《液压与气压传动》 课件 单元15 气动控制元件

液压与气压传动单元15气动控制元件学习目标掌握气压控制元件的种类、结构、工作原理、图形符号及作用。了解气压控制阀的常见故障的诊断与排除方法。培养学生刻苦钻研、知难而进的品质和一丝不苟、严谨务实的工作作风。01气动控制元件气动控制阀在气动系统中是控制和调节压缩空气的压力、流量和方向等的气动控制元件，其作用是保证气动系统中的气动装置按设计中所规定的程序正常工作。根据气动控制阀的功能和用途，可将其主要做如下分类：按阀的基本结构可分为：截止式、滑柱式和滑板式三类阀。（1）方向控制阀（2）压力控制阀（3）流量控制阀方向控制阀15.1.1在气动回路中，方向控制阀的作用是控制气流通道的通断和改变压缩空气的流动方向。气动方向控制阀若按阀内气体的流动方向，可分为单向型控制阀和换向型控制阀两大类。1．单向型方向控制阀单向阀只允许气流沿着一个方向流动的方向控制阀，通称为单向型方向控制阀。单向阀是一种气流在阀体内只能向一个方向流动而不能反向流动的阀。图15-1所示为单向阀的动作原理图。(a)气体由P至A流动(b)气体由A至P流动图15-1

单向阀工作原理1．单向型方向控制阀或门型梭阀或门型梭阀可以看作是由两个单向阀组合而成的。

图15-3

或门型梭阀工作原理和图形符号1．单向型方向控制阀或门型梭阀或门型梭阀可以看作是由两个单向阀组合而成的。图15-4

或门型梭阀的结构和实物(a)结构(b)实物1—阀体；2—阀芯1．单向型方向控制阀快速排气阀快速排气阀简称快排阀，它是为加快气缸运动速度作快速排气用的。图15-5（a）是快速排气阀的一种结构形式和图形符号。当压缩空气进入进气口P，使膜片1受压变形下移，P与A的通道被打开，同时排气口O被关闭；当P口没有压缩空气进入时，在A口和P口压差作用下，膜片向上恢复，P口关闭，使A口气体通过O口快速排气。图15-5

快速排气阀的结构和实物1．单向型方向控制阀快速排气阀图15-6

快速排气阀的应用2．换向型方向控制阀气压控制换向阀图15-7

单气控加压截止式换向阀1—阀芯；2—弹簧2．换向型方向控制阀气压控制换向阀图15-8

双气控滑阀式换向阀的原理2．换向型方向控制阀气压控制换向阀图15-9

差压控制换向阀的结构2．换向型方向控制阀电磁控制换向阀图15-12

直动式单电控电磁控制换向阀的工作原理2．换向型方向控制阀电磁控制换向阀图15-13

直动式双电控电磁控制换向阀的工作原理2．换向型方向控制阀电磁控制换向阀图15-14

先导式双电控电磁控制换向阀的工作原理和实物压力控制阀15.2.1为保证气动系统动作的稳定性、耐久性和安全性，以及达到节能等目的，常采用不同的器件来控制气动回路在不同区段或不同工况时的气体压力。

这一类控制气体压力的阀，统称为压力控制阀。从阀的功能来分，压力控制阀有减压阀、溢流阀、

安全阀和顺序阀等。压力控制阀15.2.11．减压阀图15-15

直动式减压阀的结构和实物减压阀的作用是将较高的输入压力调整到低于输入压力的稳定的调定压力输出，以保证气动系统或装置的工作压力稳定，不受输出空气流量变化和气源压力波动的影响。压力控制阀15.2.12．溢流阀(安全阀)图15-16

溢流阀的工作原理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。它们的作用都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。压力控制阀15.2.12．溢流阀(安全阀)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。它们的作用都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。压力控制阀15.2.13．顺序阀图15-17

顺序阀的工作原理和图形符号顺序阀亦称压力联锁阀，它是一种依靠回路中的压力变化来实现各种顺序动作的压力控制阀，常用来控制气缸的顺序动作。若将顺序阀和单向阀组装成一体，就是单向顺序阀。压力控制阀15.2.13．顺序阀顺序阀亦称压力联锁阀，它是一种依靠回路中的压力变化来实现各种顺序动作的压力控制阀，常用来控制气缸的顺序动作。若将顺序阀和单向阀组装成一体，就是单向顺序阀。压力控制阀15.2.13．顺序阀单向顺序阀的工作原理如图所示。调节旋钮1可改变单向顺序阀的开启压力，以便控制执行元件在不同的开启压力下实现顺序动作。图15-18

单向顺序阀的工作原理和图形符号流量控制阀15.3.1与液压流量控制阀一样，气压系统中的流量控制阀也是通过改变阀的通流面积来实现流量控制的。这类阀包括节流阀、单向节流阀（速度控制阀）、排气节流阀、缓冲阀、柔性节流阀等。节流阀和单向节流阀的工作原理与液压系统中的同类型阀相类似，这里不再重复。以下介绍后三种阀。1．排气节流阀排气节流阀是装在执行元件的排气口处，调节进入大气的气体流量的一种阀。它不仅能调节执行元件的运动速度，还常带有消声器，所以还能起到降低噪声的作用。其工作原理图中，由旋钮来调节节流口1的开度，以此来调节排气流量，因而调节执行元件的速度；由消声套2降低排气噪声。图15-19

排气节流阀的结构及实物2．

缓冲阀（行程节流阀）图15-20所示为缓冲阀的结构原理图，它是依靠滚轮、杠杆等机械方法控制节流阀的开度，从而实现流量控制目的的阀，又称为行程节流阀，或减速阀。其动作原理是利用滚轮和杠杆来控制阀杆的位置。调整螺钉是用来调节杠杆的复位位置，以决定撞块不起作用时的节流阀开度。图15-20

缓冲阀的结构3．柔性节流阀图15-21所示为柔性节流阀的结构原理图，依靠阀杆夹紧柔韧的橡胶管而产生节流作用，也可以用气体压力来代替阀杆压缩橡胶管。柔性节流阀结构简单，压力降小，动作可靠，对污染不敏感。通常最大工作压力范围为0.03～0.3MPa。图15-21

柔性节流阀的结构气动逻辑元件15.4.1气动逻辑元件是指以压缩空气为介质，在控制信号作用下，通过其内部可动部件（如膜片、阀芯）的动作来改变气流流动方向，而实现各种逻辑功能的一种流体控制元件。1．气动逻辑元件的分类气动逻辑元件一般可按下列方式来分类：①按工作压力来分，可分为：高压元件（工作压力为0.2～0.8MPa）、低压元件（工作压力0.02～0.2MPa）、微压元件（工作压力0.02MPa以下）三种。②按逻辑功能来分，可分为“是门”（S＝A）元件、“与门”（S＝AB）元件、“或门”（S＝A＋B）元件、“非门”（S=）元件和双稳元件等。③按结构形式来分，可分为截止式、膜片式和滑阀式等。图15-22为是门和与门元件的工作原理图，图中A为信号输入孔，S为信号输出孔，若将中间孔接另一输入信号B，为与门元件，由图可见，只有当A、B同时有输入信号时，S才有输出。即S=AB。当中间孔不接信号B而接气源P时，为是门元件。即A有输入信号时，S就有输出；A无输入信号时，S无输出。元件的输入和输出信号之间始终保持相同的状态，即S=A。2．高压(0.8MPa)截止式逻辑元件“是门”和“与门”元件图15-22“是门”和“与门”元件1—膜片；2—阀芯图15-22为是门和与门元件的工作原理图，图中A为信号输入孔，S为信号输出孔，若将中间孔接另一输入信号B，为与门元件，由图可见，只有当A、B同时有输入信号时，S才有输出。即S=AB。当中间孔不接信号B而接气源P时，为是门元件。即A有输入信号时，S就有输出；A无输入信号时，S无输出。元件的输入和输出信号之间始终保持相同的状态，即S=A。2．高压(0.8MPa)截止式逻辑元件“是门”和“与门”元件图15-23为或门元件的工作原理图。由图可见，在两个输入口中，只要有一个输入信号或同时有两个输入信号，S就有输出。亦即S＝A＋B。2．高压(0.8MPa)截止式逻辑元件“或门”元件图15-23“或门”元件2．高压