气信号小于阀的弹簧调定压力时，从1口进入的压缩空气被堵塞，2口的气体经3口排放。如图1129(b)所示，只有当控制口12上的气信号压力超过了弹簧调定值时，压缩空气才将膜片和柱塞顶起，顺序阀开启，压缩空气从1口流向2口，3口被遮断。调节杆上
41、带一个锁定螺母，可以锁定预调压力值。9393图1129 顺序阀(a)未驱动时结构；(b)已驱动结构；(c)职能符号9494图1130所示为顺序阀的应用回路。当驱动按钮阀动作时，气缸伸出，并对工件进行加工。只要达到预定压力，气缸就复位。顺序阀的预定压力可调。9595图1130 顺序阀应用回路9696111 气动方向控制阀与液压方向控制阀有何异同?112 简述换向阀通口与切换位置的意义。113 换向阀的操作方式有几种?试以符号表示之。114 简述二位三通阀在气动系统中的功能。115 换向阀按结构可分为哪几种？分别简述其特点。116 为何在大流量的场合采用先导式电磁阀而不采用直动式电磁阀呢？思考题与
42、习题思考题与习题9797117 试用二位二通阀控制双作用缸的前进、后退的气动回路。118 试绘出一气动回路，其条件是三个不同输入信号中任何一个输入信号均可使气缸前进，当活塞伸到头自动后退。119 试绘出一气动回路，其条件是只有三个输入信号同时输入才可使气缸前进，当活塞伸到头自动后退。1110 参考图1119所示的双压阀，若1口输入的空气压力分别为6 bar(0.6 MPa)和4 bar(0.4 MPa)，则2口输出的空气压力是多少？98981111 简述梭阀的工作原理，并举例说明其应用。1112 快速排气阀为什么能快速排气?在使用和安装快速排气阀时应注意什么问题?1113 画出二位三通双气控加压换向阀、双电控二位五通先导式电磁换向阀、中位机能“O”型三位五通气控换向阀、二位三通手动换向阀、梭阀、快速排气阀、二位三通延时阀、减压阀的职能符号。99991114 在气动控制元件中，哪些元件具有记忆功能?记忆功能是如何实现的？1115 使用节流阀时，为何节流面积不宜太小？1116 为何出口节流方式不适用于短行程气缸的速度控制？1117 参考图1114，如要调整时间t，则可由延时阀中哪个元件调整？1118 简述顺序阀的工作原理。
