氣動基礎(chǔ)知識換向閥

1、1方向控制閥方向控制閥 l氣動方向控制閥也分為單向閥和換向閥。但由于氣壓傳動具有的特點，氣動換向閥按結(jié)構(gòu)不同分為滑閥式、截止式、平面式、旋塞式和膜片式等。按控制方式可分為電磁控制、氣壓控制、機械控制和手動控制等。l截止式 特點是行程短，流阻小，結(jié)構(gòu)尺寸小，閥心始終受進氣壓力所以密封性好，適用于大流量場合。但換向沖擊力較大。l滑閥式 特點是行程長，開啟時間長，換向力小，通用性強，一般要求使用含油霧的壓縮空氣。l滑板式 特點是結(jié)構(gòu)簡單，可制成多種形式多通路閥，應(yīng)用廣泛。但運動阻力較大，宜在通徑15mm以內(nèi)使用。l旋塞式 特點是運動阻力比滑板式更大，但結(jié)構(gòu)緊湊，通徑在20mm以上的手動轉(zhuǎn)閥較多應(yīng)用。

2、蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮2二位三通換向閥，球密封二位三通換向閥，球密封l復位彈簧將閥芯擠壓在閥座上，從而使閥口關(guān)閉，進氣口（1）與工作口（2）不相通。該換向閥未驅(qū)動時，其進氣口（1）關(guān)閉，工作口（2）與排氣口（3）相通。比較圖形符號和換向閥結(jié)構(gòu)。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮3二位三通換向閥，球密封二位三通換向閥，球密封l驅(qū)動推桿可將閥口打開。閥口打開時，須克服復位彈簧力和氣壓力（由壓縮空氣產(chǎn)生）。一旦閥口打開，進氣口（1）就與工作口（2）相通，壓縮空氣可進入換向閥輸出側(cè)，即換向閥有氣信號輸出。驅(qū)動力大小取決于換向閥通徑。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮4二位三通換向閥，球密封二位三通換向

3、閥，球密封l這種換向閥結(jié)構(gòu)緊湊，可安裝各種類型的驅(qū)動頭。對于直接驅(qū)動方式來說，驅(qū)動推桿動作的驅(qū)動力限制了其應(yīng)用。大流量時，閥芯有效面積也大，這就需要較大的驅(qū)動力才能將閥口打開，因此，此類型換向閥通徑不宜過大。與圓盤式密封換向閥相比較。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮5二位三通換向閥，圓盤式，二位三通換向閥，圓盤式，nol這種換向閥采用圓盤密封結(jié)構(gòu)，較小閥芯位移就可產(chǎn)生較大的過流面積，具有響應(yīng)快的特點。討論“常開式“這個術(shù)語。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮6二位三通換向閥，圓盤式，二位三通換向閥，圓盤式，nol即使緩慢驅(qū)動該換向閥，也不存在壓縮空氣損失。在未驅(qū)動狀態(tài)下，進氣口（1）與工作口（2）不

4、相通的二位三通換向閥被稱之為常開式換向閥。采用圓盤式密封結(jié)構(gòu)的換向閥具有抗污染能力強、壽命長等特點。用這張圖解釋“無信號障礙”這個術(shù)語，并解釋下列動畫。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮7二位三通換向閥，圓盤式，二位三通換向閥，圓盤式，nol第一個動作演示了閥口開啟，這時壓縮空氣從進氣口（1）流向工作口（2）；第二個動作演示了閥口關(guān)閉，此時，工作口（2）與排氣口（3）相通，壓縮空氣經(jīng)排氣口（3）排出。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮8二位三通換向閥二位三通換向閥l采用圓盤密封結(jié)構(gòu)的二位三通換向閥具有較大通流能力?？紤]到其閥芯工作面積，此類換向閥的驅(qū)動力較大。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮9二位三通換

5、向閥，圓盤式，二位三通換向閥，圓盤式，ncl在未驅(qū)動狀態(tài)下，進氣口（1）與工作口（2）相通的二位三通換向閥被稱之為常開式換向閥。該換向閥有多種驅(qū)動方式，如手控、機控、氣控和電控。為滿足這些驅(qū)動方式要求，控制部分的結(jié)構(gòu)可靈活設(shè)計。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮10二位三通換向閥，圓盤式，二位三通換向閥，圓盤式，ncl驅(qū)動推桿動作時，閥口關(guān)閉，從而將進氣口（1）關(guān)閉，工作口（2）與排氣口（3）相通，壓縮空氣經(jīng)排氣口（3）排出。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮11單氣控二位三通閥，常開式單氣控二位三通閥，常開式l單氣控二位三通閥由控制口（12）上的氣信號直接驅(qū)動。由于在此換向閥中只有一個控制信號，因此

6、，這種閥被稱之為直動式換向閥。該換向閥靠彈簧復位。注意：圖形符號說明了控制口（12）上的氣信號的直接作用。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮12單氣控二位三通閥，常開式單氣控二位三通閥，常開式l當控制口（12）上有氣信號時，閥芯正對復位彈簧移動，結(jié)果進氣口（1）與工作口（2）相通，工作口（2）有氣信號輸出?？刂瓶冢?2）上的氣體壓力必須足夠大，以克服作用在閥芯上的進氣壓力，使閥芯移動。與圓盤式密封換向閥相比較。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮13單氣控二位三通閥單氣控二位三通閥l換向閥氣接口應(yīng)標識，以確保其正確連接。通常，根據(jù)流量選擇換向閥通徑大小。注意：需對氣接口進行標識。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院

7、吳衛(wèi)榮14先導式二位三通閥，常開式先導式二位三通閥，常開式l為避免換向閥開啟時驅(qū)動力過大，可將機控式閥與氣控閥組合，以構(gòu)成先導式換向閥，這里機控閥為導閥，氣控閥為主閥，控制氣信號取自進氣口。若驅(qū)動滾輪動作，導閥就打開，壓縮空氣就進入主閥中，使主閥口打開。圖形符號中含有滾輪，以表示驅(qū)動滾輪可產(chǎn)生控制氣信號。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮15先導式二位三通閥，常閉式先導式二位三通閥，常閉式l這種換向閥或為常閉式，或為常開式。當將進氣口（1）與排氣口（3）交換，并將控制頭旋轉(zhuǎn)180時，常閉式就變成常開式。在某些應(yīng)用場合，驅(qū)動力大小通常是決定因素。比較換向閥外形結(jié)構(gòu)。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮16

8、先導式二位三通閥先導式二位三通閥l這種換向閥或為常閉式，或為常開式。當將進氣口（1）與排氣口（3）交換，并將控制頭旋轉(zhuǎn)180時，常閉式就變成常開式。由于是先導驅(qū)動方式，因此，作用在滾輪杠桿上的驅(qū)動力較小。說明改變換向閥結(jié)構(gòu)的必要性。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮17二位四通換向閥，圓盤式二位四通換向閥，圓盤式l二位四通換向閥具有四個氣接口和兩個工作位置。從功能角度講，二位四通換向閥可用兩個二位三通換向閥（其中一個為常閉式，另一個為常開式）替代。推桿可通過輔助裝置（如滾輪杠桿或按鈕）驅(qū)動。說明與二位三通換向閥結(jié)構(gòu)相類似。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮18二位四通換向閥，圓盤式二位四通換向閥，圓盤

9、式l同時驅(qū)動兩個推桿動作時，首先使進氣口（1）與工作口（2）不相通，工作口（4）與排氣口（3）不相通。當進一步推動推桿，以克服復位彈簧力時，進氣（1）與工作口（4）就相通，工作口（2）與排氣口（3）相通。討論這種換向閥的信號障礙。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮19二位四通換向閥，圓盤式二位四通換向閥，圓盤式l這種換向閥結(jié)構(gòu)堅固，兩個推桿直接驅(qū)動閥芯動作。對于大流量換向閥，移動推桿的驅(qū)動力也較大。比較二位三通換向閥結(jié)構(gòu)。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮20二位四通換向閥，圓盤式二位四通換向閥，圓盤式l這種換向閥結(jié)構(gòu)堅固，兩個推桿直接驅(qū)動閥芯動作。對于大流量換向閥，移動推桿的驅(qū)動力也較大。比較二位三

10、通換向閥結(jié)構(gòu)。 蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮21三位四通換向閥，中封式三位四通換向閥，中封式l三位四通換向閥具有四個氣接口和三個工作位置。以圓盤式滑閥為例，其為三位四通式，驅(qū)動方式為手動或踏板式，通過轉(zhuǎn)動兩個圓盤，各流道就可相互接通。比較三位四通換向閥的結(jié)構(gòu)與圖形符號。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮22三位五通換向閥三位五通換向閥l三位五通換向閥具有五個氣接口和三個工作位置，氣信號從控制口（14）或控制口（12）輸入，以驅(qū)動三位五通換向閥換向。圖示為中封式、彈簧對中的三位五通換向閥。說明三位五通換向閥的三個工作位置。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮23三位五通換向閥三位五通換向閥l在控制口（1

11、2）上有氣信號后，三位五通換向閥的工作狀態(tài)如圖所示。壓縮空氣從進氣口（1）流向工作口（2），工作口（4）通過排氣口（5）與大氣相通。說明這種換向閥的三個工作位置。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮24三位五通換向閥三位五通換向閥l在控制口（14）上有氣信號后，三位五通換向閥的工作狀態(tài)如圖所示。壓縮空氣從進氣口（1）流向工作口（4），工作口（2）通過排氣口（3）與大氣相通。說明這種換向閥的三個工作位置。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮25二位五通換向閥，滑柱式二位五通換向閥，滑柱式l二位五通換向閥有五個氣接口和二個工作位置，其常用來控制氣缸動作。在這種換向閥中，閥芯與閥套之間的間隙不超過0.0020.

12、004mm。圖中所示的二位五通換向閥為在控制口（12）上有氣信號時的工作狀態(tài)。與圓盤密封換向閥的結(jié)構(gòu)相比較。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮26二位五通換向閥，滑柱式二位五通換向閥，滑柱式l為了避免損壞密封件，各氣接口通常在閥體上徑向分布。圖示為在控制口（14）上有氣信號時的工作狀態(tài)。與截止式換向閥相比較，這種換向閥工作行程要大一些。討論 o 型密封圈的使用條件。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮27二位五通換向閥，滑柱式二位五通換向閥，滑柱式l這種換向閥可安裝在標準底座上，并采用集中供氣和集中排氣。采用這種方式，可使換向閥安裝更加緊湊。討論適用于五通換向閥的din iso5599/1標準。蘇州工業(yè)

13、園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮28二位五通換向閥，圓盤式二位五通換向閥，圓盤式l二位五通換向閥也可采用圓盤密封方式，其啟閉行程相對較短。閥口的圓盤密封，既可以使進氣口（1）與工作口（2）相通，也可以使進氣口（1）與工作口（4）相通。雙氣控二位五通閥具有記憶功能。與滑柱式二位五通換向閥相比較。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮29二位五通換向閥，圓盤式二位五通換向閥，圓盤式l二位五通換向閥也可采用圓盤密封方式，其啟閉行程相對較短。閥口的圓盤密封，既可以使進氣口（1）與工作口（2）相通，也可以使進氣口（1）與工作口（4）相通。雙氣控二位五通閥具有記憶功能。與滑柱式二位五通換向閥相比較。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院

14、吳衛(wèi)榮30二位五通換向閥，圓盤式二位五通換向閥，圓盤式l動畫演示了二位五通換向閥的兩個工作位置，控制氣信號從兩個方向輸入，同時還演示了手控操作。手控常用于手動操作二位五通換向閥動作或使其復位。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮31二位五通換向閥，圓盤式二位五通換向閥，圓盤式l注意手控裝置的位置，所有氣接口都被標識。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮32雙壓閥雙壓閥l雙壓有兩個輸入口（1）和一個輸出口（2）。雙壓閥主要用于互鎖控制、安全控制、檢查功能或者邏輯操作。若只有一個輸入口有氣信號，則輸出口（2）沒有氣信號輸出。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮33雙壓閥雙壓閥l若雙壓閥的兩個輸入口均有氣信號，則輸出

15、口（2）就有氣信號輸出。雙壓閥相當于兩個輸入元件串聯(lián)。討論圖示方案相對于串聯(lián)連接而言的優(yōu)點。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮34梭閥梭閥l梭閥有兩個輸入口（1）和一個輸出口（2）。若在一個輸入口上有氣信號，則與該輸入口相對的閥口就被關(guān)閉，且在輸出口（2）上有氣信號輸出。注意：其與雙壓閥在結(jié)構(gòu)上的相似性。與雙壓閥結(jié)構(gòu)相比較蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮35梭閥梭閥l若在梭閥的一個輸入口（1）上有氣信號，則與該輸入口相對的閥口就被關(guān)閉，在輸出口（2）上有氣信號輸出。這種閥具有“或”邏輯功能，即只要在任一輸入口（1）上有氣信號，在輸出口（2）上就會有氣信號輸出。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮36單向閥

16、單向閥l單向閥僅允許壓縮空氣在一個方向流動，且壓降較小。這種單向阻流作用可由錐密封、球密封、圓盤密封或膜片來實現(xiàn)。討論開啟壓力和彈簧大小之間的關(guān)系。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮37快速排氣閥快速排氣閥l快速排氣閥可使氣缸活塞運動速度加快，特別是在單作用氣缸情況下，可以避免其回程時間過長。為了減小流阻，快速排氣閥應(yīng)靠近氣缸安裝，壓縮空氣通過大排氣口排出。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮38快速排氣閥快速排氣閥l沿氣接口（1）至氣接口（2）方向，由于單向閥開啟，壓縮空氣可自由通過，排氣口（3）被圓盤式閥芯關(guān)閉。若氣接口（2）為進氣口，圓盤式閥芯就關(guān)閉氣接口（1），壓縮空氣從大排氣口（3）排出。一般

17、情況下，快速排氣閥直接安裝在氣缸上，或應(yīng)靠近氣缸安裝。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮39快速排氣閥快速排氣閥l為了減小流阻，壓縮空氣從大排氣口排出，從而提高了氣缸活塞的運動速度。為了降低排氣噪聲，這種閥一般帶消音器。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮40可調(diào)單向節(jié)流閥可調(diào)單向節(jié)流閥l可調(diào)單向節(jié)流閥能夠調(diào)節(jié)壓縮空氣流量，帶鎖定螺母，即對其開口度鎖定?？烧{(diào)單向節(jié)流閥只能在一個方向上對流量進行控制。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮41可調(diào)單向節(jié)流閥可調(diào)單向節(jié)流閥l在動畫中，第一幅圖是單向可調(diào)節(jié)流閥的剖視圖，第二幅圖為閥口部分的放大圖。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮42可調(diào)單向節(jié)流閥可調(diào)單向節(jié)流閥l可調(diào)單向

18、節(jié)流閥應(yīng)盡可能靠近氣缸安裝。這種閥帶鎖定螺母，可實現(xiàn)流量無級調(diào)節(jié)，通過鎖定螺母保持其開口度不變。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮43可調(diào)節(jié)流閥可調(diào)節(jié)流閥l可調(diào)節(jié)流閥開口度可無級調(diào)節(jié)，并可保持其開口度不變?？烧{(diào)節(jié)流閥常用于調(diào)節(jié)氣缸活塞運動速度，若有可能，其應(yīng)直接安裝在氣缸上。將可調(diào)節(jié)流閥和單向可調(diào)節(jié)流閥的流量特性相比較。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮44進氣節(jié)流和排氣節(jié)流進氣節(jié)流和排氣節(jié)流l對于采用雙作用氣缸的氣動回路，應(yīng)采用排氣節(jié)流方式。進氣節(jié)流是指對進入氣缸的壓縮空氣進行控制，排氣節(jié)流則是指對排出氣缸的壓縮空氣進行控制，而進入氣缸的壓縮空氣無需調(diào)節(jié)。討論數(shù)字標識方法，偶數(shù)對應(yīng)于氣缸活塞桿伸出的

19、控制信號，奇數(shù)對應(yīng)于氣缸活塞桿回縮的控制信號。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮45壓力順序閥，未驅(qū)動壓力順序閥，未驅(qū)動l在氣動系統(tǒng)中，壓力順序閥通常安裝在需要某一特定壓力的場合，以便完成某一操作。只有達到需要的操作壓力后，壓力順序閥才有氣信號輸出。討論圖形符號中的兩個元件。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮46壓力順序閥，已驅(qū)動壓力順序閥，已驅(qū)動l若控制口（12）上的氣信號壓力超過了彈簧調(diào)定值，則壓力順序閥開啟。只有在控制管路12上建立起預定壓力，輸出口（2）上才有氣信號輸出，將氣接口（1）與氣接口（2）之間的管路接通。討論設(shè)置預定壓力的調(diào)節(jié)過程，此時，僅需要一個壓力表。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)

20、榮47壓力順序閥壓力順序閥l調(diào)節(jié)桿上帶一個鎖定螺母，以鎖定預定壓力值。將壓力順序閥和其它換向閥安裝在同一個底座上。這種閥常用于夾緊、擠壓、粘合和安全互鎖等場合。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮48延時閥，常開式延時閥，常開式l延時閥是一個組合閥，其由二位三通換向閥、單向可調(diào)節(jié)流閥和氣室組成。二位三通換向閥既可以是常開式，也可以是常閉式。通常，延時閥的時間調(diào)節(jié)范圍為0 30秒。通過增大氣室，可以使延時時間加長。討論為了提高延時精度，需采用潔凈穩(wěn)定的壓縮空氣的必要性。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮49延時閥，常開式延時閥，常開式l當控制口（12）上有氣信號，且氣室中氣體壓力已達到預定壓力時，二位三通

21、換向閥換向。若壓縮空氣是潔凈的，且壓力穩(wěn)定，則可獲得精確的延時時間。討論延遲時間和氣室大小之間的關(guān)系。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮50延時閥，常開式延時閥，常開式l延時閥帶可鎖定的調(diào)節(jié)桿，其可用來調(diào)節(jié)延遲時間。為滿足不同流量要求，延時閥具有各種不同的規(guī)格。討論延時閥的延時時間精度。蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮51電控換向閥電控換向閥 l通過電磁力使閥芯向上移動，打開p到a的通道（圖所示）；斷電后彈簧復位。圖 電控換向閥示意圖蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮52直動式電磁閥直動式電磁閥 l由電磁鐵的銜鐵直接推動換向閥的閥芯；可分為單控電磁鐵換向閥和雙控電磁鐵換向閥。l1、單控電磁鐵換向閥l如圖所示，單控電磁鐵換向閥閥芯的移動靠電磁鐵，而復位靠彈簧，因而換向沖擊較大，一般制成小型閥。單控電磁閥原理示意圖蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮53直動式電磁閥直動式電磁閥 l2、雙控電磁鐵換向閥l如圖所示，將單控電磁鐵換向閥閥芯復位彈簧改成電磁鐵就成為雙控電磁鐵直動式換向閥，該閥的兩個電磁鐵只能交替工作，不能同時得電，否則會產(chǎn)生誤動作或燒壞線圈。這種閥具有“工位的記憶”和“控制信號（線圈得電的時間長度）的脈沖”功能。雙控電磁閥原理示意圖蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學院吳衛(wèi)榮54先導閥電磁閥先導閥電磁閥 l先導閥屬于間接操作式的控制