第十一章气动控制元件

液压与气动技术第十一章气动控制元件第十一章气动控制元件第一节方向控制阀第二节流量控制阀第三节压力控制阀第十一章气动控制元件

在气压传动和控制系统中，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，使气动执行机构获得必要的作用力、动作速度和改变运动方向，并按规定的程序工作。控制元件按作用可分为方向控制阀、流量控制阀和压力控制阀三大类。第一节方向控制阀

能改变气流流动方向或通断的控制阀称为方向控制阀。一、分类

1．按阀内气流的流通方向分类按阀内气流的流通方向，方向控制阀可分为换向型和单向型两大类。可以改变气流流动方向的控制阀称为换向型控制阀，如二位三通阀、三位五通阀等。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。第一节方向控制阀

2．按控制方式分类按控制方式可分为电磁控制、气压控制、人力控制、机械控制及时间控制。3．按动作方式分类按动作方式可分为直动式和先导式。直接依靠电磁力、气压力、人力和机械力使阀芯换向的阀，称为直动式换向阀。先导式换向阀由先导阀和主阀组成，依靠先导阀输出的气压力通过控制活塞等推动主阀阀芯换向。第一节方向控制阀 3．按动作方式分类 按动作方式可分为直动式和先导式。 直接依靠电磁力、气压力、人力和机械力使阀芯换向的阀，称为直动式换向阀。 先导式换向阀由先导阀和主阀组成，依靠先导阀输出的气压力通过控制活塞等推动主阀阀芯换向。先导式换向阀又分成内部先导式和外部先导式。

先导式换向阀又分成内部先导式和外部先导式。第一节方向控制阀

4．按阀的切换通口数目分 阀的切换通口包括输入口、输出口和排气口，但不包括控制口。 按切换通口的数目分，有二通阀、三通阀、四通阀和五通阀等。 表11－1为换向阀的通口数和图形符号。 5．按阀芯工作的位置数分类 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。阀的静止位置称为零位。第一节方向控制阀 有两个通口的二位阀称为二位二通阀。有三个通口的二位阀，称为二位三通阀。 阀芯具有三个工作位置的阀称为三位阀。 常见换向阀的名称和图形符号见表11－2。 6．按阀芯结构分类 常用的阀芯结构形式有截止式（又称提动式）、滑柱式和滑板式等。 7．按密封形式分类 按密封形式可分为弹性密封和间隙密封。第一节方向控制阀 8．按控制数分类 按控制数可分为单控式和双控式。 单控式是指阀的一个工作位置由控制信号获得，另一个工作位置是当控制信号消失后，靠其他力来获得（称为复位方式）。 双控式是指阀有两个控制信号，对二位阀采用双控，当一个控制信号消失，另一个控制信号未加入时，能保持原有阀位不变，称阀具有记忆功能。 9．按连接方式分类 阀的连接方式有管式连接、板式连接、法兰连接和集装式连接等几种。第一节方向控制阀 二、换向阀的结构特点及工作原理 1．电磁换向阀电磁换向阀是气动控制元件中最主要的元件。按动作方式分有直动式和先导式；按密封形式分有间隙密封和弹性密封；按所用电源分有直流电磁换向阀和交流电磁换向阀。

（1）直动式电磁换向阀. 直动式电磁换向阀是利用电磁力直接推动阀杆（阀芯）换向。图11-1所示为单电控直动式电磁阀工作原理。第一节方向控制阀

a）b）c）图11-1单电控直动式电磁阀工作原理图a）断电状态b）通电状态c）图形符号1－电磁线圈2－阀芯第一节方向控制阀 （2）先导式电磁换向阀

先导式电磁阀是由小型直动式电磁阀和大型气控换向阀构成。图11－3所示为先导式单电控换向阀的工作原理图

。第一节方向控制阀

a）b）c）d）图11－3先导式单电控换向阀工作原理图（a）断电状态（b）通电状态（c）详细符号（d）简化符号1－电磁先导阀2－主阀第一节方向控制阀

2．气控换向阀

气控换向阀是靠外加的气压力使阀换向，外加的气压力称为控制压力。在原理上，相当于先导式电磁换向阀去掉了电磁先导阀，而保留了主阀部分。 图11－5所示为气控阀工作原理图，单控式气控阀靠弹簧力复位。第一节方向控制阀

图11－5气控阀工作原理图（a）双气控滑阀（b）单气控滑阀第一节方向控制阀

3．机械控制阀靠机械外力使阀芯切换的阀称为机控阀，它利用执行机构或者其他机构的机械运动，借助阀上的凸轮、滚轮、杠杆或撞块等机构来操作阀杆，驱动阀换向。机控阀不能用作挡块或停止器使用。

4．人力控制换向阀靠手或脚使阀芯换向的阀称为人力控制换向阀。第一节方向控制阀

5．延时阀延时阀是一种时间控制元件，它的作用是使阀在一特定时间发出信号或中断信号，在气动系统中作信号处理元件。延时阀是一个组合阀，由二位三通换向阀、单向可调节流阀和气室组成。二位三通换向阀既可以是常闭式，也可以是常开式。如图11－6所示为常闭式延时阀。第一节方向控制阀

（a）（b）图11－6常闭式延时阀（a）职能符号（b）时序图第一节方向控制阀

三、单向型方向阀 单向型方向阀有单向阀、梭阀、双压阀和快速排气阀等。 1．单向阀 单向阀是指气流只能向一个方向流动而不能反向流动的阀，且压降较小。单向阀的工作原理、结构和职能符号与液压传动中的单向阀基本相同。

2．梭阀梭阀又称为双向控制阀，如图11－7所示。第一节方向控制阀

（a）（b）图11－7梭阀（a）结构（b）职能符号第一节方向控制阀

3．双压阀双压阀又称“与”门梭阀。在气动逻辑回路中，它的作用相当于“与”门作用。如图11－8所示。

（a）（b）图11－8双压阀（a）结构（b）职能符号第一节方向控制阀

4．快速排气阀快速排气阀可使气缸活塞运动速度加快，特别是在单作用气缸情况下，可以避免其回程时间过长。如图11－9所示为快速排气阀。（a）（b）图11－9快速排气阀（a）结构（b）职能符号第一节方向控制阀

四、方向控制阀的选用

在方向控制阀的选用上应考虑以下几点：（1）根