气动设计

单电控换向阀在失 电时，立即复位， 气缸自动缩回。
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如气缸用于夹紧机 构，考虑到失电保 护控制，则选用双 电控阀为好。
责任教师：黄志昌
2015年10月15日星期四10时57分16秒
9.1 基本回路
9.1.3 差动回路
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差动回路是指气缸的两个运动方向采用不同压力供气， 从而利用差压进行工作的回路。当双作用缸仅在活塞的一个 移动方向上有负载时，采用该回路可减少空气的消耗量。但 是在气缸速度比较低的时候，容易产生爬行现象。
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9.2 功能回路
9.2.4 位置控制回路
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2. 采用机械挡块辅助定位的回路 采用机械挡块辅助定位回 路简单可靠，在定位状态下驱动 气缸始终压紧挡块，不产生间隙， 可以完全停止在确定位置上，其 定位精度取决于挡块的机械精度。 使用挡块定位机构必须注意的 问题是：为防止系统压力过高， 应设置安全阀以及为保证精度应 考虑冲击的吸收及挡块的刚性。 图9.13
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1.
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
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【作业6】 请设计一个排气节流调速回路，控制一个双 作用气缸。
1. 进 气 节 流 、 排 气 节 流 回 路
排气节流1
排气节流2
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采用流量伺服阀的位 置控制回路。该回路由气 缸、流量伺服阀、位移传 感器及计算机控制系统组 成。活塞位移由位移传感 器获得并送入计算机，计 算机按一定算法求得伺服 阀的控制信号的大小，从 而控制活塞停留在期望的 位置上。
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图9.16 采用流量伺服阀 的连续位置控制回路
【作业5】 请设计一个差压 回路，用一个用5/2单电控 先导型方向控制阀及单向阀、 减压阀控制一个双作用气缸。 减压阀带单向阀的差动回 路，电磁阀断电后，气缸 以较低供气压力缩回。
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9.1 基本回路
9.1.4
气马达回路
采用挡块的位置控制回路
为防止系统压力过高，应设置安全阀以及为保 证精度应考虑冲击的吸收及挡块的刚性。
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9.2 功能回路 9.2.5 比例阀、伺服阀控制回路 22 比例阀和伺服阀可连续控制压力或流量的变化，不采用机械式 辅助定位也可达到较高精度的位置控制。
9.2 功能回路
9.2.3 转矩控制回路
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【作业12】 请设计一个能控制双向气马达的方向、压力 流量的控制回路（建议用5/3阀）。
气 马 达 转 矩 控 制 回 路
通过改变减压阀的设定 压力，即可改变气马达 的输出转矩。
气马达是产生转矩 的气动执行元件。一 般情况下，对于已选 定的气马达，其转矩 是由进排气压差决定 的。
1. 进 气 节 流 、 排 气 节 流 回 路
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9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
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【作业6】 请设计一个进气节流调速回路，控制一个双 作用气缸。 在进气节流时，气缸排气腔 爬行原因分析 压力很快降至大气压，而进气腔 压力的升高比排气腔压力的降低 进 缓慢。当进气腔压力产生的合力 气 节 大于活塞静摩擦力时，活塞开始 流 运动。由于动摩擦力小于静摩擦 、 排 力，所以活塞运动速度较快，由 气 节 此进气腔急剧增大，而由于进气 流 节流限制了供气速度，使得进气 回 路 腔压力降低，从而容易造成气缸 的 “爬行”现象。
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2.
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
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【作业9】 请设计一个排气节流+气液阻尼缸稳速回路， 控制一个双作用气缸，解决稳速的问题。 2. 气 液 转 换 回 路
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比串联形式结构 紧凑，气、液不 易相混。不足之 处是，如果安装 时两缸轴线不平 行，会由于机械 摩擦导致运动速 度不平稳。
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9.1 基本回路
9.1.1 单作用气缸回路
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基本回路是指对压缩空气的压力、流量、方向等 进行控制的回路。基本回路包括供给回路、排出回路、 单作用气缸回路、双作用气缸回路等。
【作业1】 请画出3/2单电控 阀控制单作用气缸 【作业2】 请画出2个2/2单电控阀控制一 个单作用气缸
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高低压力 转换回路
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9.2 功能回路
9.2.2 压力控制回路
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【作业11】 请设计一个能单方向（伸出时）连续控制压 力的回路，控制一个双作用气缸，按一定的压力曲线向负 载施加压力。
连 续 压 力 控 制 回 路
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1. 增压器增压回路
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9.3 应用回路
9.3.1
增压回路
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应用回路是指在生产实践中经常用到的回路，它 一般由基本回路和功能回路组合或变形而成，如增压 回路、同步回路、缓冲回路、平衡回路和安全回路等。 五通电磁阀通电， 气控信号使三通阀换向， 经增压器增压后的压缩 空气进入气缸无杠腔。 五通电磁阀断电，气缸 在较低的供气压力作用 下缩回，可以达到节能 的目的。
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9.2 功能回路
9.2.2 压力控制回路
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【作业10】 请设计一个能选择两种不同压力的控制回路， 控制一个双作用气缸，解决适合不同的负载的问题。
气压传动多数用气 缸作执行元件，把气压 能转换成机械能。气缸 输出力是由供排气压力 和活塞面积来决定的， 因此可以通过改变压力 和受压面积来控制气缸 力。一般情况下，对于 已选定的气缸，可通过 改变进气腔的压力来实 现气缸出力控制。
1. 冲压回路
1.
活塞式气马达转矩控制回路
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9.2 功能回路
9.2.3 转矩控制回路
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【作业13】 请设计一个能控制摆缸的方向、压力、流量 的控制回路（建议用5/2阀）。
在转矩控制回路中，通过调节供气压力来改变输出转 矩，控制气马达或摆动马达的速度。
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2. 增压夹紧回路
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9.3 应用回路
9.3.2
冲压回路
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冲压回路，主要用于薄板冲床、压配压力机等。 由于在实际冲压过程中，往往仅在最后很小一段行程里作 功，其它行程不作功。 常采用低压-高压二级回路，无负载时低压，作功时高压。
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9.1
基本回路 功能回路
9.2
9.3
应用回路 纯气动系统设计
9.4
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——气动系统由气源、气路、控制 元件、执行元件和辅助元件等组成， 并完成规定的动作。任何复杂的气路 系统，都是由一些具有特定功能的气 动基本回路、功能回路和应用回路组 成。本章将介绍这些回路及回路的设 计方法。
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9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
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【作业7】 请设计一个排气节流+快速缩回调速回路， 控制一个双作用气缸。 在排气节流时，排气腔 内可以建立与负载相适应的背 压，在负载保持不变或微小变 动的条件下，运动比较平稳， 调节节流阀的开度即可调节气 缸往复运动速度。从节流阀的 开度和速度的比例性、初始加 速度、缓冲能力等特性来看， 双作用气缸一般采用排气节流 控制。
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进 气 节 流 、 排 气 节 流 回 路
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1.
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
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【作业8】 请设计一个排气节流+气液转换回路，控制 一个双作用气缸，解决稳速的问题。
气 液 转 换 回 路
由于空气的可压缩性， 在低速及传动负载变化大 的场合可采用气液转换回 路。这种控制方式不需要 液压动力即可实现传动平 稳、定位精度高、速度控 制容易等目的，从而克服 了气动难以实现低速控制 的缺点。
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9.3 应用回路
9.3.1
增压回路
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应用回路是指在生产实践中经常用到的回路，它 一般由基本回路和功能回路组合或变形而成，如增压 回路、同步回路、缓冲回路、平衡回路和安全回路等。
当压缩空气的压力较低， 或气缸设置在狭窄的空间里， 不能使用较大面积的气缸， 而又要求很大的输出力时， 可采用增压回路。增压一般 使用增压器，增压器可分为 气体增压器和气液增压器。 气液增压器高压侧用液压油， 以实现从低压空气到高压油 的转换。
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9.3 应用回路
9.3.1
增压回路
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电磁阀左侧通电，对增 压器低压侧施加压力，增压 器动作，其高压侧产生高压 油并供应给工作缸，推动工 作缸活塞动作并夹紧工件。 电磁阀右侧通电可实现缸及 增压器回程。使用该增压回 路时，必须把工作缸所需容 积限制在增压器容量以内， 并留有足够裕量；油、气关 联部密封要好，油路中不得 混入空气。
2. 摆 动 马 达 转 矩 控 制 回 路
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9.2 功能回路
9.2.4 位置控制回路
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位置 控制
气压控制方式； 内、外部挡块方式； 锁定机构方式； 气液变换方式。
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功能回路是控制执行机构的输出力、速度、加速度、运动 方向和位置的回路，包括速度控制回路、力控制回路、转矩控 制回路和位置控制回路等。 控制气 缸速度
进 气 节 流 、 排 气 节 流 回 路 1.
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调速
改变气缸进排气管路的阻力
采用气液转换法，利用液 稳速 体的特性来稳定速度
在气缸的进气侧进行流量控制时称为进气节流； 在排气侧进行流量控制时称为排气节流。 一般来说，进气节流多用于垂直安装的气缸支 撑腔的供气回路。
9.2 功能回路
9.2.4Байду номын сангаас位置控制回路
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1. 采用三位阀的回路
由于空气的可压缩性，采用纯气动控制方式难以得到较高的控制精度。
由于气缸活塞两端 作用面积不同，阀 处于中位后活塞仍 将移动一段距离。
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调节调压阀的 压力，使作用 在活塞上的合 力为零，
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中位加压式 (也可使用中 位封闭式)
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9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
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【作业6】 请设计一个进气节流调速回路，控制一个双 作用气缸。 一般来说，进气节流多用于 垂直安装的气缸支撑腔的供气 回路。 单作用气缸和气马达等，根 据使用目的和条件，也采用进 气节流控制。 进气节流限制了供气速度， 使得进气腔压力降低，从而容 易造成气缸的 “爬行”现象。
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9.1 基本回路 【作业3】 请设计用一个 用5/2单电控先导型方向控 制阀控制一个双作用气缸。
9.1.2 双作用气缸回路
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【作业4】 请设计用一个用 5/2双电控先导型方向控制阀控 制一个双作用气缸。 双电控二位 换向阀具有 记忆功能， 如果在气缸 伸出的途中 突然失电， 气缸仍将保 持原来的位 置状态。
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【作业6】 请设计3个马达控制回路。 ①用一个用2/2单电控阀控制单向气马达,有调速环节； ②用二个用3/2单电控阀控制双向气马达； ③用一个用5/3双电控先导型方向控制阀控制双向气马达。
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2015年10月15日星期四10时57分16秒
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路