第五章气动控制元件new

5.1 概述
1.控制阀的分类
液压与气压传动所用的控制阀的种类繁多，可按不同的特征进行分 类，最常见的是按控制阀的用途进行分类 控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。 控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。 控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 即： （1）压力控制阀:调压阀（减压阀）、定值器、安全阀（溢流阀）、顺序 阀 （2）流量控制阀:节流阀、单向节流阀、排气节流阀、柔性节流阀 （3）方向控制阀:单向阀、换向阀 这三类阀还可根据需要构成组合阀，如单向顺序阀、单向节流阀、 电磁溢流阀等。组合后可使阀的结构紧凑、连接简单、使用方便。 此外，还有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。

５.２.３顺序阀
一.定义 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，常用来 控制气缸的顺序动作。 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。 顺序阀的作用是依靠气路中压力的大 小来控制机构按顺序动作。


二、职能符号
三.减压阀的基本性能
5.2.2.减压阀
(1) 调压范围：它是指减压阀输出压力P2的可调范围， 在此范围内要求达到规定的精度。调压范围主要与调压 弹簧的刚度有关。 (2) 压力特性：它是指流量为定值时，因输入压力波动 而引起输出压力波动的特性。输出压力波动越小，减压 阀的特性越好。输出压力必须低于输入压力—定值才基 本上不随输入压力变化而变化。 (3) 流量特性：它是指输入压力—定时，输出压力随输 出流量的变化而变化的持性。当流量发生变化时，输出 压力的变化越小越好。一般输出压力越低，它随输出流 量的变化波动就越小。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ


5.2.2
Ａ）内部先导式减压阀。
减压阀
非工作状态(压力恒定时):当气流从左端流入 阀体后，一部分经阀口9流向输出口，另一部分 经固定节流孔1进入中气室5，经喷嘴2、挡板3、 孔道反馈至下气室6，再经阀杆7中心孔及排气孔 8排至大气。 工作状态(调节压力时):把手柄旋到一定位置， 使喷嘴挡板的距离在工作范围内，减压阀就进入 工作状态。中气室5的压力随喷嘴与挡板间距离 的减小而增大，于是推动阀芯打开进气阀口9， 即有气流流到出口，同时经孔道发馈到上气室4， 与调压弹簧相平衡。 若输入压力瞬时升高，输出压力也相应升高， 通过孔口的气流使下气室6的压力也升高，破坏 了膜片原由的平衡，使阀杆7上升，节流阀口减 小，节流作用增强，输出压力下降，使膜片两端 作用力重新平衡，输出压力恢复到原来的调定值。 当输入压力瞬时下降时，输出压力也相应下 降，经喷嘴挡板的放大也会引起中气室5的压力 较明显升高，而使阀芯下移，阀口开大，输出压 力升高，并稳定到原数值上。
5.2.2
减压阀
3）增压状态： 若输入压力P1瞬时下降， 输出压力P2也下降、膜片5下移， 阀芯8随之下移，进气阀口10开 大，节流作用减小，使输出压 力上升，基本回到原来值。
5.2.2
4）阀处于无输出状态： 逆时针旋转旋钮1。使调节弹簧 2、3放松，气体作用在膜片5上 的推力大于调压弹簧的作用力， 膜片向上曲，靠复位弹簧的作 用关闭进气阀口。再旋转旋钮1， 进气阀芯8的顶端与溢流阀座4 将脱开，膜片气室6中的压缩空 气便经溢流孔12、排气孔11排 出，使阀处于无输出状态。 总之，溢流减压阀是靠进 气口的节流作用减压，靠膜片 上力的平衡作用和溢流孔的溢 流作用稳压；调节弹簧即可使 输出压力在一定范围内改变。
5.2.2

减压阀
定值器的工作原理 当输入压力波动时(处于稳压状 态)， 压力上升，B室和H室气压瞬时 增高，使膜片8上移，导致挡板与 喷嘴的间距加大，G室和D室的气 压下降，由于B室压力增高，D室 压力下降，膜片15在压差的作用 下向上移动，使主阀口减小，输 出压力下降，直至稳定到调定压 力上，此外，在输入压力上升时， E室压力和F室的瞬时压力也上升， 膜片3在上下压力差的作用下上移， 关小稳压阀口12，由于节流作用 加强F室气压下降，始终保持恒节 流孔13的气体流量不变，使喷嘴 挡板的灵敏度得到提高，
第五章 气动控制元件
◆压力控制元件
◆流量控制元件(难点)
◆方向控制元件的分类 ◆方向控制元件的结构特点及
工作原理(重点) ◆逻辑控制元件
5.1 概述
在气压传动系统中，气动控制元件简称为控制阀 ------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。

减压阀
Ⅰ—直动式减压阀的主阀部分； Ⅱ—定差式减压阀与节流孔组成恒流器。 Ⅲ—喷嘴挡板装置和调压部分。
5.2.2

减压阀


定值器的工作原理 定值器处于非工作状态时(压力 恒定时)，由气源输入的压缩空气 经过滤器1过滤后进入A室和E室。 主阀芯19在弹簧20和气源压力作 用下压在阀座上，使A室与B室断 开。 进入E室的气流经由阀口(又称为 活门)12至F室，再通过恒节流孔 13降压后，分别进入G室和D室。 由于这时尚未对膜片8加力，挡板 5与喷嘴4之间的间距较大，气体 从喷嘴4流出时的气流阻力较小， G室及D室的气压较低，膜片3及 15保持原始位置。 进入H室的微量气体主要经B室 通过阀口2从排气口排出；另有一 部分从输出口排空。
空压站输出的空气压力高于每台气动装置所需压力，且压力波动较大。 因此每台气动装置的供气压力都需要减压阀来减压，并保持供气压力稳定。 对于低压控制系统 (如气动测量)，除用减压阀降低压力外，还需要用精密减 压阀（或定值器）以获得更稳定的供气压力。这类压力控制阀当输入压力在 一定范围内改变时，能保持输出压力不变。 当管路中的压力超过允许压力时，为了保证系统的工作安全，住往用安 全阀实现自动排气，使系统的压力下降。想想哪里需要安装？如储气罐顶部 必须装安全阀。 气动装置中不便安装行程阀而要依据气压的大小来控制两个以上的气动执 行机构的顺序动作时，就要用到顺序阀。


5.2.2
３气动定值器
定值器是一种高精度的减 压阀，主要用于压力定值。 定值器结构 1过滤器 2溢流口 3.8.15膜片 4喷嘴 5挡板 6.9.10.14.17.20弹簧 7调压 手柄 11稳压阀芯 12稳压阀 口13 横截流孔 16排气口 18 阀杆 19主阀芯
减压阀
5.2.2
３气动定值器
5.2.2.减压阀
直动式减压阀通径小于20～25mm，输出压力在0～ 1.0MPa范围内最为适当，超出这个范围应选用先导式。
5.2.2.减压阀
一、减压阀的结构和基本原理
5.2.2
减压阀
普通式减压阀分为直动式和 先导式 １．直动式减压阀
直动式减压气阀这种阀是靠阀 口的节流作用减压，靠膜片上力的 平衡作用来稳定输入压力，调节旋 钮可调节输出压力，它能使出口压 力降低并保持恒定，故称为直动式 减压阀，通常称为减压阀。
逆时针旋转旋钮1，阀口10 的开度减小，P2随之减小。
5.2.2
减压阀
2）减压状态： 若输入压力P1瞬时升高，输出 压力P2将随之升高，使膜片气 室6内压力升高，在膜片5上产 生的推力相应增大，此推力破 坏了原来力的平衡，使膜片5向 上移动，有少部分气流经溢流 孔12、排气孔11排出。在膜片 上移的同时，因复位弹簧9的作 用，使阀芯8也向上移动，关小 进气阀口10，节流作用加大， 使输出压力下降，直至达到新 的平衡为止，输出压力基本又 回到原来值。
减压阀
5.2.2


减压阀
2.先导式减压阀
当减压阀的输出压力较高或通经较大时，用调压弹簧直 接控制调压，则弹簧的刚度过大，流量变化时，输出压力波 动较大，阀的结构尺寸也将增大，为了克服这些缺点，可采 用先导式减压阀。 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。
5.2.2


减压阀
B）外部先导式减压阀
图所示为外部先导式减压阀的主阀， 其工作原理与直动式相同。在主阀体外 部还有一个小型直动式减压阀(图中末示 出)，由它来控制主阀。 此类阀适于 通径在20mm以上，远距离(30m以内)、 高处、危险处、调压困难的场合。
先导式减压阀一般安装在空气过滤之后， 油雾器之前。 相对直动式调压阀多了喷嘴挡 板放大环节。 当喷嘴与挡板之间的距离发生微小变化 时，气室5中压力发生很明显的变化，从而 引起膜片有较大的位移。
5.2 压力控制阀


5.2.1分类
压力控制阀是用来控制气动系统中压缩空气的压力，满足各种负载需 要压力（推力）的装置。 1、分类 压力控制阀可分为起降压稳压作用的减压阀（调压阀）、 精密调整压力的定值器； 起限压安全保护作用的安全阀(溢流阀)； 根据气路压力不同进行某种控制的顺序阀。 2.应用




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气 源压力波动的影响。 减压阀的调压方式有直动式和先导式两种。 直动式是由旋钮直接通过调节弹簧力来改变输出压力； 先导式是用预先调整好的气压来代替直动式调压弹簧进 行调压的，一般先导式减压阀的流量特性比直动式好。
结构： 1-调节旋钮 2、3-调压弹簧 4-溢流 阀座 5-膜片 6-膜片气室 7-阻尼 管 8-阀心 9-复位弹簧 10-进气阀 口 11-排气孔 12-溢流孔
5.2.2
减压阀
工作原理：
压力为P1的压缩空气，由 左端输入经阀口10节流后， 压力降为P2输出。 1）手动调压状态： P2的大小可由调压弹簧2、 3进行调节。 顺时针旋转旋钮1，压缩 弹簧2、3及膜片5使阀芯8下 移，增大阀口10的开度使P2 增大。