气压传动系统的构建

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4.1机械手抓取机构气压传动系统的 构建（1）
4.1.2理论指导
一、方向控制阀 1.单向阀 有两个通口，气流只能向一个方向流动而不能反方向流动的
阀称为单向阀。 如图4-2所示为单向阀原理图和实物图。正向流动时，IN口
气压推动阀芯的力大于作用在阀芯上的弹簧力和阀芯之间的 摩擦阻力，阀芯被推开，OUT口有输出。 保持阀芯开启达到一定流量时的压力(差)，称为开启压力。 普通单向阀开启压力约为0.02MPa。开启压力太低，容易 漏气，且复位时间过长，不起单向阀的作用了。但开启压力 太高则不灵敏。
第4章 气压传动系统的构建
4.1 机械手抓取机构气压传动系统的构建（1） 4.2 机械手抓取机构气压传动系统的构建（2） 4.3 剪切装置气压传动系统的构建 4.4 自动送料装置气压传动系统的构建 4.5 剪板机气压传动系统的构建 4.6 压膜机气压传动系统的构建 4.7 压印机气压传动系统的构建 4.8 塑料圆管熔接装置气压传动系统的构建 4.9 圆柱塞分送装置气压传动系统的构建
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4.1机械手抓取机构气压传动系统的 构建（1）
安装单向阀时，IN为进口，OUT为出口，不得装反。单向 阀受冲击压力时，其冲击压力值不得大于1.5MPa。
单向阀可用于防止因气源压力下降，或因耗气量增大造成的 压力下降而出现的逆流，用于气动夹紧装置中保持夹紧力不 变;防止因压力突然上升(如冲击载荷作用于气缸)而影响其他 部位的正常工作等。
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4.1机械手抓取机构气压传动系统的 构建（1）
如图4-5所示，单向滚轮式行程阀只有在凸块从正方向通过 滚轮时才能压下阀杆发生换向;当凸块反向通过时，滚轮式行 程阀不换向。行程阀实物图如图4-6所示。
(3)换向阀的表示方法。换向阀阀芯处在不同位置，各接口 间有不同的连通状态，由换向阀的这些位置和通路符号的不 同组合就可以得到各种不同功能的换向阀，常用换向阀的图 形符号如图4-7所示。
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4.2机械手抓取机构气压传动系统的 构建（2）
4.2.2理论指导
一、气压控制换向阀 气压控制换向阀是靠气压力使阀芯切换的阀。该气压力成为
先导压力或控制压力。根据控制方式的不同可分为加压控制、 卸压控制和差压控制3种。 加压控制是指控制信号的压力上升到阀芯动作压力时，主阀 换向，是最常用的气控阀；卸压控制是指所加的气压控制信 号减小到某一压力值时阀芯动作，主阀换向；差压控制是利 用换向阀两端气压有效作用面积的不等，使阀芯两侧产生压 力差来使阀芯动作实现换向的。 1.单气控加压式换向阀 如图4-13所示为二位三通单气控加压截止式换向阀的外形 图和工作原理图。
人力操纵换向阀与其他控制方式相比，使用频率较低，动作 速度较慢。因操纵力不宜太大，所以阀的通径较小，操作也 比较灵活。在直接控制回路中人力操纵换向阀用来直接操纵 气动执行元件，用作信号阀。人控阀的常用操控机构如图44所示。
(2)机械操纵换向阀。机械操纵换向阀是利用安装在工作台 上凸轮、撞块或其他机械外力来推动阀芯动作实现换向的换 向阀。由于它主要用来控制和检测机械运动部件的行程，所 以一般也称为行程阀。行程阀常见的操控方式有顶杆式、滚 轮式、单向滚轮式等，其换向原理与手动换向阀类似。顶杆 式是利用机械外力直接推动阀杆的头部使阀芯位置变化实现 换向的。
4.2.1任务说明
1.任务引入 如图4-12所示为机械手抓取机构示意图，工作要求为:按下
按钮气缸活塞杆伸出，机械手将工件抓紧，松开按钮，活塞 杆收回，机械手将工件松开。气缸动作要求采用间接控制。 2.任务分析 本任务的动作要求与4.1所要求的一致，但在实现方式上要 求采用间接控制的方式来实现。直接控制采用人力或机械外 力直接控制换向阀来实现。间接控制则需要气控换向阀来控 制动作，需要人力、机械等换向阀来作为先导阀输入信号控 制气控换向阀的换向。
二、溢流阀
溢流阀(安全阀)在系统中起限制最高压力，保护系统安全作 用。当回路、气罐的压力上升到设定值以上时，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。
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4.1机械手抓取机构气压传动系统的 构建（1）
1.工作原理 如图4-8所示为溢流阀的工作原理图。它由调压弹簧2、调
2.换向阀 用于改变气体通道，使气体流动方向发生变化从而改变气动
执行元件的运动方向的元件称为换向阀。换向阀按操控方式 分主要有人力操纵控制、机械操纵控制、气压操纵控制和电 磁操纵控制四类。
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4.1机械手抓取机构气压传动系统的 构建（1）
(1)人力操纵换向阀。依靠人力对阀芯位置进行切换的换向 阀称为人力操纵控制换向阀，简称人控阀。人控阀又可分为 手动阀和脚踏阀两大类。常用的手动换向阀的工作原理及图 形符号如图4-3所示。
4.1机械手抓取机构气压传动系统的 构建（1）
4.1.1任务说明
1.任务引入 如图4-1所示为机械手抓取机构示意图，工作要求为:按下按
钮气缸活塞杆伸出，机械手将工件抓紧，松开按钮，活塞杆 收回，机械手将工件松开。气缸动作要求采用直接控制。 2.任务分析 机械手的抓取和松开，是通过气缸伸出和缩回，推动铰链机 构来实现的。要实现任务所要求的控制，只要实现气缸的往 复动作即可。
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4.1机械手抓取机构气压传动系统的 构建（1）
4.1.3参考方案
1.回路图 回路图如图4-11所示。 2.回路分析 该项目可以用上面提供的两种方案来解决。如图4-11所示，
行程较小时可采用单作用气缸的方案1；行程较大时可采用 双作用气缸的方案2。
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4.2机械手抓取机构气压传动系统的 构建（2）
节手轮1、阀芯3和壳体组成。 2.溢流阀的分类 溢流阀与减压阀相类似，按控制方式分为直动式和先导式两
种。如图4-9所示为直动式溢流阀，其开启压力与关闭压力 比较接近，即压力特性较好、动作灵敏;但最大开启量比较小， 即流量特性较差。如图4-10所示为先导式溢流阀，它由一 小型的直动式减压阀提供控制信号，以气压代替弹簧控制溢 流阀的开启压力。先导式溢流阀一般用于管道直径大或需要 远距离控制的场合。