SMC气动基础--控制元件

阀体构造 滑柱式 截止式 滑板式
流通能力 接管口径 有效截面积
61
按通口数分类
换向阀的切换通口包括入口、出口和排气口。通常根据使用目的选择换向 阀的通口数。 常通 常断 1）二通阀 A A
P
2）三通阀 常断 A R P 分配阀 A2 A1 P A 3）五通阀 R P R
P
A
P P
常通 A R P 选择阀 A P1 P2 P1 P2 P
调压弹簧 膜片
2 4 6 8 bar 10 2 bar
4
6 8 10 2
4
6 8 bar
主阀芯
10
反馈孔
P1
P2
P1
P2
P1
调节到设定压力后， 膜片在P2压力和弹 簧力的共同作用下 又处于平衡状态， 31 主阀芯再次关闭
P2
当没有流量变化时， P2压力保持稳定， 主阀芯处于关闭状 态
顺时针调节手轮，调压 弹簧压缩，主阀芯打开， P2压力升高，压力通过 反馈孔使膜片上下受到 弹簧力和P2压力的共同 作用
In
Out
In
Out
51
方向控制阀
典型结构
这是一个二位五通直动式弹 簧复位滑阀的典型结构
（1）电磁铁 （2）控制活塞 （3）滑柱式阀芯 （4）阀体 （5）复位弹簧 （6）出气口 （7）手动按钮 （8）电磁铁接线座
7 6
8
5
1
2 4 3
方向控制阀的分类
阀机能 通口数 2通 3通 5通 位置数 2位 3位 阀操作方式 电磁控制 气压控制 人力控制----手动式 ----脚踏式 机械控制
弹性密封
滑柱上装有椭圆形密封 圈，降低了滑柱阀芯的 制造精度，基本能保证 无泄漏，密封件会受到 温度的影响。
滑板式
依靠阀座与阀板之间的相对位置来实现气路通断。
平面式滑板阀
回转式滑板阀 特点
1.结构简单，可设计成多位多 通路换向阀。
2 3 4 1
2.靠阀板与阀座之间的滑动面 进行密封，可能有微漏。
3.切换时操纵力可能会很大。
出口压力P2 Bar
先导式减压阀
以压缩空气的作 用力代替调压弹 簧改变输出压力
电气比例阀
通过电压或电流的改变 控制输出压力成比例的 变化，达到很高的调节 精度
增压阀
可使气动系统得到较高 的工作压力
安全阀/顺序阀
防止元件和管路的破坏，限制回路中 的最高压力 当IN口压力大与设定压力，压力便从 OUT口输出，IN口压力小于设定压力， 出口输出停止
当P2压力升高时， 弹簧力小于P2使墨 片离开平衡位置， 多余的气体从膜片 中间的小孔并经阀 体上的溢流孔排向 大气，P2下降，直 至达到与弹簧力平 衡的设定压力
• 上图显示了在流量增加和减少的情 况下，输出压力P2的变化特性 • 流量从0开始在小流量范围内变化 时，压力降很大 • 在超过允许流量变化范围使用时， 同样会出现很大的压降，无法起到稳 压作用 41
2 1 1 2
2
2
1
171
1
速度控制阀
181
121
电磁换向阀
电磁铁
结构 I型 动铁芯 T型
（AC） 行程（气隙）
静铁芯
线圈
I 型电磁铁吸力较小，适合于直 流电磁铁和小型交流电磁铁， 常用作小型直动式和先导式电 磁铁。
电 流
T 型电磁铁吸力强，行程长， 体积大，适合于交流电磁铁， 主要用于行程较大的直动式电 磁铁。
（DC）
行程（气隙）
直流电磁铁 蜂鸣声 电流特性
151
单向阀
只有两个通口，气流只能单方向流动，不能反向流动
可防止气动回路中气流逆流的现象， 防止气动回路误动作； 保持气动夹紧装置的夹紧力不变
梭阀（或阀）
实现气动回路中“或门”的功能
1
2 1
161
双压阀（与阀）
实现气动回路中“与门”的功能
1
2 1
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
快速排气阀
当入口压力下降到一定值时，出口的压力气体便从排气口迅速排气
输出压力P2发生变化的情况
溢流阀的压力-流量特性
入口压力 P1=10bar
4 2 bar
6 8 10 2
4
6 8 bar 10
8 6 4 2
P1
P2
P1
P2
0
0
1000 2000 3000 4000 流量 L/min
当P2压力下降时， 弹簧力大于P2使主 阀芯开度增加，P2 再次升高，直至达 到与弹簧力平衡的 设定压力
111
按流通能力分类
1.通常，阀的接管口径代表了阀的流通能力的大小。 2.同一系列的阀，流通能力随着接管口径的增大而提高。 3.但是，不同系列的阀，不能仅仅根据接管口径来判断 阀的流通能力，还要参考有效截面积或Cv值来判断。
M5
R1/
R3/8
8
R1/2
R1/4 R3/4 电磁铁接线方式
R1
配管方式
A
P R
A
A
R
A1 A2 A
P
A
B
B
R
P
R
71
按位置数分类
换向阀的切换状态称为“位置”，有几个切换位置就称为几位阀。 A 1）二位 二通 常断 P A 三通 常断 R P A 五通 RP R 2）三位 三通 五通 中封式 中排式 中压式 B 常通 R P 常通 P A A
81
按操作方式分类
人力操作 按钮式 手柄式 滚轮杠杆式 脚踏板式
3 1
3
3
2
1
2
1源自文库
2
1
141
先导式电磁换向阀
利用电磁先导阀输出先导压力，此先导压力控制主阀芯换向 结构复杂，动作频率比直动式的低。
先导阀体积小，电磁吸力小，故耗电量少
主阀芯行程不受电磁控制部分的影响，不 会因主阀芯卡死而烧毁线圈。 A B RPR 内部先导式 外部先导式 A B RPR
外部先导压力
机械操作
电气操作 气压控制
柱塞式
直动式 直接控制
先导式
间接控制
按阀芯结构分类
阀芯结构
截止式 滑柱式 滑板式
密封形式
弹性密封（橡胶密封）
间隙密封（金属密封）
91
截止式
使用大于阀口直径的圆盘或其它形状的密封件作轴向移动来切换空气通路。
阀芯 阀座
特点
1.结构简单。 2.适合于大流量的场合。 3.阀芯一直承受背压的作用，有利于密封，但是增大了操纵力。 4.阀的通口多时，结构复杂，故只适合于二通、三通阀。
SMC公司气动系统培训讲义
气动控制元件
11
控制元件的分类
压力控制阀
减压阀（调压阀） 安全阀（溢流阀） 顺序阀 电气比例阀 增压阀 换向阀（电磁阀、机控阀、手控阀） 单向阀 梭阀 双压阀 快速排气阀 速度控制阀
方向控制阀
流量控制阀
21
压力控制阀
减压阀
将较高的入口压力调节并降低到符合要求的出口压力，并保证调节后出口压力的稳定 结构及工作原理 设定压力的调节
不存在蜂鸣声
线圈电流仅与线圈电 阻有关，动铁芯卡住 时不会烧毁线圈。
交流电磁铁
因交流电正负变化，总有吸力为零的时刻， 故存在蜂鸣声，即动铁芯与静铁芯的震动。 线圈电流主要受行程的影响，启动电流会很 大，若动铁芯卡住，启动电流时间过长会烧 毁线圈 视在功率 U· I 实际消耗功率 U·I ·cosφ
功率表示
消耗功率 W
131
电磁线圈的温升和绝缘等级
100℃ 温 度 40℃ 时间 A 绝缘种类 最高允许温升（ ℃ ） 65 最高允许温度（ ℃ ） 105 环境温度 E 80 120 B 90 130 F 115 155 H 140 180
温升
直动式电磁换向阀
利用电磁吸力直接推动阀芯换向
2
3
结构简单，切换速度快，动作频率高。 通径大时，所需电磁力也大，因此体积 和功耗都大。 交流电磁铁在阀芯卡死时，有可能烧毁 线圈。
滑柱式
带台肩的圆柱体阀芯，在管状阀套内轴向移动，实现气路通断。
5 4 1 2 3 特点
阀套 阀体 阀芯
5
4
1
2
3
1.阀芯具有对称性，使阀具有记忆功能。 2.换向力小，动作灵敏。 3.通用性强，容易设计成多位多通阀。 4.对气源净化处理要求较高。 101
密封方式 间隙密封
研磨和配好的滑柱和阀 套可以有效地降低摩擦 阻力，延长了阀的工作 寿命，但滑柱和阀套之 间存在0.003mm的微小 间隙，因此有轻微漏气 的现象。