气压传动课件29098实用课资

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1、101气压传动极其特点气压传动是以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号，控制和驱动各种机械和设备，以实现生产过程机械化、自动化的一门技术，简称气动。第十章 气压传动概述1课堂教育气压传动的特点1.气压传动的优点气压传动系统的介质是空气，它取之不尽用之不竭，成本较低，用后的空气可以排到大气中去，不会污染环境。气压传动的工作介质粘度很小，所以流动阻力很小，压力损失小，便于集中供气和远距离输送，便于使用。气压传动工作环境适应性好。气压传动有较好的自保持能力。即使气源停止工作，或气阀关闭，气压传动系统仍可维持一个稳定压力。气压传动在一定的超负载工况下运行也能保证系统安全工作，并不易发生过热现象。2.

2、 气压传动的缺点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1040kN，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。由于空气的可压缩性大，气压传动系统的速度稳定性差，位置和速度控制精度不高。气压传动系统的噪声大。气压传动工作介质本身没有润滑性。气压传动动作速度和反应快。2课堂教育10.2 气压传动系统的组成下图所示为一可完成某程序动作的气压系统的组成原理图，其中的控制装置是由若干气动元件组成的气动逻辑回路。它可以根据气缸活塞杆的始末位置，由行程开关等传递信号，在作出下一步的动作，从而实现规定的自动工作循环。3课堂教育由上面的例子可以看出，气压传

3、动系统主要由以下几个部分组成：（1）能源装置把机械能转换成流体的压力能的装置，一般最常见的是空气压缩机。（2）执行装置把流体的压力能转换成机械能的装置，一般指气压缸或气压马达。（3）控制调节装置对气压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。如压力阀、流量阀、方向阀等。（4）辅助装置指除以上三种以外的装置，分水滤气器、油雾器、消声器等，它们对保证气压系统可靠和稳定地工作有重大作用。（5）传动介质传递能量的流体，即压缩空气。4课堂教育10.3 气压传动及其控制技术的应用和发展气压传动的应用也相当普遍，许多机器设备中都装有气压传动系统，在工业各领域，如机械、电子、钢铁、运行车辆及制造、

4、橡胶、纺织、化工、食品、包装、印刷和烟草机械等，气压传动技术不但在各工业领域应用广泛，而且，在尖端技术领域如核工业和宇航中，气压传动技术也占据着重要的地位5课堂教育气压传动发展目前，气压传动在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、长寿命、高度集成化、小型化与轻量化、一体化、执行件柔性化等方面取得了很大的进展。同时，由于它与微电子技术密切配合，能在尽可能小的空间内传递出尽可能大的功率并加以准确地控制，从而更使得它在各行各业中发挥出了巨大作用。6课堂教育11.1 空气的特征(1)空气的组成空气由多种气体混合而成。其主要惩罚是氮和氧，其次是氩和少量的二氧化碳及其他气体，清洁的空气是无色、无臭、无味

5、、透明的气体，空气可分为干空气和湿空气两种形态，以是否含有水蒸气作为区分标致：不含水蒸气的空气为干空气，含有水蒸气的空气成为湿空气。（2）空气的特征参数空气的密度。空气的密度，式中，M、V分别为气体的质量与体积。空气的粘度。空气的年度是空气质点相对运动时产生阻力的性质。空气年度的变化只受温度变化的影响，且随着温度的升高而增大，而压力变化对其影响甚微，可忽略不计。气体的易变性气体的体积受压力和温度变化的影响极大，与液体和固体相比较，气体的体积是易变的，称为气体的易变性。气体与液体体积变化相差悬殊，主要原因在于气体分子间的距离大而内聚力小，分子运动的平均自由路径大。气体体积随温度和压力的变化规律遵

6、循气体状态方程。1.空气的物理特征7课堂教育2.干空气及其特性我们把不含水蒸气的空气称“干空气”，而把含有水蒸气的空气称“湿空气。干空气的分子量是28.966，而水蒸气的分子量是18.016，故干空气分子要比水蒸气分子重。在相同状况下，干空气的密度也比水蒸气的密度大，水蒸气的密度仅为干空气密度的62%左右。对相同状况下的干空气与湿空气来说，由于干空气中的气体分子密度及分子的平均质量都比湿空气要大，且干空气分子的平均动量也比湿空气大，因而干空气压力也就比湿空气大。干空气的主要物理性质见表11.3。8课堂教育3.湿空气及其特性（1）湿度绝对湿度。单位体积的湿空气中所含水蒸汽的质量，称为湿空气的绝对

7、湿度，用x表示或由气体状态方程导出9课堂教育相对湿度。在一定温度和压力下，绝对湿度和饱和绝对湿度之比称为该温度下的相对湿度饱和绝对湿度。在一定温度下，单位体积湿空气中所含水蒸气的质量达到最大极限度时，称此时湿空气为饱和湿空气。此时，湿空气中水蒸气的分压力达到该温度下水蒸气哦的饱和压力，其绝对湿度称为饱和绝对湿度10课堂教育（2）含湿量质量含湿量。即单位质量的干空气中所混合的水蒸气的质量，用d（单位为g/kg）表示，容积含湿量。即单位体积的干空气中所混合的水蒸气的质量11课堂教育11.2 气体状态方程11.2.1 11.2.1 理想气体状态方程理想气体状态方程气体处于某一平衡状态时，其压力、温度

8、和比气体处于某一平衡状态时，其压力、温度和比容间的关系。容间的关系。2 2、状态变化方程、状态变化方程(1)(1)等容变化（查理定律）等容变化（查理定律）一定质量的气体，在状态变化过程中体积保持不一定质量的气体，在状态变化过程中体积保持不变。变。12课堂教育体积不变时，压力与温度成正比。体积不变时，压力与温度成正比。如：车胎、液化气罐等。如：车胎、液化气罐等。(2)(2)等压变化（盖吕萨克定律）等压变化（盖吕萨克定律）一定质量的气体，在状态变化过程中压力保持不一定质量的气体，在状态变化过程中压力保持不变。变。压力不变时，温度上升，气体比容增大（膨胀）；压力不变时，温度上升，气体比容增大（膨胀）

9、；压力不变时，温度下降，气体比容减小（被压缩）。压力不变时，温度下降，气体比容减小（被压缩）。13课堂教育(3)(3)等温变化（波意耳定律）等温变化（波意耳定律）一定质量的气体，在状态变化过程中温度保持不一定质量的气体，在状态变化过程中温度保持不变。变。如：气缸工作、管道输送空气等。如：气缸工作、管道输送空气等。(4)(4)绝热变化绝热变化一定质量的气体，在状态变化过程中系统与外界一定质量的气体，在状态变化过程中系统与外界无热交换。无热交换。式中：式中：k k为绝热指数。对干空气取为绝热指数。对干空气取1.41.4；对饱和；对饱和蒸汽取蒸汽取1.31.3。14课堂教育如：空压机压缩空气如：空压

10、机压缩空气( (上升至上升至250250 ) )；高速气流流；高速气流流经阀口经阀口( (下降至下降至-100-100 ) )。(5)(5)多变过程多变过程不加任何限制的过程称为多变过程。不加任何限制的过程称为多变过程。式中：式中：n n为多变指数。为多变指数。n=0n=0，等压变化过程，等压变化过程n=1n=1，等温变化过程，等温变化过程n=kn=k，绝热变化过程，绝热变化过程n=n= , , 等容变化。等容变化。15课堂教育1 1：n=0n=0，等压变化，等压变化2 2：n=n= , ,等容变化等容变化3 3：n= 1,n= 1,等温变化等温变化4 4：n= 1.4n= 1.4，绝热变化，

11、绝热变化5 5：n=nn=n，多变过程。，多变过程。16课堂教育11.3 气体流动基本规律气体流动基本规律 一、连续性方程一、连续性方程 根据质量守恒定律，通过管道任一截面的气体根据质量守恒定律，通过管道任一截面的气体质量流量相等质量流量相等。二、伯努利方程二、伯努利方程1.1.可压缩气体绝热流动的伯努里方程可压缩气体绝热流动的伯努里方程如果忽略气体流动时的能量损失和位能变化，可得如果忽略气体流动时的能量损失和位能变化，可得或或式中，式中，k为绝热指数。为绝热指数。17课堂教育2 2有机械功的压缩气体能量方程有机械功的压缩气体能量方程在所研究的管道两过流断面之间有流体机械对气体在所研究的管道两

12、过流断面之间有流体机械对气体供以能量供以能量E时，绝热过程能量方程为时，绝热过程能量方程为对绝热过程和多变过程，分别有对绝热过程和多变过程，分别有18课堂教育11.3.3 11.3.3 通流能力通流能力1 1有效截面积有效截面积节流孔口节流孔口如图，气体流经气流孔口，且设孔口如图，气体流经气流孔口，且设孔口面积为面积为。由于孔口具有尖锐边缘，而流线又。由于孔口具有尖锐边缘，而流线又不可能突然转折，经孔口后流束发生不可能突然转折，经孔口后流束发生收缩，其最小收缩截面积称为有效截收缩，其最小收缩截面积称为有效截面积，以面积，以A表示，它代表了节流孔的表示，它代表了节流孔的通流能力。节流孔的有效截面

13、积通流能力。节流孔的有效截面积A与与孔口世界截面积孔口世界截面积之比，称为收缩系数，以之比，称为收缩系数，以表示，即表示，即。19课堂教育（2） 管道的有效截面管道的有效截面系统中多个元件串联时，等效有系统中多个元件串联时，等效有效截面积效截面积为为系统中多个元件并联时，起等效系统中多个元件并联时，起等效有效截面积有效截面积为为20课堂教育2 2通过节流小孔的流量通过节流小孔的流量气流通过气动元件，使元件进口气流通过气动元件，使元件进口压力压力保持不变，出口压力保持不变，出口压力降低。降低。当气流压力之比当气流压力之比时，流速在声区内。自由状态流时，流速在声区内。自由状态流量为量为当当时，流速

14、在压声速区自由状态的时，流速在压声速区自由状态的流量为流量为21课堂教育11.3.4 11.3.4 充气温度与时间的计算充气温度与时间的计算 1.1.充气时引起温度变化，充气后充气时引起温度变化，充气后的温度为：的温度为： 式中：式中： 气源温度气源温度( K )；k 绝热指数；绝热指数；、 容器的开始、结束内压容器的开始、结束内压(Pa)。22课堂教育 2. 2.充气时间充气时间 式中：式中： 容器内的初始压力容器内的初始压力(Pa)； 气源的压力气源的压力(Pa)； 充、放气时间常数充、放气时间常数(s)。23课堂教育 1. 1.放气时引起温度变化，放气后的放气时引起温度变化，放气后的温度

15、为：温度为： 式中：式中：、 容器的开始、结束内压容器的开始、结束内压(Pa)； 容器内初始温度容器内初始温度(k)；k 绝绝热系数。热系数。 2.2.放气时间：放气时间： 式中：式中： 容器内的初始压力容器内的初始压力(Pa)；k 绝热系数；绝热系数； 充、放气时间常数充、放气时间常数(s)； 放气临界压力，值为：放气临界压力，值为：(Pa)(Pa)11.3.511.3.5放气温度与时间计算放气温度与时间计算24课堂教育12.1 12.1 气源装置气源装置12.1112.11气压传动对工作介质的要求气压传动对工作介质的要求1.1.要求压缩空气具有一定的压力和足够的流量。要求压缩空气具有一定的

16、压力和足够的流量。 2.2.要求压缩空气具有一定的净化程度，保证空气质量。要求压缩空气具有一定的净化程度，保证空气质量。 3.3.有些气动装置和气动仪表还要求压缩空气的压力波动有些气动装置和气动仪表还要求压缩空气的压力波动不能太大，一般气源压力波动应控制在不能太大，一般气源压力波动应控制在4%以内。以内。 因为一般气动设备所使用的空气压缩机都是属于工作因为一般气动设备所使用的空气压缩机都是属于工作压力较低压力较低(小于小于1MPa)，使用油润滑的活塞式空气压缩，使用油润滑的活塞式空气压缩机。它排出的压缩空气温度一般在机。它排出的压缩空气温度一般在140170，使空气，使空气中的水分和部分润滑油

17、变成气态，再与吸人的灰尘混合，中的水分和部分润滑油变成气态，再与吸人的灰尘混合，形成油汽、水汽、灰尘相混合的杂质混在压缩空气中。形成油汽、水汽、灰尘相混合的杂质混在压缩空气中。 上述压缩空气是不能为气动装置作用的，这样的压缩空上述压缩空气是不能为气动装置作用的，这样的压缩空气必须经过除油、除水、除尘、干燥等净化处理后才能气必须经过除油、除水、除尘、干燥等净化处理后才能被气压传动系统所使用。被气压传动系统所使用。25课堂教育12.1.2 12.1.2 气源系统的组成气源系统的组成气源装置是气动系统的动力源，它应提供清洁、干气源装置是气动系统的动力源，它应提供清洁、干燥且具有一定压力和流量的压缩空

18、气，以满足条件燥且具有一定压力和流量的压缩空气，以满足条件不同的使用场合对压缩空气的质量的要求。气源装不同的使用场合对压缩空气的质量的要求。气源装置一般由四部分组成：置一般由四部分组成： (1) (1)产生压缩空气的气压发生装置产生压缩空气的气压发生装置(如空气压缩机如空气压缩机)。 (2)(2)压缩空气的净化处理和贮存装置压缩空气的净化处理和贮存装置(如后冷却器、贮气罐、空如后冷却器、贮气罐、空气干燥器、空气过滤器、油水分离器等气干燥器、空气过滤器、油水分离器等)。 (3) (3)传输压缩空传输压缩空气的管道系统。气的管道系统。 (4) (4)气动三大件气动三大件(分水过滤器、减压阀、油分水

19、过滤器、减压阀、油雾器雾器)。 26课堂教育1 1、空气压缩机、空气压缩机 (1)(1)类型：类型： 按工作原理分：按工作原理分： 按输出压力按输出压力 p 分类分类： 鼓风机：鼓风机：p 0.2MPa低压空压机：低压空压机：0.2 MPa p 1MPa中压空压机：中压空压机：1MPap 10MPa高压空压机：高压空压机：10MPap 100MPa超高压空压机：超高压空压机：p100MPa 27课堂教育按输出流量按输出流量( (即铭牌流量或自由流量即铭牌流量或自由流量) )分类：分类： 微型空压机：微型空压机： qz 0.017 m3/s ( 1m3/min )小型空压机：小型空压机： 0.0

20、17 m3/s qz 0.17 m3/s 中型空压机：中型空压机： 0.17 m3/s qz 1.7 m3/s 大型空压机：大型空压机： qz1.7 m3/s (2) (2) 空气压缩机的工作原理空气压缩机的工作原理 吸气过程吸气过程压缩过程压缩过程排气过程排气过程膨胀过程膨胀过程28课堂教育(3) (3) 空压机的选用空压机的选用 依据是：工作压力和流量。一般气动系统的工作压依据是：工作压力和流量。一般气动系统的工作压力为力为0.40.8MPa，故常选用，故常选用低压空压机低压空压机，特殊需，特殊需要亦可选用中、高压或超高压空压机。空压机或空要亦可选用中、高压或超高压空压机。空压机或空压站的

21、供气量压站的供气量(自由流量自由流量) qz可按下式估算：可按下式估算：式中：式中：qimax为第为第 i 台台设备的最大自由空气耗量设备的最大自由空气耗量 ; ; n 为系统内所用气动设备总台数为系统内所用气动设备总台数; ; 为利用系数（查图）；为利用系数（查图）； K1为漏损系数，取为漏损系数，取1.15-1.5 ；K2为备用系数，取为备用系数，取1.3-1.6m3/s29课堂教育(4) (4) 空压机的职能符号空压机的职能符号 2 2、冷却器、冷却器 30课堂教育3 3、油水分离器、油水分离器用离心、撞击、水洗等方法使压缩空气中凝聚的水分、油分等杂质从压缩空气中用离心、撞击、水洗等方法

22、使压缩空气中凝聚的水分、油分等杂质从压缩空气中分离出来，让压缩空气得到初步净化。其结构形式有分离出来，让压缩空气得到初步净化。其结构形式有环形回转式、撞击并折回式、环形回转式、撞击并折回式、离心旋转式、水浴式离心旋转式、水浴式以及以上形式的组合使用等。以及以上形式的组合使用等。31课堂教育4、干燥器、干燥器作作用用：进进一一步步吸吸收收和和排排除除压压缩缩空空气气中中的的水水分分、油油分分，使使之之变变为为干干燥燥空空气气，以以供供对对气气源源品品质质要要求求较较高高的气动仪表、射流元件组成的系统使用。的气动仪表、射流元件组成的系统使用。干燥方法：干燥方法：吸附法和冷冻法吸附法和冷冻法 冷冻法

23、：冷冻法：利用制冷设备使空气冷却到利用制冷设备使空气冷却到- -定的露点定的露点温度，析出空气中超过饱和水蒸汽压部分的水分，温度，析出空气中超过饱和水蒸汽压部分的水分，以降低其含湿量，增加干燥程度的方法。以降低其含湿量，增加干燥程度的方法。 吸吸附附法法：利利用用硅硅胶胶、铝铝胶胶、分分子子筛筛、焦焦炭炭等等吸吸附附剂剂吸吸收收压压缩缩空空气气中中的的水水分分，使使压压缩缩空空气气得得到到干干燥燥的的方方法法。吸吸附附法法除除水水效效果果很很好好。采采用用焦焦炭炭作作吸吸附附剂剂效效果果较差，但成本低，还可以吸附油分。较差，但成本低，还可以吸附油分。32课堂教育33课堂教育5 5、贮气罐、贮气

24、罐 贮气罐的作用贮气罐的作用： （1 1）储存一定数量的压缩空气，保证输出气流的连续性；）储存一定数量的压缩空气，保证输出气流的连续性；（2 2）消除压力波动，稳定输出）消除压力波动，稳定输出 ；（3 3）当空压机停机或突然停电或设备发生故障时，储存空气或临时需要应急使用，）当空压机停机或突然停电或设备发生故障时，储存空气或临时需要应急使用，保证系统安全；保证系统安全；（4 4）降低空气温度，进）降低空气温度，进- -步分离压缩空气中的水分和油分。步分离压缩空气中的水分和油分。 34课堂教育12.212.2气动辅件元件气动辅件元件 12.2.1 12.2.1 气动三大件气动三大件水滤气器、减压

25、阀和油雾器一起被称为气动三大件。水滤气器、减压阀和油雾器一起被称为气动三大件。 三大件三大件无管连接而成的组件称为三联件。三大件是多数气动系统中无管连接而成的组件称为三联件。三大件是多数气动系统中不可缺少的气源装置，安装在用气设备近处，是压缩空气质不可缺少的气源装置，安装在用气设备近处，是压缩空气质量的最后保证。三大件的安装顺序依进气方向分别为分水滤量的最后保证。三大件的安装顺序依进气方向分别为分水滤气器、减压阀和油雾器。在使用中可以根据实际要求采用一气器、减压阀和油雾器。在使用中可以根据实际要求采用一件或两件，也可多于三件。件或两件，也可多于三件。 35课堂教育图图分分水水滤滤气气器器结结构

26、构 36课堂教育1. 1. 分水滤气器分水滤气器 分水滤气器的作用是滤去空气中的灰尘和分水滤气器的作用是滤去空气中的灰尘和杂质，并将空气中的水分分离出来。杂质，并将空气中的水分分离出来。 （1 1）工作原理）工作原理 分水滤气器的结构原理如图所示。压缩分水滤气器的结构原理如图所示。压缩空气从输入口进入后被引进旋风叶子，旋风叶子上冲制有空气从输入口进入后被引进旋风叶子，旋风叶子上冲制有很多小缺口，迫使空气沿切线方向产生强烈的旋转，使混很多小缺口，迫使空气沿切线方向产生强烈的旋转，使混杂在空气中的杂质获得较大的离心力。从气体中分离出来杂在空气中的杂质获得较大的离心力。从气体中分离出来的水滴、油滴和

27、灰尘沿水杯滤芯的内壁流到水杯的底部，的水滴、油滴和灰尘沿水杯滤芯的内壁流到水杯的底部，并定期从排水阀放掉。进来的气体经过离心旋转后还要经并定期从排水阀放掉。进来的气体经过离心旋转后还要经滤芯的进一步过滤，然后从输出口输出。挡水板是为防止滤芯的进一步过滤，然后从输出口输出。挡水板是为防止杯中污水被卷起破坏滤芯的过滤作用而设置的。杯中污水被卷起破坏滤芯的过滤作用而设置的。 （2 2）主要性能指标）主要性能指标 过滤度过滤度 指允许通过的杂质颗粒的最大直径。可根据需要指允许通过的杂质颗粒的最大直径。可根据需要选择相应的过滤度。选择相应的过滤度。 水分离率水分离率 指分离水分的能力，定义为指分离水分的

28、能力，定义为 37课堂教育式中式中,1,1和和22分别是分水滤气器前、后空气的相对湿度。分别是分水滤气器前、后空气的相对湿度。 规定分水滤气器的水分离率不小于规定分水滤气器的水分离率不小于65%65%。 流量特性流量特性 表示一定压力的压缩空气入入分水滤气器表示一定压力的压缩空气入入分水滤气器后，后， 其输出压力与输入流量之间的关系。在额定流量下，其输出压力与输入流量之间的关系。在额定流量下，输入压力与输出压力之差不超过输入压力的输入压力与输出压力之差不超过输入压力的5%5%。 虑灰效率虑灰效率 是指过滤器收集到的杂质重量与进入过滤器杂质的总重量之是指过滤器收集到的杂质重量与进入过滤器杂质的总

29、重量之比比38课堂教育油雾器油雾器 油雾器是一种特殊的注油装置。当压缩空气流过时，它油雾器是一种特殊的注油装置。当压缩空气流过时，它将润滑油喷射成雾状。随压缩空气一起流渗透需要润滑将润滑油喷射成雾状。随压缩空气一起流渗透需要润滑的部件，达到润滑的目的的部件，达到润滑的目的。 （1 1）工作原理和结构）工作原理和结构 39课堂教育图是油雾器的结构图。当压缩空气从输入口进入后。图是油雾器的结构图。当压缩空气从输入口进入后。 通过喷嘴下通过喷嘴下端端 的小孔进入阀座的腔室内，在截止阀的钢球上下表面形成差压。由于的小孔进入阀座的腔室内，在截止阀的钢球上下表面形成差压。由于泄漏和弹簧的作用。泄漏和弹簧的

30、作用。 钢球处钢球处 于中间位置，压缩空气进入存油杯的于中间位置，压缩空气进入存油杯的上腔，油面受压，压力油经吸油管将单向阀的钢球顶起，钢上腔，油面受压，压力油经吸油管将单向阀的钢球顶起，钢 球上部管道球上部管道有一个方型小孔，钢球不能将上部管道封死，压力油不断流入视油器内，有一个方型小孔，钢球不能将上部管道封死，压力油不断流入视油器内，再滴入喷嘴中。再滴入喷嘴中。 被主管气流从上面的小孔引射出来，雾化后从输被主管气流从上面的小孔引射出来，雾化后从输出口输出。节流阀出口输出。节流阀8 8可以调节油量，可以调节油量， 使油滴量在每分钟使油滴量在每分钟01200120滴内变化。滴内变化。 （2 2

31、）主要性能指标）主要性能指标 流量特性流量特性 表征在给定进口压力下，表征在给定进口压力下，随着空气流量的变化，随着空气流量的变化， 油雾器进、出口压力降的变化情况。油雾器进、出口压力降的变化情况。 起雾油量起雾油量 存油杯中油位处于正常工作油位，油雾器进口存油杯中油位处于正常工作油位，油雾器进口压力为规定值，压力为规定值， 油滴量约为每分钟油滴量约为每分钟5 5滴（节流阀处于全开）滴（节流阀处于全开）时的最小空气流量。时的最小空气流量。40课堂教育3、消声器、消声器（1 1）类型）类型原理：原理：依靠吸声材料来消依靠吸声材料来消声的。吸声材料有玻璃纤声的。吸声材料有玻璃纤维、毛毡、泡沫塑料、

32、烧维、毛毡、泡沫塑料、烧结材料等，结材料等，应用：应用：用于消除中、高频用于消除中、高频噪声，可降噪约噪声，可降噪约20dB20dB，在，在气动系统中应用最广。气动系统中应用最广。（2 2）吸收型消声器）吸收型消声器吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸收型。吸收型、膨胀干涉型和膨胀干涉吸收型。41课堂教育原理：原理：利用一段比排气孔口径大的空腔，当气流通过利用一段比排气孔口径大的空腔，当气流通过时，让气流在其内部扩散、膨胀、碰壁撞击、反射、时，让气流在其内部扩散、膨胀、碰壁撞击、反射、相互干涉而消声。相互干涉而消声。应用：应用：主要用于消除中、低频噪声，尤其是低频噪声。主要用于消除中、低频噪声，尤其

33、是低频噪声。 （3 3）膨胀干涉型消声器）膨胀干涉型消声器原理：原理：气流先经膨胀干涉减速，再气流先经膨胀干涉减速，再通过敷设在消声器内壁的吸声材料通过敷设在消声器内壁的吸声材料排向大气。排向大气。应用：应用：低频可消声低频可消声20dB20dB，高频可消，高频可消声约声约45dB45dB。一般根据排气口通径选。一般根据排气口通径选用吸收型消声器，对消声效果要求用吸收型消声器，对消声效果要求较高的场合，可选用膨胀干涉型或较高的场合，可选用膨胀干涉型或膨胀干涉吸收型消声器。膨胀干涉吸收型消声器。（4 4）膨胀干涉吸收型消声器）膨胀干涉吸收型消声器42课堂教育12.2.3 12.2.3 管道连接件

34、管道连接件 管道连接件包括管子和各种管接头。有了管管道连接件包括管子和各种管接头。有了管路连接，才能把气动控制元件、气动执行元件以路连接，才能把气动控制元件、气动执行元件以及辅助元件等连接成一个完整的气动控制系统。及辅助元件等连接成一个完整的气动控制系统。 1.1.管子管子 管子可分为硬管和软管两种。管子可分为硬管和软管两种。 一一般总气管和支气管等一些固定不动的不需要经常般总气管和支气管等一些固定不动的不需要经常装拆的管路使用硬管，硬管有铁管、钢管、黄铜装拆的管路使用硬管，硬管有铁管、钢管、黄铜管、紫铜管和硬塑料管等。管、紫铜管和硬塑料管等。 连接运动部件，连接运动部件，临时使用希望装拆方便

35、的管路应使用软管，软管临时使用希望装拆方便的管路应使用软管，软管有塑料管，尼龙管，橡胶管、金属编织塑料管等。有塑料管，尼龙管，橡胶管、金属编织塑料管等。 常用的是紫铜管和尼龙管。常用的是紫铜管和尼龙管。 2. 2.管接头管接头 气气动系统中使用的管接头的结构及工作原理与液压动系统中使用的管接头的结构及工作原理与液压管接头基本相似，分为卡套式、扩口螺纹式、卡管接头基本相似，分为卡套式、扩口螺纹式、卡箍式、插入快换式等。箍式、插入快换式等。 43课堂教育第十三章 气动执行元件13.1 汽缸13.1.1 13.1.1 汽缸的类型汽缸的类型汽缸一般由缸体、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组汽缸一

36、般由缸体、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组成。汽缸的种类很多，分类方法也不同。常见汽缸的分类、原理成。汽缸的种类很多，分类方法也不同。常见汽缸的分类、原理和特点见和特点见 课本课本 表表13.1。13.1.2 13.1.2 汽缸的设计计算汽缸的设计计算1汽缸作用力汽缸活塞杆的推力F1和拉力F2分别为式中，式中，D、d分别是汽缸内径和活塞杆直径，分别是汽缸内径和活塞杆直径， p为汽缸工作压力，为汽缸工作压力，为负载率。为负载率。负载率与汽缸工作压力有关，综合反映活塞的快速作用和汽缸的效率。负载率与汽缸工作压力有关，综合反映活塞的快速作用和汽缸的效率。 负负载率与汽缸工作压力的关系如表载率

37、与汽缸工作压力的关系如表13.2。44课堂教育2 2汽缸内径的计算汽缸内径的计算（1） 推力做功时推力做功时 （2） 拉力做功时拉力做功时3 3 活塞杆直径活塞杆直径d的计算的计算 与计算汽缸内径与计算汽缸内径D相同。一般取相同。一般取d/D=0.20.3，必要时也可取，必要时也可取d/D=0.160.4。的那个活塞杆受压，且其行程。的那个活塞杆受压，且其行程L10d时，还须时，还须校核其稳定性。校核其稳定性。45课堂教育4 缸筒壁厚的计算一般汽缸筒壁厚与缸径D之比小于1/10，可按薄壁圆筒公式计算5.5.耗气量的计算耗气量的计算气缸耗气量与其自身结构、动作时间以及连接管容积等有关、气缸耗气量

38、与其自身结构、动作时间以及连接管容积等有关、 一个往复行程的压缩空气耗量一个往复行程的压缩空气耗量q为为换算成自由空气耗量qz为46课堂教育6缓冲计算缓冲室内气体被急剧压缩，属绝热过程，其中气体所吸收的能量Ep为运动部件在行程末端的动能运动部件在行程末端的动能能量平衡原则应有能量平衡原则应有 47课堂教育13.1.3 13.1.3 气缸的选用气缸的选用选择气缸类型。选择气缸类型。选择安装形式。选择安装形式。确定气缸作用力。确定气缸作用力。确定气缸行程。确定气缸行程。确定运动速度。确定运动速度。润滑。润滑。13.1.4 13.1.4 膜片式气缸膜片式气缸它主要由膜片和中间硬芯相连来代替普通气缸中

39、的活塞，它主要由膜片和中间硬芯相连来代替普通气缸中的活塞，依靠膜片在气压作用下的变形来使活塞杆前进，膜片的复依靠膜片在气压作用下的变形来使活塞杆前进，膜片的复位主要靠弹簧力来完成。活塞的行程较小，一般适用于气位主要靠弹簧力来完成。活塞的行程较小，一般适用于气动夹具、自动调节阀及短行程工作场所。动夹具、自动调节阀及短行程工作场所。48课堂教育13.2 13.2 气马达气马达13.2.1 13.2.1 叶片式马达的工作原理和特性叶片式马达的工作原理和特性如图所示是双向叶片式气动马达的工作原理。如图所示是双向叶片式气动马达的工作原理。 压缩空气由压缩空气由A孔输入，孔输入，小部分经定子两端的密封盖的

40、槽进入叶片底部小部分经定子两端的密封盖的槽进入叶片底部(图中未表示图中未表示)，将叶片推出，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用在两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用在两个叶片上。由于两叶片伸出长度不等，因此，就产生了转矩差，使叶片与转个叶片上。由于两叶片伸出长度不等，因此，就产生了转矩差，使叶片与转子按逆时针方向旋转，作功后的气体由定子上的孔子按逆时针方向旋转，作功后的气体由定子上的孔B排出。排出。 若改变压缩空气的输入方向（即压缩空气由若改变压缩空气的输入方向（即压缩空气由B孔进入，孔进入， 从从孔孔A孔排出）孔排出） 则可

41、改变转子的转向。则可改变转子的转向。 49课堂教育下图是在一定工作压力下作出的叶片式气动马达的特性曲线。由图可知，气动马达具有软特性的特点。当外加转矩T等于零时，即为空转，此时速度达到最大值nmax，气动马达输出的功率等于零；当外加转矩等于气动马达的最大转矩Tmax时，马达停止转动，此时功率也等于零；当外加转矩等于最大转矩的一半时。马达的转速也为最大转速的1/2，此时马达的输出功率P最大，用Pmax表示。 50课堂教育13.2.2 13.2.2 气动马达的特点及应用气动马达的特点及应用一、气马达分类气动马达是将压缩空气的压力能转换成旋转的机械能的装置。一、气马达分类气动马达是将压缩空气的压力能

42、转换成旋转的机械能的装置。按结构形式可分为：叶片式、活塞式、齿轮式等。最为常用的是叶片式和活塞按结构形式可分为：叶片式、活塞式、齿轮式等。最为常用的是叶片式和活塞式气动马达。式气动马达。1.1.叶片式气动马达结构紧凑，但低速启动转矩小，低速性能不好，适用于要求叶片式气动马达结构紧凑，但低速启动转矩小，低速性能不好，适用于要求低或中等功率的机械，目前在矿山机械及风动工具中应用普遍。低或中等功率的机械，目前在矿山机械及风动工具中应用普遍。2.2.活塞式气动马达在低速情况下有较大的输出功率，低速性能好。适用于载荷活塞式气动马达在低速情况下有较大的输出功率，低速性能好。适用于载荷较大和低速性能要求高的

43、机械，如起重机、绞车绞盘、拉管机等。较大和低速性能要求高的机械，如起重机、绞车绞盘、拉管机等。二、气动马达的特点二、气动马达的特点1.1.有过载保护作用。过载时，转速降低或停车，过载消除后立即恢复正常工作，有过载保护作用。过载时，转速降低或停车，过载消除后立即恢复正常工作，不会产生故障，长时间满载工作温升小。不会产生故障，长时间满载工作温升小。2.2.可以无级调速。控制进气流量，就能调节马达的功率和转速。可以无级调速。控制进气流量，就能调节马达的功率和转速。 3.3.具有较高的启动转矩，可直接带负载启动。具有较高的启动转矩，可直接带负载启动。 4.4.能够正转和反转。能够正转和反转。 5.5.

44、工作安全。在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等恶劣的工作环境下能工作安全。在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等恶劣的工作环境下能正常工作。正常工作。 6.6.操纵方便，维修简单。操纵方便，维修简单。7.7.输出功率相对较小。最大只有输出功率相对较小。最大只有20kW左右。左右。 8.8.耗气量大，效率低，噪声大。耗气量大，效率低，噪声大。51课堂教育 控制调节压缩空气的压力、流控制调节压缩空气的压力、流量和方向的控制阀称气动控制元件量和方向的控制阀称气动控制元件第四节第四节 气动控制元件气动控制元件52课堂教育安全阀安全阀 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

45、 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力阀处于关闭状态。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，阀门开启排气，直到系统时，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。安全阀的开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。启压力通过调整弹簧的预压缩量来调节。 53课堂教育减压阀减压阀 作用：作用：减压、稳压减压、稳压 原理：原理：压缩空气从阀左端输入，压缩空气从阀左

46、端输入，经节流减压后从右端输出，经阻尼经节流减压后从右端输出，经阻尼管进入膜片气室的部分气流，作用管进入膜片气室的部分气流，作用在膜片下面产生向上推力，此力能在膜片下面产生向上推力，此力能把阀口关小，使输出压力下降；作把阀口关小，使输出压力下降；作用在膜片上的推力与弹簧力互相平用在膜片上的推力与弹簧力互相平衡，使阀的输出压力保持稳定。衡，使阀的输出压力保持稳定。 54课堂教育顺序阀顺序阀 作用：作用：依靠气路中的依靠气路中的 压力来控制气动回路中压力来控制气动回路中 各执行元件动作的先后各执行元件动作的先后 顺序。顺序。 原理：原理：当压缩空气当压缩空气 由由P口输入时，单向阀在压力差及弹簧力

47、的作用下处于关口输入时，单向阀在压力差及弹簧力的作用下处于关闭状态，作用在活塞上输入侧的空气压力如超过弹簧的预闭状态，作用在活塞上输入侧的空气压力如超过弹簧的预紧力时，活塞被顶起，顺序阀打开，压缩空气由紧力时，活塞被顶起，顺序阀打开，压缩空气由A输出；输出；当压缩空气反向流动时，输入侧变成排气口，输出侧变成当压缩空气反向流动时，输入侧变成排气口，输出侧变成进气口，其进气压力将顶开单向阀，由进气口，其进气压力将顶开单向阀，由O口排气。口排气。 55课堂教育流量控制阀流量控制阀 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

48、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 56课堂教育 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。 57课堂教育流量阀使用时须注意的问题：

49、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。58课堂教育方向控制阀方向控制阀 能控制气体的流动方向和气路的通断的阀，分单向控制阀和换向控制阀两类。l 换向控制阀按控制方式分为手动控制、气动控制、电动换向控制阀按控制方式分为手动控制、气动控制、电动控制、机动控制、电气动控制等；控制、机动控制、电气动控制等；l 按切换的通路数目，换向阀分为二通阀、三通阀、四通按切换的通路数目，换向阀分为二通阀、三通阀、四通阀和五通阀；阀和五通阀；l 按

50、阀芯工作位置的数目，方向阀分为二位阀和三位阀。按阀芯工作位置的数目，方向阀分为二位阀和三位阀。 59课堂教育单向型控制阀单向阀 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 60课堂教育快速排气阀 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。61课堂教育换向型控制阀换向型控制阀 气压控制换向阀 它是

51、利用压缩空气的 压力推动阀芯换向。 分为：加压控制、泄压 控制、差压控制和延时控制 单气控换向阀 原理：当K口没有压缩 气时，阀芯在弹簧力和P腔空气体压力作用下，阀芯位于上端，A与O通 P不通。当K口有压缩空气输入时，阀芯下移P与A通O不通。62课堂教育双气控换向阀 换向阀的两侧有两个控制口，但每次只能输入一个信号。 原理：当阀芯左端 输入压缩空气时阀位于 右位 PB接通，AO1排气；信号消失后，阀芯仍处于右位，其输出状态不变。直到右端有压缩空气输入时，阀才改变其输出状态，即PA接通，BO2排气。 63课堂教育气压延时式换向阀 是一种带有时间控制 信号功能的换向阀 。 原理：由气容C和一 个

52、单向节流阀组成的时 间控制信号元件控制主阀换向。当K口通入气压信号时， 此信号通过节流阀1的节流口进入气容C，经过一定时间当压力达到一定值后，使主阀阀芯向右移动而换向。 64课堂教育电磁控制换向阀 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 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。 65课堂教育先导式电磁换向阀 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。 66课

53、堂教育二位五通电磁阀 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，K1腔排气，主阀芯向左移动，P与B接通，A 口排气。 67课堂教育1 1）延时阀）延时阀如图如图13.14为二位三通气动延时阀的结构原理。由延时控制部分和主阀组成。为二位三通气动延时阀的结构原理。由延时控制部分和主阀组成。常态时，弹簧的作用使阀芯常态时，弹簧的作用使阀芯2处在左端位置。当从处在左端位置。当从K口通入气控信号时，气体口通入气控信号时，气体通过可调节流阀通过可调节流阀4（气阻）使气容腔（气阻）使气容腔1充气，当气

54、容内的压力达到一定值时，充气，当气容内的压力达到一定值时，通过阀芯压缩弹簧使阀芯向右动作，换向阀换向；通过阀芯压缩弹簧使阀芯向右动作，换向阀换向； 气控信号消失后，气容中气控信号消失后，气容中的气体通过单向阀快速卸压，当压力降到某值时，阀芯左移，换向阀换向。的气体通过单向阀快速卸压，当压力降到某值时，阀芯左移，换向阀换向。时间控制换向阀时间控制换向阀时间换向阀是通过气容或气阻的作用对阀的换向时间进行控制的时间换向阀是通过气容或气阻的作用对阀的换向时间进行控制的换向阀。包括延时阀和脉冲阀。换向阀。包括延时阀和脉冲阀。68课堂教育2 2）脉冲阀）脉冲阀脉冲阀是靠气流经过气阻、脉冲阀是靠气流经过气阻

55、、气容的延时作用，使输入的气容的延时作用，使输入的长信号变成脉冲信号输出的长信号变成脉冲信号输出的阀。图阀。图13.1513.15为一滑阀式脉冲为一滑阀式脉冲阀的结构原理。阀的结构原理。P P口有输入信口有输入信号时，由于阀芯上腔气容中号时，由于阀芯上腔气容中压力较低，并且阀芯中心阻压力较低，并且阀芯中心阻尼小孔很小，所以阀芯向上尼小孔很小，所以阀芯向上移动，使移动，使P P、A A相通，相通，A A口有信口有信号输出，同时从阀芯中心阻号输出，同时从阀芯中心阻尼小孔不断给上部气容充气，尼小孔不断给上部气容充气，因为阀芯的上、下端作用面因为阀芯的上、下端作用面积不等，气容中的压力上升积不等，气容

56、中的压力上升达到某值时，阀芯下降封闭达到某值时，阀芯下降封闭 P P、A A通道，通道，A A、T T相通，相通，A A口没口没有信号输出。这样，有信号输出。这样，P P口的连口的连续信号就变成续信号就变成A A口输出的脉冲口输出的脉冲信号。信号。69课堂教育气动逻辑元件气动逻辑元件气动逻辑元件是用压缩空气为介质，通过元件的可动部件（如膜片、气动逻辑元件是用压缩空气为介质，通过元件的可动部件（如膜片、阀心）在气控信号作用下动作，改变气流方向以实现一定逻辑功能阀心）在气控信号作用下动作，改变气流方向以实现一定逻辑功能的气体控制元件。实际上气动方向控制阀也具有逻辑元件的各种功的气体控制元件。实际上

57、气动方向控制阀也具有逻辑元件的各种功能，所不同的是它的输出功率较大，尺寸大。而气动逻辑元件的尺能，所不同的是它的输出功率较大，尺寸大。而气动逻辑元件的尺寸较小，因此在气动控制系统中广泛采用各种形式的气动逻辑元件寸较小，因此在气动控制系统中广泛采用各种形式的气动逻辑元件（逻辑阀）。（逻辑阀）。气动逻辑元件的分类气动逻辑元件的分类气动逻辑元件的种类很多，可根据不同特性进行分类。气动逻辑元件的种类很多，可根据不同特性进行分类。按工作压力按工作压力（1 1）高压型）高压型 工作压力工作压力 0.2 0.20.8MPa0.8MPa（2 2）低压型）低压型 工作压力工作压力 0.05 0.050.2MPa

58、0.2MPa（3 3）微压型）微压型 工作压力工作压力 0.005 0.0050.05MPa0.05MPa70课堂教育（1 1）截止式）截止式 气路的通断依靠可动件的端面（平面或锥面）与气嘴气路的通断依靠可动件的端面（平面或锥面）与气嘴构成的气口的开启或关闭来实现。构成的气口的开启或关闭来实现。（2 2）滑柱式（滑块型）滑柱式（滑块型） 依靠滑柱（或滑块）的移动，实现气口的依靠滑柱（或滑块）的移动，实现气口的开启或关闭。开启或关闭。（3 3）膜片式）膜片式 气路的通断依靠弹性膜片的变形开启或关闭气口。气路的通断依靠弹性膜片的变形开启或关闭气口。按逻辑功能按逻辑功能对二进制逻辑功能的元件，可按逻

59、辑功能的性质分为两大类：对二进制逻辑功能的元件，可按逻辑功能的性质分为两大类：（1 1）单功能元件）单功能元件 每个元件只具备一种逻辑功能，如或、非、与、每个元件只具备一种逻辑功能，如或、非、与、双稳等。双稳等。（2 2）多功能元件）多功能元件 每个元件具有多种逻辑功能，各种逻辑功能由每个元件具有多种逻辑功能，各种逻辑功能由不同的连接方式获得。如三膜片多功能气动逻辑元件等。不同的连接方式获得。如三膜片多功能气动逻辑元件等。按结构型式按结构型式元件的结构总是由开关部分和控制部分组成。开关部分是元件的结构总是由开关部分和控制部分组成。开关部分是在控制气压信号作用下来回动作，改变气流通路，完成逻辑在

60、控制气压信号作用下来回动作，改变气流通路，完成逻辑功能。根据组成原理，气动逻辑元件的结构型式可分为三类：功能。根据组成原理，气动逻辑元件的结构型式可分为三类：71课堂教育高压截止式逻辑元件高压截止式逻辑元件高压截止式逻辑元件是依靠控制气压信号推动阀心或通过膜片的变形推高压截止式逻辑元件是依靠控制气压信号推动阀心或通过膜片的变形推动阀芯动作，改变气流的流动方向以实现一定逻辑功能的逻辑元件。气压动阀芯动作，改变气流的流动方向以实现一定逻辑功能的逻辑元件。气压逻辑系统中广泛采用高压截止式逻辑元件。它具有行程小、流量大、工作逻辑系统中广泛采用高压截止式逻辑元件。它具有行程小、流量大、工作压力高、对气源

61、压力净化要求低，便于实现集成安装和实现集中控制控制压力高、对气源压力净化要求低，便于实现集成安装和实现集中控制控制等，其拆卸也方便。等，其拆卸也方便。或门元件或门元件图示图示13.24为或门元件的为或门元件的结构原理。结构原理。A、B为元件的为元件的信号输入口，信号输入口，S为信号的输为信号的输出口。气流的流通关系是：出口。气流的流通关系是：A、B口任意一个有信号或口任意一个有信号或同时有信号，则同时有信号，则S口有信号口有信号输出；逻辑关系式：输出；逻辑关系式：72课堂教育图图13.25为是门和与门元件的结构原理。为是门和与门元件的结构原理。在在A口接信号，口接信号，S为输出口为输出口,中间

62、孔接气中间孔接气源源P情况下，元件为是门。在情况下，元件为是门。在A口没有信口没有信号的情况下，由于弹簧力的作用，阀口号的情况下，由于弹簧力的作用，阀口处在关闭状态；当处在关闭状态；当A口接入控制信号后，口接入控制信号后，气流的压力作用在膜片上，压下阀芯导气流的压力作用在膜片上，压下阀芯导通通P、S通道，通道，S有输出。指示活塞有输出。指示活塞8可以可以显示显示S有无输出；手动按钮有无输出；手动按钮7用于手动发用于手动发讯。元件的逻辑关系为讯。元件的逻辑关系为是门和与门元件是门和与门元件若中间孔不接气源若中间孔不接气源P而接信号而接信号B，则元件为与，则元件为与门。也就是说，只有门。也就是说，

63、只有A、B同时有信号时同时有信号时S口口才有输出。逻辑关系式：才有输出。逻辑关系式：73课堂教育3 3非门和禁门元件非门和禁门元件非门和禁门元件的结构原理如图非门和禁门元件的结构原理如图13.2613.26。在在P P口接气源，口接气源，A A口接信号，口接信号，S S为输出口情况为输出口情况下元件为非门。在下元件为非门。在A A口没有信号的情况下，口没有信号的情况下，气源压力气源压力P P将阀心推离截止阀座将阀心推离截止阀座1 1，S S有信号有信号输出；当输出；当A A口有信号时，信号压力通过膜片口有信号时，信号压力通过膜片把阀芯压在截止阀座把阀芯压在截止阀座1 1上，关断上，关断P P、

64、S S通路，通路，这时这时S S 没有信号。其逻辑关系式：没有信号。其逻辑关系式：若中间孔不接气源若中间孔不接气源P P而接信号而接信号B B，则元件为，则元件为禁门。也就是说，在禁门。也就是说，在A A、B B同时有信号时，由同时有信号时，由于作用面积的关系，阀芯紧抵下截止阀口于作用面积的关系，阀芯紧抵下截止阀口1 1，S S口没有输出。口没有输出。在在A口无信号而口无信号而B口有信号时，口有信号时，S有输出。有输出。A信号对信号对B信号起禁止作用，逻辑关系式：信号起禁止作用，逻辑关系式：74课堂教育4 4或非元件或非元件如图如图13.27，或非元件是在非门元件，或非元件是在非门元件的基础上

65、增加了两个输入端，即具有的基础上增加了两个输入端，即具有A、B、C三个信号输入端。在三个输三个信号输入端。在三个输入端都没有信号时，入端都没有信号时，P、S导通，导通，S有有输出信号。当存在任何一个输入信号输出信号。当存在任何一个输入信号时，元件都没有输出。元件的逻辑关时，元件都没有输出。元件的逻辑关系式：系式：或非元件是一种多功能逻辑元件，可以实现是门、或门、与门、非门或记忆等逻辑或非元件是一种多功能逻辑元件，可以实现是门、或门、与门、非门或记忆等逻辑功能。功能。75课堂教育76课堂教育5 5双稳元件双稳元件双稳元件属于记忆型元件，在逻辑线路中具有重要的作用。图示双稳元件属于记忆型元件，在逻

66、辑线路中具有重要的作用。图示13.2813.28为双稳元件的工作原理。为双稳元件的工作原理。当当A有信号输入时，阀芯移动到右端极限位置，由于滑块的分隔作用，有信号输入时，阀芯移动到右端极限位置，由于滑块的分隔作用，P口口的压缩空气通过的压缩空气通过S1 1输出，输出，S2 2与排气口与排气口T相通；在相通；在A信号消失后信号消失后B信号到来前，信号到来前，阀芯保持在右端位置，阀芯保持在右端位置，S1 1总有输出；当总有输出；当B有信号输入时，阀芯移动到左端极有信号输入时，阀芯移动到左端极限位置，限位置，P口的压缩空气通过口的压缩空气通过S2 2输出，输出，S1 1与排气口与排气口T相通；在相通

67、；在B信号消失后信号消失后A信号到来前，阀芯保持在右端位置，信号到来前，阀芯保持在右端位置，S2 2总有输出；这里，两个输入信号不总有输出；这里，两个输入信号不能同时存在。元件的逻辑关系式为：能同时存在。元件的逻辑关系式为：77课堂教育高压膜片式逻辑元件高压膜片式逻辑元件是利用膜片式阀芯的变形来实现其逻辑功能的。最基高压膜片式逻辑元件是利用膜片式阀芯的变形来实现其逻辑功能的。最基本的单元是三门元件和四门元件。本的单元是三门元件和四门元件。1 1三门元件三门元件图示图示13.2913.29为三门元件的工作原理。为三门元件的工作原理。它由上、下气室及膜片组成，它由上、下气室及膜片组成，下气室有输入

68、口下气室有输入口A A和输出口和输出口S S，上气室有一个输入口上气室有一个输入口B B，膜片将上、，膜片将上、下两个气室隔开。因为元件共有三个口，下两个气室隔开。因为元件共有三个口，所以称为三门元件。所以称为三门元件。A A口接气源（输入），口接气源（输入），S S口为输出口，口为输出口，B B口接控制信号。若口接控制信号。若B B口无控制信号，则口无控制信号，则A A口输入的气流顶开膜口输入的气流顶开膜片从片从S S口输出，如图口输出，如图13.29b13.29b；如；如S S口接大气，若口接大气，若A A 口和口和B B口输入相等的压力，由口输入相等的压力，由于膜片两边作用面积不同，受力

69、不等，于膜片两边作用面积不同，受力不等，S S口通道被封闭，口通道被封闭，A A、S S气路不通气路不通, ,如图如图13.29c13.29c。若。若S S口封闭，口封闭，A A、B B口通入相等的压力信号，膜片受力平衡，无输出，口通入相等的压力信号，膜片受力平衡，无输出，13.29d13.29d。但在。但在S S口接负载时，三门的关断是有条件的，即口接负载时，三门的关断是有条件的，即S S口降压或口降压或B B口升压才口升压才能保证可靠地关断。利用这个压力差作用的原理，关闭或开启元件的通道，可能保证可靠地关断。利用这个压力差作用的原理，关闭或开启元件的通道，可组成各种逻辑元件。其图形符号如图

70、组成各种逻辑元件。其图形符号如图13.29e13.29e。78课堂教育2 2四门元件四门元件四门元件的工作原理如图四门元件的工作原理如图13.3013.30。膜片将元件分成上、下两个气室，下气室有。膜片将元件分成上、下两个气室，下气室有输入口输入口A A和输出口和输出口B B，上气室有输入口，上气室有输入口C C和输出口和输出口D D，因为共有四个口，所以称，因为共有四个口，所以称之为四门元件。四门元件是一个压力比较元件。就是说膜片两侧都有压力且之为四门元件。四门元件是一个压力比较元件。就是说膜片两侧都有压力且压力不相等时，压力小的一侧通道被断开，压力高的一侧通道被导通；若膜压力不相等时，压力

71、小的一侧通道被断开，压力高的一侧通道被导通；若膜片两侧气压相等，则要看那一通道的气流先到达气室先到者通过，迟到者片两侧气压相等，则要看那一通道的气流先到达气室先到者通过，迟到者不能通过。不能通过。当当A A、C C口同时接气源，口同时接气源，B B口通大气，口通大气，D D口封闭时，则口封闭时，则D D口有气无流量，口有气无流量，B B口口关闭无输出，如图关闭无输出，如图13.30b13.30b；此时若封闭；此时若封闭B B口，情况与上述状态相同，如图口，情况与上述状态相同，如图13.30c13.30c此时放开此时放开D D，则，则C C至至D D气体流动，放空，下气室压力很小，膜片上气室气体

72、流动，放空，下气室压力很小，膜片上气室气体由气体由A A输入，为气源压力，膜片下移，关闭输入，为气源压力，膜片下移，关闭D D口，则口，则D D无气，无气，B B有气但无流有气但无流量，如图量，如图13.0d13.0d；同理，此时再将；同理，此时再将D D封闭，元件仍保持这一状态。封闭，元件仍保持这一状态。 根据上述三门和四门这两个基本元件，就可构成逻辑回路中常用的或根据上述三门和四门这两个基本元件，就可构成逻辑回路中常用的或门、与门、非门、记忆元件等。门、与门、非门、记忆元件等。79课堂教育逻辑元件的选用逻辑元件的选用气动逻辑控制系统所用气源的压力变化必须保障逻辑元件正常工作需要气动逻辑控制

73、系统所用气源的压力变化必须保障逻辑元件正常工作需要的气压范围和输出端切换时所需的切换压力，逻辑元件的输出流量和响应的气压范围和输出端切换时所需的切换压力，逻辑元件的输出流量和响应时间等在设计系统时可根据系统要求参照有关资料选取。时间等在设计系统时可根据系统要求参照有关资料选取。无论采用截止式或膜片式高压逻辑元件，都要尽量将元件集中布置，以无论采用截止式或膜片式高压逻辑元件，都要尽量将元件集中布置，以便于集中管理。便于集中管理。由于信号的传输有一定的延时，信号的发出点（例如行程开关）与接收由于信号的传输有一定的延时，信号的发出点（例如行程开关）与接收点（例如元件）之间，不能相距太远。一般说来，最

74、好不要超过几十米。点（例如元件）之间，不能相距太远。一般说来，最好不要超过几十米。当逻辑元件要相互串联时当逻辑元件要相互串联时定要有足够的流量，否则可能无力推动下一定要有足够的流量，否则可能无力推动下一级元件。级元件。另外，尽管高压逻辑元件对气源过滤要求不高但最好使用过滤后的气另外，尽管高压逻辑元件对气源过滤要求不高但最好使用过滤后的气源，一定不要使加入油雾的气源进人逻辑元件。源，一定不要使加入油雾的气源进人逻辑元件。气动比例阀气动比例阀气动电液比例控制阀是一种输出量与输入信号成比例的气动控制阀，它可以按给气动电液比例控制阀是一种输出量与输入信号成比例的气动控制阀，它可以按给定的输入信号连续、

75、按比例地控制气流的压力、流量和方向等。由于电液比例控制定的输入信号连续、按比例地控制气流的压力、流量和方向等。由于电液比例控制阀具有压力补偿的性能，所以其输出压力、流量等可不受负载变化的影响。阀具有压力补偿的性能，所以其输出压力、流量等可不受负载变化的影响。接控制信号的类型，可将气动电液比例控制阀分为气控电液比例控制阀和电控电接控制信号的类型，可将气动电液比例控制阀分为气控电液比例控制阀和电控电液比例控制阀。气控电液比例控制阀以气流作为控制信号，控制阀的输出参量、可液比例控制阀。气控电液比例控制阀以气流作为控制信号，控制阀的输出参量、可以实现流量放大，在实际系统中应用时一般应与电一气转换器相结

76、合，才能对各种以实现流量放大，在实际系统中应用时一般应与电一气转换器相结合，才能对各种气动执行机构进行压力控制。电控电液比例控制阀则以电信号作为控制信号。气动执行机构进行压力控制。电控电液比例控制阀则以电信号作为控制信号。80课堂教育1 1气控比例压力阀气控比例压力阀气控比例压力阀是一种比例元件，阀的输气控比例压力阀是一种比例元件，阀的输出压力与信号压力成比例，如图出压力与信号压力成比例，如图13.3113.31为比为比例压力阀的结构原理。当有输入信号压力时，例压力阀的结构原理。当有输入信号压力时，膜片膜片6 6变形，推动硬芯使主阀芯变形，推动硬芯使主阀芯2 2向下运动，向下运动，打开主阀口，

77、气源压力经过主阀芯节流后形打开主阀口，气源压力经过主阀芯节流后形成输出压力。膜片成输出压力。膜片5 5起反馈作用，并使输出起反馈作用，并使输出压力信号与信号压力之间保持比例。当输出压力信号与信号压力之间保持比例。当输出压力小于信号压力时，膜片组向下运动。使压力小于信号压力时，膜片组向下运动。使主阀口开大，输出压力增大。当输出压力大主阀口开大，输出压力增大。当输出压力大于信号压力时，膜片于信号压力时，膜片6 6向上运动，溢流阀芯向上运动，溢流阀芯3 3开启，多余的气体排至大气。调节针阀的作开启，多余的气体排至大气。调节针阀的作用是使输出压力的一部分加到信号压力腔用是使输出压力的一部分加到信号压力

78、腔形成正反馈，增加阀的工作稳定性。形成正反馈，增加阀的工作稳定性。81课堂教育2 2电控比例压力阀电控比例压力阀如如图13.3213.32所示所示为喷嘴嘴挡挡板式板式电控比控比例例压力力阀。它由。它由动圈式比例圈式比例电磁磁铁、喷嘴档板放大器、气控比例嘴档板放大器、气控比例压力力阀三部分三部分组成，比例成，比例电磁磁铁由永久磁由永久磁铁l0 0、线圈圈9 9和片簧和片簧8 8构成。构成。 当当电流流输入入时，线圈圈9 9带动档板档板7 7产生微量位移，改生微量位移，改变其与其与喷嘴嘴6 6之之间的距离，使的距离，使喷嘴嘴6 6的背的背压改改变。膜片膜片组4 4为比例比例压力力阀的信号膜片及的信

79、号膜片及输出出压力反力反馈膜片。背膜片。背压的的变化通化通过膜片膜片4 4控制控制阀芯芯2 2的位置，从而控制的位置，从而控制输出出压力。力。喷嘴嘴6 6的的压缩空气由气源空气由气源节流流阀5供给。供给。82课堂教育14.5.2 14.5.2 气动伺服控制阀气动伺服控制阀气动伺服阔的工作原理与气动比例阀类似，它气动伺服阔的工作原理与气动比例阀类似，它也是通过改变输入信号来对输出信号的参数进行也是通过改变输入信号来对输出信号的参数进行连续、成比例的控制。与电液比例控制阀相比，连续、成比例的控制。与电液比例控制阀相比，除了在结构上有差异外，主要在于伺服阀具有很除了在结构上有差异外，主要在于伺服阀具

80、有很高的动态响应和静态性能。但其价格较贵，使用高的动态响应和静态性能。但其价格较贵，使用维护较为困难。维护较为困难。气动伺服阀的控制信号均为电信号，故又称电气动伺服阀的控制信号均为电信号，故又称电一气伺服阀。是一种将电信号转换成气压信号的一气伺服阀。是一种将电信号转换成气压信号的电气转换装置。它是电一气伺服系统中的核心部电气转换装置。它是电一气伺服系统中的核心部件。图件。图13.3313.33为力反馈式电一气伺服阀结构原理为力反馈式电一气伺服阀结构原理图。其中第一级气压放大器为喷嘴挡板阀，由力图。其中第一级气压放大器为喷嘴挡板阀，由力矩马达控制，第二级气压放大器为滑阀。阀芯位矩马达控制，第二级

81、气压放大器为滑阀。阀芯位移通过反馈杆移通过反馈杆5 5转换成机械力矩反馈到力矩马达转换成机械力矩反馈到力矩马达上。上。其工作原理为：当有一电流输入力矩马达控制线圈时，力矩马达产生电磁力矩，使挡其工作原理为：当有一电流输入力矩马达控制线圈时，力矩马达产生电磁力矩，使挡板偏离中位（假设其向左偏转），反馈杆变形。这时两个喷嘴档板阀的喷嘴前腔产生板偏离中位（假设其向左偏转），反馈杆变形。这时两个喷嘴档板阀的喷嘴前腔产生压力差（左腔高于右腔），在此压力差的作用下，滑阀移动（向右），反馈杆端点随压力差（左腔高于右腔），在此压力差的作用下，滑阀移动（向右），反馈杆端点随着一起移动，反馈杆进一步变形，变形产生

82、的力矩与力矩马达的电磁力矩相平衡，使着一起移动，反馈杆进一步变形，变形产生的力矩与力矩马达的电磁力矩相平衡，使挡板停留在某个与控制电流相对应的偏转角上。反馈杆的进一步变形使挡板被部分拉挡板停留在某个与控制电流相对应的偏转角上。反馈杆的进一步变形使挡板被部分拉回中位，反馈杆端点对阀芯的反作用力与阀芯两端的气动力相平衡，使阀芯停留在与回中位，反馈杆端点对阀芯的反作用力与阀芯两端的气动力相平衡，使阀芯停留在与控制电流相对应的位移上。这样，伺服阀就输出一个对应的流量，达到了用电流控制控制电流相对应的位移上。这样，伺服阀就输出一个对应的流量，达到了用电流控制流量的目的。流量的目的。83课堂教育第十五章第

83、十五章 气动基本回路气动基本回路气动控制系统中，进行压力控制主要有两个目的，其一是为了提高系统的安气动控制系统中，进行压力控制主要有两个目的，其一是为了提高系统的安全性，在此主要指控制一次压力。其二是给元件提供稳定的工作压力，使其全性，在此主要指控制一次压力。其二是给元件提供稳定的工作压力，使其能充分发挥元件的功能和性能，这主要指二次压力控制。能充分发挥元件的功能和性能，这主要指二次压力控制。15.1.115.1.1一次压力控制回路一次压力控制，是指把空气压缩机的输出压力控制一次压力控制回路一次压力控制，是指把空气压缩机的输出压力控制在一定值以下。一般情况下，空气压缩机的出口压力为在一定值以下

84、。一般情况下，空气压缩机的出口压力为O.8MPa左右，安全左右，安全阀压力的调定值，一般可根据气动系统工作压力范围，调整在阀压力的调定值，一般可根据气动系统工作压力范围，调整在O.7MPa左右。左右。15.1.2 15.1.2 次压力控制回路次压力控制回路二次压力控制是指把空气压缩机输送出来的压缩空气，二次压力控制是指把空气压缩机输送出来的压缩空气，经一次压力控制回路后得到的输出压力，再经二次压力控制回路的减压与稳经一次压力控制回路后得到的输出压力，再经二次压力控制回路的减压与稳压后的输出压力，作为气动控制系统的工作气压使用。压后的输出压力，作为气动控制系统的工作气压使用。84课堂教育15.1

85、.3 15.1.3 气液增气液增压缸增力回路缸增力回路 如如图7-427-42所示的所示的为利用气液增利用气液增压缸缸1把较把较低的气压变为较高的液压力，以提高气液缸低的气压变为较高的液压力，以提高气液缸2的输出力的回路。的输出力的回路。85课堂教育15.2 速度控制回路速度控制回路15.2.1 15.2.1 单作用气缸速度控制回路作用气缸速度控制回路图7-31 1所示所示为单作用气缸速度控制回路，在作用气缸速度控制回路，在图7-31 1a中，升、降均通过节流阀中，升、降均通过节流阀调速，两个相反安装的单向节流阀，可分别控制活塞杆的伸出及缩回速度。调速，两个相反安装的单向节流阀，可分别控制活塞

86、杆的伸出及缩回速度。在图在图7-31 1b所示的回路中，气缸上升时可调速，下降时则通过快排气阀排气，所示的回路中，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。使气缸快速返回。b) 图7 7-31 1 所示所示为单作用气缸速度控制回路作用气缸速度控制回路86课堂教育15.2.2 15.2.2 双作用气缸速度控制回路双作用气缸速度控制回路1、单向调速回路、单向调速回路节流供气和流供气和节流排气两种流排气两种调速方式。速方式。 图7-327-32a所示为节流供气调速回路，在图示位置，当气控换向阀不换向时，所示为节流供气调速回路，在图示位置，当气控换向阀不换向时，进人气缸进人气缸4腔的

87、气流流经节流阀，腔的气流流经节流阀，B腔排出的气体直接经换向阀快排。图腔排出的气体直接经换向阀快排。图7-7-3232b所示的为节流排气的回路，在图示位置，当气控换向阀不换向时，压缩所示的为节流排气的回路，在图示位置，当气控换向阀不换向时，压缩空气经气控换向阀直接进入气缸的空气经气控换向阀直接进入气缸的A腔，而腔，而B腔排出的气体经节流阀到气控腔排出的气体经节流阀到气控换向阀而排人大气，因而换向阀而排人大气，因而B腔中的气体就具有一定的压力。调节节流阀的开腔中的气体就具有一定的压力。调节节流阀的开度，就可控制不同的进气、排气速度，从而也就控制了活塞的运动速度，度，就可控制不同的进气、排气速度，

88、从而也就控制了活塞的运动速度， （a） （b） 图7-32 32 双作用缸双作用缸单向向调速回路速回路87课堂教育2、双向调速回路、双向调速回路在气缸的在气缸的进、排气口装、排气口装设节流流阀，就，就组成了双向成了双向调速回路，在速回路，在图7-337-33所示的双向所示的双向节流流调速回路中，速回路中，图7-337-33a所示为采用单向节流所示为采用单向节流阀式的双向节流调速回路，图阀式的双向节流调速回路，图7-337-33b所示为采用排气节流阀的双所示为采用排气节流阀的双向节流调速回路。向节流调速回路。图7-33 7-33 双向双向节流流调速回路速回路15.2.3 15.2.3 快速往复运

89、快速往复运动回路回路若将若将图7-337-33a中两只单向节流阀换成快速排气阀就构成了快速往复回路图中两只单向节流阀换成快速排气阀就构成了快速往复回路图7-347-34，若欲，若欲实现气缸气缸单向快速运向快速运动，可只采用一只快速排气可只采用一只快速排气阀。图7-34 7-34 快速往复运快速往复运动回路回路88课堂教育15.2.4 15.2.4 速度速度换接回路接回路 如如图所示的速度所示的速度换接回路是利用两个二位二通接回路是利用两个二位二通阀与与单向向节流流阀并并联，当撞当撞块压下行程开关下行程开关时，发出出电信号，使二位二通信号，使二位二通阀换向，改向，改变排气通排气通路，从而使气缸速

90、度改路，从而使气缸速度改变。行程开关的位置，可根据需要。行程开关的位置，可根据需要选定。定。图中二中二位二通位二通阀也可改用行程也可改用行程阀。15.2.5 15.2.5 缓冲回路冲回路要要获得气缸行程末端的得气缸行程末端的缓冲，除采用冲，除采用带缓冲的气缸外，特冲的气缸外，特别在行程在行程长、速度快、速度快、惯性大的情况下，往往需要采用性大的情况下，往往需要采用缓冲回路来冲回路来满足气缸运足气缸运动速度的要求，常用的速度的要求，常用的方法如方法如图7-367-36所示。所示。图7-367-36a所示回路能实现快进一慢进缓冲一停止快退的循所示回路能实现快进一慢进缓冲一停止快退的循环，行程阀可根

91、据需要来调整缓冲开始位置，这种回路常用于惯性力大的场合。环，行程阀可根据需要来调整缓冲开始位置，这种回路常用于惯性力大的场合。图图7-367-36b所示回路的特点是，当活塞返回到行程末端时，其左腔压力已降至打所示回路的特点是，当活塞返回到行程末端时，其左腔压力已降至打不开顺序阀不开顺序阀2的程度，余气只能经节流阀的程度，余气只能经节流阀1排出，因此活塞得到缓冲，这种回路排出，因此活塞得到缓冲，这种回路都只能实现一个运动方向上的缓冲，若两侧均安装此回路，可达到双向缓冲的都只能实现一个运动方向上的缓冲，若两侧均安装此回路，可达到双向缓冲的目的。目的。89课堂教育图7-36 7-36 缓冲回路冲回路

92、15.2.6 15.2.6 气液气液转换速度控制回路速度控制回路 如如图7-407-40示示为气液气液转换速度控制回路，它利用气液速度控制回路，它利用气液转换器器1、2将气压变成将气压变成液压，利用液压油驱动液压缸液压，利用液压油驱动液压缸3，从而得到平稳易控制的活塞运动速度，调，从而得到平稳易控制的活塞运动速度，调节节流阀的开度，就可改变活塞的运动速度。这种回路，充分发挥了气动供节节流阀的开度，就可改变活塞的运动速度。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。气方便和液压速度容易控制的特点。图7-40 7-40 气液气液转换速度控制回路速度控制回路90课堂教育15.2.7 1

93、5.2.7 气液阻尼缸的速度控制回路气液阻尼缸的速度控制回路如如图7-417-41所示的气液阻尼缸速度控制回路，如所示的气液阻尼缸速度控制回路，如图7-417-41a所示的为慢进快退回路，所示的为慢进快退回路，改变单向节流阀的开度，即可控制活塞的前进速度；活塞返回时，气液阻尼改变单向节流阀的开度，即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的油液通过单向阀快速流人有杆腔，故返回速度较快，缸中液压缸的无杆腔的油液通过单向阀快速流人有杆腔，故返回速度较快，高位油箱起补充泄漏油液的作用。图高位油箱起补充泄漏油液的作用。图7-417-41b所示的为能实现机床工作循环中常所示的为能实现

94、机床工作循环中常用的快进用的快进工工进快退的快退的动作。当有作。当有K2信号信号时，五通，五通阀换向，活塞向左运向，活塞向左运动，液液压缸无杆腔中的油液通缸无杆腔中的油液通过a口进入有杆腔，气缸快速向左前进；当活塞将口进入有杆腔，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被迫从口关闭时，液压缸无杆腔中的油液被迫从b口经节流阀进入有杆腔，活塞工作口经节流阀进入有杆腔，活塞工作进给；当进给；当K2消失，有消失，有K1输入信号入信号时，五通，五通阀换向，活塞向右快速返回。向，活塞向右快速返回。图7-41 7-41 气液阻尼缸速度控制回路气液阻尼缸速度控制回路91课堂教育15.2.8

95、15.2.8 气液缸同步气液缸同步动作回路作回路如如图7-437-43所示，所示，该回路的特点是将油液密封在回路之中，油路和气路串接，回路的特点是将油液密封在回路之中，油路和气路串接，同同时驱动1、2两个缸，使二者运动速度相同，但这种回路要求缸两个缸，使二者运动速度相同，但这种回路要求缸1无杆腔无杆腔的有效面积必须和缸的有效面积必须和缸2的有杆腔面积相等。在设计和制造中，要保证活塞的有杆腔面积相等。在设计和制造中，要保证活塞与缸体之间的密封，回路中的截止阀与缸体之间的密封，回路中的截止阀3与放气口相接，用以放掉混人油液与放气口相接，用以放掉混人油液中的空气。中的空气。图7-43 7-43 气液

96、缸同步气液缸同步动作回路作回路92课堂教育15.3 15.3 换向控制回路换向控制回路15.3.1 15.3.1 单作用气缸换向回路单作用气缸换向回路15.3.2 15.3.2 双作用气缸换向回路双作用气缸换向回路图图7.1所示为双作用油缸的换向回路。由三位四通所示为双作用油缸的换向回路。由三位四通M型电磁换向阀控制油型电磁换向阀控制油缸换向，电磁铁缸换向，电磁铁1YA通电时，液压力推动活塞向右运动；电磁铁通电时，液压力推动活塞向右运动；电磁铁2YA通电通电时，油压力推动活塞向左运动；换向阀在中位时，液压缸停止，液压泵时，油压力推动活塞向左运动；换向阀在中位时，液压缸停止，液压泵卸荷。卸荷。

97、图图7.2所示为双作用气缸的换向回路。由二位五通电磁换向阀控制所示为双作用气缸的换向回路。由二位五通电磁换向阀控制气缸换向，电磁铁气缸换向，电磁铁1YA通电时，气压力推动活塞向左运动；电磁铁通电时，气压力推动活塞向左运动；电磁铁2YA通通电时，气压力推动活塞向右运动。电时，气压力推动活塞向右运动。 93课堂教育15.4 15.4 安全保护控制回路安全保护控制回路 由于气由于气动机构机构负荷的荷的过载、气、气压的突然降低以及气的突然降低以及气动执行机构的快速行机构的快速动作等原因都可能危及操作人作等原因都可能危及操作人员或或设备的安全，因此在气的安全，因此在气动回路中，常常要回路中，常常要加入安

98、全回路。需要指出的是，在加入安全回路。需要指出的是，在设计任何气任何气动回路中，特回路中，特别是安全回路是安全回路中，都不可缺少中，都不可缺少过滤装置和油装置和油雾器。因器。因为，污脏空气中的空气中的杂物，可能堵塞物，可能堵塞阀中的小孔与通路，使气路中的小孔与通路，使气路发生故障。缺乏生故障。缺乏润滑油，很可能使滑油，很可能使阀发生卡死生卡死或磨或磨损，以致整个系，以致整个系统的安全都的安全都发生生问题。下面介。下面介绍几种常用的安全保几种常用的安全保护回路。回路。15.4.1 15.4.1 过载保保护回路回路图7-4667-466所示的所示的过载保保护回路，是当活塞杆在伸出途中，若遇到偶然障

99、碍或其回路，是当活塞杆在伸出途中，若遇到偶然障碍或其它原因使气缸它原因使气缸过载时，活塞就立即，活塞就立即缩回，回，实现过载保保护。在活塞伸出的。在活塞伸出的过程程中，若遇到障碍中，若遇到障碍6，无杆腔压力升高，打开顺序阀，无杆腔压力升高，打开顺序阀3，使阀，使阀2换向，阀换向，阀4随即复随即复位，活塞立即退回。同样若无障碍位，活塞立即退回。同样若无障碍6，气缸向前运动时压下阀，气缸向前运动时压下阀5，活塞即刻返，活塞即刻返回。回。 图7-46 46 过载保保护回路回路 1 1手手动换向向阀 2气控气控换向向阀 3顺序序阀4二位四通二位四通换向向阀 5机控机控换向向阀 6障碍障碍物物94课堂教

100、育15.4.2 15.4.2 互互锁回路回路如如图7-477-47所示的所示的为互互锁回路，在回路，在该回路中，四通回路中，四通阀的的换向受三个串向受三个串联的机的机动三通三通阀控制，只有三个都接通，主控控制，只有三个都接通，主控阀才能才能换向。向。 图7-47 47 互互锁回路回路95课堂教育15.4.3 15.4.3 双手同双手同时操作回路操作回路所所谓双手操作回路就是使用两个启双手操作回路就是使用两个启动用的手用的手动阀，只有同，只有同时按按动两个两个阀才才动作的回路。作的回路。这种回路主要是种回路主要是为了安全。了安全。这在在锻造、冲造、冲压机械上常用来避免机械上常用来避免误动作，以保

101、作，以保护操作者的操作者的安全。安全。图7-4848a所示为使用逻辑所示为使用逻辑“与与”回路的双手操作回路，为使主控阀换向，必须使压缩空气信回路的双手操作回路，为使主控阀换向，必须使压缩空气信号进入上方侧，为此必须使两只三通手动阀同时换向，另外这两个阀必须安装在单手不号进入上方侧，为此必须使两只三通手动阀同时换向，另外这两个阀必须安装在单手不能同时操作的距离上，在操作时，如任何一只手离开时则控制信号消失，主控阀复位，能同时操作的距离上，在操作时，如任何一只手离开时则控制信号消失，主控阀复位，则活塞杆后退。图则活塞杆后退。图7-4848b所示的是使用三位主控阀的双手操作回路，把此主控阀所示的是

102、使用三位主控阀的双手操作回路，把此主控阀1的信号的信号4作为手动阀作为手动阀2和和3的逻辑的逻辑“与与回路，亦即只有手动阀回路，亦即只有手动阀2和和3同时动作时，主控制阀同时动作时，主控制阀1换向到换向到上位，活塞杆前进；把信号上位，活塞杆前进；把信号B作为手动阀作为手动阀2、和、和3的逻辑的逻辑“或非或非”回路，即当手动阀回路，即当手动阀2和和3同同时松开时时松开时(图示位置图示位置)，主控制阀，主控制阀1换向到下位，活塞杆返回；若手动阀换向到下位，活塞杆返回；若手动阀2或或3任何一个动作，任何一个动作，将使主控制阀复位到中位，活塞杆处于停止状态。将使主控制阀复位到中位，活塞杆处于停止状态。

103、图7-48 48 双手同双手同时操作回路操作回路96课堂教育15.5 15.5 往复和顺序动作控制回路往复和顺序动作控制回路顺序序动作是指在气作是指在气动回路中，各个气缸，按一定程序完成各自的回路中，各个气缸，按一定程序完成各自的动作。例作。例如如单缸有缸有单往复往复动作、二次往复作、二次往复动作、作、连续往复往复动作等；双缸及多缸有作等；双缸及多缸有单往复及多往复往复及多往复顺序序动作等。作等。15.5.1 15.5.1 单缸往复缸往复动作回路作回路单缸往复缸往复动作回路可分作回路可分为单缸缸单往复和往复和单缸缸连续往复往复动作回路。前者指作回路。前者指给入一个信号后，气缸只完成入一个信号后

104、，气缸只完成A1和和A0一次往复一次往复动作作(A表示气缸，下标表示气缸，下标“1”表表示示A缸活塞伸出，下标缸活塞伸出，下标“0 0”表示活塞缩回动作表示活塞缩回动作)。而单缸连续往复动作回路。而单缸连续往复动作回路指输入一个信号后，气缸可连续进行指输入一个信号后，气缸可连续进行A1A0A1A0动作。动作。图7-49 49 单缸往复缸往复动作回路作回路97课堂教育图7-497-49所示所示为三种三种单往复回路，其中往复回路，其中图7-497-49a为行程阀控制的单往复回路。为行程阀控制的单往复回路。当按下阀当按下阀1的手动按钮后，压缩空气使阀的手动按钮后，压缩空气使阀3换向，活塞杆前进，当凸

105、块压下行换向，活塞杆前进，当凸块压下行程阀程阀2时，阀时，阀3复位，活塞杆返回，完成复位，活塞杆返回，完成A1 A0循循环；图7-497-49b所示为压力控制的所示为压力控制的单往复回路，按下阀单往复回路，按下阀1的手动按钮后，阀的手动按钮后，阀3阀芯右移，气缸无杆腔进气，活塞阀芯右移，气缸无杆腔进气，活塞杆前进，当活塞行程到达终点时，气压升高，打开顺序阀杆前进，当活塞行程到达终点时，气压升高，打开顺序阀2，使阀，使阀3换向，气换向，气缸返回，完成以缸返回，完成以A1 A0循循环；图7-497-49c是利用阻容回路形成的时间控制单往复回是利用阻容回路形成的时间控制单往复回路，当按下阀路，当按下

106、阀1的按钮后，阀的按钮后，阀3换向，气缸活塞杆伸出，当压下行程阀换向，气缸活塞杆伸出，当压下行程阀2后，需后，需经过一定的时间后，阀经过一定的时间后，阀3方才能换向，再使气缸返回完成动作方才能换向，再使气缸返回完成动作A1A0的循的循环。由。由以上可知，在以上可知，在单往复回路中，每按往复回路中，每按动一次按一次按钮，气缸可完成一个，气缸可完成一个A1 A0的循的循环。如如图7-507-50所示的回路是一所示的回路是一连续往复往复动作回路，能完成作回路，能完成连续的的动作循作循环。当。当按下按下阀1的按钮后，阀的按钮后，阀4换向，活塞向前运动，这时由于阀换向，活塞向前运动，这时由于阀3复位将气

107、路封闭，复位将气路封闭，使阀使阀4不能复位，活塞继续前进。到行程终点压下行程阀不能复位，活塞继续前进。到行程终点压下行程阀2，使阀，使阀4控制气路控制气路排气，在弹簧作用下阀排气，在弹簧作用下阀4复位，气缸返回，在终点压下阀复位，气缸返回，在终点压下阀3，阀，阀4换向，活塞换向，活塞再次向前，形成了再次向前，形成了A1A0A1A0的连续往复动作，待提起阀的连续往复动作，待提起阀1的按钮后，阀的按钮后，阀4复位，活塞返回而停止运动。复位，活塞返回而停止运动。98课堂教育图7-50 7-50 连续往复往复动作回路作回路15.5.2 15.5.2 多缸多缸顺序序动作回路作回路 两只、三只或多只气缸按

108、一定两只、三只或多只气缸按一定顺序序动作的回路，称作的回路，称为多缸多缸顺序序动作回路。作回路。其其应用用较广泛，在一个循广泛，在一个循环顺序里，若气缸只作一次往复，称之序里，若气缸只作一次往复，称之为单往复往复顺序，若某些气缸作多次往复，就称序，若某些气缸作多次往复，就称为多往复多往复顺序。若用序。若用A、B、C、表示表示气缸，仍用下标气缸，仍用下标“1”、“0”表示活塞的伸出和表示活塞的伸出和缩回，回，则两只气缸的基本两只气缸的基本顺序序动作有作有A1B0A0B1、A1B1B0A0和和A1A0B1B0三种。而若三只气缸的基本三种。而若三只气缸的基本动作，作，就有十五种之多，如就有十五种之多

109、，如A1B1C1A0B0C0、A1A0B1C1C0B0、A1A0B1C1B0C0、A1B1C1A0C0B0、等等。这些顺序动作回路，都属于单往复顺序、即在每等等。这些顺序动作回路，都属于单往复顺序、即在每一个程序里，气缸只作一次往复，多往复顺序动作回路，其顺序的形成方式，一个程序里，气缸只作一次往复，多往复顺序动作回路，其顺序的形成方式，将比单往复顺序多得多。将比单往复顺序多得多。99课堂教育15.6 位置控制回路15.6.1 15.6.1 用挡铁进行位置控制的回路用挡铁进行位置控制的回路位置控制回路位置控制回路1 1、用缓冲挡铁的位置控制回路、用缓冲挡铁的位置控制回路100课堂教育15.6.

110、2 15.6.2 多位缸位置控制回路多位缸位置控制回路串联气缸实现三个位置控制回路串联气缸实现三个位置控制回路101课堂教育15.7 15.7 延延时回路回路图7-457-45所示所示为延延时回路，回路，图7-457-45a是延时输出回路，当控制信号是延时输出回路，当控制信号4切换阀切换阀4后，压缩空气经单向节流阀后，压缩空气经单向节流阀3向气容向气容2充气。当充气压力充气。当充气压力经延时升高至使阀经延时升高至使阀1换位时，阀换位时，阀1就有输出。就有输出。在在图7-457-45b所示回路中，按下阀所示回路中，按下阀8，则气缸向外伸出，当气缸在伸，则气缸向外伸出，当气缸在伸出行程中压下阀出行

111、程中压下阀5后，压缩空气经节流阀到气容后，压缩空气经节流阀到气容6延时后才将阀延时后才将阀7切换，气缸退回。切换，气缸退回。图7-45 7-45 延延时回路回路102课堂教育15.8 15.8 计数回路数回路 计数回路可以数回路可以组成二成二进制制计数器。在数器。在图7-447-44a所示回路中，按下阀所示回路中，按下阀1按钮，则气信号按钮，则气信号经阀经阀2至阀至阀4的左或右控制端使气缸推出或退回。阀的左或右控制端使气缸推出或退回。阀4换向位置，取决于阀换向位置，取决于阀2的位置，而的位置，而阀阀2的换位又取决于阀的换位又取决于阀3和阀和阀5。如图所示，设按下阀。如图所示，设按下阀1时，气信

112、号经阀时，气信号经阀2至阀至阀4的左端使的左端使阀阀4换至左位，同时使阀换至左位，同时使阀5切断气路，此时气缸向外伸出；当阀切断气路，此时气缸向外伸出；当阀1复位后，原通人阀复位后，原通人阀4左左控制端的气信号经阀控制端的气信号经阀1排空，阀排空，阀5复位，于是气缸无杆腔的气经阀复位，于是气缸无杆腔的气经阀5至阀至阀2左端，使阀左端，使阀2换至左位等待阀换至左位等待阀1的下一次信号输人。当阀的下一次信号输人。当阀1第二次按下后，气信号经阀第二次按下后，气信号经阀2的左位至阀的左位至阀4右控制端使阀右控制端使阀4换至右位，气缸退回，同时阀换至右位，气缸退回，同时阀3将气路切断。待阀将气路切断。待

113、阀1复位后，阀复位后，阀4右控制右控制端信号经阀端信号经阀2，阀，阀1排空，阀排空，阀3复位并将气导至阀复位并将气导至阀2左端使其换至右位，又等待阀左端使其换至右位，又等待阀1下一下一次信号输入。这样，第次信号输入。这样，第1、3、5、次次(奇数奇数)按压阀按压阀1，则气缸伸出；第，则气缸伸出；第2、4、6、次次(偶数偶数)按压阀按压阀1，则使气缸退回。，则使气缸退回。图7-447-44b所示的计数原理同图所示的计数原理同图7-457-45a。不同的是按压阀。不同的是按压阀1的时间不能过长，只要使阀的时间不能过长，只要使阀4切切换后就放开，否则气信号将经阀换后就放开，否则气信号将经阀5或阀或阀3通至阀通至阀2左或右控制端，使阀左或右控制端，使阀2换位，气缸反行，换位，气缸反行，从而使气缸来回振荡。从而使气缸来回振荡。图7-44 7-44 计数回路数回路103课堂教育104课堂教育