第五章 气动控制元件

滚珠
2 流量控制阀
单向节流阀的应用
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2 流量控制阀
单向节流阀：利用单向节流阀控制气缸的速度方式有进气节流 （meter-in）和排气节流（meter-out）两种方式。 图（a）为进气节流控制，它是控制进入气缸的流量以调节活塞 的运动速度。仅用于单作用气缸、小型气缸或短行程气缸的 速度控制。 图（b）为排气节流控制，它是控制气缸排气量的大小，而进气 是满流的。 单向节流阀用于气动执行元件的速度调节时应尽可能直接 安装在气缸上。
气液动技术
第五章 气动控制元件
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第五章 气动控制元件
内容： 方向控制阀的分类 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 重点：方向控制阀的结构特点及工作原理 难点：流量控制阀
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绪论
气动控制元件：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。 按控制元件功能和用途分为： 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 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。 阀门的基本功能是，为达到检测、信号处理和控制的目 的而改变、产生和消除信号。另外，阀门也可作为驱 动阀，供给执行机构所需的压缩空气。
“几位几通”的概念
对于换向阀来说，所谓的“位”指的是为了改变流体方向， 阀芯对于阀体所具有的不同工作位置，表现在图形符号中，即图 形中有几个方格就有几位； 所谓的“通”指的是换向阀与系统相连的接口（包括输入口、 输出口和排气口），有几个接口即为几通。 ★ 每个换向阀都有一个常态位（即阀芯在未受到外力作用时的位 置）
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1 方向控制阀－气压控制
用气压力来获得轴向力使阀心迅速移动 换向的操作方式叫做气压控制。 气压控制又可分为单气控和双气控。
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1 方向控制阀－气压控制
二位三通单气控
二位五通单气控
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1 方向控制阀－电磁控制
电磁控制：利用电磁线圈通电时，静铁芯对动铁芯产 生电磁吸力使阀切换以改变气流方向的阀，称为电磁 控制换向阀，简称电磁阀。这种阀易于实现电 — 气 联合控制，能实现远距离操作，故得到广泛应用。 用电磁力来获得轴向力，使阀心迅速移动的换向控制 方式称为电磁操作。 它按电磁力作用于主阀阀心的方式分为直动式和先导 式两种。
• 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。这种节流阀有双向 节流作用。 • 使用节流阀时，节流面积不宜太小，因空气中的 冷凝水、尘埃等塞满阻流口通路会引起节流量的 变化。
2 流量控制阀
节流阀常用的孔口结构。
a）平板阀 b）针阀
c）球阀
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2 流量控制阀
2 流量控制阀
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1 方向控制阀
• 截止式 特点是行程短，流阻小，结构尺寸小，阀心始终受 进气压力所以密封性好，适用于大流量场合。但换向冲击 力较大。 • 滑阀式 特点是行程长，开启时间长，换向力小，通用性强， 一般要求使用含油雾的压缩空气。 • 滑板式 特点是结构简单，可制成多种形式多通路阀，应用 广泛。但运动阻力较大，宜在通径15mm以内使用。 • 旋塞式 特点是运动阻力比滑板式更大，但结构紧凑，通径 在20mm以上的手动转阀较多应用。
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2 流量控制阀
• 一般情况下，单向节流阀的流量调节范围为管 道流量的20%～30%。对于要求能在较宽范围里 进行速度控制的场合，可采用单向阀开度可调 的速度控制阀。
2 流量控制阀
3）排气节流阀（Exhaust throttle valve） 排气节流阀的节流原理和节流阀一样，也 是靠调节通流面积来调节阀的流量的。 它们的区别是，节流阀通常是安装在系统 中调节气流的流量，而排气节流阀只能安装在 排气口处，调节排入大气的流量，以此来调节 执行机构的运动速度。 排气节流阀通常安装在换向阀的排气口处， 与换向阀联用，起单向节流阀的作用。它实际 上只不过是节流阀的一种特殊形式。 66
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1 方向控制阀－电磁控制
先导式二位五通双控电磁阀原理图
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1 方向控制阀－单向型控制阀
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。
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1 方向控制阀－快速排气阀
快速排气阀（Quick exhaust valve）：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，可以避免其回程时间过长。为了降低排气噪声， 这种阀一般带消声器
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1 方向控制阀－电磁控制
1)直动式电磁控制是用电磁铁产生的电磁力直 接推动阀心来实现换向的一种电磁控制阀。 根据阀芯复位的控制方式可分为单电控和双电 控，其控制原理如图所示。

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1 方向控制阀－电磁控制
先导式电磁控制是指由先导式电磁阀(一般为直动式电 磁控制换向阀)输出的气压力来操纵主阀阀芯实现阀换 向的一种电磁控制方式。它实际上是一种由电磁控制 和气压控制(加压、卸压、差压等)的复合控制，通常 称为先导式电磁气控。
1 方向控制阀
• 梭阀有两个输入 口（1）和一个 输出口（2）。 若在一个输入口 上有气信号，则 与该输入口相对 的阀口就被关闭， 且在输出口（2） 上有气信号输出。 注意：其与双压 阀在结构上的相 似性。
1 方向控制阀
• 若在梭阀的一个输入 口（1）上有气信号， 则与该输入口相对的 阀口就被关闭，在输 出口（2）上有气信号 输出。这种阀具有 “或”逻辑功能，即 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。
1 方向控制阀－快速排气阀
1 方向控制阀－快速排气阀
使用：快速排气阀用于使气 动元件和装置迅速排气的场 合。为了减小流阻，快速排 气阀应靠近气缸安装，例如， 把它装在换向阀和气缸之间 (应尽量靠近气缸排气口， 或直接拧在气缸排气口上)， 使气缸排气时不用通过换向 阀而直接排出。这对于大缸 径气缸及缸阀之间管路长的 回路，尤为需要。 如图：
这种阀常用作信号阀使用。这种阀可用于湿度大、 粉尘多、油分多，不宜使用电气行程开关的场合，但 不宜用于复杂的控制装置中。
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1 方向控制阀－机械控制
3/2-way roller lever valve 转子－－杠杆阀（用于位置控制）
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1 方向控制阀－机械控制
常见符号
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1 方向控制阀－机械控制
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。 如图所示，阀体上有一个调整螺丝，可以调节 流阀的开口度（无级调节），并可保持其开口度不变， 此类阀称为可调节开口截流阀。 流通截面固定的节流阀，称为固定开口节流阀。
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2 流量控制阀
1.节流阀
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2 流量控制阀
变换气流的方向，从而实现气动执行元件及其驱动机构的启动、 停止或变换运动方向。
分类:
按操作方式分：手动换向阀、机动换向阀（亦称行程阀）、电磁 换向阀、气动换向阀等 按阀芯工作时在阀体中所处的位置和换向阀所控制的通路数不同 分：二位二通换向阀、二位三通换向阀、二位四通换向阀、三位 四通换向阀等 按阀的结构形式分：截止式、滑阀式、滑板式、旋塞式等
1 方向控制阀
• 这种换向阀 采用圆盘密 封结构，较 小阀芯位移 就可产生较 大的过流面 积，具有响 应快的特点。
1 方向控制阀
1 方向控制阀
1 方向控制阀
• 换向阀气接口应标 识，以确保其正确 连接。通常，根据 流量选择换向阀通 径大小。
1 方向控制阀
1）按阀的切换通口数目分
有二通阀、三通阀、四通阀和五通阀等。
注意：接口的字母和符号的表示方法
1 方向控制阀
接口符号表示
几位几通
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1 方向控制阀
2）按控制方式分
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1 方向控制阀－人力控制
1） 人力控制 用人力来获得轴向力使阀迅速移动换向的控制方式称作人 力操作。人力控制可分为手动控制和脚踏控制等。按人 力作用于主阀的方式可分为直动式、先导式。 人控阀与其它控制方式相比，具有可按人的意志进行操作、 使用频率较低、动作较慢、操作力不大，通径较小、操 作灵活的特点。人控阀在手动气动系统中，一般用来直 接操纵气动执行机构。在半自动和全自动系统中，多作 为信号阀使用。
1 方向控制阀
延时阀（Time delay valve）：延时阀是一种时间控制元件，它 的作用是使阀在一特定时间发出信号或中断信号，在气动系统中 做信号处理元件。延时阀是一个组合阀，由二位三通换向阀、单 向可调节流阀和气室组成。二位三通换向阀既可以是常闭式，也 可以是常开式。 符号：
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1 方向控制阀－延时阀
1 方向控制阀
• 双压阀 • 有两个输入口 （1）和一个输 出口（2）。双 压阀主要用于互 锁控制、安全控 制、检查功能或 者逻辑操作。若 只有一个输入口 有气信号，则输 出口（2）没有 气信号输出。
1 方向控制阀
• 若双压阀的两 个输入口均有 气信号，则输 出口（2）就有 气信号输出。 双压阀相当于 两个输入元件 串联。
惰轮杆行程阀－－单向滚轮式 使用时注意： 惰轮杆行程阀是单方向动作的行程阀，即从一个方向压 过惰轮杆时阀门动作（相反方向则不动作）。阀必须安装 在气缸行程的极限位置之前，气缸撞块应超过行程限位开 关。 阀必须要装在单向动作的正确运动方向上。惰轮杆行 程阀产生一个持续时间较短的信号，通常用来产生短时间信 号，以防止信号的重叠。
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绪论
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。 改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 那什么是气动逻辑元件呢？ 通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的元件。
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1 方向控制阀
工作原理:利用阀芯和阀体的相对运动,使气体接通、关断或
2 ． 单 向 节 流 阀 （ One way flow control valve）： 单向节流阀是由单向阀和节流阀组合而成， 常用于控制气缸的运动速度，也称为速度控制 阀。