6-1方向控制阀与单缸控制回路
液压与气动课题五方向控制阀及方向控制回路
活动1
课题五
方向控制阀及方向控制回路
活动1 探讨单向阀的工作原理及用途
方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向， 它包括单向阀和换向阀。单向阀有普通单向阀和液 控单向阀。换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手 动式、机动式、电磁动式、液动式、电液动式等。 1．普通单向阀 （1）工作原理和图形符号 图5-1所示为普通单向 阀的实物图和图形符号。
活动1
课题五
方向控制阀及方向控制回路
图5-4 液控单向阀实物
活动1
课题五
方向控制阀及方向控制回路
（2）液控单向阀的用途 液控单向阀的用途如图56所示。
a）
b）
c）
d）
图5-6 液控单向阀的用途 a）用于锁紧回路 b）用于大流量排油 c）用作充油阀 d）用于保持压力
活动2
课题五
方向控制阀及方向控制回路
活动2
课题五
方向控制阀及方向控制回路
图5-10 换向阀的符号
活动2
课题五
方向控制阀及方向控制回路
2．手动换向阀的工作原理 手动换向阀是利用手动杠杆改变阀芯的 位置实现换向的。图5-11所示为自动复 位式手动换向阀的结构图，图5-12所示 为阀芯分别在三个工作位置时，油口连 接的情况，左位时P和 连通，T和 连通；中位时所有油口都 ；右位时P 和 连通，T和 连通。
课后任务
课题五
方向控制阀及方向控制回路
□普通单向阀 □液控单向阀 □二位三通换向阀 □二位四通换向阀 □三位四通换向阀（中位机能为：□O型 □M型 □H型） □单作用单杆液压缸 □双作用单杆液压缸 □双作用单杆液压缸 □双作用双杆液压缸 通过表5-2自评。
表5-2 学习自评表
配 分 20 20 30 30 序 号 1 2 3 4 项 目 说出方向控制的种类、 基本原理 描述中位机能 分析方向控制回路 根据不同的要求正确选 用方向控制阀 得 分 备 注
方向控制阀及方向控制回路
• 单向阀开启压力一般为0.035~0.05MPa，所以单向阀中 的弹簧很软。
• 单向阀的主要用途如下（1）单向阀可以安装在回油路 中作为背压阀。将软弹簧更换成合适的硬弹簧，用以产 生0.2~0.6MPa的背压。就成为背压阀。
•（2）安装在液压泵出口，防 止泵倒灌。防止系统中的油液 在泵停机时倒流回油箱、系统
换向阀类型
• 换向阀按阀的结构形式、操纵方式、工作位置数和 控制的通道数的不同，可分为各种不同的类型。
• 按阀的结构形式有：滑阀式、转阀式、球阀式、 锥阀式。
• 按阀的操纵方式有：手动式、机动式、电磁式、液
动式、电液动式、气动式。
• 按阀的工作位置数和控制的通道数有：二位二通
阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五
ysu-2010
(2) 液控单向阀应用
• 1）控制重物匀速下落 • 当换向阀通电时，油缸匀
速下落（不会自由落体下 落）；当换向阀断电时， 油缸起吊重物。
2）液压锁：液压锁用于汽 车液压吊等的支腿。
ysu-2010
(3)典型结构
• 液控单向阀有不带卸荷阀芯的筒式液控单向阀
(见图5.13)和带卸荷阀芯的卸载式液控单向阀(见 图 5.14)两种结构形式。
“通”;
ysu-2010
• (5)一般，阀与系统供油路连接的进油口用字母P表
示，阀与系统回油路连通的回油口用T(有时用O) 表 示；而阀与执行元件连接的油口用A、B等表示。有 时在图形符号上用L表示泄漏油口； • (6)换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一 个为常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置。 图形符号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复 位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其 常态位。 • 绘制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位 上。
气压基本回路
三气—液调速回路
5-8为气-液调速回路，此回路可 实现快进、工进、快退工况。因此， 在要求气缸具有正准确而平稳的速度 时（尤其在负载变化较大的场合）， 就要采用气-液相结合的调速方式
单作用气缸速度控制回路
双向调速回路
气压基本回路
第一节 方向控制回路
第二节 第三节
第四节
压力控制回路 速度控制回路
其他常用基本回路
第一节
方向控制回路
一、单作用气缸换向回路
利用电磁换
向阀通断电，将
压缩空气间歇送 入气 缸的无杆 腔，与弹簧一 起推动活塞往复
运动。
பைடு நூலகம்、双作用气缸换向回路
分别将控制信号到气控换向阀的K1、K2 的控
制腔，使换向阀的换向，从而控制压缩空气实现
使气缸的活塞往复运动。
第二节
一、一次压力控制回路
此回路用于控制 储气罐的压力，使之 不超过规定的压力值。
压力控制回路
作用：调压、稳压
采用溢流阀，结 构简单，工作可靠， 但气量浪费大。采用 电接点压力表对电动 机及控制要求较高， 常用于小型空压机的 控制
一、一次压力控制回路
安全阀将空气压缩机的输出压力控制在 0.8MPa左右。
三、顺序动作回路
1、单缸往复动作回路
图a：行程阀控制
图b：压力控制
图c：利用延时回路 形成的时间控制
2、二次自动往复运动回路
手动阀、梭阀、换向阀、气罐交互作用，使气缸活塞连 续二次往复运动。
3、连续往复运动回路
它能完成连续的动作循环。 当按下阀1的按钮后，阀4 换向，活塞向前运动，这时由 于阀3复位而将气路封闭，使 阀4不能复位，活塞继续前进。 到行程终点压下行程阀2，使 阀4控制气路排气，在弹簧作 用下阀4复位，气缸返回，在 终点压下阀3，在控制压力下 阀4又切换到左位，活塞再次 前进。就这样一直连续往复， 只有提起阀1的按钮后，阀4复 位，活塞返回而停止运动。
方向控制阀
2、滑阀的中位机能(又称滑阀机能)
中位机能——根据不同的使用要求，使三位换向 阀处于中间位置时，其各油口间的各种不同连接方式 称“中位机能”或“滑阀机能” 。
常用的有O、P、H、Y、M五种，必须掌握。
机能 4通符号 5通符号 O型 P型
Y型
或
H型
M型
性能特点
各油口全封闭，油缸两腔闭锁，油泵 不卸荷，可用于多个换向阀并联工作， 利用中位油缸停止，能保压。
液动换向阀有换向时间可调和换向时间不可调两种。
换向时间不可调液动阀
液动换向阀 换向时间可调液动阀
液动
（1）换向时间不可调的液动换向阀
如图所示三位四通液动换向阀结构原理
图，当控制油口K1和K2均不通控制压力油时，阀 芯在复位弹簧的作用下处于中位，当K1通压力油， K2通油箱时，阀芯右移，使P与A通，B与T通；反 之，K2进压力油，K1接油箱时， 阀芯左移，使P与B通， A与T通。这种换向时间 不可调，一般用于流量
A’ B’
图形符号
AB
利用液控单向阀锁紧
• 液压锁 密封好、锁紧精度高。
二、换向阀 （ direction valve）
换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动， 使油路接通或切断而改变油液流动方向的阀。
换向阀的应用十分广泛，种类也很多，可根 据其结构，操纵控制方式和通路分类。见下表。
按通路分类：二通、三通、四通、五通等等
为了避免这一不正常现象发生，采用液压锁，液控单 向阀2的控制油液由油缸下腔引入，此时下腔为低压， 阀2在上腔高压作用下紧紧关闭，保证无泄漏，支腿不 会缩回。当需要收回支腿时，换向阀左位接入，液压 泵的油液由A口经单向阀1进入油缸下腔，由这一油路 引出的控制油使阀2强制开启，油缸上腔得油反向流 过阀2经B口流回油箱，支腿收回。当换向阀右位接入 时，液压泵的油经B口和阀2通向油缸上腔，并与阀1 控制油道相通，使阀1强制打开，油缸下腔回油经阀1 反向流回油箱，支腿放下。
气动控制基本回路
方向控制阀
单向型控制阀 换向型控制阀：通过改变气体通路使气流方向发生改
变 换向型控制阀按驱动方式可分为气压控制阀、电磁控制 阀、机械控制阀、手动控制阀和时间控制阀
方向控制回路
单作用气缸换向回路 双作用气缸换向回路
单向型控制阀
单向阀：气流只能向一个方向流动而不能反向流动通 过的阀
AB
1
2
1
2
AB
O1 P O2 a)
O1 P O2 b)
P c)
双电磁铁直动式换向阀工作原理图 图17-10
换向型控制阀
时间控制换向阀：使气流通过气阻（如小孔、缝隙等）
节流后到气容（储气空间）中，经过一定时间气容内建立起一定 的压力后，再使阀芯动作的换向阀
K
A
a
POK
延时换向阀 图17-11 延时换向阀 图17-11
“是门”（S=A） “或门”（S=A+B ） “与门”（S=A·B） “非门”(S= Ã)元件 双稳元件
按结构形式分：
截止式 膜片式 滑阀式
或门：S=A+B
或门元件 图17-33 或门元件 图17-33
是门：S=A 与门：S=A·B
A
P(B)
图17-34是门和与门元件 是门和与门元件 图17-34
YT4543动力滑台液压系统：电磁铁动作表、基本回路、 工作原理、特点
气液速度控制回路 图17-32
气动逻辑元件（又称逻辑阀）
工作原理：
均是用压缩空气为工作介质，通过元件内部可动部 件的动作，改变气流方向，从而实现逻辑控制功能
气动逻辑元件的分类
按工作压力分：
高压元件（0.2~0.8MPa ） 低压元件（0.02~0.2MPa ） 微压元件（〈0.02MPa)
第五章 液压控制阀.
2 偏心槽式节流口
3
轴向三角槽式节流 口
4 周向缝隙式节流口
5 轴向缝隙式节流口
特点
结构简单，针阀作轴向移动，但水力半径小，易 堵塞，受油温影响较大，流量稳定性差，适用于 对节流性能要求不高的系统
在阀芯上开有截面为三角槽的周向偏心槽，通过 转动阀芯改变通流面积。流量稳定性较好，但在 阀芯上有径向不平衡力，使阀芯转动费力，易堵 塞。一般用于低压、大流量和对流量稳定性要求 不高的系统中
四口全封闭，液压泵不卸荷，液压缸闭锁，可用于多个换向阀的 并联工作。液压缸充满油，从静止到启动平稳；制动时运动惯性 引起液压冲击较大；换向位置精度高
四口全接通，泵卸荷，液压缸处于浮动状态，在外力作用下可移 动。液压缸从静止到启动有冲击；制动比O型平稳；换向位置变动 大
P口封闭，A、B、T三口相通，泵不卸荷，液压缸浮动，在外力作 用下可移动。液压缸从静止到启动有冲击；制动性能介于O型和H 型之间
第五章 液压控制阀
第一节 方向控制阀 第二节 压力控制阀 第三节 流量控制阀 第四节 其它类型的液压控制阀
液压控制阀
在液压系统中，为保证执行机构能按设计要求安全可靠地 工作，必须对液压系统中的油液的方向、流量和压力上进 行控制，这些实施控制的元件称液压控制阀。
按用途分为： 方向阀、流量控制阀和压力控制阀三类。
P2口压力很高为减小控制压力， 可采用带卸荷阀芯的液控单向阀， 反向开启控制压力小，最小控制 压力0.05p2
1-控制活塞；2-推杆；3-锥阀；4弹簧座；5-弹簧；6-卸荷阀芯。
2.液控单向阀
液控单向阀具有良好的单向 密封性能，常用于执行元件 需要长时间保压、锁紧的情 况，也用于防止立式液压缸 在自重作用下下滑等。
第六章 液压基本回路
图6-10 增压回路
图6-10所示，原理：在图示位置，油泵输出的低压油进入增压 器大缸的左腔，推动活塞右移，使增压器小缸右腔输出高压油，进 入工作液压缸。换向后，换向阀的阀心移到右端，油泵输出的压力 油进入增压器大缸的活塞杆腔，使活塞右移推回，工作液压缸的活 塞在弹簧的作用下返回。油箱中的油液可通过单向阀进入增压器小 缸右腔，以补充这部分管路的泄露。
图6-9 减压回路
第六章 液压基本回路
三、增压回路
增压回路是使系统中某一部分具有较 高的稳定压力。它能使系统中的局部压力 原高于液压泵的输出压力。 在某些机械的液压系统中，有时需要 使局部油路或某个液压缸获得比油泵供给 压力高得多，但流量不大的压力油时，就 可采用增压回路。增压器利用有杆腔的油 压高,即:
图6-6 旁路节流调速回路
图6-7 双压力回路
第六章 液压基本回路
4. 远程调压回路
它是用远程调压阀或小流量溢流阀 接在先导式溢流阀的遥控口上进行远程 控制回路。能供给系统三种压力。给系 统的压力由先导式溢流阀调定压力决定； 当电磁换向阀2通电时溢流阀1的遥控口 和远程调压阀4相通，这时油泵的供油压 力由远程调压阀4的调定压力决定；2和3 通电，由5决定。利用电磁换向阀是否与 先导式溢流阀遥控口相同，进行远程遥 控。注意，远程调压阀的调定压力应小 于先导式溢流阀所调定压力。 要求负载和泵后压力基本一致，减少系 统的功率消耗。
图6-15 平衡回路
第六章 液压基本回路
七、释压回路
为使高压大容量液压缸中存储的能 量缓慢释放，以免在突然释放时产生很大 的液压冲击，可采用释压回路。一般在液 压缸的直径较大、压力较高时，其高压油 缸在排油前就需释压，如压力机液压系统。 左图为使用节流阀的释压回路。由图 可见，液压缸上腔的高压油在换向阀处于 中立时通过节流阀、单向阀和换向阀释压， 释压快慢由节流阀调节。当上腔的压力降 至压力继电器的调定压力时，换向阀切换 至左位，液控单向阀打开，使液压缸上腔 的液体通过该阀排到液压缸顶部的副油箱。
《液压与气动》课程标准
《液压与气动》课程标准学时:72学分：4适用专业及学制：三年制智能设备运行与维护、机电技术应用（机器人方向）全日制审定：机电技术教学部一、制定依据本课程是数控类专业核心课程。
本标准依据《中职国家专业教学标准》而制定。
二、课程性质本课程是中职教育类机电设备与维修、工业机器人专业等相关专业二年级学生开设的职业技术课。
通过本课程的学习，使学生掌握液压与气压传动的基础知识和基本计算方法, 掌握液压与气动元件的工作原理、特点及应用，熟悉液压与气压传动系统的组成以及在设备和生产线上的应用。
能正确选用和使用液压与气动元件，并熟练地绘制出液压与气动问路图。
三、课程教学目标1.课程目标通过本课程的学习，使学生系统地掌握液压与气压传动的基础知识，基本原理和基本计算方法，初步具备机电一体化产品开发设计及技术改造的能力，具备简单机电设备的安装调试、维修的能力，认识到这门技术的实用价值，增强应用意识，逐步培养学生学习专业知识的能力以及理论联系实际的能力〜为学习后继课程和进一步学习现代科学技术打下专业基础，同时培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度以及自学能力。
2.基本要求知识要求：掌握液压系统的组成、液压传动的工作原理和特点，掌握液体静压力的概念及表示方法，理解连续性方程的物理意义，了解液压系统中压力及流量损失产生的原因，了解液压冲击和空穴现象，了解液压油的性质。
掌握液压泵的工作原理、熟悉液压泵的主要参数、能够正确地选用泵，掌握液压缸的工作原理和结构特点、掌握液压缸的推力和速度计算方法，熟练掌握液压泵、液压马达和液压缸的职能符号。
熟练掌握换向阀的功能、工作原理、结构、操纵方式和常用滑阀中位机能特点，掌握单向阀、液控单向阀结构和工作原理，熟悉溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器的结构、工作原理及应用〜熟悉各压力阀的异同之处，熟悉节流阀与调速阀的工作原理及应用，了解叠加阀与插装阀的结构〜工作原理及应用，熟练掌握液压控制元件的职能符号，掌握各种辅助元件的作用和符号掌握换向回路、调压回路、卸荷回路、减压回路、增压回路、调速回路、增速回路、速度换接回路的工作原理、功能、及回路中各元件的作用和相互关系，学会识读和分析液压基本回路的方法，能对液压基本回路进行故障分析。
第6章液压基本回路
动画演示
3. 用压力继电器控制的连续往复运动回路
其工作原理，见动画演示。 • 这种回路适用于要求实现 自动连续往复直线运动且 对换向精度和换向平稳性 要求不高的液压系统中。 • 需要注意的是，系统中的 安全阀2的调定压力要高于 系统的工作压力，以防止 系统压力达不到压力继电 器的动作压力使执行元件 无法工作。
动画演示
图6.11 用压力继电器控制的连续往复运动回路 1-定量油泵；2-溢流阀；3-电磁换向阀；4--液压 缸；5、6-压力继电器
6.2 压力控制回路
压力控制回路主要是借助各种压力控制元件来控 制液压系统中各条油路的工作压力，以求达到能够 满足各执行机构所需的力或力矩的要求，或者达到 系统的调压、减压、增压、保压、卸荷、平衡、缓 冲等动作的要求，能合理使用功率以及保证系统工 作安全等目的。
6.1.2 复杂换向回路
• 当需要频繁、连续自动地作往复运动且对换向过程有很多附加要 求时，则需采用复杂换向回路。
•
对于换向要求高的主机(如各类磨床)，若用手动换向阀就不能 实现自动往复运动。
• 采用机动换向阀，利用工作台上的行程块推动(联接在换向阀杆 上的)拨杆来实现自动换向，但工作台慢速运动时，当换向阀移 至中间位置时，工作台会因失去动力而停止运动(称“换向死 点”)，不能实现自动换向； • 当工作台高速运动时，又会因换向阀芯移动过快而引起换向冲击。 • 若采用电磁换向阀由行程挡块推动行程开关发出换向信号，使电 磁阀动作推动换向，可避免“死点”，但电磁阀动作一般较快， 存在换向冲击，而且电磁阀还有换向频率不高、寿命低、易出故 障等缺陷。
方向控制阀
液压控制阀的特点（共性）
1.在结构上，所有的阀都有阀体、阀芯（转阀或 滑阀）和驱使阀芯动作的元、部件（如弹簧、电 磁铁）组成 。 2.在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出 口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔 口流量公式（将阀口看成是小孔），仅是各种阀 控制的参数各不相同而已。
q cq A0 2p /
A P1
B P2
A
B
1—阀体； 2—阀芯；3 —弹簧；
上图所示的阀属于管式连接阀，此类阀的油口 可通过管接头和油管相连，阀体的重量靠管路支
承，因此阀的体积不能太大太重。
13
直角式单向阀的进出油口 A(P1) 、 B(P2) 的轴 线均和阀体轴线垂直。
A
B
A
B
图 5.11(a) 所示的阀属于板式连接阀，阀体用螺钉 固定在机体上，阀体的平面和机体的平面紧密贴合， 阀体上各油孔分别和机体上相对应的孔对接，用“O” 形密封圈使它们密封。
5
(3) 板式连接 阀的各油口均布置在同一安装平面上，并留有 连接螺钉孔，这种阀称为板式阀，如电磁换向阀多 为板式阀。将板式阀用螺钉固定在与阀有对应油口 的平板式或阀块式连接体上。
(4) 叠加式连接 由阀（方向阀、压力阀、流量阀等）及底板 块组成。每个阀同时起单个阀和通道孔的作用。 (5) 插装式连接 将阀按标准参数做成圆筒形专用元件，然后将 这些元件插入不同的阀体（或集成块），得到不同 组合的一种集成形式。
此类阀不带卸荷阀芯， (1)简式外泄型液控单向阀 有专门的泄油口，外泄油口 P1—正向进油口; P2 —正向出 通油箱，故可用于较高压力 油口 K —控制口 系统。
1 —控制活塞； 2 —顶杆；3 —阀芯。
泄油口
图5.13 简式外泄型液控单向阀
方向控制阀知识
方向控制阀知识方向控制阀简称方向阀，主要用来通断油路或切换油流的方向，以满足对执行元件的启、停和运动方向的要求。
按其用途可分为两大类：单向阀和换向阀。
（1）单向阀单向阀又称止回阀，它的功用是使油液只能单向流过。
根据阀芯结构不同，单向阀可分为球阀式和锥阀式两种。
图5—1所示出为两种单向阀的结构及单向阀的符号。
球阀式阀芯结构简单，但容易因摩擦而使密封性变差，只用于低压场合。
锥阀式应用较多，且密封性较好。
根据阀中通道情况，又可分为直通式和直角式。
直通式液流阻力小，更换弹簧也较方便，一般采用管式连接；而直角式则即可采用管式连接。
又可采用板式连接或法兰连接。
单向阀中弹簧的主要作用是在没有油流通过或油液倒流时可帮助阀迅速关闭。
但它同时也增加阀开启时的阻力，并成为油液流过单向阀时产生压力损失的主要部分。
在不影响阀灵敏可靠的同时，就应把弹簧做得软些。
’一般单向阀开启压力是0．035～0．05MPa，全部流量通过时的压力损失大约是0．1～0．3MPa。
图5—1单向阀1—阀体；2—弹簧；3—阀芯；4—阀座（要求：动画显示两种单向阀正向导通，反向截至的工作过程，动画可参见第五章动画资源“5-1直通式单向阀（动画按钮可去掉）及5-2直角式单向阀”）在某些场合，需要单向阀允许油流反向通过，这时即采用液控式单向阀。
液控式单向阀结构和符号如图5—2所示。
它主要由直角单向阀和控制活塞两部分组成。
当下盖7上的控制油口元压力油时，它仅是一个普通单向阀，只允许油液从A流向B；当控制油口通人压力油时，则控制活塞就被顶起，通过顶杆使阀芯1强制打开，允许油液由B向A反向流过。
图5—2液控单向阀1—单向阀阀芯；2—弹簧；3—上盖；4—阀体；5—单向阀阀座；6—控制活塞；7—下盖（二）换向阀换向阀的作用是利用阀芯和阀体的相对运动来接通、关闭油路或变换油液通向执行元件的流动方向，以使执行元件启动、停止或变换运动方向。
（1）换向阀分类换向阀按结构分有转阀式和滑阀式；按阀芯工作位置数分有二位、三位和多位等；按进出口通道数分有二通、三通、四通和五通等；按操纵和控制方式分有手动、机动、电动、液动和电液动等；按安装方式分有管式、板式和法兰式等。
液压技术第四版教学课件第六章 液压基本回路
为较高的压力进入液压缸左腔。
（2）当三位四通换向阀在右位工作时，活塞
作空行程返回，油泵的出口油液压力由溢流阀3调
定为较低压力进入液压缸右腔。
（3）活塞退到终点后，油泵在低压下卸荷。
中国劳动社会保障出版社
§6-2
压力控制回路
4．支路减压回路
系统工作压力由溢流阀2调定，在
液压缸6的进油路上串联单向减压阀5。
路、卸荷回路、平衡回路和保压回路等。
一、调压回路
控制系统的工作压力，使其不超过某一预先调定好的数值，或者
使工作机构在运动过程的各个阶段具有不同压力的回路称为调压回路。
中国劳动社会保障出版社
§6-2
压力控制回路
1．二级调压回路
（1）电磁换向阀3断电时，先导式溢流阀4
工作，系统压力由阀4的先导阀控制，系统在较
当压力超过溢流阀5的调定值时，溢流5溢流，
液压缸左腔通过单向阀6从油箱补油。
（2）活塞向左运动突然切换换向阀至中位时，
溢流阀4起缓冲作用，单向阀7从油箱补油。
中国劳动社会保障出版社
第六章 液压基本回路
§6-2
压力控制回路
利用压力控制阀来调节系统或其中某一
部分压力的回路称为压力控制回路。
压力控制回路主要有调压回路、增压回
§6-2
压力控制回路
油泵继续供油，压力上升，电接
点压力表的控制系统使电磁铁CB1断电，
换向阀处于中位，液压泵卸荷。液压
缸由液控单向阀保压。
当液压缸上腔的压力降到电接触
式压力表的下限值时，压力表发出信
号，使电磁铁CB1通电，液压泵再次向
系统供油，使系统压力升高。
中国劳动社会保障出版社
第六章 液压基本回路
气传动1—单缸控制回路实验
气传动1—单缸控制回路实验气传动技术是一种基于气体压力传递能力的动力传动技术，广泛应用于工业领域中。
在气传动系统中，控制回路起着至关重要的作用。
本文将介绍一种基于气传动的控制回路实验，即气传动1—单缸控制回路实验。
1. 实验目的本实验旨在通过搭建气传动1—单缸控制回路，探究气传动技术在工业自动化控制中的应用。
通过实验，我们可以了解气体在传动过程中的特性，掌握气传动系统的基本原理和控制方法。
2. 实验器材本实验所需的器材包括：气缸、电磁阀、压力传感器、压力调节阀、压力表、气源等。
3. 实验原理气传动技术是利用压缩空气作为动力传动介质的一种技术。
在气传动系统中，气源通过压力调节阀控制输出气压大小，经过电磁阀控制气缸的运动。
通过调整压力调节阀和电磁阀的工作状态，可以实现对气缸的控制。
4. 实验步骤(1) 搭建实验装置：将气缸、电磁阀、压力传感器等连接成一个完整的控制回路。
(2) 调整气压：通过调节压力调节阀，使得输出气压达到预定值。
(3) 控制气缸运动：通过控制电磁阀的开闭状态，控制气缸的运动方向和速度。
(4) 监测气压：使用压力传感器监测气缸所受的压力，并通过压力表显示出来。
(5) 记录实验数据：记录不同工作状态下的气压和气缸运动情况。
5. 实验结果与分析通过实验数据的记录和分析，我们可以得出不同气压下气缸的运动情况，进一步了解气传动系统的特性和控制方法。
根据实验结果，可以优化控制回路的设计，提高气传动系统的性能。
6. 实验应用气传动技术广泛应用于工业自动化控制中的各个领域。
例如，在生产线上，通过气传动系统可以实现对工件的定位、夹持和运输；在机械加工中，气传动系统可以控制刀具的进给和退刀；在装配生产中，气传动系统可以控制装配工具的动作等。
气传动技术具有结构简单、成本低、可靠性高等优点，因此得到了广泛的应用。
7. 实验总结通过本次实验，我们对气传动1—单缸控制回路有了更深入的了解。
掌握了气传动系统的基本原理和控制方法，对于今后的工程实践具有重要的意义。
气动控制阀与气动回路及使用与维修
气动控制阀与气动回路及使用与维修气动控制阀主要有方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。
方向控制阀可分为单向型控制阀和换向型控制阀，压力控制阀可分为减压阀、溢流阀和顺序阀，流量控制阀可为节流阀、单向节流阀和排气节流阀等。
气动控制阀组合成各类气动回路，气动回路能实现较复杂多变的控制功能。
3.1 方向控制阀与方向控制回路及使用与维修3.1.1 方向控制阀按气流在阀内的流动方向，方向控制阀可分为单向型控制阀和换向型控制阀；按控制方式，方向阀分为手动控制、气动控制、电磁控制、机动控制等。
1．单向型方向控制阀单向型方向控制阀包括单向阀、或门型梭阀、与门型梭阀和快速排气阀等。
（1）单向阀图3-1 所示为单向阀的典型结构，图a为符号，图b为实物。
图3-1 单向阀（2）或门型梭阀图3-2所示为或门型梭阀结构，它有两个输入口P1、P2，一个输出口A，阀芯在两个方向上起单向阀的作用。
当P1进气时，阀芯将P2切断，P1与A相通，A有输出。
当P2进气时，阀芯将P1切断，P2与A相通，A也有输出。
如P1和P2都有进气时，阀芯移向低压侧，使高压侧进气口与A相通。
如两侧压力相等，先加入压力一侧与A相通，后加入一侧关闭。
图3-3所示是或门型梭阀应用回路，该回路应用或门型梭阀实现手动和自动换向。
图3－2 或门型梭阀结构图图3－3 或门型梭阀应用回路（3）与门型梭阀与门型梭阀又称双压阀。
图3-4所示为与门型梭阀结构。
它有P1和P2两个输入口和一个输出口A。
只有当P1、P2同时有输入时，A才有输出，否则A无输出；当P1和P2压力不等时，则关闭高压侧，低压侧与A 相通。
图3-5所示是与门型梭阀应用回路。
或门型梭阀和与门型梭阀的区别要从输入和输出关系来判断。
图3－4 与门型梭阀结构图图3－5 与门型梭阀应用回路（4）快速排气阀快速排气阀简称快排阀，是为了使气缸快速排气。
图3-6a所示为快速排气阀的结构。
快速排气阀常安装在气缸排气口。
图3－6 快速排气阀2．换向型方向控制阀（1）气压控制换向阀用气压力来使阀芯移动换向的操作方式称为气压控制。
单缸液压电气控制回路设计
在自动化机械设备中，有许多动作需按一定顺序自动完成， 而控制顺序动作通常是通过电气控制来完成的，作为一名从事 液压与气动工作的现代技术人员，一定要能设计电气控制回路。 本章重点介绍液压顺序动作回路的电气控制回路设计。
在学习本章前，要求读者学过有关电气方面的知识，否则， 建议在学完本书的第二篇气动技术后再学习本章的内容。
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(3)设计电气回路。若采用目视操作，则可得如图7－4(a)所 示的电路图。因为图7－4(b)所示的电磁阀一端有弹簧，如不加 中间继电器，当手放开前进按钮时，A缸就会立即后退，所以需 用K1继电器自保持回路来确保A缸的继续前进。图7－4(c)所示 的情况与图7－4(b)所示的类似，K1和K2分别作YA1、YA0线圈 的自保持继电器。当前进、后退按钮同时按下时，YA1、YA0线 圈会同时通电而使电磁阀无法控制，所以特别在电路中加上中 间继电器K1、K2的常闭接点，以防止该现象的发生。
(1)绘制油缸的位移—步骤图，如图7－9所示。 (2)设计液压回路，如图7－10(a)所示。 (3)设计电气控制回路，如图7－10(b)所示。
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图7－10 例7－2的液压、电气控制回路 (a)液压回路；(b)电气控制回路
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图7－11 位移—步骤图
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【例7－3】 A缸动作顺序为伸出停留，试使用双向电控换 向阀设计电气和液压回路。
(1)绘制气缸的位移—步骤图，如图7－11所示。 (2)设计液压回路，如图7－12(a)所示。 (3)设计电气控制回路，如图7－12(b)所示。
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图7－12 例7－3的液压和电气控制回路图 (a)液压回路；(b)电气控制回路
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7．1．3 多缸液压电气控制回路设计 【例7－4】 一液压系统两个油缸的动作顺序为A＋B＋A－
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四、气动门的气压传动控制回路分析
气动门气压传动控制回路图
A—双作用气缸1.0—方向控制阀1.2－开门按钮1.1—关门按钮
气动门的气压传动控制回路工作原理
关门：当按下关门1.1（3/2阀）按钮时，双气控5/2阀右侧气控口得到信号双气控5/2阀右位接通压缩空气经双气控5/2阀右位进入气缸右腔气缸活塞杆回缩门关闭。松开1.1按钮时，由于双气控阀的记忆特性，阀的工作位置保持不变，门将继续保持关闭
分析、讲解
气动门的气压传动控制回路中只有一个气缸，是单缸控制回路，其核心控制元件是方向控制阀
分析、讲解
气动门气压传动回路中，控制方向控制阀换位的信号，是通过控制阀1.1和阀1.2的通断，间接控制1.0的左端和右端分别得到或失去信号，使方向控制阀作出相应的换向动作，在气压传动系统里，这种控制方法称气缸间接控制法。气缸间接控制法可以用一个较小的操作力可以得到较大的开启力，一般用于高速或大口径的控制气缸，也便宜实现远程控制。
1、方向控制阀的图形符号、工作原理、控制方式和接口表示方式
2、气动换向阀的工作原理及特性
3、气动门单缸直接控制回路的工作特点、组成
4、气压传动回路的控制方式及应用
1、课堂作业3
2、预习6-2节教学内容：行程开关、逻辑控制阀与单缸自动往复控制回路
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与液压传动中的方向控制阀相似，气压传动中的方向控制阀通常也为滑阀结构，主要由阀体和阀芯组成
阀芯动作的控制方式和复位方式，是选择阀的重要依据之一
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读图6-1-4
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（2）、方向控制阀接口表示方法
教法.学法
案例法、分组讨论法
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本节课以地铁车厢气动门为例来引入课题。气动门的自动开启和关闭是气缸通过变化运动方向实现的，气动门开、关门的速度要求不高，因此，气动门的气压传动系统的工作关键在于利用控制回路中气流运动方向的元件控制气缸的运动方向。
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知识小结
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由一个换向阀直接控制气缸的动作。这种控制方式称为直接控制。这种控制方式一般用于驱动气缸所需的压缩空气气流较小、控制阀的尺寸及所需操作力也较小的场合。气压传动回路利用一个较小的控制元件作为操作控制元件，利用它的压缩空气作为口径大、流量大的主控元件的控制信号，这种控制方式称为间接控制。
4、了解气压传动回路的控制方式及应用
职业通用能力目标：
培养学生的观察能力和识图、分析能力，以及团队合作能力
制造业通用能力目标：
培养学生严谨的学习态度、乐观向上的科研精神和实践能力；
学习重点
1、向控制阀的图形符号、工作原理、控制方式和接口表示方式
2、单缸直接控制回路的工作特点、组成
学习难点
气动换向阀的工作原理及特性
气压传动方向控制阀用数字或字母标出各个接口，并代表着不同的含义
方向控制阀在用字母符号表示时，一般把Z表示左边控制口，而Y表示右边控制口。实际使用中，常以数字符号表示的方式居多
三、气压传动换向阀的工作原理及特性
（1）、气动控制换向阀是以压缩空气为动力推动阀芯，使气路换向或通断的阀类，有双气控和单气控两种。双气控阀阀芯的移动都是由压缩空气驱动的；而单气控阀阀芯一个方向的移动由压缩空气驱动，而另一个方向通常由弹簧的弹力驱动
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知识拓展
作业布置
关门：当按下关门1.1（3/2阀）按钮时，双气控5/2阀右侧气控口得到信号双气控5/2阀右位接通压缩空气经双气控5/2阀右位进入气缸右腔气缸活塞杆回缩门关闭。松开1.1按钮时，由于双气控阀的记忆特性，阀的工作位置保持不变，门将继续保持关闭。
一、任务分析
气动门的自动开启和关闭是气缸通过变化运动方向实现的，工作关键在于利用控制回路中气流运动方向的元件控制气压缸的运动方向。
气压传动回路中是如何控制气流运动方向的呢？
二、方向控制阀
在气压传动系统里，方向控制阀是用来控制压缩空气所流过的路径，控制气流的通、断或流动方向的气压传动元件，方向控制阀的控制方式有不同的方式
方向控制阀
a)手动控制b)机械控制c)电动控制d)气压传动控制
1、方向控制阀的结构和工作原理
引入任务
任务分析
分析、讲解
预习：
1、地铁车厢气动门的工作过程；
2、思考其工作原理
读图6-1-1
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、
3/2阀的结构示意图3/2阀的图形符号
分析、讲解
分析、讲解
读表6-1-2
读表6-1-3
读图6-1-6
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作业布置
单气控3/2换向阀实物及工作原理
（2）、双气控阀的记忆特性
分析、讲解
单气控3/2换向阀处于常态（即气控信号口12没有压缩空气进入）时，在弹簧的作用下阀芯处于右端位置，使阀口2与3相通，阀口3排气，而阀口1封闭。当有气控信号（即气控信号口12有压缩空气进入）时，在压缩空气的作用下，阀芯克服弹簧力左移，阀口2与3断开，阀口1与阀口2接通，阀口2有压缩气体输出。
成都市技师学院
理论课教案首页
课程名称
液压与气动技术
课题名称
方向控制阀与单缸直接控制回路
课时
2课时
授课日期
2012年月日
任课教师
目标群体
教学环境
教室
学习目标
知识目标：
1、掌握方向控制阀的图形符号、工作原理、控制方式和接口表示方式
2、掌握气动换向阀的工作原理及特性
3、掌握气动门单缸直接控制回路的工作特点、组成
气压传动回路的控制方式及应用
间接控制方式直接控制方式
分析、讲解
气动门气压传动回路中，控制方向控制阀换位的信号，是通过控制阀1.1和阀1.2的通断，间接控制1.0的左端和右端分别得到或失去信号，使方向控制阀作出相应的换向动作，在气压传动系统里，这种控制方法称气缸间接控制法。气缸间接控制法可以用一个较小的操作力可以得到较大的开启力，一般用于高速或大口径的控制气缸，也便宜实现远程控制。
方向控制阀有进气口、工作口和排气口。初始位置时，阀芯隔断进气口与工作口之间的通道，两口不相通。此时，工作口与排气口相通，压缩空气可以通过排气口排入大气中。当按下阀芯，这时进气口与工作口相通，压缩空气通过进气口进入从工作口输出，而排气口关闭
3、方向控制阀的控制方式和接口表示方式
（1）、方向控制阀的控制方式
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作业布置
C、压缩空气输入12口记忆位置压缩空气输入14口
双气控阀
a)实物b)图形符号c)工作原理
当控制阀口12有压缩空气输入，阀口1与阀口2、阀口4和阀口5分别连通，使得阀口2、阀口5有压缩空气输出。当控制阀口12的压缩空气断开时，双气控阀仍保持原有的连通状态，即阀口2、阀口5仍然有压缩空气输出。这就是当前的位置被“记忆”了下来。直到控制阀口14有压缩空气输入，阀芯的位置才发生变化。这种虽然原控制信号断开，但是阀芯保持原有连通状态不变的特性被称为方向控制阀的“记忆特性”。