气动控制元件和真空元件PPT学习教案

通口 输入口 输出口 排气口 输出口
数字表示 字母表示
通口
数字表示
1
P
排气口
5
2
B 控制口（1、2口接通） 12
3
S 控制口（1、4口接通） 14
4
Y Z (Z)
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② 液压方向控制阀基本上都是钢铁件，可承受高压，非常笨 重；气动方向控制阀基本上都是合金铝制成的，轻而小巧。
液压系统的工作压力很高，如果换向阀没有定位器，失去控制 后，阀芯很难维持在某一确定位置。
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⑤ 液压传动中的“电液换向阀”与气压传动中的“先导式电磁 换向阀”虽然在控制形式上有些相似（都是先导控制），但因二 者之间的工作压力差异很大，所以具体的控制方法完全不同。
液压传动中的“电液换向阀是利用先导电磁换向阀引导有压液 体，去驱动液动换向阀；而气压传动中的“先导式电磁换向阀” 是靠电磁阀芯直接开启和关断控制气路，非常简单方便，而且稳 定可靠。
42 12
53 1
(c)
在图13-5中，当控制口12有控制气压时， 滑柱右移，输入口 1与输出口2相通，输出口4与排气口5相通， 排气口3被关断，如 图13-5（a）所示。当控制口14有控制气压时， 滑柱左移，输入 口1与输出口4相通，输出口2与排气口3相通， 排气口5被关断， 如图13-3 （b）所示。
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气动与液压方向控制阀的不同之处主要表现在。
① 液压换向阀有回油口R或T，气动换向阀没有回气口，只有 排气口R和S。液压换向阀的接口都用字母表示，而气动换向阀除 了用字母表示外，通常习惯于用数字表示。
表13-1为气动换向阀用数字和字母表示接口的方法比较。
表13-1 气动换向阀用数字和字母表示接口的方法比较
在图13-9中，双电控先导式5/2电磁换向阀有两个电磁线圈， 各控制一端的控制气路，其控制原理与先导式3/2电磁换向阀完全 一样。
图13-9的二位五通电磁换向阀也是具有记忆功能的 “双稳” 元 件，在气动电气自动控制系统中应用非常广泛。
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（3）延时阀 延时阀是气动系统中一种非常特殊的气控换向阀，当气压信
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3）先导式电磁控制换向阀 图13-8所示为单电控先导式3/2电磁换向阀(带手动复位)，图 13-9所示为双电控先导式5/2电磁换向阀(带手动复位)。
图 13-8 单 电 控 先 导 式3/2电 磁阀 (a) 正 常 位 置 结 构； (b) 工 作位置 结构； (c) 职 能符号
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2）气压控制换向阀 图13-5为双气控5/2滑柱式换向阀，图13-6为双气控4/2纵向滑 板阀。
14
12 5 4 1 2 3 14
12 5 4 1 2 3 14
(a)
(b)
图13-5 双气控5/2滑柱式换向阀
(a) 控制口12有信号时； (b) 控制口14有信号时；(c) 职能符号
在图13-3中，球形阀芯下有一弹力较大的弹簧推动阀芯向上， 在球形阀芯上还有一弹力较小的弹簧推动推杆向上。在正常状态 下输入口1被关闭，输出口2经排气口3排气，如图13-3（a）所示 。如果推杆受外力压下，则排气口3被关断，输入口1与输出口2被 接通，如图13-3（b）所示。
在图13-4中，盘状阀芯与一空心圆柱连在一起，在空心圆柱外 有一弹簧推动阀芯向上，在空心圆柱内又有一弹簧推动推杆向上 。在正常状态下输入口1与输出口2接通，排气口3被关断，如图 13-4（a）所示。如果推杆受外力压下，则输入口1被关闭，输出 口2经排气口3排气，如图13-4（b）所示。
号出现后，换向阀并不急于动作，必须等到调定的延时时间到， 才会执行换向动作。
延时阀通常由单气控二位三通换向阀、单向可调节流阀和延时 气室三部分组成。图13-10所示为一常闭式延时阀的工作原理图。
1 2(Z)
1 2(Z)
2
12
3 (R)
3 (R)
13
(c)
2 (A)
2 (A)
1 12
0
1 (P)
1 (P)
③ 液压换向阀的阀芯一般都是滑柱式。而气动换向阀广因泛 用于自动控制系统，需要具有快捷、灵敏的可控状态，所以阀芯 除滑柱式外，还广泛采用了球座、盘座、圆盘、滑板等多种形式 。
④ 因气压传动的工作压力很小，所以气动二位双电控（或双 气控）换向阀在没有设置定位器的情况下，当控制信号失去之后 ，阀芯仍能保持在原位不动，即具有记忆功能，通常把这种二位 且二位都具有的记忆功能的气动换向阀称为“双稳”元件。气压 传动中的这些“双稳”元件只需一个脉冲信号即可实现换向，并 能自动保持，所以为各种逻辑控制和程序控制带来了极大的方便 。
(c) 职 能 符号
3 2 1
(b)
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2 13
(c)
2 1
(a)
2 3
1
(b)
2 13
(c)
图 13-4 机 械 动 作 3/2常 开 式盘座 阀 (a) 正 常 位 置 结构 ； (b) 动 作位 置结构 ； (c) 职 能符 号
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球座阀是指换向阀的阀芯是球形，盘座阀是指换向阀的阀芯 是盘形。
1 2
0
t
t
(a)
(b)
(d)
图13-10 常闭式延时阀 （a）控制口12无气结构； (b) 控制口12有气结构； (c) 职能符号； (d) 时序图
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在图13-10中，当控制口12没有气压信号时， 输入口1被关断 ，输出口2与排气口3相通。 如图13-10（a）所示。
当控制口12上有气压信号输入时，气流可经节流阀注入延时气 室。因气室有一定容积， 在短时间内无足够压力推动换向阀阀芯 ，必须经过一段时间（Δt）后，气室中的气体才能逐渐上升到一 定的压力，打开二位三通气控换向阀，将输入口1 与输出口2 接通 ，排气口3被关闭，如图13-10（b）所示。
气动控制元件和真空元件
会计学
1
．方向控制阀 气动方向控制阀与液压方向控制阀有很多相似之处，有了液
压方向控制阀的基础知识，气动方向控制阀基本上可以无师自通。
（1）气动方向控制阀与液压方向控制阀的异同点 气动与液压方向控制阀的相似之处主要表现在以下几点。 ① 气动与液压方向控制阀的阀口通断和阀口切换都是利用阀 芯换位完成的，特别是单向阀，其动作原理和职能符号几乎完全一 样。 ② 气动与液压换向阀都是按阀芯的切换位置数（几“位”） 和接口数（几“通”）来进行分类，其职能符号也基本上大同小异 。 图13-1为几种常见的气动换向阀“位”和“通”的职能符号。
常闭式延时阀的职能符号和工作时序图如图13-8（c）、（d） 所示。
如果压缩空气压力稳定，延时阀通常可获得较为精确的延时 时间。延时阀中的调节螺栓，可调节节流阀中的流量大小，从而 可用来调节延时阀的延时时间。延时阀的延时调节范围一般为0～ 30 s。
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在图13-11中，触动一次手动换向阀1S1，压缩空气则可经手 动换向阀1S1左位，进入气控换向阀1V0左边的A+控制口，使换向 阀1V0处于左位。于是，压缩空气可通过气控 换向阀1V0左位推动气缸前进。
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4
3
2
4
3
2
14
图 13-6 双 气 控 4/2纵 向 滑板阀 (a) 控 制 口 12有 信 号 时； (b) 控 制 口14有 信号时 ；(c) 职 能符 号
1 (a)
12
14
1
42
14
12
13 12
(b)
(c)
在图13-6中，当控制口12有控制气压时，滑板阀芯左移，输 入口1与输出口2相通，输出口4与排气口3相通， 如图13-6（a ）所示。 当控制口14有控制气压时，滑板阀芯右移，输入口1与 输出口4相通，输出口2与排气口3相通， 如图13-6（b）所示。
图 13-1几 种 常 见 的 气动换 向阀“ 位”和 “通” 的职能 符号
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③ 气动与液压换向阀的控制方式(或操作方式) 基本相同，其 职能符号也基本上大同小异。
图13-2即为气动控制阀常用的几种控制方式及职能符号。
图 13-2 气 动 控 制 阀 常用 的几种 控制方 式及职 能符号
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图13-7是气压控制换向阀和机械控制换向阀的应用实例。
13-7 气 控 换 向 阀和 机控换 向阀的 应用实 例
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在 图 13-7中 ， a0和 a1是 两个 3/2常闭 型行程 阀，处 在气缸 活塞杆 触头缩 回原位 和伸出 到尽头 时的所 在位置 。 初 始 状 态 时， 手动换 向阀1S1处 右 位，控 制气路 被关断 ；气缸 活塞停 在缩回 原位的 位置不 动，行 程阀a0被 活塞 杆头压 住，处 上位。 当 手 动 换 向阀 1S1切 换到左 位时， 压缩空 气可经 手动换 向阀1S1左 位、 行程阀 a0的上 位，进 入气控 换向阀 1V0左 边的A+控 制 口 ，使气 控换向 阀1V0切 换到 左位。 于是压 缩空气 可经气 控换向 阀1V0 左 位， 进入气 缸左腔 ，推动 活塞前 进。 活 塞 前 进 时， 活塞杆 触头松 开行程 阀a0， 行程阀 a0回下 位，进 入气控 换向阀 1V0左边 A+控 制 口的 控制气 压被关 断。但 是，由 于气控 换向阀 1V0是具 有记忆 功能的 “双稳 ”阀， 即使控 制压力 消失， 阀芯仍 能保持 在原位 不动， 压缩空 气照样 能通过 气控换 向阀1V0的 左 位，推 动活塞 前进。 当 活 塞 杆 触头 到达最 远端， 压住了 行程阀 a1后， 行程阀 a1处上 位，压 缩空气 可直接 经行程 阀a1上 位，进 入气控 换向阀 1V0的右 边的A-控 制 口 ，使气 控换向 阀1V0切 换到 右位。 于是压 缩空气 可经气 控换向 阀1V0右 位， 进入气 缸右腔 ，推动 活塞后 退。 活 塞 后 退 时， 活塞杆 触头松 开行程 阀a1， 行程阀 a1回下 位，进 入气控 换向阀 1V0右 控制口 的控制 气压被 关断。 同样， 由于气 控换向 阀1V0是 具有记 忆功能 的“双 稳”阀 ，所以 ，压缩 空气照 样可通 过气控 换向阀 1V0的 右位， 推动活 塞后退 。 如 果 手 动 换向 阀1S1一 直处右 位，气 缸则会 不停地 执行前 进和后 退的动 作循环 。 当 手 动 换 向阀 1S1中途 关断， 气缸活 塞将会 把一个 循环动 作全部 作完， 最后停 在缩回 原位时 的初始 状态。
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这两种气压控制换向阀都有两个很重要的特点。 一是，都没有复位弹簧，只需在控制口12或14引入一个较低 的控制气压，即可使阀芯快速移动到位，动作非常灵敏。 二是，都是“双稳”元件。当阀芯移动到位后，即使控制压 力消 失，阀芯仍可保留在原位，如果引入一反向控制压力，则阀芯可 迅速换位且自动停留在另一位置。
在图13-8 中，换向阀的输入口1有一小控制气路由图中右边， 绕过排气口3向上直达先导阀座。
在正常状态下，通向先导阀座的控制气路被电磁阀芯关断，盘 状活塞被弹簧1推到最上位，输入口1关闭，输出口2可经排气口3 排气，如图13-8（a）所示。
当电磁线圈得电，电磁阀芯上移，被电磁阀芯关断的控制气路 被打开，控制气流（即先导气流）随之通过处开启状态的手动复 位按钮，进入盘状活塞上腔，推动盘状活塞下移。于是，排气口3 被关断，输入口1与输出口2被接通，如图13-8（b）所示。
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Y2
3 (S)
214 5 (B) (P)(A)(R)
(a)
(b)
Y2
14
42 12
53 1
5 (R) 321 4 (S)(B) (P) (A)
(c)
(d)
图13-9 双电控先导式5/2换向阀 (a) 外观； (b) 正常位置结构；(c) 动作位置结构； (d) 职能符号
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当气缸活塞杆触头到达最远端，压住了行程阀a1后，行程阀a1 处上位，压缩空气可经行程阀a1上位，进入到延时阀的控制口12 ，延时阀开始延时，气缸活塞则停在最远端等待。
⑥气压传动中除“双稳”元件外，还有很多轻巧易控的其它逻 辑控制元件，用于逻辑控制，这在液压传动中是很难实现的。
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（2）气动换向阀 1）机械控制换向阀
图13-3为机械动作3/2常闭型球座阀，图13-4为机械动作3/2常开 型盘座阀。
3 2
1
(a)
图 13-3 机 械 动 作 3/2常 闭 式球座 阀 (a)正 常 位 置 结 构； (b) 动 作 位置 结构；