(高职)液压与气动技术(第二版)第十二章气动控制元件ppt课件.ppt
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1、液压与气动技术(第二版)第十二章 气动控制元件第十二章 气动控制元件主要内容:主要内容:u单向型方向控制阀单向型方向控制阀u换向型方向控制阀换向型方向控制阀第一节第一节 方向控制阀方向控制阀 气动控制元件是气动系统中气动控制元件是气动系统中控制压缩空气的流动方向、压控制压缩空气的流动方向、压力和流量的各类元件的总称力和流量的各类元件的总称。气动控制元件按功能可分为:。气动控制元件按功能可分为:方方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀、实现逻辑功能的气动逻向控制阀、压力控制阀、流量控制阀、实现逻辑功能的气动逻辑元件等辑元件等。第一节 方向控制阀 一、概述 1方向控制阀的功能 方向控制阀是控制压缩空气
2、的流动方向和气路的通断,方向控制阀是控制压缩空气的流动方向和气路的通断,以控制执行元件动作的一类气动控制元件,它是气动系统中以控制执行元件动作的一类气动控制元件,它是气动系统中应用最多的一种控制元件。应用最多的一种控制元件。2方向控制阀分类1单向阀单向阀是气体只能沿一个方向流动,反方向不能流动的阀。单向阀是气体只能沿一个方向流动,反方向不能流动的阀。它与液压阀中的单向阀相似,如它与液压阀中的单向阀相似,如图图12-3所示所示。二、单向型方向控制阀 只允许气流沿着一个方向流动的方向控制阀,通称为单向只允许气流沿着一个方向流动的方向控制阀,通称为单向型方向控制阀。型方向控制阀。图图12-3 单向阀
3、2梭阀 梭阀又称为双向控制阀,相当于两个单向阀的组合,有两梭阀又称为双向控制阀,相当于两个单向阀的组合,有两个输入口个输入口1,一个输出口,一个输出口2。不管压缩空气从哪一个进气口进入。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,使工作口时,阀芯都将另一面的进气口封闭,使工作口2有空气输出。有空气输出。若两端进气口都有压缩空气输入时,按压力加入的先后顺序和若两端进气口都有压缩空气输入时,按压力加入的先后顺序和压力的大小而定,若压力不同,则高压口的通路打开,低压口压力的大小而定,若压力不同,则高压口的通路打开,低压口的通路关闭,的通路关闭,2口输出高压的压缩空气。口输出高压的压
4、缩空气。图图12-4 梭梭阀梭阀的逻辑功能梭阀的逻辑功能 梭阀具有一定的逻辑功能,即任何一端有信号输入,梭阀具有一定的逻辑功能,即任何一端有信号输入,就有信号输出,所以它也被称为就有信号输出,所以它也被称为“或或”门型梭阀,多用于一门型梭阀,多用于一个执行元件或控制阀需要从两个或更多的位置来驱动的场合。个执行元件或控制阀需要从两个或更多的位置来驱动的场合。在实际操作中,梭阀的逻辑功能也可用两个在实际操作中,梭阀的逻辑功能也可用两个3/23/2阀并联来实阀并联来实现。现。梭阀的应用实例 用两个手动按钮用两个手动按钮SB1和和SB2操纵气缸进退。当驱动操纵气缸进退。当驱动两个按钮阀中的任何一个动两
5、个按钮阀中的任何一个动作时,双作用气缸活塞杆都作时,双作用气缸活塞杆都伸出。只有同时松开两个按伸出。只有同时松开两个按钮阀,气缸活塞杆才回缩。钮阀,气缸活塞杆才回缩。梭阀应与两个按钮阀的工作梭阀应与两个按钮阀的工作口相连接,这样,气动回路口相连接,这样,气动回路图才可以正常工作。图才可以正常工作。3. 双压阀双压阀有两个进气口双压阀有两个进气口1和一个工作口和一个工作口2,当仅有一个进气口进,当仅有一个进气口进气时,压缩空气推动阀芯,封住压缩空气的通道,使工作口气时,压缩空气推动阀芯,封住压缩空气的通道,使工作口2没没有压力输出。若两个进气口有压力输出。若两个进气口1同时有压缩空气输入,且气压
6、相同同时有压缩空气输入,且气压相同时,阀芯处于中位,此时,两个进气口与工作口相通,使工作时,阀芯处于中位,此时,两个进气口与工作口相通,使工作口口2有压缩空气输出。若两个进气口输入的压缩空气气压不同,有压缩空气输出。若两个进气口输入的压缩空气气压不同,那么,其中高压的那一端推动阀芯移动,使压力低的一端进气那么,其中高压的那一端推动阀芯移动,使压力低的一端进气口与工作口相连,工作口输出低压力的压缩空气。口与工作口相连,工作口输出低压力的压缩空气。图图12-6 双压双压阀双压阀的应用实例双压阀的应用实例只有当两个按只有当两个按钮阀钮阀SB1和和SB2都都压下时,单作用气压下时,单作用气缸活塞杆才伸
7、出。缸活塞杆才伸出。若二者中有一个不若二者中有一个不动作,则气缸活塞动作,则气缸活塞杆将回缩至初始位杆将回缩至初始位置。置。 双压阀具有一双压阀具有一定的逻辑特性,即进气口定的逻辑特性,即进气口P1,P2仅有一个有仅有一个有输入,工作口输入,工作口A无输出。当两个进气口均有输入,工作口有输无输出。当两个进气口均有输入,工作口有输出,符合出,符合“与与”门逻辑阀的工作特性,也被称为门逻辑阀的工作特性,也被称为“与与”门梭阀。门梭阀。双压阀的逻辑功能双压阀的逻辑功能图图12-7 安全控制回路安全控制回路4. 快速排气阀 快速排气阀简称快排阀,是为使气缸快速排气,加快气缸运快速排气阀简称快排阀,是为
8、使气缸快速排气,加快气缸运动速度而设置的,一般安装在换向阀和气缸之间。为了降低排动速度而设置的,一般安装在换向阀和气缸之间。为了降低排气噪声,这种阀一般带消声器。气噪声,这种阀一般带消声器。 如图所示,当进气口如图所示,当进气口1进气时,推动膜片向下变形,打开进进气时,推动膜片向下变形,打开进气口气口1与工作口与工作口2的通路,关闭排气口的通路,关闭排气口3;当;当1口没有进气时,口没有进气时,2口气体推动膜片向上复位,关闭口气体推动膜片向上复位,关闭1口,口,2口气体经口气体经3口快速排出。口快速排出。图图12-8 快速排气阀快速排气阀快速排气阀的应用实例快速排气阀的应用实例快速排气阀用于使
9、气快速排气阀用于使气动元件和装置迅速排气动元件和装置迅速排气的场合。为了减小流阻,的场合。为了减小流阻,快速排气阀应靠近气缸快速排气阀应靠近气缸安装,例如,把它装在安装,例如,把它装在换向阀和气缸之间(应换向阀和气缸之间(应尽量靠近气缸排气口,尽量靠近气缸排气口,或直接拧在气缸排气口或直接拧在气缸排气口上),使气缸排气时不上),使气缸排气时不用通过换向阀而直接排用通过换向阀而直接排出。如图出。如图12-9所示。所示。图图12-9 快速排气阀的应用快速排气阀的应用三、换向型方向控制阀 换向型方向控制阀的功用是通过各种控制方式使阀芯换向型方向控制阀的功用是通过各种控制方式使阀芯换向,改变气流通道,
10、使气体流动方向发生变化,从而改变换向,改变气流通道,使气体流动方向发生变化,从而改变气动执行元件的运动方向。气动执行元件的运动方向。 换向型控制阀包括换向型控制阀包括气压控制气压控制换向阀换向阀电磁控制电磁控制换向阀、换向阀、机械控制机械控制换向阀、换向阀、人力控制人力控制换向阀和换向阀和时间控制时间控制换向阀。气动换向阀。气动方向控制阀的换向、控制原理与液压阀类似,本节不再详细方向控制阀的换向、控制原理与液压阀类似,本节不再详细介绍。介绍。高等教育出版社Higher Education Press第二节第二节 压力控制阀压力控制阀 在气压传动系统中,在气压传动系统中,控制压缩空气的压力和依靠
11、气压力来控制压缩空气的压力和依靠气压力来控制执行元件动作顺序的阀统称为压力控制阀控制执行元件动作顺序的阀统称为压力控制阀。 这类阀的共同特点是:利用这类阀的共同特点是:利用作用于阀芯上的压缩空气压力作用于阀芯上的压缩空气压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作和弹簧力相平衡的原理来进行工作。压力控制阀按其功能。压力控制阀按其功能分为分为减压阀、安全阀(溢流阀)和顺序阀减压阀、安全阀(溢流阀)和顺序阀三种。三种。高等教育出版社Higher Education Press 一、减压阀一、减压阀 气动设备和装置的气源一般都来自压缩空气站。压缩空气动设备和装置的气源一般都来自压缩空气站。压缩空气站供给的压缩
12、空气的压力通常都高于气动设备和装置的实气站供给的压缩空气的压力通常都高于气动设备和装置的实际需要,且波动较大,因此需要用调节压力的减压阀来降低,际需要,且波动较大,因此需要用调节压力的减压阀来降低,使其调节到每台气动设备和装置实际需要的压力,并保持压使其调节到每台气动设备和装置实际需要的压力,并保持压力值的稳定。力值的稳定。 减压阀按压力调节方式,减压阀按压力调节方式,可分为直动式和先导式可分为直动式和先导式;按有无;按有无溢流机构,溢流机构,可分为有溢流机构和无溢流机构两种可分为有溢流机构和无溢流机构两种。 直动式减压阀是利用手柄直接调节调压弹簧来改变阀的直动式减压阀是利用手柄直接调节调压弹
13、簧来改变阀的输出压力的一种减压阀。输出压力的一种减压阀。高等教育出版社Higher Education PressQTY型直动式减压阀(带溢流)的结构型直动式减压阀(带溢流)的结构 (a)实物图 (b)结构图 (c)图形符号 图图12-16 QTY型直动式减压阀(带溢流)型直动式减压阀(带溢流)1-旋钮;2、3-弹簧;4-溢流阀座;5-膜片;6-膜片气室;7-阻尼管;8-阀芯; 9-复位弹簧;10-进气阀口;1l-排气孔;12-溢流孔高等教育出版社Higher Education Press减压阀使用的注意事项减压阀使用的注意事项 (1)普通型减压阀)普通型减压阀,出口压力不要超过进口压力的出
14、口压力不要超过进口压力的85;精密型减压阀,出口压力不要超过进口压力的精密型减压阀,出口压力不要超过进口压力的90。 (2)安装减压阀时,最好手柄在上,以便于操作。阀体)安装减压阀时,最好手柄在上,以便于操作。阀体上的箭头方向为气体的流动方向,安装时不要装反。阀体上上的箭头方向为气体的流动方向,安装时不要装反。阀体上的堵头可拧下来,装上压力表。的堵头可拧下来,装上压力表。 (3)要防止油、水进入压力表中,注意压力表寿命。)要防止油、水进入压力表中,注意压力表寿命。 (4)连接管道安装前,要用压缩空气吹净或用酸浊法将)连接管道安装前,要用压缩空气吹净或用酸浊法将锈屑等清洗干净。锈屑等清洗干净。高
15、等教育出版社Higher Education Press减压阀使用的注意事项减压阀使用的注意事项 (5)在减压阀前安装分水过滤器,阀后安装油雾器,)在减压阀前安装分水过滤器,阀后安装油雾器,以防减压阀中的橡胶件过早变质。以防减压阀中的橡胶件过早变质。 (6)减压阀不用时,应旋松手柄回零,以免使膜片经)减压阀不用时,应旋松手柄回零,以免使膜片经常受压而产生塑性变形。常受压而产生塑性变形。 (7)使用塑料材料的减压阀应避免阳光直射,在化学)使用塑料材料的减压阀应避免阳光直射,在化学溶剂的雾气中工作的减压阀其外部材料用金属。溶剂的雾气中工作的减压阀其外部材料用金属。 (8)减压阀底部螺塞处要留出)减
16、压阀底部螺塞处要留出60mm以上空间,以便于以上空间,以便于维修。维修。高等教育出版社Higher Education Press减压阀的选择减压阀的选择 (1)根据调压精度和调压范围来选择减压阀。)根据调压精度和调压范围来选择减压阀。 气动调压阀的调压范围是指它的输出压力的可调范围,气动调压阀的调压范围是指它的输出压力的可调范围,在此范围内要求达到规定的精度。调压范围主要与调压弹簧在此范围内要求达到规定的精度。调压范围主要与调压弹簧的刚度有关。为使输出压力在高低调定位下都能得到较好的的刚度有关。为使输出压力在高低调定位下都能得到较好的流量特性,常采用两个并联或串联的调压弹簧。一般调压阀流量特
17、性,常采用两个并联或串联的调压弹簧。一般调压阀最大输出压力是最大输出压力是0.6MPa,调压范围是,调压范围是0.10.6MPa。 (2)按气流方向和减压阀上所示箭头的方向,依照过滤器)按气流方向和减压阀上所示箭头的方向,依照过滤器减压阀减压阀油雾器的顺序安装减压阀。油雾器的顺序安装减压阀。 (3)常将过滤器、减压阀、油雾器组合成三联件使用。)常将过滤器、减压阀、油雾器组合成三联件使用。高等教育出版社Higher Education Press二、溢流阀二、溢流阀 当管路中的压力超过允许压力时,为了保证系统的工作安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,往往用安全阀实现自动排气,
18、使系统的压力下降。全,往往用安全阀实现自动排气,使系统的压力下降。 1安全阀的功能安全阀的功能 当储气罐或气动回路中的压力超过一定值时,安全阀能立当储气罐或气动回路中的压力超过一定值时,安全阀能立即打开放气,以阻止压力继续升高产生危险,在系统中起过压即打开放气,以阻止压力继续升高产生危险,在系统中起过压保护作用保护作用。高等教育出版社Higher Education Press2工作原理工作原理如图所示,当系统压力小于此阀的调定压力时,作用在阀如图所示,当系统压力小于此阀的调定压力时,作用在阀芯芯3上的压力小于弹簧上的压力小于弹簧2的力,阀处于关闭状态图所示;如图的力,阀处于关闭状态图所示;如
19、图c所示,当系统压力升高,达到或超过安全阀的开启压力时,所示,当系统压力升高,达到或超过安全阀的开启压力时,则阀芯则阀芯3上移,打开阀门排气,直到系统压力降至调定范围以上移,打开阀门排气,直到系统压力降至调定范围以下时,阀口又重新关闭。安全阀的开启压力可由调节旋钮下时,阀口又重新关闭。安全阀的开启压力可由调节旋钮1调调整弹簧整弹簧2的预压缩量确定。的预压缩量确定。高等教育出版社Higher Education Press三、顺序阀三、顺序阀 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以上的气动执行机构的顺序动作时,就要用到顺序阀。顺序
20、个以上的气动执行机构的顺序动作时,就要用到顺序阀。顺序阀是依靠气路中压力的作用而控制执行组件按顺序动作的压力阀是依靠气路中压力的作用而控制执行组件按顺序动作的压力控制阀控制阀。高等教育出版社Higher Education Press1 1顺序阀顺序阀 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,以便完成某一操作。只有达到需要的操作压力后,顺序合,以便完成某一操作。只有达到需要的操作压力后,顺序阀才有气信号输出。其工作原理如图阀才有气信号输出。其工作原理如图13-18所示。其开启压所示。其开启压力由弹簧的预压缩量来控制。当输入压力达到
21、或超过开启压力由弹簧的预压缩量来控制。当输入压力达到或超过开启压力时,顶开弹簧,力时,顶开弹簧,A口才有输出;反之,口才有输出;反之,A口无输出。口无输出。高等教育出版社Higher Education Press2单项顺序阀单项顺序阀 图图a所示所示,当压缩空气进入气腔当压缩空气进入气腔4,并且作用在活塞,并且作用在活塞3上的气压上的气压力超过弹簧力超过弹簧2作用力时,活塞被顶起,压缩空气从作用力时,活塞被顶起,压缩空气从P口经气腔口经气腔4、5到到A口输出。此时,单向阀口输出。此时,单向阀6在压差及弹簧力的作用下处于关闭在压差及弹簧力的作用下处于关闭状态。图状态。图b所示所示,当压缩空气反
22、向流动时,当压缩空气反向流动时,P侧排气而变成排气侧排气而变成排气口,口,A侧进气压力将顶开单向阀侧进气压力将顶开单向阀6由由P口排气。调节旋钮口排气。调节旋钮l可改变可改变单向顺序阀的开启压力,以便在不同的开启压力下,控制执行单向顺序阀的开启压力,以便在不同的开启压力下,控制执行元件的顺序动作。元件的顺序动作。顺序顺序阀阀高等教育出版社Higher Education Press一、节流阀一、节流阀 节流阀是安装在气动回路中,通过调节阀的开度节流阀是安装在气动回路中,通过调节阀的开度来限制流量的控制阀。来限制流量的控制阀。 流量控制阀就是通过改变阀的流通截面积来实现流量控制阀就是通过改变阀的
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