《液压与气压传动》-第9章气源装置与气动元件

气压传动系统由气源装置、气动执行元件、气动控制

元件、气动辅件等组成。>气源装置为压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、

净化的辅助装置，它为系统提供满足质量要求的压缩空

气。>气动执行元件是将压缩空气的压力能转换成机械能并

完成做功动作的元件，如气缸、气马达。>气动控制元件是气压传动系统中的重要元件，能实现

气体压力、流量及运动方向的控制，如各种阀类；能完

成一定逻辑功能，即气动逻辑元件；能感测、转换、处

理气压传动信号，如气动传感器及信号处理装置。>气动辅件是气压传动系统中的辅助元件，如消声器、

管道、接头等。气源装置是保证气压传动和控制系统

正常工作所不可缺少的动力源，为气压传

动系统提供满足一定质量要求的压缩空气，

是气压传动系统的重要组成部分。9.1气源装

置9.1.1气压传动系统对压缩空气品质的要求若压缩空气不经处理而直接进入管路系统时，可能会造成以下

不良后果：(1)油液挥发的油蒸气聚集在储气罐中形成易燃易爆物质，

可能会造成事故。(2)油液被高温汽化后形成有机酸，对金属器件起腐蚀作用。(3)油、水和灰尘的混合物沉积在管道内将减小管道内径，

使气阻增大或管路堵塞。(4)在气温比较低时，水汽凝结后会使管道及附件因冻结而损坏，或造成气流不畅通以及产生误动作。(5)较大的杂质颗粒与气缸、气马达、气控阀等元件的运动

件之间形成相对运动，而造成表面磨损，从而降低设备的使用寿命；或者堵塞控制元件的通道，直接影响元件的性能，甚至使控

制失灵。9.1气源装置9.1.1气压传动系统对压缩空气品质的要求不同应用对象的气压传动系统对压缩空

气质量的要求也不同。ISO85731

标准根据对压缩空气中的固体

尘埃颗粒度、含水率(以压力露点形式要

求)和含油率的要求划分了压缩空气的质

量

等

级。9.1气源装置9.1.1气压传动系统对压缩空气品质的要求工业用气43气动装置仪表用气Ⅱ89图9-1

压缩空气净化流程示意图1—空压机；2—后冷却器；3—分离器；4、7—储气罐；5—干燥器；

6—过滤器；8—加热器；9—四通阀气

源

装置气源装置

一般由三部分组成：(1)产生压缩

空气的气压发生装

置，如空压机；(2)净化压缩

空气的辅助装置和

设备，如过滤器、

油水分离器、干燥

器等；(3)输送压缩

空气的供气管道系统

。图9-2气源装置的组成1-空气压缩机；2、13-安全阀；3-单向阀；4-小气罐；5-排水器；6-电动机；7-压力开关；8-压力表；9-截止阀；9-后冷却器；11-油分离器；12—储气罐9.1.2气源装置的组成9.1气源装置9.1.3

空气压缩机及其净化设备空气压缩机(空压机)是气压发生装置，是把电

动机输出的机械能转换为气体压力能的转换装置。9.1气源装置分类方式分

类按工作原理分类容积型空压机(其工作原理是压缩气体的体积，使单位体积内气体分子的

密度增加以提高压缩空气的压力。)速度型空压机(其工作原理是提高气体分子的运动速度，以增加气体的动

能，然后将分子动能转化为压力能以提高压缩空气的压力。)按结构形式分类容积型往复式(活塞式、膜片式)和旋转式(滑片式、螺杆式、转子式)速度型离心式、轴流式和混流式按性能参数分类输出压力鼓风机(≤0.2MPa)、低压(0.2~1.0MPa)、中压(1.0~10MPa)、高压

(10~100MPa)、超高压(>100MPa)输出流量微型(<1m3/min)、小型(1~10m3/min)、中型(10~100m3/min)、大型

(>100m3/min)按润滑方式分类有油润滑型无油润滑型9.1.3

空气压缩机及其净化设备1.

空压机的类型表9-1空压机的分类9.1气源装置9.1.3

空气压缩机及其净化设备2、空压机工作原理(1)活塞式空压机——需设置气罐

单级活塞式空压机3

4

5

6图9-3单级单作用活塞式空压机工作原理图1—排气阀；2—缸体；3—活塞；4—活塞杆；5—滑块；6—连杆；7—曲柄；8—吸气阀；9—阀门弹簧源装置2、空压机工作原理(1)活塞式空压机两级活塞式空压机9.1.3

空气压缩机及其净化设备图9-4两级活塞式空压机工

作原理图9.1气源

装置9.1.3

空气压缩机及其净化设备2、空压机工作原理(1)活塞式空压机优点是结构简单，使用寿命长，维修容易，活塞的密封性好，

容易实现大容量和高压输出等优点；缺点是振动大、噪声大，排气为断续进行，输出有脉动，需要

设置储气罐。工业上应用最普遍的是活塞式空压机。9.1气源装置9.1.3

空气压缩机及其净化设备2、空压机工作原理(2)滑片式空压机输入图9-5滑片式空压机工作

原理图优点是能连续排出脉动小

的压缩空气，所以一般无

需设置储气罐，并且结构简单、制造容易，操作维

修方便，运转噪声小。缺点是叶片、转子和机体

之间机械摩擦较大，产生

较高的能量损失，因为效

率也较低。输

出9.1.3

空气压缩机及其净化设备2、空压机工作原理(3)螺杆式空压机优点是能输送出连续的脉动

小的压缩空气，输出流量大，

不需要设置储气罐，结构中

无易损件，寿命长，效率高。

缺点是制造精度要求高，运

转噪声大。且由于结构刚度

的限制，只适用于中低压范

围使用

。9.1气源装直图9-6螺杆式空压机工作原理图9.1.3

空气压缩机及其净化设备2、空压机工作原理(4)膜片式空压机

输出输入图9-7

膜片式空压机工作原

理图膜片式空压机能提供

0.5Mpa

的压缩空气。由于

它无需油润滑，无污染，因此广泛应用于食品、医

药和相类似的工业中

。装9.1.3

空气压缩机及其净化设备3

.

空压机的选用首先按空压机的特性要求，选择空压机的类型。再根据气压传动系统所需要的工作压力和流量两个参数，确定

空压机的输出压力Pc和吸入流量qc。最终选取空压机的型号。9.1气源装置压缩机类

型排气压力(Mpa)排气量(m³/min)价格振动噪声特点活塞式一般在100以

下中高很高适用的压力范围广，从低压到高压均可使用；排气量小于100m³/min时，损失小，热效率高于回转式；排气量范围广且不

受压力高低的影响，适应性较强；机器零部件多由普通金属材料

制成，工艺要求不太高；外形尺寸、重量大，结构复杂，维修量

大；排气有脉动；排气中含有润滑油(无润滑压缩机除外)单级两级多级<0.7<1.0>1.0滑片式一般在6以下中转子平

衡时振

动低低运转平稳，排气连续、均匀、无脉动，可不装气罐稳压；工作

机构易磨损(经技术处理后可提高耐磨性能),密封较困难，效

率较低，适用于中低压范围单级两级<0.5<1.0螺杆式500以下高转子平衡时振

动低较低(经处

理可很

低

)轻便、可靠、高速、运转平稳，排气连续无脉动，可不装气罐

稳压；制造复杂；效率较低；适用于中低压范围单级两级<0.5<1.0膜片式1以下低高高气缸不需润滑，密封性能好；排气中不含油；排气不均匀，有脉动；适用于小排量、对压缩空气的纯度要求较高的场合；压缩机的输出压力和寿命决定于膜片的材料和结构单级两级<0.4<0.7离心式16~6300高转子平衡时振

动低带消声过滤器

时低转速高，排气平稳无脉动；结构简单，维修方便；排气中不含油；热效率较低；运转状态欠稳定，工作性能随工作条件变化；

适用于低压、大排量(排量小时不经济，排量大时能耗较低);

机器体积较小，流量和压力变化由性能曲线决定单级<0.4四级<2.0多级<10轴流式<10>400高转子平衡时振

动低带消声过滤器

时低表9-2常用压缩机技术性能及特点9.1.3

空气压缩机及其净化设备4.

空压机的使用与维护(1)空压机用润滑油。(2)空压机的安装地点。(3)空压机起动前，应检查润滑油油位是否正常(4)要定期检查吸入过滤器的阻塞情况。9.1气源装

置风冷式后冷却器出口温度计十

图形符号出口空气(低温)冷却空气冷却器排水图9-8风冷式后冷却器9.1.3

空气压缩机及其净化设备5

.

净化设备(1)后冷却器入口空气(高温)按钮开关指示灯源装置风扇图形符号冷空气冷却水图9-9水冷式后冷却器9.1.3

空气压缩机及其净化设备5、净化设备(1)后冷却器水冷式后冷却器冷却水热空气源装置5

.

净化设备(2)储气罐储气罐的作用是贮存

一定数量的压缩空气；消

除压力脉动，保证输出气

流的连续性；调节用气量

或以备发生故障和临时需

要应急使用；进一步分离

压力空气中的水分和油分。(a)储气罐结构简图

(b)储气罐外形示意图图9-10储气罐示意图1—安全阀2—压力表3—检修盖

4—排水阀9.1.3

空气压缩机及其净化设备9.1气源装

置图形符号9.1.3

空气压缩机及其净化设备5.

净化设备—

—

作用是用于除去压缩空气中的水分，得到干燥空

气

。截止阀(开)截止阀(关)致冷装置干空气图9-11冷冻式干燥器工作原理图图9-12吸附式干燥器工作

原理图热空气截止阀(关)致冷剂分离器2热交换器一湿空气(3)空气干燥器截止阀(开)源图形符号分离器1致冷剂干空气鼓风机(湿空气加

热

器吸附剂吸附剂5.

净化设备(3)空气干燥器干空气干燥剂杂质湿空气

→9.1.3

空气压缩机及其净化设备图9-13高分子隔膜式干燥器工作原理图图9-14

吸收式干燥器

工作原理图源装置排出口在气压传动技术中，将分水过滤器、减压阀和油雾器统称为气动“三大件”,它们虽然都是独立的气源处理元件，可以单独使用，但在实际应用时却又常常组合在一起作为一个组件使用，因此又称为“气动三联件”。

图9-15

气动三联件9.1.4

气动三联件9.1气源装置>气动执行元件是将压缩空气的压力能转换为

机械能的装置，驱动机构作直线往复运动、摆

动、旋转运动或冲击动作。气动执行元件分为气缸和气马达两大类。气

缸用于提供直线往复运动或摆动，输出力和直

线速度或摆动角位移；

气马达用于提供连续回

转运动，输出转矩和转速。9.2气动执行元件9.2.1

气缸1.

气缸的结构及工作原理(1)气缸的工作原理23

4

A

5

6

7

8910111213

BA图9-16普通双作用气缸1,13一弹簧挡圈；2一防尘圈压板；3一防尘圈；4-导向套；

5一杆侧端盖；6一活塞杆；7一缸筒；8一缓冲垫；9一活塞；

9-活塞密封圈；11—密封圈；12一耐磨环；14一无杆侧端盖9.2动14B9.2.1

气缸1.

气缸的结构及工作原理(2)气缸的基本构造①

缸

筒

。②

端

盖

。③导向套。④

活

塞

。⑤活塞杆。(3)气缸的安装形式①固定式气缸②轴销式气缸③回转式气缸④嵌入式气缸气

动执行

元

件9.2有杆单活塞无杆双活塞平膜片滚动膜片皮囊单作用

单活塞杆{

双作用单作用

双活塞杆{机械耦合磁性耦合绳索、钢缆9.2.1

气缸2、气缸的分类及特点活塞式气缸膜片式9.2气动执双作用行元(a)弹簧压回型

(b)弹簧压出型图9-17

单作用气缸示意图2、气缸的分类及特点(1)普通气缸①单作用气缸弹簧

活塞缸体图形符号

弹簧缸体9.2.1

气缸动

执行

元活塞杆

活塞图形符号活塞杆9.2.1

气缸2、气缸的分类及特点(1)普通气缸②双作用气缸活塞杆图9-19双活塞秆式双作用气缸

示意图图9-18单活塞杆式双作用

气缸示意图活塞杆

活塞缸体活塞杆

活塞缸体动执行

元图形符号图形符号9.2.1

气

缸2、气缸的分类及特点(1)普通气缸②双作用气缸活塞杆

活塞缸体图9-20

双活塞式双作用气缸示意图活塞杆

活塞

缓冲活塞节流孔图9-21带缓冲装置的双作用气

缸示意图动执件6图9-22带磁性开关气缸的工作原理图1一动作指示灯；2一保护电路；3一开关外壳；4一导线；5-活塞；6一磁环(永久磁铁);7一缸筒8一舌簧开关9.2.1

气缸2、气缸的分类及特点(2)特殊气缸①带磁性开关

气缸9.2气动执元行9.2.1

气缸2、气缸的分类及特点(2)特殊气缸②薄膜式气缸图9-23膜片气缸式工作原理图1一缸体；2一膜片；3一膜盘；4—活塞杆9.2气动执件行

元9.2.1

气

缸2、气缸的分类及特点(2)特殊气缸③省空间气缸图9-26椭圆形省空间

气缸图9-25自由安装型省

空间气缸图9-24薄型省空

间气缸动

执行

元

件9.2.1

气

缸2、气缸的分类及特点(2)特殊气缸④带阀气缸2图9-27

带阀组合气缸1一管接头；2-气缸；3-气管；4—电磁换向阀；5一换向阀底板；6一单向节流阀组合件；7一密封圈动执行

元

件4

5369.2.1

气缸2、气缸的分类及特点(2)特殊气缸⑤锁紧气缸(a)

锁紧前

(b)

锁紧后图9-28锁紧气缸工作原理图动执行

元

件23

A

B5图9-29

气-液阻尼缸1-油杯；2-单向阀；3-节流阀；4-液压油；

5-空气9.2.1

气

缸2、气缸的分类及特点(2)特殊气缸⑥气-液阻尼缸动执行

元

件9.2.1

气

缸2、气缸的分类及特点(2)特殊气缸⑦无杆气缸2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13图9-30磁性耦合式无杆气缸工作原理结构图1-套筒；2-外磁环；3-外磁导板；4-内磁环；5-内磁导板；6-压盖；

7-卡环；8-活塞；9-活塞轴；9-缓冲柱塞；11-气缸筒；12-端盖；13-进、排气口动执行件元9.2.1

气缸2、气缸的分类及特点(2)特殊气缸⑦无杆气缸图9-31机械接触式无杆气缸工作原理结构图1一节流阀；2一缓冲柱塞；3一密封带；4一防尘不锈钢带；5—活

塞；6—滑块；7一活塞架9.2气动执件行

元9.2.1

气缸2、气缸的分类及特点(2)特殊气缸⑧摆动气缸3图9-33齿轮齿条式摆动气缸结构原理1一齿条组件；2一弹簧柱销；3一滑块；4一端盖；5一缸体；6一轴承；7一轴；8一活塞；9一齿轮图9-32单叶片式摆动气缸

工作原理图1一叶片2一转子3一定子4一缸体气

动执行

元

件9.2品种体积质量改变摆动角

方法设置缓冲装置输出力矩泄漏摆角范围最低使用

压力摆动速度用于中

途停止状

态叶片

式较小较小调节止动块

的位置内部设置困难较小微漏较窄较大不宜低速不宜长

时间使

用齿轮齿条式较大较大改变内部或外部挡块位置容易较大很小可较

宽较小可以低速可适当

时间使

用9.2.1

气缸2、气缸的分类及特点(2)特殊气缸⑧摆动气缸表9-4

叶片式摆动气缸和齿轮齿条式摆动气缸特点比较9.2气动执行元件9.2.1

气缸2、气缸的分类及特点(2)特殊气缸⑨气动手爪气动手爪实质上是一种变型气缸，它可以用来抓起工件，实现机械(a)

支点开闭型两爪式

(b)滑动导轨型两爪平开式

(c)回转驱动型三爪式图9-34

气动手爪9.2气动执件手各种动作。行

元9.2.1

气缸3.

气缸的技术参数(1)气缸的特性>气缸的特性分为静态特性和动态特性。>气缸的静态特性是指与缸的输出力及耗气量密切相关的最低工作压

力、最高工作压力、摩擦阻力等参数。>气缸的动态特性是指在气缸运动过程中气缸两腔内空气压力，温度，

活塞速度、位移等参数随时间的变化情况。它能真实地反映气缸的工作性能。9.2气动执行元件9.2.1

气缸3.

气缸的技术参数(2)气缸的速度特性①单杆单作用气缸(3)气缸的输出力

②单杆双作用气缸③双杆双作用气缸(4)气缸的负载率η(5)气缸耗气量9.2气动执行元件9.2.1

气

缸4.

气缸的选用步骤气缸的选用应根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。以

单活塞杆双作用缸为例说明气缸的选用步骤。(1)

预

选气缸的缸径。(2)

预

选气缸的行程。(3)

选

择气缸的品种。(

4

)

验算缓冲能力。(5)选择安装方式。(6)

活塞杆长度的验算。(7)

计算气缸的空气消费量和最大耗气量。(8)选择磁性开关。(9)

其它要求。9.2气动执件行

元缸号气缸品种安装形式特点A单杆双作用无杆侧法兰型负载垂直于安装面B单杆单作用(弹簧压回)杆侧法兰型负载与轴线一致C单杆双作用单耳环或双耳环允许负载有点摆动D双杆双作用(杆不回转)脚座型负载与轴线一致9.2.1

气缸例9-1

气缸的基本选择如图9-35所示气压传动系统

有四个气

缸，缸A

把工件放下，缸B夹

紧工件，缸C

将工件推至缸D

的下方，再由缸D

在工件上

打字。请选择四

个气缸的品种和安装形式，

并说明

安装形式的特点。图9-35

例9-1图表9-5例9-1气缸选择结果9.2气动执行元件9.2.2

气马达气马达也是一种气动执行元件，是将压缩

空气的压力能量转换成机械能的能量转换装置，

它输出力矩驱动机构作连续旋转运动。气动

执

行

元

件9.2种类转矩转速功率(kW)每千瓦耗气量

q/(m³/min)特点及应用范围叶片

式低转矩高转速≤3小型：1.0~1.4大型：1.8~2.3制造简单，结构紧凑，但低速启

动转矩小，低速性能差。适用于要求

低或中等功率的机械，如风动工具、

升降机、拖拉机、泵、矿山机械等薄膜式高转矩低速度<11.2~1.4适用于控制要求很精确、启动转矩极

高和速度低的机械活塞

式中高转

矩低或中速≤17小型：1.0~1.4大型：1.9~2.3低速时有较大的功率输出和较好

的转矩特性，启动准确，且启动和停

止特性均比叶片式好。适用于载荷较

大、低速、转矩较高的机械，如起重

机、绞车、拉管机等9.2.2气马达1.

气马达的分类与特点表9-6

各种气马达特点比较9.2.2

气马达1.

气马达的分类与特点气马达与和它起同样作用的电

动机相比，其特

点是壳体轻，输送方便，又因其工作介

质

是空气，则不必担心引起火灾。气动马达

过载时能自动停转，而与供给压力保持平衡

状态。气动马达转动后，阻力减小，阻力变

化往往具有很大柔性。因此气

马达广泛应用

于矿山机械和气

动工

具等

场合。9.2气动执件行

元C(a)叶片式

(b)

薄膜式

(c)活塞式图9-36

气马达工作原理图9.2.2

气马达2.

气马达的工作原理A

B9.2动执行

元

件9.2.3真空元件>以真空吸附为动力源，作为实现自动化的一种手段，已在电子、半导体元件组装、汽车组装、自动搬运机

械、轻工机械、食品机械、医疗器械、印刷机械、塑

料制品机械、包装机械、锻压机械、机器人等许多方面得到了广泛的应用。>对任何具有较光滑表面的物体，特别

对于非铁、非金

属且不适合夹

紧的物体，如薄的柔软的纸张、

塑料膜、

铝箔，易碎的玻璃及其制品，集成电路等微型精密零

件

，都可使用真空吸附来完成各种作业。9.2气动执件行

元9.2.3真空元件1.

真空发生装置供气口3真空口图9-37真空发生器工作原理图

1-拉瓦尔喷管2-负压腔3-接收管9.2气动执件排气口行

元项

目真空泵真空发生器最大真空度可达101.3kPa}能同时获得最大值可达88kPa}不能同时获得最大值吸入流量可很大不大结构复杂简单体积大很小重量重很轻寿命有可动件，寿命较长无可动件，寿命长消耗功率较大较大价格高低安装不便方便维护需要不需要与配套件复合化困难容易真空的产生及解除慢快真空压力脉动有脉动，需设真空罐无脉动，不需真空罐应用场合适合连续、大流量工作，不宜频繁启停，适合集中使用需供应压缩空气，宜从事流量不大的间歇

工作，适合分散使用。改变材质，可实现

耐热、耐腐蚀9.2.3

真空元件表9-7两种真空发生装置的特点及其应用场合1真

空

发

生

装

置9.2.3

真空元件2

.

真空吸盘9.2件图9-38

各种形式的吸盘气

动

执

行

元吸盘直径(mm)24681013162025324050平型吸盘●●●●●●●●●●●●带肋平型吸盘●●●●●●●●深凹型吸盘●●●●风琴型吸盘●●●●●●●●●●9.2.3

真空元件2

.

真空吸盘表9-8常用吸盘的吸盘直径9.2气动执

行

元

件9.2.3

真空元件2

.

真空吸盘(a)螺纹连接

(b)利用缓冲体连接图9-39吸盘的安装形式(a)轴向(b)侧

向图9-40真空口的取出方向9.2气动执件行

元在气压传动系统中，气动控制元件是用来调节压

缩空气的压力、流量和方向等的元件，以保证执行

机构获得必要的力、速度，按规定的程序正常进行

工

作

。气动控制元件按功能可分为压力控制阀、流量控

制阀和方向控制阀。9.3气动件控制元9.3.1

压力控制阀1.

减压阀(1)直动式减压阀图9-41

直动式减压阀1一调节旋钮；2、3一调压弹簧；4—溢流阀座；5一膜片；6一膜片气室；7一阻尼管；8一阀杆；9一复位弹簧；9-进气阀；11—排气孔；12—溢流孔

(a)

溢流阀式减压阀结构9.3气动控件(c)非溢流阀式减压阀的符号制

元(b)溢流阀式减压阀符号9.3.1

压力控制阀1.

减压阀(2)先导式减压阀图9-42

内部先导式减压阀1一固定节流孔；2一喷嘴；3一挡板；4-上气室；5-中气室；6一下气室；7一阀芯；8一排气孔；9一膜片9.3气动控件制

元9.3.1

压力控制阀2.

增压阀通过增压阀，将工厂气路中的压力增加2倍或4

倍，但最高输出压力小于2Mpa

。这样做与建立高压

气源相比，可节省成本和能源。9.3气动AJ件控

制

元3.

溢流阀(安全阀)当储气罐或回路中的压力超过某设定值时，溢流阀(安全阀)把超过设定值的压缩空气排入大气，以保持输入压力不超过设定值。溢流阀(安全阀)

在系统中起

(a)关闭限制最高压力，起过压安全保护作用。(b)开启

(c)

图形符号图9-44

溢流阀的工作原理1一调节手轮；2一调压弹簧；3一阀芯9.3.1

压力控制阀9.3气动控制元件(a)直动式溢流阀

(b)先导式溢流阀图9-45

溢流阀9.3.1

压力控制阀3.

溢流阀(安全阀》9.3气动件控

制

元图形符号AP

A(b)

开

启

(c)

图形符号图9-46顺序阀工作原理9.3.1

压力控制阀4.

顺序阀与单向顺序阀(1)顺序阀顺序阀是依靠

气路中气体压力

的作用来控制各

种执行机构按顺

序动作的压力控

制

阀

。9.3动控件P(a)

关

闭制

元A9.3.1

压力控制阀4.

顺序阀与单向顺序阀(2)单向顺序阀顺序阀很少单独使用，常与单向阀并联组合一起使用，这称为单向顺序阀。3A

6(a)

结构图图9-47

单向顺序阀工作原理1一调节手轮；2一弹簧；3一活

塞；4、6一工作腔5-单向阀9.3气动控件346(b)

开

启制

元(d)

图形符号(c)

关闭9.3.2

流量控制阀在气压传动系统中，对气缸运动速度、信号延

迟时间、油雾器的滴油量、缓冲气缸的缓冲能力等的控制，都是依靠控制流量来实现的。控制压缩空气流量的阀称为流量控制阀，是通过改变

阀的流通面积来实现流量控制的。流量控制阀包括节流阀、单向节流阀和排

气

节流

阀等。气

动控

制

元

件9.39.3.2流量控制阀1

.

节流阀节流阀是通过改变

阀的流通面积来调节

流量的。用于控制气

缸的运动速度。9.3气动控件图9-48节

流阀制

元9.3.2流量控制阀2

.

单向节流阀单向节流阀是由单向阀和节流阀并联组合而成的流量

控制阀，常用于控制气缸的运动速度，故常称为速度控

制阀。单向阀的功能是靠单向型密封圈来实现的。A

P(O)A

A(a)结构简图(b)

图形符号

(c)节流阀作用(d)单向阀作用图9-49单向节流阀9.3动控9.3.2流量控制阀3.

带消声器的排气节流阀345带消声器的排气

节流阀通常装在换

向阀的排气口上，控制排入大气的流

量，以改变气缸的

运动速度。(a)结构图

(b

)图形符号

图9-50排气节流阀1-衬垫；2-调节手轮；3-节流阀芯；4-锁紧螺母；5-导向套；

6-0形圈；7—消声套；8一盖；9—阀体气

动

控

制

元

件9.319.3.3方向控制阀能改变气体流动方向或通断的控制阀称为方向控

制阀，它是气压传动系统中应用最广泛的一类阀。

如向气缸一端进

气，并从另一端排气，再反过来，

从另一端进气，一端排气，这种流动方向的改变，

便要使用方向控制阀。9.3气动件控

制

元9.3.3

方向控制阀1.

方向控制阀分类(1)

按阀内气流的流通方向分类(2)

按阀的控制方式分类(3)

按阀芯的工作位置数分类(4)

按阀的接口数目分类(5)

按阀芯结构形式分类(6)

按控制信号数目分类(7)

按阀的动作方式分类(8)

按安装连接方式分类(9)按阀的密封方式分类(10)按阀的流通能力分类9.3气动件控制元(a)断电状态

(b)通电状态

(c)图形符号图9-51

单电控直动式电磁阀工作原理图1—电磁线圈2—阀芯ABA

BT₁

P

T₂(b)电磁铁1断电、3通电时状态双电控直动式电磁阀工作原理图

1、3-电磁铁

2-阀芯2.

换向型方向控制阀(1)电磁换向阀直动式电磁换向阀T₁P

T₂(a)电磁铁1通电、3断电时状态图9-52使用时两电磁铁不允许同时得电。9.3.3

方向控制阀T₁PY₂(c)图形符号9.3动A

B

3控制9.3.3

方向控制阀2.

换向型方向控制阀(1)电磁换向阀先导式电磁换向阀P

R

主阀电磁先导阀

P

R2B₁

B₁A

RA

A₁L

>R₁A₁

A

A₁

3(a)断电时状态

(b)

通电时状态(c)详细符号图9-53

单电控外部先导式电磁换向阀的工作原理XP-A

R3(d)

简化符号9.3动9.3.3

方向控制阀2.

换向型方向控制阀(2)气控换向阀K图形符号O

OA

AP

一

2

P

AO3(a)K口无控制信号

(b)K口有控制信号

(c)图形符号

图9-54

单气控加压截止式换向阀的工作原理9.3动控

制

元KPPA

A

A3

33(a)

结构(b)直动式

(c)

滚轮杠杆式

(d)

单向滚轮杠杆式图9-55

机控阀常用的机械控制方式9.3.3方向控制阀2.

换向型方向控制阀(3)机控换向阀T9.3气A动

控

制

元

件P

T(a)按钮式(蘑菇形)(b)

按钮式(伸出形)(c)按钮式(平形)(d)

旋钮式

(e)锁式

(f)

推拉式(g)

肘杆式(h)脚踏式(1)长手柄式图9-56

几种人力控制换向阀实物图9.3.3

方向控制阀2.

换向型方向控制阀(4)人力控制换向阀9.3气动件控制元9.3.3

方向控制阀3.

单向型方向控制阀(1)单向阀2

3P

A

P(a)结构图

(b)图形符号图9-57

单向阀结构示意图9.3动件控制元(a)结构示意图(b)

图形符号图9-58

梭阀1-阀座2-阀芯3-阀体4-0形圈9.3.3方向控制阀3.

单向型方向控制阀IN

INOUT9.3气动件(2)梭阀控制元9.3.3方向控制阀3.

单向型方向控制阀(2)梭阀低压高压(a)手动和自动操作选择回路

(b)

高低压转换回路图9-59

梭阀的应用回路9.3动件控

制

元9.3.3

方向控制阀3.

单向型方向控制阀(3)双压阀出口(a)

结构示意图

(b)

图形符号图9-60双压阀OUTIN9.3动控

制

元

件IN9.3.3

方向控制阀3.

单向型方向控制阀(3)双压阀

532A图9-61

互锁回路1、2-机控换向阀3-双压阀4-气控

阀5

-

钻孔缸出力3出力29.3动件出力1B控制元件PAT(a)结构图

(b)图形符号图9-62快速排气阀9.3.3方向控制阀3.

单向型方向控制阀(4)快速排气阀9.3动控制元P结构形式特

点阀芯结构形式座阀式换向行程小，密封性好，对空气清洁度要求低于滑柱式，换向力较大滑柱式换向力小，通用性强，双控式易实现记忆功能，换向行程大，对空气清洁度要

求较高滑板式结构简单，易实现多位多通，换向力较大，对空气清洁度要求较高动作方式直动式通径小，换向频率高，省电。若主阀芯粘住或动作不良，交流电磁线圈易烧毁先导式通径大，换向频率低，省电。线圈烧毁事故少。内部先导式的使用压力不能太

低，一般在01~0.5Mpa以上；外部先导式的使用压力可较低，有些可使用真空

压力密封形式弹性密封换向力较大，换向频率较低，密封性好，故泄漏少，对空气清洁度要求低于间

隙密封间隙密封换向力较小，换向频率高，有微漏，对空气清洁度要求高9.3.3方向控制阀4.

方向控制阀的选择(1)结构形式

表9-9结构形式选择9.3气动控制元件控制方式特

点电磁控制适合电、气联合控制和远距离控制以及复杂系统的控制气压控制适合易燃、易爆、粉尘多和潮湿等恶劣环境下的控制和简单

控制，也用于流体的流量放大和压力放大机械控制主要用作行程信号阀，可选用不同的操作机构人力控制可按人的意志改变控制对象的状态，可选用不同的操作机构，可用于自动或手动操作的选择，机械装置的启动和停止等。需要保持功能时，可选用具有定位功能的手动阀9.3.3方向控制阀4.

方向控制阀的选择(2)控制方式表9-10控制方式的选择9.3气动控

制

元

件阀的机能特

点二位式单气、电控控制信号撤除，阀芯复位。单电控只一个电磁先导阀，成本低用于具有两个工作

位置的场合双气、电控具有记忆功能，从安全性考虑，选双控好。一旦停电，因具有记

忆功能，气缸能保持原状三位式中封式两控制口都无电信号时，各通口都封闭。用于气缸在任意位置的停止或紧急停止。但

停止精度不高(在几毫米以上)中泄式两控制口都无电信号时，进气口封闭，出口与排气口接通。气缸宜水平安装，一般用

于急停时释放气压，以保证安全。或使气缸处于自由状态，以便于调整工作中压式两控制口都无电信号时，进气同时与两出口接通。在气缸无杆侧回路中装减压阀，实

现中停比中封式快。有少量泄漏仍可维持中停。不适用于负载变动的场合中止式两控制口都无电信号时，两出口都被单向阀封闭，气缸两腔的压力可较长时间保持不

变，实现气缸较长时间的中停阀的通口数二位二通控制气源的通断、紧急切断气源，紧急快速泄压二位三通可控制单作用气缸，控制容器的充排气，控制气动制动器，紧急情况下切断气源，高

低压切换，做主阀的先导阀二(三)位四、五通可控制双作用气缸等多位多通用作气路分配阀阀的零位状态常断式无控制信号时，出口无输出}根据安全性及合理性来选择常通式无控制信号时，出口有输出通断式流动方向不受限制(3)阀的机能

表9-11

阀的机能的选择连接方式特

点管式连接简单，价格低，装拆维修不便，用于简单系统板式装拆时，不拆下配管，维修方便。可避免接管错误。价格较高。

用于复杂系统集装式节省空间，减少配管，便于维护9.3.3方向控制阀4.

方向控制阀的选择(4)预选阀的系列型号(5)连接方式

表9-12

连接方式的选择(6)确定阀的型号9.3气动元

件控

制连接方式规格、特点交流电磁铁行程大时吸力较大。启动电流比保持电流大得多，故动铁芯不能吸合时，

易烧毁线圈；电磁铁不宜频繁启动；易发生蜂鸣声直流电磁铁行程大时吸力小，行程小时吸力大。电流保持一定，与行程无关，故动铁

芯不能吸合时，不会烧毁线圈。电磁铁可频繁启动，无蜂鸣声交流电源标准电压有AC220V、110V;非标准电压有AC240V、200V、100V、48V、24V、12V直流电源标准电压有DC24V;非标准电压有DC110V、100V、48V、12V、6V、5V、3V9.3.3方向控制阀4.

方向控制阀的选择(7)电气规格的选择表9-13

电气规格的选择(8)标准化、通用化、系列化。9.3气动控

制

元

件9.3.4

气动逻辑元件>气动逻辑元件是一种以压缩气体为工作介质，用内部可

动件的动作改变气流的流动方向，从而在气压传动中实现

逻辑和放大等功能的控制元件。>气动逻辑元件按结构形式可分为高压截止式逻辑元件、

滑阀式逻辑元件、膜片式逻辑元件和射流元件。>气动逻辑元件的特点有：气动逻辑元件可用在易燃、易爆、强磁、辐射、潮湿和粉尘等恶劣工作环境中。元件

结构简单，对气源净化和稳压要求不高，但响应速度较慢，

不宜组成复杂的控制系统。由于元件内有可动件，在强烈

冲击和振动工作环境中，有产生误动作的可能。9.3气动控制元件(1)与门元件与门元件逻辑表达式为：S=A·B9.3.4

气动逻辑元件1.

高压截止式逻辑元件图9-63

与门元件1-阀芯；2-下阀座；3-上阀座；4-放气孔；5-膜片9.3气动件控制元9.3.4

气动逻辑元件1.

高压截止式逻辑元件(2)是门元件是门元件逻辑表达式为：S=A9.3气动件图9-64

是门元件逻辑

符号控

制

元件或门元件逻辑表达式为：

S=A+B