液压与气动技课件

教学内容：方向控制阀的分类；方向控制阀的结构特点及工作原理(重点)；流量控制阀(难点)；压力控制阀。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、流动方向和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。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实现各种逻辑功能的气动逻辑元件。近年来，随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用，气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。气动控制元件控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。从控制方式来分，气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中，通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作；在连续控制系统中，除了要用压力、流量控制阀外，还要采用伺服、比例控制阀等，以便对系统进行连续控制。

压力控制阀（Pressurevalves）

压力控制阀是用来控制气动系统中压缩空气的压力，满足各种压力需求或用于节能。压力控制阀有减压阀、安全阀（溢流阀）和顺序阀三种。空压站输出的空气压力高于每台气动装置所需压力，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。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。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，住往用安全阀实现自动排气，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以上的气动执行机构的顺序动作时，就要用到顺序阀。1．减压阀

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

11—排气孔

12—溢流孔

2、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，常用来控制气缸的顺序动作。

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，顺序阀才有气信号输出。

顺序阀的工作原理a)进气b)排气单向顺序阀的工作原理顺序阀的结构图

安全阀是用来防止系统内压力超过最大许用压力以保护回路或气动装置的安全。图为安全阀的工作原理图。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（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（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。3、溢流阀做溢流阀用和做安全阀用两种

溢流阀和安全阀在结构和功能方面往往相类似，有时可不加以区别。溢流阀的作用是当气动回路和容器中的压力上升到超过调定值时，把超过调定值的压缩空气排入大气，以保持进口压力的调定值。实际上，溢流阀是一种用于维持回路中空气压力恒定的压力控制阀；而安全阀是一种防止系统过载、保证安全的压力控制阀。

流量控制阀（Flowcontrolvalves）

在气动系统中，经常要求控制气动执行元件的运动速度，这要靠调节压缩空气的流量来实现。用来控制气体流量的阀，称为流量控制阀。流量控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。

节流阀是将空气的流通截面缩小以增加气体的流通阻力，而降低气体的压力和流量。阀体上有一个调整螺母，可以调节流阀的开口度（无级调节），并可保持其开口度不变，此类阀称为可调节开口截流阀。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运动速度，若有可能，应直接安装在气缸上。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。

1、节流阀节流阀常用的孔口结构a）平板阀

b）针阀

c）球阀

调节螺母弹簧阀体2、可调节流阀

如图所示，当气流从1口进入，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，推开单向阀自由流到1口，不受节流阀限制。

3、单向节流阀单向节流阀是由单向阀和可调节流阀组合而成，常用于控制气缸的运动速度，也称为速度控制阀。

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。它实际上只不过是节流阀的一种特殊形式。由于其结构简单，安装方便，能简化回路，故应用日益广泛。

4、排气节流阀

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的流量的。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。图为排气节流阀的工作原理图，气流从A口进入阀内，由节流口1节流后经消声套2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。

方向控制阀：用来改变气流流动方向或通断的控制阀。

方向控制阀（Directionalcontrolvalves）

1.按阀内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和换向型。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。2.按控制方式分阀的通口数目包括输入口、输出口和排气口。按切换通口的数目分，有二通阀、三通阀、四通阀和五通阀等。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)。三通阀有三个口，除P口、A口外，增加一个排气口(用R或Ｏ表示)。三通阀既可以是两个输入口(用P1、P1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，还有一个输出口（用B表示）,通路为P→A、B→R或P→B、A→R。五通阀有五个口，除P、A、B外,有两个排气口(用R、S或Ｏ1、Ｏ2表示)。通路为P→A、B→S、或P→B、A→R。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—个排气口R。两个输入口供给压力不同的压缩空气。3.按阀的切换通口和位置数目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，前一位数表示通口数，后一位数表示工作位置数），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，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。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中间卸压式；若输出口都与输入口接通称中间加压式。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块上，就构成了换向阀的图形符号。

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。

气控换向阀

其中提动阀又可分为球座阀和盘座阀。滑动阀(Slidevalve)：

纵向滑柱式(Longitudinalslidevalve)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。滑板靠气压或弹簧压向阀座，能自动调节。这种阀的滑板既使产生磨耗，也能保证有效的密封。

滑动阀：纵向滑板式

电磁控制：利用电磁线圈通电时，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。电磁换向阀

它按电磁力作用于主阀阀心的方式分为直动式和先导式两种。直动式电磁阀直动式电磁控制是用电磁铁产生的电磁力直接推动阀心来实现换向的一种电磁控制阀。根据阀芯复位的控制方式可分为单电控和双电控，其控制原理如图所示。断电状态b)通电状态c)电磁铁a通电b断电d)电磁铁b通电a断电

先导式电磁控制是指由先导式电磁阀(一般为直动式电磁控制换向阀)输出的气压力来操纵主阀阀芯实现阀换向的一种电磁控制方式。它实际上是一种由电磁控制和气压控制(加压、卸压、差压等)的复合控制，通常称为先导式电磁气控。

先导式电磁阀机控换向阀

提动阀:球座阀(Ballseatvalve)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。提动阀：盘座阀(Discseatvalve)常闭型这种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、具有较大通流能力的特点。

提动阀：盘座阀(Discseatvalve