液压与气压传动气动基本回路.ppt

第十四章 气动基本回路 一般要求 1、气液联动回路 2、顺序动作回路 3、计数回路 4、延时回路 5、安全保护和操作回路 重点要求 1、气动换向回路 2、速度控制回路 3、压力控制回路 具体要求 掌握气动换向回路、速度控制回路、压力控制回路；了解气液联动回路、顺序动作回路、计数回路、延时回路、安全保护和操作回路等。,和液压传动系统一样，也由不同功能的基本回路所组成，熟悉常用的基本回路是分析和设计气压传动系统的必要基础。 14.1换向回路 一、单作用气缸换向回路 图14-1为单作用气缸换向回路。 a）用二位三通电磁阀控制的单作用气缸的上、下回路。当电磁铁得电，气缸向上升，失电时，在弹簧作用下返回。 b）三位四通电磁阀控制的单作用气缸的上、下、停的回路，该阀在两电磁铁失电时能自动对中，使气缸停在任意位置，但定位精度不高。且定位时间不长。,二、双作用气缸换向回路 图14-2为各种双作用气缸换向回路，比较简单（略）。,14.2速度控制回路 一、单作用气缸速度控制回路 图14-3为单作用气缸速度控制回路。 图14-3 a )，气缸升、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。 图 14-3b 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。,二、双作用气缸速度控制回路 1、单向调速回路 双作用缸速度控制回路有供气节流和排气节流两种调速方式。 图14-4a）为供气节流调速回路。在图示位置，进入A腔的气流经节流阀，B腔经换向阀快排气。 注意：当节流阀开口较小时，因进入A腔的流量小，压力缓慢上升，达到能克服负载时，活塞前进， A腔容积增大，压力下降，使作用在 活塞上的力小于负载，活塞停止，当 压力再次上升时，活塞才再次前进。 这种忽停忽进的现象称活塞的“爬行”。,图14-4双作用气缸速度控制回路,供气节流的不足之处： （1）当负载方向与活塞运动方向相反时，出现“爬行”现象； （2）当负载方向与活塞运动方向一致时，易产生“跑空”现象。 供气节流，多用于垂直安装的气缸的供气回路中。 如图 14-4b）排气节流的（水平安装的气缸）的供气回路。因B腔的排气需要经节流阀，使其具备一定的压力，此时活塞在A、B腔的压力差下前进，减少“爬行”的可能性。调节节流阀的开口度，就可控制活塞的运动速度。,图14-4双作用气缸速度控制回路,排气节流调速回路的特点： （1）气缸速度随负载变化小，运动较平稳； （2）能承受与活塞运动方向相同（反）的负载。 以上讨论基于负载变化不大情况。当负载突然增大时，由于气体的可压缩性，使活塞运动速度减慢；反之，负载突然减小时，气缸内被压缩的空气突然膨胀，使活塞运动速度加快，称气缸的“自走”现象。 当要求具有准确、平稳的速度时，应采用气液结合的调速方式。,2、双向调速回路 在气缸的进、出气口装设节流阀，就组成了双向调速回路。 图14-5 双向节流调速回路。 图14-5a）采用单向节流阀式的双向节流调速回路。 图14-5b）采用排气节流阀的双向节流调速回路。 三、快速往复运动回路 将图14-5a）中两只单向节流阀 换成快排阀就构成了快速往复 回路，若欲实现气缸单向快速 运动，可采用一只快速排气阀。,图14-5双向节流调速回路,（见图13-7）,四、速度换接回路 图14-6 速度换接回路。 利用两个二位二通阀与单向节流阀并联，当撞块压下行程开关时，发出电信号，使二位二通阀换向，改变排气通路，从而使气缸速度改变。行程开关的位置，可根据需要选定。图中二位二通阀也可改用行程阀。 五、缓冲回路 要获得气缸行程末端的缓冲，除采用 带缓冲的气缸外，特别在行程长、速度快、 惯性大的情况下，往往需要采用缓冲回路 来满足气缸运动速度的要求。图14-7利用 行程阀（a图）或顺序阀（b图）来实现。,图14-6速度换接回路,14.3压力控制回路 功用：是使系统保持在某一规定的压力范围内。常用的有一次压力控制回路，二次压力控制回路和高低压转换回路。 一、一次压力控制回路 这种回路，用于使储气罐送出的气体压力不超过规定压力。为此，通常在储气罐上安装一只安全阀，用来实现一旦罐内超过规定压力就向大气放气。也常在储气罐上装一电接点压力表，一旦罐内超过规定压力时，即控制空气压缩机断电，不再供气。,二、二次压力控制回路 为保证气动系统使用的气体压力为一稳定值，多用如图14-8所示的由空气过滤器减压阀油雾器（ 气动三大件）组成的二次压力控制回路，但要注意，供给逻辑元件的压缩空气不要加入润滑油。,图14-8二次压力控制回路,三、高低压转换回路 该回路利用两只减压阀和一只换向阀间或输出低压或高压气源，如图14-9所示，若去掉换向阀，就可同时输出高低压二种压缩空气。,图14-9高低压转换回路,14.4气液联动回路 气液联动以气压为动力，利用气液转换器把气压传动变为液压传动，或采用气液阻尼缸来获得更平稳和更有效地控制运动速度的气压传动，或用气液增压器使传动力增大。简单、可靠。 一、气液转换速度控制回路 图14-10，它利用气液转换器1、2将气 压转化成液压，再利用液压油驱动液压缸。 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。,图14-10气-液转换速度控制回路,二、气液阻尼缸的速度控制回路 如图14-11所示的气液阻尼缸的速度控制回路。 图14-11a）为慢进快退回路，改变单向节流阀的开口度，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入有杆腔，故返回速度较快，高位油箱起补充泄漏油液的作用。,图14-11用气液阻尼缸的速度控制回路,图14-11b 能实现机床工作循环常用的快进工进快退动作。 当K2有信号时，五通阀换向，活塞向左运动，液压缸无杆腔中的油液通过 a 口进入有杆腔，气缸快速向左运动。当活塞到达一定位置将 a 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，活塞工作进给；当K2消失，有K1输入信号时，五通阀换向，活塞向右快速返回。 三、气液增压缸增力回路 图14-12利用气液增压缸1把较低的气压力变 为较高的液压力，以提高气液缸2的输出力 的回路。,图14-11用气液阻尼缸的速度控制回路,14.6延时回路（利用气容充气） 图14-15延时回路。 图14-15a延时输出回路中，当控制信号A切换阀4后，压缩空气经单向节流阀3向气容2充气。当充气压力经延时升高至使阀1换位时，阀1就有输出。 图14-15b回路中，按下阀8，则气缸向外伸出，当气缸在伸出行程中压下阀5后，压缩空气经节流阀到气容6延时后才将阀7切换，气缸退回。,图14-15 延时回路,下图为喂丝机的气动控制系统，使用了延时输出回路，它采用了气容充气构成延时输出。,14.7安全保护和操作回路 由于气动机构负荷的过载、气压的突然降低以及气动执行机构的快速动作等原因都可能危及操作人员或设备的安全，因此在气动回路中，常常要加入安全回路。需要指出的是，在设计任何气动回路中，特别是安全回路中，都不可缺少过滤装置和油雾器。因为，污脏空气中的杂物，可能堵塞阀中的小孔与通路，使气路发生故障。缺乏润滑油，很有可能使阀发生卡死或磨损，以致整个系统的安全都发生问题。介绍几种常用的安全保护回路。,一、过载保护回路 图14-16的过载保护回路。 当活塞杆在伸出途中，若遇到偶然障碍或其它原因使气缸过载时，活塞就立即缩回，实现过载保护。如图14-16，按下1，在活塞伸出的过程中，若遇到障碍6，无杆腔压力升高，打开顺序阀3，使阀2换向，阀4随即复位，活塞立即退回。同样若无障碍6，气缸向前运动时压下阀5，活塞即刻返回。,图14-16过载保护回路,二、互锁回路 图14-17是互锁回路，在该回路中，四通阀的换向受三个串联的机动三通阀控制，只有三个都接通，主控阀才能换向。,图14-17 互锁回路,三、双手同时操作回路 双手同时操作回路使用两个启动用的手动阀，只有同时按动两个阀才动作的回路。目的：安全。在锻造、冲压机械上常用来避免误动作，以保护操作者的安全。 图14-18a）为使用逻辑“与”回路的双手操作回 路，为使主控阀3换向，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14-18双手同时操作回路,图14-18b）是使用三位主控阀的双手操作回路，把此主控阀1的信号A作为手动阀2和3的逻辑“与”回路，亦即只有手动阀2和3同时动作时，即当手动阀2和3同时松 开时（图示位置），主控制阀1换向到 下位，活塞杆返回；若手动阀2或3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。,图14-18双手同时操作回路,14.8顺序动作回路 顺序动作回路是指在气动回路中，各个气缸，按一定程序完成各自的动作。 一、单缸往复动作回路 单缸往复动作回路分类：单缸单往复动作回路、单缸连续往复动作回路。 前者指给入一个信号后，气缸只完成A1A0一次往复动作（注：A表示气缸，下标“1”表示A缸活塞伸出，下标“0”表示活塞缩回动作）。 后者指输入一个信号后，气缸可连续进行A1A0A1A0动作。,在图14-19a）为行程阀控制的单往复回路。 当按下阀1的手动按钮后，压缩空气使阀3换向，活塞杆前进，当凸块压下行程阀2时，阀3复位，活塞杆返回，完成A1A0循环。,图14-19三种单往复控制回路,图14-19b）为压力控制的单往复回路。 按下阀1的手动按钮后，阀3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2，使阀3换向，气缸返回，完成A1A0循环。,图14-19三种单往复控制回路,图14-19c）使利用阻容回路形成的时间控制单往复回路。 当按下阀1的按钮后，阀3换向，气缸活塞杆伸出，当压下行程阀2后，需经过一定的时间后，阀3方才能换向，再使气缸返回完成动作A1A0的循环。由以上可知，在单往复回路中，每按动一次按钮，气缸可完成一个A1A0的循环。,图14-19三种单往复控制回路,图14-20 是一连续往复动作回路，能完成连续的动作循环。 按下阀1按钮，经阀3（上位，图示位置阀芯被压下），阀4换向，活塞杆伸出。阀3复位将阀4气路封闭，使阀4不能复位，活塞继续前进。到终点压下阀2，使阀4的控制气路排气，在弹簧作用下阀4复位，气缸返回；在终点再压 下阀3（上位），阀4换向，活塞再次 向前，形成了A1A0A1A0的连续往 复动作，待提起阀1的按钮后，阀4复 位，活塞返回而停止运动。,图14-20 连续往复动作回路,二、多缸顺序动作回路（两只以上气缸按一定顺序动作的回路。 在一个循环顺序里，若气缸只作一次往复，称为单往复顺序。若某些气缸作多次往复，就称为多往复顺序。 若用A、B表示气缸，仍用下标1、0