气动设计资料

深圳职业技术学院
责任教师：黄志昌
2020年4月7日星期二8时13分50秒
9.3 应用回路
9.3.1 增压回路
25
电磁阀左侧通电，对增 压器低压侧施加压力，增压 器动作，其高压侧产生高压 油并供应给工作缸，推动工 作缸活塞动作并夹紧工件。 电磁阀右侧通电可实现缸及 增压器回程。使用该增压回 路时，必须把工作缸所需容 积限制在增压器容量以内， 并留有足够裕量；油、气关 联部密封要好，油路中不得 混入空气。
1. 增压器增压回路
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2020年4月7日星期二8时13分49秒
9.3 应用回路
9.3.1 增压回路
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应用回路是指在生产实践中经常用到的回路，它 一般由基本回路和功能回路组合或变形而成，如增压 回路、同步回路、缓冲回路、平衡回路和安全回路等。
五通电磁阀通电， 气控信号使三通阀换向， 经增压器增压后的压缩 空气进入气缸无杠腔。 五通电磁阀断电，气缸 在较低的供气压力作用 下缩回，可以达到节能 的目的。
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2020年4月7日星期二8时13分35秒
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
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【作业6】 请设计一个排气节流调速回路，控制一个双 作用气缸。
1.
进
气
节
流
、
排
气
节
流
回
路
排气节流1
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责任教师：黄志昌
排气节流2
2020年4月7日星期二8时13分36秒
1.
比串联形式结构
气
紧凑，气、液不
液 转 换
易相混。不足之 处是，如果安装
回
时两缸轴线不平
路
行，会由于机械
摩擦导致运动速
度不平稳。
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2020年4月7日星期二8时13分40秒
9.2 功能回路 9.2.2 压力控制回路
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【作业10】 请设计一个能选择两种不同压力的控制回路， 控制一个双作用气缸，解决适合不同的负载的问题。
【作业5】 请设计一个差压 回路，用一个用5/2单电控 先导型方向控制阀及单向阀、 减压阀控制一个双作用气缸。
减压阀带单向阀的差动回 路，电磁阀断电后，气缸 以较低供气压力缩回。
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2020年4月7日星期二8时13分29秒
9.1 基本回路 9.1.4 气马达回路
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【作业6】 请设计3个马达控制回路。 ①用一个用2/2单电控阀控制单向气马达,有调速环节； ②用二个用3/2单电控阀控制双向气马达； ③用一个用5/3双电控先导型方向控制阀控制双向气马达。
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9.1
基本回路
9.2
功能回路
9.3
应用回路
9.4
纯气动系统设计
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2020年4月7日星期二8时13分25秒
3
——气动系统由气源、气路、控制 元件、执行元件和辅助元件等组成， 并完成规定的动作。任何复杂的气路 系统，都是由一些具有特定功能的气 动基本回路、功能回路和应用回路组 成。本章将介绍这些回路及回路的设 计方法。
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2020年4月7日星期二8时13分31秒
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
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功能回路是控制执行机构的输出力、速度、加速度、运动 方向和位置的回路，包括速度控制回路、力控制回路、转矩控 制回路和位置控制回路等。
控制气
调速 改变气缸进排气管路的阻力
缸速度
采用气液转换法，利用液 稳速 体的特性来稳定速度
2. 增压夹紧回路
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2020年4月7日星期二8时13分51秒
9.3 应用回路
9.3.2 冲压回路
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➢ 冲压回路，主要用于薄板冲床、压配压力机等。 ➢ 由于在实际冲压过程中，往往仅在最后很小一段行程里作
功，其它行程不作功。
➢ 常采用低压-高压二级回路，无负载时低压，作功时高压。
9.2 功能回路 9.2.2 压力控制回路
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【作业11】 请设计一个能单方向（伸出时）连续控制压 力的回路，控制一个双作用气缸，按一定的压力曲线向负 载施加压力。
连 续 压 力 控 制 回 路
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2020年4月7日星期二8时13分42秒
9.2 功能回路 9.2.3 转矩控制回路
➢一般来说，进气节流多用于
垂直安装的气缸支撑腔的供气
进
回路。
气 节 流
➢单作用气缸和气马达等，根 据使用目的和条件，也采用进
、 排
气节流控制。
气 节 流
➢进气节流限制了供气速度， 使得进气腔压力降低，从而容
回 路
易造成气缸的 “爬行”现象。
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2020年4月7日星期二8时13分34秒
为防止系统压力过高，应设置安全阀以及为保 证精度应考虑冲击的吸收及挡块的刚性。
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2020年4月7日星期二8时13分46秒
9.2 功能回路 9.2.5 比例阀、伺服阀控制回路 22
比例阀和伺服阀可连续控制压力或流量的变化，不采用机械式 辅助定位也可达到较高精度的位置控制。
流 回
速度、缓冲能力等特性来看，
路
双作用气缸一般采用排气节流
控制。
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2020年4月7日星期二8时13分36秒
2.
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
13
【作业8】 请设计一个排气节流+气液转换回路，控制 一个双作用气缸，解决稳速的问题。
由于空气的可压缩性，
气 液
在低速及传动负载变化大 的场合可采用气液转换回
气压传动多数用气 缸作执行元件，把气压 能转换成机械能。气缸 输出力是由供排气压力 和活塞面积来决定的， 因此可以通过改变压力 和受压面积来控制气缸 力。一般情况下，对于 已选定的气缸，可通过 改变进气腔的压力来实 现气缸出力控制。
高低压力 转换回路
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2020年4月7日星期二8时13分41秒
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1. 采用三位阀的回路
由于空气的可压缩性，采用纯气动控制方式难以得到较高的控制精度。
由于气缸活塞两端 作用面积不同，阀 处于中位后活塞仍 将移动一段距离。
调节调压阀的 压力，使作用 在活塞上的合
力为零，
中位加压式 (也可使用中 位封闭式)
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2020年4月7日星期二8时13分45秒
责任教师：黄志昌
2020年4月7日星期二8时13分43秒
9.2 功能回路 9.2.3 转矩控制回路
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【作业13】 请设计一个能控制摆缸的方向、压力、流量 的控制回路（建议用5/2阀）。
2.
在转矩控制回路中，通过调节供气压力来改变输出转 矩，控制气马达或摆动马达的速度。
摆 动 马 达 转 矩 控 制 回 路
9.3 应用回路
9.3.1 增压回路
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应用回路是指在生产实践中经常用到的回路，它 一般由基本回路和功能回路组合或变形而成，如增压 回路、同步回路、缓冲回路、平衡回路和安全回路等。
当压缩空气的压力较低， 或气缸设置在狭窄的空间里， 不能使用较大面积的气缸， 而又要求很大的输出力时， 可采用增压回路。增压一般 使用增压器，增压器可分为 气体增压器和气液增压器。 气液增压器高压侧用液压油， 以实现从低压空气到高压油 的转换。
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【作业12】 请设计一个能控制双向气马达的方向、压力 流量的控制回路（建议用5/3阀）。
1.
通过改变减压阀的设定
压力，即可改变气马达
气 马
的输出转矩。
达
转
气马达是产生转矩
矩 的气动执行元件。一
控 制 回
般情况下，对于已选 定的气马达，其转矩
路 是由进排气压差决定 的。
活塞式气马达转矩控制回路
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2020年4月7日星期二8时13分44秒
9.2 功能回路 9.2.4 位置控制回路
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位置 控制
气压控制方式； 内、外部挡块方式； 锁定机构方式； 气液变换方式。
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2020年4月7日星期二8时13分45秒
9.2 功能回路 9.2.4 位置控制回路
9.2 功能回路 9.2.4 位置控制回路
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2. 采用机械挡块辅助定位的回路
采用机械挡块辅助定位回 路简单可靠，在定位状态下驱动 气缸始终压紧挡块，不产生间隙， 可以完全停止在确定位置上，其 定位精度取决于挡块的机械精度。 使用挡块定位机构必须注意的 问题是：为防止系统压力过高， 应设置安全阀以及为保证精度应 考虑冲击的吸收及挡块的刚性。 图9.13 采用挡块的位置控制回路
1. 冲压回路
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责任教师：黄志昌
2020年4月7日星期二8时13分52秒
9.3 应用回路
பைடு நூலகம்
1. 冲压回路
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9.3.2 冲压回路
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➢电磁换向阀通电后，压缩空 气进入气液转换器，使工作缸 动作。 ➢当活塞前进到某一位置，触 动三通高低压转换阀时。该阀 动作，压缩空气供入增压器， 使增压器动作。 ➢由于增压器活塞动作，气液 转换器到增压器的低压液压回 路被切断(内部结构实现)，高 压油作用于工作缸进行冲压作 功。 ➢当电磁阀复位时，气压进入 增压器活塞及工作缸的回程侧， 使之分别回程。
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2020年4月7日星期二8时13分27秒
9.1 基本回路 9.1.2 双作用气缸回路 5
【作业3】 请设计用一个 用5/2单电控先导型方向控 制阀控制一个双作用气缸。
【作业4】 请设计用一个用 5/2双电控先导型方向控制阀控 制一个双作用气缸。
单电控换向阀在失 电时，立即复位， 气缸自动缩回。
转
路。这种控制方式不需要
换
液压动力即可实现传动平
回 路
稳、定位精度高、速度控 制容易等目的，从而克服
了气动难以实现低速控制
的缺点。
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2020年4月7日星期二8时13分38秒
2.
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
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【作业9】 请设计一个排气节流+气液阻尼缸稳速回路， 控制一个双作用气缸，解决稳速的问题。
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
10
1.
【作业6】 请设计一个进气节流调速回路，控制一个双 作用气缸。
爬行原因分析
进 气 节 流 、 排 气 节 流 回 路
在进气节流时，气缸排气腔 压力很快降至大气压，而进气腔 压力的升高比排气腔压力的降低 缓慢。当进气腔压力产生的合力 大于活塞静摩擦力时，活塞开始 运动。由于动摩擦力小于静摩擦 力，所以活塞运动速度较快，由 此进气腔急剧增大，而由于进气 节流限制了供气速度，使得进气 腔压力降低，从而容易造成气缸 的 “爬行”现象。
1.
进
气 节
➢在气缸的进气侧进行流量控制时称为进气节流；
流 、
➢在排气侧进行流量控制时称为排气节流。
排 气 节
➢一般来说，进气节流多用于垂直安装的气缸支 撑腔的供气回路。
流
回
路
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2020年4月7日星期二8时13分31秒
1.
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
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【作业6】 请设计一个进气节流调速回路，控制一个双 作用气缸。
如气缸用于夹紧机 构，考虑到失电保 护控制，则选用双 电控阀为好。
双电控二位 换向阀具有 记忆功能， 如果在气缸 伸出的途中 突然失电， 气缸仍将保 持原来的位 置状态。
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责任教师：黄志昌
2020年4月7日星期二8时13分28秒
9.1 基本回路 9.1.3 差动回路
6
差动回路是指气缸的两个运动方向采用不同压力供气， 从而利用差压进行工作的回路。当双作用缸仅在活塞的一个 移动方向上有负载时，采用该回路可减少空气的消耗量。但 是在气缸速度比较低的时候，容易产生爬行现象。
采用流量伺服阀的位 置控制回路。该回路由气 缸、流量伺服阀、位移传 感器及计算机控制系统组 成。活塞位移由位移传感 器获得并送入计算机，计 算机按一定算法求得伺服 阀的控制信号的大小，从 而控制活塞停留在期望的 位置上。
图9.16 采用流量伺服阀 的连续位置控制回路
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2020年4月7日星期二8时13分47秒
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
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【作业7】 请设计一个排气节流+快速缩回调速回路， 控制一个双作用气缸。
在排气节流时，排气腔
内可以建立与负载相适应的背
进
压，在负载保持不变或微小变
气 节
动的条件下，运动比较平稳，
流 、
调节节流阀的开度即可调节气
排
缸往复运动速度。从节流阀的
气 节
开度和速度的比例性、初始加
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责任教师：黄志昌
2020年4月7日星期二8时13分26秒
9.1 基本回路 9.1.1 单作用气缸回路 4
基本回路是指对压缩空气的压力、流量、方向等 进行控制的回路。基本回路包括供给回路、排出回路、 单作用气缸回路、双作用气缸回路等。
【作业1】 请画出3/2单电控 阀控制单作用气缸
【作业2】 请画出2个2/2单电控阀控制一 个单作用气缸