第七章 气动控制元件

象发生。
当减压阀的管径很大或输出压力较高时， 相应的膜片结构也很大，若用调压弹簧直 接调压，则弹簧过硬，不仅调节费力，而 且当输出流量较大时，输出压力波动较大 。因此，管径在20mm以上且输出压力较 高时，一般宜用先导式结构。在需要远距 离控制时，可采用遥控的先导式减压阀。
（2）、先导式减压阀
3、顺序阀
顺序阀是靠回路中的 压力变化来控制气缸 顺序动作的一种压力 控制阀。在气动系统 中顺序阀通常安装在 需要某一特定压力的 场合，以便完成某一 操作。只有达到需要 的操作压力后，顺序 阀才有气信号输出。
2、单向节流阀
单向节流阀是由单向阀 和节流阀组合而成，常用 于控制气缸的速度，也称 为速度控制阀。如图8-11 所示，当气流从（1）口 进入，单向阀被顶在阀座 上，空气只能从节流口流 向出口（2），流量被节 流阀节流口所限制。当空 气从（2）口进入时，推 开单向阀，自由流到口（ 1），不受节流阀的限制 。
3、单向阀
单向阀是指气流只能向一个方向流动而不 能反向流动的阀，且压降较小。单向阀的 工作原理、结构和职能符号与液压阀中的 单向阀基本相同。图7-2所示单向阀，利用 弹簧力将阀芯顶在阀座上，故压缩空气要 通过单向阀必须先克服弹簧力。
3、梭阀
梭阀由称为双向控制阀。在气动逻辑回路中， 它的作用相当于“或”门作用。如图7-3所示梭阀 符号，有两个输入信号口（1）和一个输出信号口 （2）。只要在任一输入口（1）上有气信号，在 输出口（2）上就会有气信号输出。当两个输入口 压力不等时，梭阀则输出压力高的那一个。
5、快速排气阀
快速排气阀可使气缸活塞运动速度加快， 特别是在单作用气缸情况下，可避免其回 程时间过长。图7-7所示为快速排气阀，（ 1）口进气时，由于单向阀开启，压缩空气 可自由通过，（2）口有输出，排气口（3 ）被圆盘式阀芯关闭。若（2）口接为进气 口，圆盘式阀芯就关闭口（1），压缩空气 从大排气口（3）排出。为了降低噪声，这 种阀一般带消声器。
第七章 气动控制元件
在气压传动系统中，气动控制元件是用来 控制和调节压缩空气的压力、流量、流动 方向和发送信号的重要元件，利用它们可 以组成各种气动控制回路，以保证气动执 行元件或机构按设计的程序正常工作。控 制元件按功能和用途可分为方向控制阀、 流量控制阀和压力控制阀三大类。此外， 还通过改变气流方向和通断实现各种逻辑 功能的气动逻辑元件。
四通阀有四个口，除P、A、R外，还有一 个输出口（用B表示）。通路为P→A、 B→R或P→B、A→R。
五通阀有五个口，除P、A、B外，有两个 排气口（用R、S、或O1、O2表示）。通 路为P→A、B→S或P→B、A→R。五通阀 也可以是两个输入口（P1和P2）、两个输 出口（A和B）和一个排气口R，两个输入 口供给压力不同的压缩空气。
图7-4为数个输入信号需并联到同一个出 口的应用方法，所需梭阀数目为输入信号 减一。
4、双压阀
双压阀又称“与”门梭阀。在气动逻辑回路中，它的 作用相当于“与”门作用。图7-5所示符号，该阀有两个 输入口（1）和一个输出口（2）。若只有一个输入口有气 信号，则输出口（2）没有气信号输出，若双压阀的两个 输入口均有气信号，输出口（2）才有气信号输出。双压 阀相当于两个输入元件串联。当两个输入口压力不等时， 则输出压力相对低的一个，因此它还有选择压力的作用。
7．1 方向控制阀
与液压方向控制阀相似，气动方向控制阀 是用来改变气流流动方向或通断的控制阀 。
7．1．1 方向控制阀的分类
1、换向阀按控制方式分类
（1）单作用电磁铁，单作用电磁铁换向阀阀 芯的移动靠电磁铁，而复位靠弹簧，因而 换向冲击较大，一般制成小型阀。
（2）双作用电磁铁，将单作用电磁铁换向阀 阀芯复位弹簧改成电磁铁就成为双作用电 磁铁。该阀的两电磁铁只能交替工作，不 能同时得电，否则会产生误动作或烧坏线 圈。
3、排气节流阀
在排气口装有消声器的节流阀，常装在 主控阀的排气口上，用以控制执行元件的 速度并降低排气噪声。
4、截止阀
截止阀主要用于压力较高及口径不大的场 合，功能是接通或截断管道气流。
7．3 压力控制阀
1、减压阀 减压阀的作用是将较高的输入压力调到规
定的输出压力，并能保持输出压力稳定， 不受空气流量变化及起源压力波动的影响 。
与梭阀一样，双压阀在气动控制系统中也 作为信号处理元件，主要用于互锁控制、 安全控制、检查功能或者逻辑操作。如图 7-6，只有所有输入口都有信号时，输出口 才会有信号。
图7-7所示为一互锁 操作安全回路，当工 件定位信号压下机控 阀1，并且工件夹紧信 号压下机控阀2后，双 压阀3才有输出，使气 控阀4切换工位，钻孔 缸5进给。定位信号和 夹紧信号仅有一个时 ，钻孔缸不会进给。
2、安全阀
安全阀是用来防止系统内压力超过最大许 用压力以保护回路或气动装置的安全。图 7-17为安全阀的结构图。阀的输入口与控 制系统相连，当系统压力小于此阀的调定 压力时，弹簧力使阀芯紧压在阀座上。当 系统压力大于此阀的调定压力，则阀芯开 启，压缩空气从排气口排放到大气中。当 系统中的压力降低到阀的调定值时，阀门 关闭，并保持密封。
先导式减压阀是使用预先调整好 压力的空气来代替调压弹簧进行 调压的。其调节原理和主阀部分 的结构与直动式减压阀相同。先 导式减压阀的调压空气一般是由 小型的直动式减压阀供给的。若 将这个小型直动式减压阀与主阀 合成一体，则称为内部先导式减 压阀。若将它与主阀分离，则称 为外部先导式减压阀，它可以实 现远距离控制。
（3）差压控制是利用阀芯两端受气压作用的 有效面积不等，在气压的作用下产生的作 用力之差值使阀切换。
2、按阀的切换通口数目分类
阀的通口数目包括输入口、输出口和排气 口。按切换通口的数目分，有二通阀、三 通阀、四通阀和五通阀等。
阀中的通口可以用数字表示，这需符合 ISO5599-3标准。也可以用字母表示。表8-1为 两种表示方法的比较。
快排阀用于使气动元 件和装置迅速排气的 场合。为了减小流阻 ，快排阀应靠近气缸 安装。这对于大缸径 气缸尤为需要。
快排阀也可用于气缸 的速度控制，如图7-9 的2所示。按下手动阀 ，由于节流阀，气缸 慢进；如手动阀复位 ，则气缸无杆腔中的 气体直接通过快排阀 快速排出，气缸实现 快退动作。
7．2 流量控制阀
减压阀的调压方式有直动式和先导式两种 。
图7-14为直动式减压阀结构图。若
顺时针旋转调节手柄，调压弹簧1被压 缩，推动膜片3和阀杆下移，进气阀门 打开，在输出口有气压P2.同时，输出 气压P2经反馈导管5作用在膜片3上产 生向上的推力。该推力与调压弹簧作 用力相平衡时，阀便有稳定的压力输 出。若输出压力P2超过调定值，则膜 片离开平衡位置而向上变形，使溢流 阀打开，多余的空气经溢流口排入大 气。当输出压力降至调定值时，溢流 阀关闭，膜片上的受力保持平衡状态 。反馈导管7的作用是提高减压阀的稳 压精度。另外，能改善减压阀的动态 性能，当负载突然改变或变化不定时 ，反馈导管起阻尼作用，避免振荡现
与液压流量控制阀一样，气压传动中的流 量控制阀也是通过改变阀的通流面积来实 现流量控制的。气压传动的流量控制阀包 括节流阀、单向节流阀等。
1、节流阀
节流阀是将空气的流通 截面缩小以增加气体的流 通阻力，而降低气体的压 力和流量。如图8-10所示 ，阀体上有一个调整螺丝 ，可调节开口度，此类阀 称为可调节节流阀。通流 截面固定的节流阀，称为 不可调节流阀。可调节流 阀常用于调节气缸活塞运 动速度，若有可能，应直 接安装在气缸上。并可双 向节流。
通口 输入口 输出口 排气口 输出口
数字表示 1 2 3 4
字母表示 P B S A
通口 排气口 输出信号清零 控制口 控制口
Hale Waihona Puke 数字表示 5（10） 12 14
字母表示 R
(Z) Y Z
二通阀有两个口，即一个输入口（用P表 示）和一个输出口（用A表示）。
三通阀有三个口。除P口、A口外，增加 一个排气口（用R或O表示）。也可以是两 个输入口（用P1、P2表示）和一个输出口 ，作为选择阀（选择两个不同大小的压力 值）；或一个输入口和两个输出口，作为 分配阀。