液压与气动技术-使用方向控制阀

器件，以及掌握方向控制回路的分析方法。
o 试根据上述要求，设计零件转运 装置的控制回路。
图10-10 工件转运装置示意图
任务分析
o 对于这个课题应根据木块大小，确定气缸活塞行程大小。 对于行程较小的，可以采用单作用气缸；行程如果较长， 就应采用双作用气缸。
o 这就需要在掌握方向控制阀的基础上，还应对气动控制 系统回路的表示及分析方法，方向控制回路的类型及应 用等有一个全面的了解。
(2)直接与间接控制的特点
直接控制所用元件少，回路简单，主要用于单作用气缸或双作 用气缸的简单控制，但无法满足换向条件比较复杂的控制要求。 而且由于直接控制是由人力和机械外力直接操控换向阀换向的， 操作力较小，只适用于所需气流量和控制阀的尺寸相对较小的 场合。
气缸的直接控制和间接控制回路图
( a )直接控制
实现记忆功能。即控制信号在换向阀换向完成后即使消失，阀 芯仍能保持当前位置不变。 o 4)阀芯在阀体内滑动，对杂质敏感，对气源处理要求较高。 o 5)通用性强，易设计成多位多通阀。只要稍微改变阀套或阀芯 的尺寸、形状就能实现机能的改变。
(4)电磁操纵换向阀
o 电磁换向阀是利用电磁线圈通电时所产生的电磁吸力 使阀芯改变位置来实现换向的，简称为电磁阀。
（a）换向前
（b）换向后
（c）图形符号
图10-2手动换向阀工作原理图
人控阀常用操控机构实物图
（a）按钮式
（b）定位开关式
（c）脚踏式
图10-3 人控阀常用操控机构实物图
(2)机械操纵换向阀
o 机械操纵换向阀是利用安装在工作台上凸轮、撞块或其 它机械外力来推动阀芯动作实现换向的换向阀。
o 由于它主要用来控制和检测机械运动部件的行程，所以 一般也称为行程阀。
o 它是气动系统中应用最多的一种控制元件。
任务分析
o 要设计某一气动系统方向控制回路，使相应的气动执行 元件完成相应的运动，就需要使用方向控制阀对机构实 行方向控制。
o 因而须对方向控制阀的控制方法、图形符号等有一个全 面的了解。
相关知识
o 1.单向阀 o 2.换向阀
1.单向阀
单向阀是用来控制气流方向，使之只能单向通过的方 向控制阀。
o 4)因为有阻碍换向的背压存在，阀芯关闭紧密，泄漏量 小，但换向阻力也较大。
（a）阀芯在左位
( c ) 图形符号
（b）阀芯在右位
图10-6 双端气控二位五通换向阀工作原理图
滑阀式换向阀主要有以下特点：
o 1)换向行程长，即阀门从完全关闭到完全开启所需的时间长。 o 2)切换时，没有背压阻力，所需换向力小，动作灵敏 o 3)结构具有对称性，作用在阀芯上的力保持轴向平衡，阀容易
（b）换向后
( c ) 图形符号
图10-5 单端气控弹簧复位二位三通换向阀工作原理图
截止式换向阀主要有以下特点：
o 1)用很小的移动量就可以使阀完全开启，阀流通能力强， 因此便于设计成紧凑的大流量阀。
o 2)抗粉尘和污染能力强，对空气的过滤精度及润滑要求 不高，适用于环境比较恶劣的场合。
o 3)当阀口较多时，结构太复杂，所以一般用于三通或二 通阀。
相关知识
1.气动回路图 2.直接控制与间接控制
1.气动回路图
o 用图形符号来表示气动系统中的各个元件及其 功能，并按设计需要进行组合以构成对一个实 际控制问题的解决方案，这就构成了气动系统 的回路图。
2.直接控制与间接控制
(1)直接与间接控制的定义
如图10-11所示，通过人力或机械外力直接控制换向阀换向来 实现执行元件动作控制，这种控制方式称为直接控制。间接控 制则指的是执行元件由气控换向阀来控制动作，人力、机械外 力等外部输入信号只是用来控制气控换向阀的换向，不直接控 制执行元件动作。
2)先导式电磁换向阀
o 先导式电磁换向阀则是由直动式电磁阀（导阀）和气控 换向阀（主阀）二部分构成。
o 其中直动式电磁阀在电磁先导阀线圈得电后，导通产生 先导气压。先导气压再来推动大型气控换向阀阀芯动 作，实现换向。如图10-8所示。
先导式电磁换向阀工作原理图
( a ) 导阀
( b ) 主阀
图10-8 先导式电磁换向阀工作原理图
（a）采用单作用气缸
（b）采用双作用气缸
图10-12 工件转运装置的直接控制回路图
（a）采用单作用气缸
ห้องสมุดไป่ตู้
（b）采用双作用气缸
图10-13 工件转运装置的间接控制回路图
项目小结
在本项目中， o 应掌握气动控制系统回路的表示及分析方法； o 掌握方向控制回路的类型及应用； o 学会根据气动控制系统回路图能识读出各个元
o 人控阀又可分为手动阀和脚踏阀两大类。常用的按钮式 换向阀的工作原理如图10-2所示。
o 人力操纵换向阀与其它控制方式相比，使用频率较低， 动作速度较慢。因操纵力不宜太大，所以阀的通径较小， 操作也比较灵活。在直接控制回路中，人力操纵换向阀 用来直接操纵气动执行元件，用作信号阀。
手动换向阀工作原理图
项目10 使用方向控制阀
及方向控制回路
o在气动基本回路中,最基本任务是实现气动执行元件运动 方向的控制，而方向控制是由哪些气动元件完成的？ o其回路是由哪些元件组成的？ o工作原理是什么？ o将在本项目中一一介绍。
项目重点与难点
o 项目重点：
1.方向控制阀的分类、结构、图形符号和应用 2.气动控制系统回路的表示及分析方法 3.方向控制回路的类型及应用
三种。 加压控制是指控制信号的压力上升到阀芯动作压力时，主阀换
向，是最常用的气控阀； 卸压控制是指所加的气压控制信号减小到某一压力值时阀芯动
作，主阀换向； 差压控制是利用换向阀两端气压有效作用面积的不等，使阀芯
两侧产生压力差来使阀芯动作实现换向的。
单端气控弹簧复位二位三通换向阀工作原理图
（a）换向前
( b )间接控制
图10-11气缸的直接控制和间接控制回路图
任务实施
对于图10-10所示工件转运装置的气动系统控制回路 设计可采用图10-12所示的直接控制回路来完成，也可 采用图10-13所示的间接控制回路来完成。 注意：在气动控制技术中，一般要求一个执行元件对应 一个方向控制阀来控制其运动方向，这个方向控制阀称 为主控阀或末级控制元件。
2．方向控制回路的类型及应用。
o 技能要点 :
1．根据气动控制系统回路图能识读出各个元器件。 2．方向控制回路的分析。
任务引入
任务分析
相关知识
任务实施
任务引入
o 如图10-10所示，利用一个气缸 将某方向传送装置送来的木料推 送到与其垂直的传送装置上进一 步加工。通过一个按钮使气缸活 塞杆伸出，将木块推出；松开按 钮，气缸活塞杆缩回。
( a )原理图
（b ) 图形符号
图10-1单向阀工作原理图
2.换向阀
o 用于改变气体通道，使气体流动方向发生变化从而改变 气动执行元件的运动方向的元件称为换向阀。
o 换向阀按操控方式分主要有人力操纵控制、机械操纵控 制、气压操纵控制和电磁操纵控制四类。
(1)人力操纵换向阀
o 依靠人力对阀芯位置进行切换的换向阀称为人力操纵控 制换向阀，简称人控阀。
o 项目难点：
方向控制回路的分析
项目内容
o 任务1 使用方向控制阀 o 任务2 使用方向控制回路
任务1 使用方向控制阀
o 知识要点 :
方向控制阀的分类、结构和应用
o 技能要点 :
方向控制阀的图形符号及识读
任务引入
任务分析
相关知识
任务实施
任务引入
o 用于通断气路或改变气流方向，从而控制气动执 行元件起动、停止和换向的元件称为方向控制阀。
任务实施：
o 根据上述所学知识，应熟练掌握各种方向控制阀的图 形符号如图10-9所示
二位二通换向阀 常断型二位三通换向阀
常通型二位三通换向阀
二位四通换向阀 二位五通换向阀 中位封闭式三位五通换向阀
图10-9 常用换向阀的图形符号
任务2 使用方向控制回路
o 知识要点 :
1．气动控制系统回路的表示及分析方法。
o 行程阀常见的操控方式有顶杆式、滚轮式、单向滚轮式 等，其换向原理与手动换向阀类似。
单向滚轮式行程阀工作原理图
2
3
1
4
5
（a）正向通过
（b）反向通过
图10-4单向滚轮式行程阀工作原理图
1-气缸2-凸块3-滚轮4-阀杆5-行程阀阀体
(3)气压操纵换向阀
o 气压控制换向阀是利用气压力来实现换向的，简称气控阀。 o 根据控制方式的不同可分为加压控制、卸压控制和差压控制
o 电磁阀能够利用电信号对气流方向进行控制，使得气 压传动系统可以实现电气控制，是气动控制系统中最 重要的元件。
o 电磁换向阀按操作方式的不同可分为直动式和先导式。 图10-7所示。
1)直动式电磁换向阀
直动式电磁阀是利用电磁线圈通电时，静铁芯对动铁芯 产生的电磁吸力直接推动阀芯移动实现换向的。
直动式电磁阀由于阀芯的换向行程受电磁吸合行程的限 制，只适用于小型阀。