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1、项目三项目三 两段压力控制两段压力控制 教学提示与教学目标教学提示与教学目标教学提示：本项目介绍两段压力控制系统的结构组成和工作原理。教学提示：本项目介绍两段压力控制系统的结构组成和工作原理。在教学中，对于气压装置组件、控制元件以及控制回路的介绍可在教学中，对于气压装置组件、控制元件以及控制回路的介绍可结合实物或在控制现场展开教学，并通过实验技能训练加以巩固。结合实物或在控制现场展开教学，并通过实验技能训练加以巩固。教学目标：结合两段压力控制系统的实际应用，熟悉压力与力控教学目标：结合两段压力控制系统的实际应用，熟悉压力与力控制回路中减压阀、安全阀、顺序阀、压力继电器、时间继电器各制回路中减压
2、阀、安全阀、顺序阀、压力继电器、时间继电器各类压力控制元件、电气元件的结构和动作原理。类压力控制元件、电气元件的结构和动作原理。3.1 引入任务引入任务有的气动设备（如薄板冲床等）在实际工作过程中，往往是仅在最后很小一段行程里作功，其它行程不作功，因而为了节省耗气量，有时使用两种不同的压力来驱动气缸运动。图图31 两段压力控制结构示意图两段压力控制结构示意图3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识气动元件结构与原理气动元件结构与原理1减压阀（调压阀）减压阀是气动系统中必不可少的一种调压元件 ，减压阀的作用是将较高的进口压力调节并降低到符合使用要求的出口压力，并保持调节后的出口压
3、力稳定，且不受流量变化及气源压力波动的影响。减压阀一般分为直动式减压阀和先导式减压阀。（1）直动式减压阀 直动式调压阀是利用手柄直接调节弹簧来改变输出压力的。3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识图32 直动式调压阀 a）结构示意图 b）实物外形图 c）职能符号1手柄 2调压弹簧 3膜片 4阀芯 5溢流孔 6下弹簧座 7阻尼管 8阀口图32 直动式调压阀 a）结构示意图 b）实物外形图 c）职能符号1手柄 2调压弹簧 3膜片 4阀芯 5溢流孔 6下弹簧座 7阻尼管 8阀口3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识 （2）先导式减压阀当减压阀的输出压力较高或通径较
4、大时，用调压弹簧直接调压，则弹簧刚度必然过大，不仅调节费力，而且当输出流量变化时，输出压力波动较大，阀的结构尺寸也将增大。为了克服这些缺点，可采用先导式减压阀。3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识图32 直动式调压阀 a）结构示意图 b）实物外形图 c）职能符号1手柄 2调压弹簧 3膜片 4阀芯 5溢流孔 6下弹簧座 7阻尼管 8阀口图32 直动式调压阀 a）结构示意图 b）实物外形图 c）职能符号1手柄 2调压弹簧 3膜片 4阀芯 5溢流孔 6下弹簧座 7阻尼管 8阀口3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识图33 内部先导式调压阀a）结构示意图 b）实物
5、外形图 c）职能符号3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识2安全阀（溢流阀）安全阀也称溢流阀。安全阀在系统中起限制回路的最高压力，以防止管路破裂及损坏，起过过压保护作用3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，3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识4压力继电器 压力继电器是一种利用压力信号来启、闭电气触点的气压电气转换元件，又称为压力开关，常用于需要压力控制和保护的场合。压力继电器由感受压力变化的压力敏感元件、压力调整装置（调整给定压力大小）和电气开关三部分构成。按输入气压力的大小可分成真空型、低压型和高压型压力开关。按接通或
6、断开电路的方式，可分成有触点式和无触点式（电子式）压力开关。表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识表3-1 压力继电器的比较项 目机 械 式电 子 式检测部精 度有可动件，精度低无可动件，重复精度高响应性响应性差响应快，响应时间为10ms寿 命短长（半永久）电 源不需要要输出部触 点使用微动开关等，有触点，触点容量大晶体管输出，触点容量小开关动作迟滞动作按设定方法，可以得到接近无迟滞动作和有迟滞动作寿 命短长（半永久）电
7、源AC、DC均可仅DC尺 寸较大较小（约39mm20mm15mm）配 线省（2根导线）多价 格较低较高3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识 5串联气缸串联气缸是在普通气缸的基础上变型而来，它是在一根活塞杆上串联多个活塞。6气液增压器 增压缸又称增压器，它是利用增压器的大小活塞面积之比例使低压流体产生高压流体。当整个系统需要低压，而局部需要高压，为了减少功率损失，增压器是一个理想的选择。增压器高压侧和低压侧的工作介质，可以是同一种介质，也可以是不同的介质。具有液压输出的增压器可以是液-液增压器或气-液增压器。3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识电气控制元件
8、结构与原理电气控制元件结构与原理图3-11a为三活塞串联气缸增力回路的电气控制电路。图图311 力控制回路及其电气控制电路力控制回路及其电气控制电路3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识1行程开关行程开关按照机械上的安装位置不同，又称为限位开关或终端开关。行程开关被广泛地应用于各类机床、起重机械设备和轻工设备上，通过机械运动部件的动作（机械运动部件碰撞行程开关），将机械信号变换为电信号，再用电信号控制相应电路，对机械运动实现机械动作或位置的控制或限制，借此对机械提供必要的保护。2时间继电器：时间继电器按动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和数字式等多种，按延时方式可分为通
9、电延时型和断电延时型两种。表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识压力控制回路原理分析压力控制回路原理分析1一次压力控制回路图3-14所示是一次压力控制回路,该回路是调节和控制储气罐内的压力，使其保持在规定的范围内。图314 一次压力控制回路1空气压缩机 2单向阀 3电接点压力表 4气罐 5空气过滤器 6减压阀 7压力表 8安全阀3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识1行程开关行程开关按照机械上的安装位置不
10、同，又称为限位开关或终端开关。行程开关被广泛地应用于各类机床、起重机械设备和轻工设备上，通过机械运动部件的动作（机械运动部件碰撞行程开关），将机械信号变换为电信号，再用电信号控制相应电路，对机械运动实现机械动作或位置的控制或限制，借此对机械提供必要的保护。2时间继电器：时间继电器按动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和数字式等多种，按延时方式可分为通电延时型和断电延时型两种。表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识2二次
11、压力控制回路图3-15a）所示为二次压力控制回路。该回路是控制气动系统的使用压力，使气动系统得到稳定的工作压力。表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较图315 二次压力控制回路a）三联件组合符号 b） 三联件简化符号 c）三联件实物图1分水过滤器 2减压阀 3压力表 4油雾器3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识3.2.4 力控制回路原理分析力控制回路原理分析 气压传动大多数是借助于气缸把气压能转换成机械能来实现的。控制气缸输出力的回路称为力控制回路。一般可通
12、过改变压力控制阀的调节压力、执行元件的受压面积或直接利用气-液增压器等来实现，气动系统一般压力较低，所以往往是通过改变执行元件的受力面积来增加输出力。下面介绍一些典型的力控制回路。1.多级力控制回路表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较3.2 压力与力控制回路基础知识压力与力控制回路基础知识2气-液增压器增力回路气动控制压力较低，若在狭窄空间要获得很大的作用力时，可使用如图3-19所示的气-液增压器的增力回路。表表3-1 3-1 压压力力继电继电器的比器的比较较图图3-19 3
13、-19 气气- -液增液增压压缸增力回路缸增力回路1气气-液增液增压压缸缸 2气液缸气液缸 3.3 压力与力控制实例分析压力与力控制实例分析两段压力控制实际上就是高低压转换回路的一个具体应用，系统的控制程序是：首先让压缩空气通过AR系列调压阀,调压阀输出的低压使气缸行至物体表面，然后通过切换VT系列电磁换向阀，输出高压气体，以高压压着物料。如果要求控制压着物料的时间，则可通过时间继电器等来控制实现。当物料压实完成后，可通过SY系列电磁换向阀换向使其返回。3.4 实验操作训练（亚龙实验操作训练（亚龙YL-381B型气、液压实训装置）型气、液压实训装置）实验名称：压盖装置回路实验实验名称：压盖装置回路实验参考课时：参考课时：2课时课时一一实验目的、要求实验目的、要求1了解气动三联件的作用及工作原理。2熟悉延时阀的工作原理、组成及调节方法。3熟悉行程开关的安装和使用。4掌握时间继电器的连接和调节。5熟悉基本的气动回路图，能顺利搭建本实验回路，并完成规定的控制要求。
