第八章 气动回路

(2)单作用气缸快速返回回路 如图8-13所示 ，活塞返回时，气缸下腔通过快速排气阀 排气。
(3)排气节流阀调速回路 如图8-14所示，通 过两个排气节流阀控制气缸伸缩的速度。
(4)缓冲回路 由于气动执行元件动作速度较快，当 活塞惯性力大时，可采用如图8-15所示的回路。 当活塞向右运动时，缸右腔的气体经二位二通阀 排气，直到活塞运动接近末端，压下机动换向阀 时，气体经节流阀排气，活塞低速运动到终点。
第八章 气动回路
气动系统一般都是由最简单的基本回路组 成。虽然基本回路相同，但是由于其组合 方式不同，所得到的系统的性能却各有差 异。因此，要想掌握气动系统，必须熟悉 各基本回路。经过长期的生产实践，人们 总结出了一些常用的典型回路。
8．1 气动基本回路
气动基本回路是气动系统的基本组成部分 。基本回路按其功能分为：压力和力控制 回路、换向控制回路、速度控制回路、位 置控制回路。
当三位五通换向阀3换 至上位时（A有信号）， 气源压力通过阀3进入气 液缸下腔，使之克服负载 F1和F2向上运动。此时缸 1上腔的液压油被压送到 缸2的液压缸下腔。缸2上 腔的液压油被压送到缸1 的液压缸下腔，两缸尺寸 完全相同，从而保证了两 缸动作同步。同理，阀1 的B有信号时，可以保证 缸向下移动同步。图中1 、2接放气装置，用来将 混入油中的空气放掉。
手动阀1接通，则空气经过阀2 和阀8后进入气缸无杆腔，使活塞 杆伸出。经过一段时间后，单向 节流阀5后的压力达到一定值，阀 2换向，高压气体经阀2、阀3、 阀9后进入有杆腔，则活塞杆开始 退回，完成第一次动作。
经过一段时间以后，单向节
流阀6后面的压力达到一定值，阀 3换向，高压气体经阀2、阀3、 阀4和阀8再次进入无杆腔，活塞 外伸，再经过一段时间后，阀4换 向，高压气体经阀4、阀9进入有 杆腔，活塞杆退回，完成第二次
8．1．1压力和力控制回路
为调节和控制系统的压力经常采用压力控 制回路，为增大气缸活塞杆输出力常用力 控制回路。
1、压力控制回路
（1)简单压力控制回路 图8-1是常用的一种 压力控制回路，用来对气源压力进行控制 。回路中采用了溢流式减压阀来实现定压 控制。
（2）高低压控制回路 由多个减压阀控制， 实现多个压力同时输出。图8-2同时输出高 低两个压力Pl和P2。
2、任意位置停止回路
(1)气控阀任意位置停止回路当气缸负载较小 时，可选择图8-20a所示的回路。当气缸负 载较大时，应选用图8-20b所示的回路。
(2)气液阻尼缸任意位置停止回路当停止位置 要求精确时，可选用图8-18所示的回路。
8．2 气动常用回路
8．2．1安全保护回路 1、双手操作回路
双手操作回路是使用两个启动用的手动换向阀， 只有同时按下两个阀时气缸才动作，起到安全保 护作用。应用在冲床、锻压机床上，对操作人员 的手起保护作用。见图8- 21。
2、力控制回路
气动系统的压力一般较低，所以一般 都是通过改变执行元件的受力面积来增加 输出力。
（1)串联气缸回路 图8-5是采用三段式活塞 缸串联增力回路。通过控制电磁阀的通电 个数，实现对活塞杆输出推力的控制。
（2）气液增压器增力回路 图8-6所示回路利 用气液增压器1把较低的气压变为较高的
8．1．4 位置控制回路
1、采用串联气缸定位
如图8-19所示，气缸由多个气 缸串联而成。当换向阀1通电时 ，左侧的气缸就推动中间及右侧 的活塞右行到达左气缸的行程终 点。当换向阀2通电时，左气缸 保持不动，中间及右侧气缸继续 向右运动。当换向阀3换向时， 右缸再继续向前运动。换向阀1 、2、3同时断电时，靠右侧气 缸的力回到原位。在这个位置控 制回路中，依靠三个气缸不同的 行程而得到四个定位位置。
2、互锁回路
回路防止各缸的活塞 同时动作，保证只有 一个活塞动作。图822所示回路利用梭阀1 、2、3和换向阀4、5 、6实现互锁。
如换向阀7换向时， 控制换向阀4换向，A 缸活塞杆向外伸出。 与此同时，A缸的进气 管路气体流经梭阀1使 换向阀6锁住，通过梭 阀2使换向阀5锁住。 此时即使换向阀8、9 有信号，B、C两缸也 不会动作。如果要改 换缸的动作，必须使 前面动作的缸复位后 才行。
（3)高低压切换回路 图8-3是利用换向阀和 减压阀实现高低压切换输出的回路。
（4)过载保护回路 如图8-4所示，正常工作时，电 磁换向阀1通电，使换向阀2换向，气缸外伸。如 果在活塞杆受压的方向发生过载，则顺序阀动作 ，换向阀3切换，换向阀2的控制气体排出，在弹 簧力的作用下换至图示工位，使活塞杆缩回。
（3）图8-18回路是 液压阻尼缸与气缸并 联的形式，液压缸油 的流量可由单向节流 阀2控制。弹簧式蓄能 器1能调节阻尼缸中油 量的变化。借助阻尼 缸活塞杆上的调节螺 母6，可调节气缸由快 进转为慢进的变速位 置。
当三位五通阀5处于 中间位置时，液压阻 尼缸油路被二位二通 阀3切断，活塞就停止 在此位置上。而当三 位五通阀切换到任何 一侧，气体都可流经 梭阀4切换阀3，使液 压阻尼缸起调速作用 。
2、气液联动速度控制回路
由于气体的可压缩性，运动速度不稳定， 定位精度也不高。在气动调速、定位不能 满足要求的场合，可采用气液联动。
(1)调速பைடு நூலகம்路 图8-16回路是通过调节两个单 向节流阀，利用液压油不可压缩的特点， 实现两个方向的无级调速，油杯3为补充漏 油而设
(2)变速回路 图8-17为用行程阀变速的回路 。当活塞杆右行到撞块A碰到机动换向阀后 开始作慢速运动。改变撞块的安装位置即 可改变开始变速的位置。
动作。如此即完成了一个工作循 环。阀1返回图示位置时，阀2、 3、4自动复位到图示状态。若再 次使阀1换向，回路将重复以上循 环。
3、连续往复动作回路
如图8- 26所示， 手动阀1换向，高压气 体经过阀3使阀2换向， 气缸活塞杆外伸，阀3 复位，活塞杆行至挡块 压下行程阀4时，阀2 换向至图示位置，活塞 杆缩回，阀4复位。当 活塞杆缩回到行程终点 压下行程阀3时，阀2 再次换向，如此循环往 复。
液压力，提高了气液缸2的输出力。
（3）冲击气缸回路如图8-7所示，电磁换向阀1通 电，冲击气缸的下腔由快速排气阀2通大气，换向 阀3在气压作用下切换，气罐4内的压缩空气直接 进入冲击气缸，使活塞以极高的速度运动，该活 塞所具有的动能转换成很大的冲击力输出。减压 阀5调节冲击力的大小。
8．1．2换向回路
(2)三态运动控制回路 图8-11是三位五通电 气控制阀控制的回路，除控制双作用缸伸 、缩换向以外，还可以实现任意位置上停 止。
8．1．3 速度控制回路
因气动系统使用功率不大，故调速方法主 要是节流调速。
1、气阀调速回路
(1)单作用气缸调速回路 如图8-12是由二个 单向节流阀分别控制活塞杆的升降速度。
8．2．3 往复动作回路
1、单往复动作回路
图8-24是由机动换 向阀和手动换向阀组成 的单往复回路。按下手 动阀后，二位五通换向 阀换向，气缸外伸；当 活塞杆挡块压下机动阀 后，二位五通换向，阀 换至图示位置，气缸缩 回，完成一次往复运动。
2、二次往复动作回路
图8-25所示回路启动一次， 活塞杆进行两次往复动作。
1、单作用气缸换向回路 (1)二态运动控制回路 图8-8是采用一个二位
三通电磁阀控制单作用弹簧气缸升降的回 路。
(2)三态运动控制回路 图8-9是用三位五通电 磁阀控制单作用弹簧气缸伸、缩、任意
位置停止的回路。
2、双作用气缸换向回路
(1)二态运动控制回路 图8-10是用气控二位 五通换向阀控制气缸伸、缩的回路。
8．2．2 同步动作回路
图8-23a为简单的 同步回路，采用刚性 零件把两缸的活塞杆 连接起来。
图8-23b为采用气 液组合缸的同步回路 ，保证在负载F1、F2 不相等时也能使工作 台上下运动同步动作 。当三位五通阀3处于 中位时，蓄能器自动 为液压缸补充泄漏。 当该阀换至任一位置 时，蓄能器回路都被 切断。