气动控制元件课件.pptx
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- 气动 控制元件 课件
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1、2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术教学内容:教学内容:l方向控制阀的分类;l方向控制阀的结构特点及工作原理(重点);l流量控制阀(难点) ;l压力控制阀。2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术l在气压传动系统中,气动控制元件是用来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,利用它们可以组成各种气动控制回路,以保证气动执行元件或机构按设计的程序正常工作。l控制元件按功能和用途可分为方向控制阀、流量控制阀和压力控制阀三大类。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。l近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统
2、中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 0.绪论绪论2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术l控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。l控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。l改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。l那什么是气动逻辑元件呢?l通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的元件。0.绪论绪论2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术0.绪论绪论从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。1.在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;2.在连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要
3、采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术0.绪论绪论2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术l方向控制阀:用来改变气流流动方向或通断的控制阀。其种类如图所示: 1.方向控制阀(Directional control valves) 方向控制阀换向阀单向阀梭阀双压阀快速排气阀截止阀操作方式通口位置数其它电磁式气控式人力式机械式二位二通阀二位三通阀二位四通阀二位五通阀三位四通阀三位五通阀2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1.按阀内气流的流通方向分按阀内气流的流通方向分按阀内气流的流通方向可将气动
4、控制阀分为单向型和换向型。只允许气流沿一个方向流动的控制阀称为单向型控制阀,如单向阀、梭阀、双压阀和快速排气阀等。可以改变气流流动方向的控制阀称为换向型控制阀,如电磁换向阀和气控换向阀等。1.方向控制阀2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1.方向控制阀方向控制阀l为了使阀换向,必须对阀心施加一定大小的轴向力。l使其迅速移动改变阀心的位置。这种获得轴向力的方式叫做换向阀的操作方式,或控制方式。l通常可分为气压、电磁、人力和机械四种操作方式。2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1.方向控制阀2.按控制方式分按控制方式分2022年4月16日星期六深圳职业技术学
5、院液压与气动技术2.按控制方式分按控制方式分(1)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。 1.方向控制阀2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术(1)电磁操作)电磁操作l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。l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。2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术(1)电磁操作)电磁操作l1)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
6、磁控制阀。l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。 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术(1)电磁操作)电磁操作l1)直动式a断电状态 b)通电状态 c)电磁铁a通电b断电 d) 电磁铁b通电a断电2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术(1)电磁操作)电磁操作l2)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。 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术(
7、1)电磁操作)电磁操作l2)先导式2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术(2)气压操作)气压操作l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操作。l它按施加压力的方式可分为加压控制、卸压控制、差压控制和时间控制。2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术2.按控制方式分按控制方式分(2)气压控制:利用气体压力来使主阀芯切换而使气流改变方向的阀,称为气压控制换向阀,简称气控阀。这种阀在易燃、易爆、潮湿、粉尘大的工作环境中,工作安全可靠。按控制方式不同可分为加压控制、卸压控制、差压控制和延时控制等。 加压控制是指输入的控制气压是逐渐上升的,当压力上升到
8、某值时,阀被切换。这种控制方式是气动系统中最常用的控制方式,有单气控和双气控之分。 卸压控制是指输入的控制气压是逐渐降低的,当压力降至某一值时阀便被切换。 差压控制是利用阀芯两端受气压作用的有效面积不等,在气压的作用下产生的作用力之差值使阀切换。 延时控制是利用气流经过小孔或缝隙节流后向气室内充气当气室里的压力升至一定值后使阀切换,从而达到信号延时输出的目的。 (2)气压操作)气压操作2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术(2)气压操作)气压操作l1)加压控制是指施加在阀心控制端的压力逐渐升到一定值时,使阀心迅速移动换向的控制,阀心沿着加压方向移动。l2)卸压控制是指施加在阀
9、心控制端的压力逐渐降到一定值时,阀心迅速换向的控制,常用作三位阀的控制。 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术(2)气压操作)气压操作l 3)差压控制是指阀心采用气压复位或弹簧复位的情况下,利用阀心两端受气压作用的面积不等(或两端气压不等)而产生的轴向力之差值,使阀心迅速移动换向的控制。其原理如图所示,K为控制气压口。l这种控制方式只需一个控制信号,故得到广泛的应用,可应用于各种结构的主阀。气压复位省去了弹簧,提高了可靠性。差压控制的特点是所控制的主阀不具有记忆功能,且控制信号和复位信号均须为长信号。 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术(2)气压操作)
10、气压操作l 3)差压控制原理图2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术(2)气压操作)气压操作l4)时间控制是指利用气流向由气阻(节流孔)和气容构成的阻容环节充气,经过一定时间后,当气容内压力升至一定值时,阀心在差压力作用下迅速移动换向的控制。l时间控制的信号输出有脉冲信号和延时信号两种。 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术(2)气压操作)气压操作l4)采用延时原理的脉冲 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术(2)气压操作)气压操作l4)延时换向阀2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术2.按控制方式分按控制方式分(3)
11、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。 依靠人力使阀切换的换向阀,称为手动控制换向阀,简称人控阀。它可分为手动阀和脚踏阀两大类。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2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术2.按控制方式分按控制方式分(4)机械控制用机械力来获得轴向力使阀芯迅速移动换向的
12、控制方式称作机械操作。按机械力作用于主阀的形式可分为直动式和先导式两种。 用凸轮、撞块或其它机械外力使阀切换的阀称为机械控制换向阀,简称机控阀。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。1.方向控制阀2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、方向控制阀、方向控制阀3按阀的切换通口数目分按阀的切换通口数目分阀的通口数目包括输入口、输出口和排气口。按切换通口的数目分,有二通阀、三通阀、四通阀和五通阀等。二通阀有两个口,即一个输入口(用P表示)和一个输出口(用A表示)。三通阀有三个口,除P口、A口外,增加一个
13、排气口(用R或表示)。三通阀既可以是两个输入口(用P1、P1表示)和一个输出口,作为选择阀(选择两个不同大小的压力值);也可以是一个输入口和两个输出口,作为分配阀。二通阀、三通阀有常通型和常断型之分。常通型是指阀的控制口未加控制信号(即零位)时,P口和A口相通。反之,常断型阀在零位时,P口和A口是断开的。四通阀有四个口,除P、A、R外,还有一个输出口(用B表示),通路为PA、BR或PB、AR。五通阀有五个口,除P、A、B外,有两个排气口(用R、S或1、2表示)。通路为PA、BS、或PB、AR。五通阀也可以变成选择式四通阀,即两个输入口(P1和P2)、两个输出口(A和B)和个排气口R。两个输入口
14、供给压力不同的压缩空气。2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、方向控制阀、方向控制阀3按阀的切换通口数目分按阀的切换通口数目分:换向阀的通口数与图形符号换向阀的通口数与图形符号 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、方向控制阀、方向控制阀4按阀芯工作的位置数分按阀芯工作的位置数分阀芯的切换工作位置简称“位”,阀芯有几个切换位置就称为几位阀。 有两个通口的二位阀称为二位二通阀(常表示为2/2阀,前一位数表示通口数,后一位数表示工作位置数),它可以实现气路的通或断。有三个通口的二位阀,称为二位三通阀(常表示为3/2阀)。在不同的工作位置,可实现P、A相通
15、,或A、R相通。常用的还有二位五通阀(常表示为5/2阀),它可以用于推动双作用气缸的回路中。阀芯具有三个工作位置的阀称为三位阀。当阀芯处于中间位置时,各通口呈关断状态,则称为中间封闭式;若输出口全部与排气口接通则称中间卸压式;若输出口都与输入口接通称中间加压式。若在中间卸压式阀的两个输出口都装上单向阀,则称为中位式止回阀。换向阀处于不同工作位置时,各通口之间的通断状态是不同的。阀处于各切换位置时,各通口之间的通断状态分别表示在一个长方形的方块上,就构成了换向阀的图形符号。2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、方向控制阀、方向控制阀4按阀芯工作的位置数分按阀芯工作的位置数分
16、常见换向阀的名称和图形符号 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、方向控制阀、方向控制阀4按阀芯工作的位置数分按阀芯工作的位置数分阀中的通口用数字表示,符合ISO5599-3标准。通口即可用数字,也可用字母表示。 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、方向控制阀、方向控制阀5按阀芯结构分按阀芯结构分:阀芯结构是影响阀性能的重要因素之一。常用的阀芯结构有滑柱式、提动式(又称截止式)和滑板式等。 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、方向控制阀、方向控制阀6按连接方式分按连接方式分:阀的连接方式有管式连接、板式连接、集装式连接和法兰
17、连接等几种。管式连接有两种:一种是阀体上的螺纹孔直接与带螺纹的接管相连;另一种是阀体上装有快速接头,直接将管插入接头内。对不复杂的气路系统,管式连接简单,但维修时要先拆下配管。板式连接需要配专用的过渡连接板,管路与连接板相连,阀固定在连接板上,装拆时不必拆卸管路,对复杂气动系统维修方便。 集装式连接是将多个板式连接的阀安装在集装块(又称汇流板)上,各阀的输入口或排气口可以共用,各阀的排气口也可单独排气。这种方式可以节省空间,减少配管,便于维修。2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、换向阀的结构特点及工作原理 换向阀按结构可分为提动阀(或称截止阀)和滑动阀,根据两者的相对位
18、置,有常闭型和常开型两种 。其中提动阀又可分为球座阀和盘座阀。滑动阀可分为纵向滑轴阀、纵向滑板阀和旋转滑轴阀。 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、换向阀的结构特点及工作原理 图4.2 二通截止阀(常闭型)图4.3 二通截止阀(常通型)1 1 提动阀提动阀( (Poppet valve) )提动阀是利用圆球、圆盘、平板或圆锥阀芯,在垂直方向相对阀座移动以控制通路的开启或切断。 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、换向阀的结构特点及工作原理 1 1 球座阀球座阀( (Ball seat valve) )这种换向阀结构紧凑、简单,可安装各种类型的驱动
19、头。对于直接驱动方式来说,驱动推杆动作的驱动力限制了其应用。大流量时,阀芯有效面积也大,需要较大的驱动力才能将阀口打开,因此,此类型换向阀通径不宜过大。这种阀的操作皆由人力或机械驱动,弹簧复位。2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、换向阀的结构特点及工作原理 初始状态 工作状态 瞬时状态图4.4所示为三通截止式阀的结构1 1 提动阀提动阀( (Poppet valve) ):2 2位位3 3通通此时,P、A、0三个孔口同时相通,而发生串气现象。实际上,对于快速切换的阀,这种串气现象对阀的动作不存在什么影响。但缓慢切换时,应予以注意。 2022年4月16日星期六深圳职业技术
20、学院液压与气动技术1、换向阀的结构特点及工作原理 1 1 提动阀提动阀( (Poppet valve) ):盘座阀盘座阀( (Disc seat valve) )常闭型常闭型这种换向阀采用圆盘密封结构,较小的阀芯位移就可产生较大的过流面积,具有响应快、抗污染能力强、寿命长、具有较大通流能力的特点。 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、换向阀的结构特点及工作原理 1 1 提动阀提动阀( (Poppet valve) ):盘座阀盘座阀( (Disc seat valve) )常开型常开型这种换向阀采用圆盘密封结构,较小的阀芯位移就可产生较大的过流面积,具有响应快、抗污染能力
21、强、寿命长、具有较大通流能力的特点。 2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、换向阀的结构特点及工作原理 为了使提动(截止式)阀密封可靠,操纵方便,另一种方法是采用压力平衡的方法,如图所示,在阀杆两侧增加了活塞,活塞受气压作用面积和阀心受压面积相等,这种阀称为压力平衡式阀。由于初始状态时,工作气压作用在阀杆上的合力为零,使开启阀门的操作力大大降低。图4.5 压力平衡阀1 1 提动阀提动阀( (Poppet valve) ):压力平衡阀2022年4月16日星期六深圳职业技术学院液压与气动技术1、换向阀的结构特点及工作原理 图 滑拄式阀的基本结构2 2滑动阀滑动阀( (Slid
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