气路基础知识

例题1
设计一个双向调速的气路：
要求：1、执行元件为单作用气缸 2、其它元件任选
答案1 例题2 用单作用气缸设计一个生产流水线上的阻挡机构，要求气缸开始为伸出状态，当接 触产品并且完成此处工序后迅速缩回使工件通过。 要求：1、选择合适的气缸类型
2、画出气路图
答案2
例题3
设计一个气路
现有单动押出型气缸 两位三通常通式弹簧复位手动阀 1条 1个
两位三通常闭式弹簧复位手动阀
梭阀 两位三通单气控 堵头、气管若干
1个
1个 1个
要求：气缸在伸出与缩回状态都能长时间自保持，无须用手长按。
答案3
两位三通阀除用来控制单作用气缸外，也常用作选择阀和分配阀使用。
对于封闭的气动回路进行高低压转换时，如从高压 转换成低压，则必须排出多余的压缩空气。此时需要用 溢流阀和减压阀组合来实现。
应用实例3、垃圾集装压实机
典型应用回路
4、缓冲回路
气缸的负载可分为阻性负载（静负载）和惯性负载（有惯性力的负载）。当惯性负 载较大时，气缸停止运动时的冲击能量较大。通常在气缸内设置垫缓冲或气缓冲来 吸收这种冲击能量。若冲击能量超过气缸自身能吸收的能量时，通常是在外部设置 液压缓冲器或设计缓冲回路来解决。
典型应用回路
5、位置（角度）控制回路
双作用气缸控制回路
气缸活塞杆伸出或缩回两个方向的运动都靠压缩空气驱动，通常选用两位五通阀来 控制。
采用单电控两位五通 阀的控制回路 双电控控制回路 中间封闭型三位五通 阀控制回路 中间排气型三位五通 阀控制回路
通电时活塞杆伸出， 断电时活塞杆返回
采用双电控电磁阀， 换向电信号可为脉冲 信号，因此电磁铁发 热少，并具有断电保 持功能
可以进行油液补充，即使有少量泄漏，也不会 影响同步
典型应用回路
3、延时回路
典型应用回路
例题7
设计能控制气缸伸出时间的气动回路 1、双作用气缸在用手动阀按一次伸出后，在一定时间延迟后自动缩回的单往复回 路。 2、设计一个能控制时间的连续自动往复回路
答案7
答案7.1
典型应用回路
4、缓冲回路
气缸的负载可分为阻性负载（静负载）和惯性负载（有惯性力的负载）。当惯性负 载较大时，气缸停止运动时的冲击能量较大。通常在气缸内设置垫缓冲或气缓冲来 吸收这种冲击能量。若冲击能量超过气缸自身能吸收的能量时，通常是在外部设置 液压缓冲器或设计缓冲回路来解决。
试设计气路图 答案11
应用实例3、垃圾集装压实机
集装压实机如图20，其原理是将垃圾从左向右推，然后从上向下压实。其动作由A、 B两个气缸完成。按下启动按钮s后，首先A气缸前进将垃圾向前推，然后B气缸前进 将垃圾压实，最后A、B气缸退回。当垃圾箱装满前，退回信号由B气缸的前行程开 关b1判断，当垃圾箱装满时，主压实机B气缸不能到达前行程开关b1，A、B气缸的 回程由压力顺序阀控制，压力顺序阀设置在p=0.28MPa时动作。
挡块
利用外部挡块定位的方法
典型应用回路
b、利用气缸结构的位置控制
使用多位气缸，可实现多点位置控制，其基本构成如图所示。气缸A、B、C的行程 各不相同。当三通换向阀1通电时，气缸A的活塞杆推动活塞B、C伸出，到达气缸A 的行程终点。当三通电磁阀2通电时，活塞A保持不动，活塞C向右移动。
使用多位气缸的位置控制回路
典型应用回路
c、利用气/液转换器的位置控制
如前所述，通过在规定位置设置位移传感器或行程开关，根据行程信号控制三位阀 的切换，可实现简单的中间定位控制。但在气缸的运动速度较快的场合，由于气体 的压缩性，难以获得高的定位精度。为了保证定位精度，可以在一定程度上牺牲运 动速度，采用气/液转换器来实现。
使用气/液转换器的中间定位控制回路
使用制动气缸的中间定位控制回路
典型应用回路
6、过载保护回路
主要利用顺序阀设定压力，实现过载保护。
典型应用回路
6、过载保护回路
主要利用顺序阀设定压力，实现过载保护。
典型应用回路
例题8
改正下图的连接，使实现其功能
答案8
实用气路设计
1、设计一个检验试台（如检测电磁阀），装置如图所示
动作原理：当按下开关1，夹紧缸动作把阀夹紧；当按下开关2，开始进气（低压 1.5kgf/cm2.）当按下3进气变为高压。试设计以下气路。
气动系统中，气缸通常只有两个固定的定位点。如果要求气缸在运动过程中的某个 中间位置停下来，则要求气动系统具有位置控制功能。由于气体具有压缩性，因此 只利用三位五通换向阀对气找两腔进行给排气操作的纯气动方法难以得到高精度的 位置控制。对于定位精度要求较高的场合，应采用机械辅助定位或气/液转换器等控 制方法。 a、利用机械挡块的位置（角度）控制 为了使气缸在行程中间定位，最可靠的方法是采用如图所示的方法，即在定位点设 置机械挡块。该方法的定位精度取决于机械挡块的设置精度。为了维持高的定位精 度，挡块的设置既要考虑有较高的刚度，又要考虑具有吸收冲击的缓冲能力。
常断二位三通电磁阀控制回路 常通二位三通电磁阀控制回路 三位三通电磁阀控制回路
通电时活塞杆伸 出 ，断电时活 塞杆返回
断电时活塞杆上 升，通电时靠外 力返回
控制气缸的换向 阀带有全封闭型 中间位置，可使 气缸活塞停止在 任意位置，但定 位精度不高
两个二位二通阀 同时通电换向， 可使活塞杆伸出。 断电后，靠外力 返回
简单气路设计
回路的构成
（驱动部分） 气源 空气压缩机 气源处 理装置 过滤器 压力 控制阀 减压阀 方向 控制阀 电磁阀 流量 控制阀 速度控制阀 驱动装置 气缸
油雾器
气压控制阀
摆动缸
空气马达
电源
（控制部分） 操作装置 按钮开关 选择开关 继电器 控制（运算） 回路
（检测部分）
检测装置
限位开关
按钮阀
答案10 答案10.1
应用实例1、自动调节病床
在医院的住院病人中，有一些是行动不便的，特别是大小便需要有人照料。自动调 节病床为这类病人解决了难题，病人只需轻轻压下一个按钮，便桶就可以从床下自 动移至对病人合适的位置，用完后病人只需松开按钮，便桶就可以移回原位，如图 1所示。
自动调节病床由两只气缸控 制Hale Waihona Puke Baidu水平气缸A使便桶水平 移动，垂直气缸B使可动床 垫移开或复位。操作步骤如 下：当病人压下按钮时，气 缸B后退，退到底后，A气缸 退回，便桶到位；当病人松 开按钮时，气缸A前进，进 到头后，B气缸上升，便桶、 床垫恢复原位。
指示装置 指示灯
定时器
电子元件 预制计数器 顺序控制器 气动控制元件
光电管
限位阀 接近开关 传感器
计数器
蜂鸣器
气动图形符号（略）
简单回路
一、气动换向回路
简单回路
二、速度控制回路
简单回路
二、速度控制回路
简单回路
三、压力控制回路
简单回路
四、位置控制回路
气动基本回路
单作用气缸控制回路
气缸活塞杆运动方向靠压缩空气驱动，另一个方向则靠其它外力，如重力、弹簧力 等驱动。回路简单，可选用简单结构的两位三通阀来控制。
典型应用回路
d、利用制动气缸的位置控制
利用制动气缸可以实现中间定位控制，其回路如图所示。该回路中，三位五通电磁 换向阀1的中位机能应为中位加压型。电磁阀2用来控制制动活塞的动作，因为制动 气缸4的制动活塞有双作用型和单作用型两种，所以若制动活塞为双作用型，电磁 阀2应采用二位五通阀；若制动活塞为单作用型，电磁阀2应采用二位三通阀。利用 带单向阀的减压阀3来进行负载的压力补偿。当电磁阀1、2不通电时，气缸在行程 中间定位并制动；当电磁阀2通电时，制协解除。
当左、右侧电磁铁同时断电 时，活塞可停止在任意位置， 但定位精度不高。采用一个 压力控制阀，调节无杆腔的 压力，使得活塞双向加压时， 保持力的平衡
采用带有双活塞杆的气缸， 使活塞两端受压面积相等， 当双向加压时，也可保持力 的平衡。以上两种回路，均 可使活塞停止在任意位置
采用两位五通气控阀作为主 控阀，其先导控制压力用一 个两位三通电磁阀进行远程 控制。该回路可应用于有防 爆等要求的特殊场合
答案5 答案5.1 答案5.2
典型应用回路
1、自动往复回路
单缸连续往复气控回路
例题6
把下图连接起来，使其实现自动往复运动
答案6
典型应用回路
2、同步回路
利用单向节流阀实现简单的同步控制 利用气/液转换缸实现简单的同步控制
这种同步回路的同步精度差，易受负载变化的 影响，如果气缸的缸径相对于负载来说足够大， 若工作压力足够高，可以取得一定的同步效果。 此外，如果使用两只电磁阀，使两只气缸的给 排气独立，相互之间不受影响，同步精度会好 些
左侧电磁铁通电时， 活塞杆伸出。右侧电 磁铁通电时，活塞杆 缩回。左右侧电磁铁 同时断电时，活塞可 停止在任意位置，但 定位精度不高
当电磁阀处于中间位 置时活塞杆处于自由 状态，可由其他机构 驱动
双作用气缸控制回路
气缸活塞杆伸出或缩回两个方向的运动都靠压缩空气驱动，通常选用两位五通阀来 控制。
中间加压型三位五通 阀控制回路 中间加压型三位五通 阀控制回路 电磁远程控制
例题4
设计一简单气路
要求：1、可以进行手动或自动控制 2、可以进行速度调节，要求气缸运行速度平稳
答案4
例题5
使用冲压等机器时，若一手拿冲料，另一手操作启动阀，很容易造成工伤事故。若 改用两手同时操作，冲床才动作的话，可保护双手安全。
已知负载的为750N，使用空气压力为0.5MPa,负载率为50%。 要求： 1、选择合适的气缸 2、选择合适的阀 3、设计该气路
K1
K2
K3
实用气路设计
2、设计一个检验试台（如检测调压阀），装置如图所示
动作原理：当开启手动阀，A、B缸，进气处同时动作把检测物夹紧并通气， 在测试过程中可通过脚踏阀进行断排气。
答案9
实用气路设计
3、设计一个开门机构
动作原理：现有一粮仓，共有两种车分大车和小车来搬粮食，要求当小车来的时候 门只开一半，大车来的时候门全开。由于设备相对简陋，需人员在现场操作。 要求： 1、选择合适类型的气缸 2、选择合适类型的阀并设计该回路 3、开门动作要求速度缓慢且平稳