二位式氣動執(zhí)行機構(gòu)工作原理及調(diào)試方法

1、北侖培訓基地初級教材北侖培訓基地初級教材2電磁閥電磁閥 二位式氣動閥是由電磁閥和氣動閥體組成，以潔凈干燥的壓縮二位式氣動閥是由電磁閥和氣動閥體組成，以潔凈干燥的壓縮空氣為動力，通過電磁閥的得失電來控制閥門氣缸的進氣和失氣從空氣為動力，通過電磁閥的得失電來控制閥門氣缸的進氣和失氣從而達到控制開關，同時通過行程開關，輸出閥位位置信號的閥門。而達到控制開關，同時通過行程開關，輸出閥位位置信號的閥門。 氣動執(zhí)行器還可以分為單作用和雙作用兩種類型：執(zhí)行器的開氣動執(zhí)行器還可以分為單作用和雙作用兩種類型：執(zhí)行器的開關動作都氣源來驅(qū)動執(zhí)行，叫做關動作都氣源來驅(qū)動執(zhí)行，叫做DOUBLE ACTING (DOUB

2、LE ACTING (雙作用雙作用) )。SPRING SPRING RETURN (RETURN (單作用單作用) )的開關動作只有開動作是氣源驅(qū)動，而關動作是的開關動作只有開動作是氣源驅(qū)動，而關動作是彈簧復位。而單作用執(zhí)行器又可以分為氣開式（沒氣的時候閥門是彈簧復位。而單作用執(zhí)行器又可以分為氣開式（沒氣的時候閥門是關閉的）和氣關式（氣的時候閥門是打開的），適用于不同場合。關閉的）和氣關式（氣的時候閥門是打開的），適用于不同場合。二位式氣動閥概述二位式氣動閥概述二位式氣動閥二位式氣動閥3二位式氣動閥結(jié)構(gòu)類型二位式氣動閥結(jié)構(gòu)類型 氣動執(zhí)行器的執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機氣動執(zhí)行器的

3、執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機構(gòu)有薄膜式、構(gòu)有薄膜式、活塞活塞式和齒輪齒條式?；钊叫谐涕L，適用于要求式和齒輪齒條式?；钊叫谐涕L，適用于要求有較大推力的場合；而薄膜式行程較小，只能直接帶動閥桿。由有較大推力的場合；而薄膜式行程較小，只能直接帶動閥桿。由于齒輪齒條式氣動執(zhí)行機構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡單，輸出推力大，動作平穩(wěn)于齒輪齒條式氣動執(zhí)行機構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡單，輸出推力大，動作平穩(wěn)可靠，并且安全防爆等優(yōu)點，在發(fā)電廠、可靠，并且安全防爆等優(yōu)點，在發(fā)電廠、化工化工，煉油煉油等對安全要等對安全要求較高的生產(chǎn)過程中有廣泛的應用。求較高的生產(chǎn)過程中有廣泛的應用。 齒輪齒條式齒輪齒條式薄膜式薄膜式活塞式活塞式4氣

4、動執(zhí)行器的缺點氣動執(zhí)行器的缺點 控制精度較低，雙作用的氣動執(zhí)行器，控制精度較低，雙作用的氣動執(zhí)行器，斷氣源后不能回到預設位置。單作用的斷氣源后不能回到預設位置。單作用的氣動執(zhí)行器，斷氣源后可以依靠彈簧回氣動執(zhí)行器，斷氣源后可以依靠彈簧回到預設位置到預設位置 。5工作原理說明工作原理說明 當壓縮空氣從當壓縮空氣從A A管咀進入氣動執(zhí)行器時，氣體推動雙活塞向兩端管咀進入氣動執(zhí)行器時，氣體推動雙活塞向兩端( (缸蓋端缸蓋端) )直線直線 運動，活塞上的齒條帶動旋轉(zhuǎn)軸上的齒輪逆時針方向運動，活塞上的齒條帶動旋轉(zhuǎn)軸上的齒輪逆時針方向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動9090度，閥門即被打開。此時氣動執(zhí)行閥兩端的氣體隨度，閥門即被

5、打開。此時氣動執(zhí)行閥兩端的氣體隨B B管咀排出。管咀排出。反之，當壓縮空氣從反之，當壓縮空氣從B B官咀進入氣動執(zhí)行器的兩端時，氣體推動雙塞官咀進入氣動執(zhí)行器的兩端時，氣體推動雙塞向中間直線運動，活塞上的齒條帶動旋轉(zhuǎn)軸上的齒輪順時針方向轉(zhuǎn)動向中間直線運動，活塞上的齒條帶動旋轉(zhuǎn)軸上的齒輪順時針方向轉(zhuǎn)動9090度，閥門即被關閉。此時氣動執(zhí)行器中間的氣體隨度，閥門即被關閉。此時氣動執(zhí)行器中間的氣體隨A A管咀排出。以管咀排出。以上為標準型的傳動原理。根據(jù)用戶需求，氣動執(zhí)行器可裝置成與標準上為標準型的傳動原理。根據(jù)用戶需求，氣動執(zhí)行器可裝置成與標準型相反的傳動原理，即選準軸順時針方向轉(zhuǎn)動為開啟閥門，逆

6、時針方型相反的傳動原理，即選準軸順時針方向轉(zhuǎn)動為開啟閥門，逆時針方向轉(zhuǎn)動為關閉閥門。單作用向轉(zhuǎn)動為關閉閥門。單作用( (彈簧復位型彈簧復位型) )氣動執(zhí)行器氣動執(zhí)行器A A管咀為進氣口，管咀為進氣口，B B管咀為排氣孔管咀為排氣孔(B(B管咀應安裝消聲器管咀應安裝消聲器) )。A A管咀進氣為開啟閥門，斷氣管咀進氣為開啟閥門，斷氣時靠彈簧關閉閥門時靠彈簧關閉閥門AB6二位式氣動閥特點二位式氣動閥特點 緊湊的雙活塞齒條式結(jié)構(gòu)，嚙合精確，效率高，輸緊湊的雙活塞齒條式結(jié)構(gòu)，嚙合精確，效率高，輸出扭矩恒定出扭矩恒定 。 鋁制缸體、活塞及端蓋，與同規(guī)格結(jié)構(gòu)的執(zhí)行器相鋁制缸體、活塞及端蓋，與同規(guī)格結(jié)構(gòu)的執(zhí)

7、行器相比重量最輕。比重量最輕。 缸體為擠壓鋁合金，經(jīng)硬質(zhì)陽極氧化處理，內(nèi)表面缸體為擠壓鋁合金，經(jīng)硬質(zhì)陽極氧化處理，內(nèi)表面質(zhì)地堅硬，強度，硬度高。采用低摩擦材料制成的滑動質(zhì)地堅硬，強度，硬度高。采用低摩擦材料制成的滑動軸承，避免了金屬間的相互直接接觸，摩擦系數(shù)低，轉(zhuǎn)軸承，避免了金屬間的相互直接接觸，摩擦系數(shù)低，轉(zhuǎn)動靈活，使用壽命長。動靈活，使用壽命長。 氣動執(zhí)行器底部軸裝配孔成雙四方形，便于帶方桿氣動執(zhí)行器底部軸裝配孔成雙四方形，便于帶方桿的閥線性或的閥線性或4545轉(zhuǎn)角安裝轉(zhuǎn)角安裝 。 相同規(guī)格的有雙作用式、單作用式相同規(guī)格的有雙作用式、單作用式( (彈簧復位彈簧復位) )。 可根據(jù)閥門需要選

8、擇方向，順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)?？筛鶕?jù)閥門需要選擇方向，順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)用戶需要安裝電磁閥、定位器根據(jù)用戶需要安裝電磁閥、定位器( (開度指示開度指示) )、回、回信器各種限位開關及手動操作裝置。信器各種限位開關及手動操作裝置。 7 氣動執(zhí)行機構(gòu)進氣控制系統(tǒng)氣動執(zhí)行機構(gòu)進氣控制系統(tǒng)電磁閥電磁閥 電氣轉(zhuǎn)化組件將電訊號轉(zhuǎn)化為氣動訊號，電氣訊號輸電氣轉(zhuǎn)化組件將電訊號轉(zhuǎn)化為氣動訊號，電氣訊號輸入控制了氣動輸出。最常用的電入控制了氣動輸出。最常用的電- -氣轉(zhuǎn)換組件是電磁閥，既氣轉(zhuǎn)換組件是電磁閥，既是電器控制部分和氣動執(zhí)行部分的接口，也是和氣源系統(tǒng)是電器控制部分和氣動執(zhí)行部分的接口，也是和氣源系統(tǒng)

9、的接口。電磁閥接受命令去釋放，停止或改變壓縮空氣的的接口。電磁閥接受命令去釋放，停止或改變壓縮空氣的流向，在電流向，在電- -氣動控制中，電磁閥可以實現(xiàn)的功能有：氣動氣動控制中，電磁閥可以實現(xiàn)的功能有：氣動執(zhí)行組件動作的方向控制，開關量控制，執(zhí)行組件動作的方向控制，開關量控制， 邏輯控制。在電邏輯控制。在電磁閥家族中，最重要的是電磁控制換向閥磁閥家族中，最重要的是電磁控制換向閥 。8電磁閥工作原理介紹電磁閥工作原理介紹 電磁閥的工作原理，電磁閥里有密閉的腔，在的不同位置開有通孔，電磁閥的工作原理，電磁閥里有密閉的腔，在的不同位置開有通孔，每個孔都通向不同的管路，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪

10、面的磁每個孔都通向不同的管路，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來檔住或漏出鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來檔住或漏出不同的排氣的孔，而進氣孔是常開的，壓縮空氣就會進入不同的排氣孔，不同的排氣的孔，而進氣孔是常開的，壓縮空氣就會進入不同的排氣孔，然后通過壓縮空氣的壓力來推動汽缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞然后通過壓縮空氣的壓力來推動汽缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞竿帶動機械裝置動。這樣通過控制電磁鐵的電流就控制了機械運動。竿帶動機械裝置動。這樣通過控制電磁鐵的電流就控制了機械運動。分類：分類： 國內(nèi)外的電磁閥從原理上

11、分為三大類（即：直動式、分步直動式、國內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類（即：直動式、分步直動式、先導式），而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個分先導式），而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個分支小類（直動膜片結(jié)構(gòu)、分步重片結(jié)構(gòu)、先導膜式結(jié)構(gòu)、直動活塞結(jié)構(gòu)、支小類（直動膜片結(jié)構(gòu)、分步重片結(jié)構(gòu)、先導膜式結(jié)構(gòu)、直動活塞結(jié)構(gòu)、分步直動活塞結(jié)構(gòu)、先導活塞結(jié)構(gòu)分步直動活塞結(jié)構(gòu)、先導活塞結(jié)構(gòu)) )，按照氣路數(shù)分為，按照氣路數(shù)分為2 2位位2 2通，通，2 2位位3 3通，通，2 2位位4 4通，通，2 2位位5 5通。通。 電磁閥分為單電控和雙電控，指的是電磁線圈的個數(shù)，單線圈的稱

12、為電磁閥分為單電控和雙電控，指的是電磁線圈的個數(shù)，單線圈的稱為單電控，雙線圈的稱為雙電控，單電控，雙線圈的稱為雙電控，2 2位位2 2通，通，2 2位位3 3通一般時是單電控（單線通一般時是單電控（單線圈），圈），2 2位位4 4通，通，2 2位位5 5通可以是單電控（單線圈），也可以是雙電控（雙通可以是單電控（單線圈），也可以是雙電控（雙線圈）。線圈）。9電磁閥的分類電磁閥的分類一、按電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同可分為先導式、直動一、按電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同可分為先導式、直動式、復合式、反沖式、自保持式、脈沖式、雙式、復合式、反沖式、自保持式、脈沖式、雙穩(wěn)態(tài)、雙向型等。穩(wěn)態(tài)、雙向型等。二、按工作電壓不同分

13、為：交流電壓：二、按工作電壓不同分為：交流電壓：AC220V AC220V 380V 110V 24V380V 110V 24V；直流電壓：；直流電壓：DC24V 12V DC24V 12V 6V 220V6V 220V；一般常用電壓為；一般常用電壓為AC220V DC24VAC220V DC24V，推薦用戶盡量選用常用電壓、特殊電壓供貨周推薦用戶盡量選用常用電壓、特殊電壓供貨周期較長。期較長。10直動式電磁閥直動式電磁閥 原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關閉件壓在閥座上，閥門關

14、閉。打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關閉件壓在閥座上，閥門關閉。 特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但通徑一般不超過特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但通徑一般不超過25mm25mm。 11先導式電磁閥先導式電磁閥 原理：通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關閉件周原理：通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動關閉件向上移動，閥門打開；斷電圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動關閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導孔關閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關閥件周圍形時，彈簧力把先導孔關閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關閥

15、件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動關閉件向下移動，關閉閥門。成下低上高的壓差，流體壓力推動關閉件向下移動，關閉閥門。 12電磁閥的作用介紹電磁閥的作用介紹-1-1電磁閥在液路系統(tǒng)中用來實現(xiàn)液路的通斷或液流方向的改變，它一般具電磁閥在液路系統(tǒng)中用來實現(xiàn)液路的通斷或液流方向的改變，它一般具有一個可以在線圈電磁力驅(qū)動下滑動的閥芯，閥芯在不同的位置時，電有一個可以在線圈電磁力驅(qū)動下滑動的閥芯，閥芯在不同的位置時，電磁閥的通路也就不同。閥芯的工作位置有幾個，該電磁閥就叫幾位電磁磁閥的通路也就不同。閥芯的工作位置有幾個，該電磁閥就叫幾位電磁閥：閥體上的接口，也就是電磁閥的通路數(shù)，有幾個通路口，該電磁閥

16、閥：閥體上的接口，也就是電磁閥的通路數(shù)，有幾個通路口，該電磁閥就叫幾通電磁閥。就叫幾通電磁閥。按照氣路數(shù)分：按照氣路數(shù)分：“X X位位Y Y通通”電磁閥的電磁閥的“X X位位”代表的就是閥門一共有幾種狀態(tài)：代表的就是閥門一共有幾種狀態(tài)： “2 2位位”表示表示“通通”和和“斷斷”2 2種狀態(tài)種狀態(tài)PAPA，PBPB，ARAR，BSBS等狀等狀態(tài)，斷開的氣路均處于排氣狀態(tài)；態(tài)，斷開的氣路均處于排氣狀態(tài)； “3 3位位”包括上面包括上面2 2種狀態(tài)，還包括第種狀態(tài)，還包括第3 3種狀態(tài)種狀態(tài)對于第對于第1 1路排氣路排氣/ /不排不排氣，對于第氣，對于第2 2路排氣路排氣/ /不排氣的狀態(tài)，有多種

17、組合。不排氣的狀態(tài)，有多種組合。 “Y Y通通”指的是電磁閥一共有幾個孔，對于氣體電磁閥，因為存在排氣指的是電磁閥一共有幾個孔，對于氣體電磁閥，因為存在排氣的問題，可能有的問題，可能有2 2個孔（個孔（1 1個進氣、個進氣、1 1個出氣），個出氣），3 3個孔（個孔（1 1個進氣、個進氣、1 1個出個出氣、氣、1 1個排氣），個排氣），4 4個孔（個孔（1 1個進氣、個進氣、2 2個出氣、個出氣、1 1個排氣），個排氣），5 5個孔（個孔（1 1個個進氣、進氣、2 2個出氣、個出氣、2 2個排氣）；對于液體電磁閥，就不存在排氣問題，因個排氣）；對于液體電磁閥，就不存在排氣問題，因為液體一般不能

18、排空。為液體一般不能排空。 13電磁閥的作用介紹電磁閥的作用介紹-2-2PPOWERPPOWER，進氣孔；，進氣孔； AA出氣孔出氣孔1 1（接氣缸）；（接氣缸）； RR與出氣孔與出氣孔1 1相通的排氣孔（相通的排氣孔（B B側(cè)線圈已經(jīng)通過電或手側(cè)線圈已經(jīng)通過電或手動控制過，動控制過，A A側(cè)線圈不通電時這兩個孔相通）；側(cè)線圈不通電時這兩個孔相通）； BB出氣孔出氣孔2 2（接氣缸）；（接氣缸）； SS與出氣孔與出氣孔2 2相通的排氣孔（相通的排氣孔（A A側(cè)線圈已經(jīng)通過電或手側(cè)線圈已經(jīng)通過電或手動控制過，動控制過，B B側(cè)線圈不通電時這兩個孔相通）；側(cè)線圈不通電時這兩個孔相通）； 兩位兩通（

19、兩位兩通（1 1個進氣、個進氣、1 1個出氣）個出氣） 斷電時，壓力口連到氣缸口斷電時，壓力口連到氣缸口-通電時，壓力口、氣通電時，壓力口、氣缸口關閉；缸口關閉；兩（三）位三通（兩（三）位三通（1 1個進氣、個進氣、1 1個出氣、個出氣、1 1個排氣）個排氣）常開：斷電時，壓力口連到氣缸口而排氣口關閉常開：斷電時，壓力口連到氣缸口而排氣口關閉-通電通電時，壓力口關閉而氣缸口連到排氣口。時，壓力口關閉而氣缸口連到排氣口。14常閉：斷電時，壓力口關閉而氣缸口連到排氣口常閉：斷電時，壓力口關閉而氣缸口連到排氣口-通電時，壓力口連到通電時，壓力口連到氣缸口而排氣口關閉；氣缸口而排氣口關閉；通常結(jié)構(gòu)：允

20、許閥連接成常閉或常開的位置其中之一，或選擇兩種流體之通常結(jié)構(gòu)：允許閥連接成常閉或常開的位置其中之一，或選擇兩種流體之一，或由一個口轉(zhuǎn)換流到另一個口一，或由一個口轉(zhuǎn)換流到另一個口兩位四通（兩位四通（1 1個進氣、個進氣、2 2個出氣、個出氣、1 1個排氣）個排氣）一般用于操作雙動氣缸，在一位置，壓力口連到一般用于操作雙動氣缸，在一位置，壓力口連到A A氣缸口，而另一個氣缸口，而另一個B B氣缸氣缸口連接到排氣口口連接到排氣口, ,在二位置，壓力口連到在二位置，壓力口連到B B氣缸口，而另一個氣缸口，而另一個A A氣缸口連接氣缸口連接到排氣到排氣電磁閥的作用介紹電磁閥的作用介紹-3-315兩位五通

21、（兩位五通（1 1個進氣、個進氣、2 2個出氣、個出氣、2 2個排氣）個排氣）工作過程：由圖可見，工作過程：由圖可見，P P是進氣管，是進氣管，A A、B B兩個是出氣管，兩個是出氣管，T1T1、T2T2兩個兩個是排氣管。當是排氣管。當1212線圈通電時，閥工作在右閥位，進氣由線圈通電時，閥工作在右閥位，進氣由P P經(jīng)過閥從經(jīng)過閥從A A出出去，管去，管B B的氣經(jīng)閥從的氣經(jīng)閥從T2T2排出；當排出；當1414線圈通電時，閥工作在左閥位，進線圈通電時，閥工作在左閥位，進氣由氣由P P經(jīng)過閥從經(jīng)過閥從B B出去，管出去，管A A的氣經(jīng)閥從的氣經(jīng)閥從T1T1排出。排出。電磁閥的作用介紹電磁閥的作用

22、介紹-4-416兩位五通雙電控電磁閥動作原理兩位五通雙電控電磁閥動作原理 給正動作線圈通電，則正動作氣路接通給正動作線圈通電，則正動作氣路接通( (正動作出氣孔有氣正動作出氣孔有氣) )，即使給，即使給正動作線圈斷電后正動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給反動正動作線圈斷電后正動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給反動作線圈通電為止。作線圈通電為止。 給反動作線圈通電，則反動作氣路接通給反動作線圈通電，則反動作氣路接通( (反動作出氣孔有氣反動作出氣孔有氣) )，即使給，即使給反動作線圈斷電后反動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給正動反動作線圈斷電后反動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給

23、正動作線圈通電為止。這相當于作線圈通電為止。這相當于“自鎖自鎖”。 基于兩位五通雙電控電磁閥基于兩位五通雙電控電磁閥的這種特性，在設計機電控制回路或編制的這種特性，在設計機電控制回路或編制PLCPLC程序的時候，可以讓電程序的時候，可以讓電磁閥線圈動作磁閥線圈動作1212秒就可以了，這樣可以保護電磁閥線圈不容易損壞。秒就可以了，這樣可以保護電磁閥線圈不容易損壞。17 氣動執(zhí)行機構(gòu)控制回路示意圖氣動執(zhí)行機構(gòu)控制回路示意圖18氣動執(zhí)行機構(gòu)行程開關的調(diào)整氣動執(zhí)行機構(gòu)行程開關的調(diào)整-1-1按閥門類型來分可以分為角行程和直行程兩種，角行程是通過閥門轉(zhuǎn)按閥門類型來分可以分為角行程和直行程兩種，角行程是通過

24、閥門轉(zhuǎn)動來帶動轉(zhuǎn)動軸上面凸輪轉(zhuǎn)動動來帶動轉(zhuǎn)動軸上面凸輪轉(zhuǎn)動9090壓在微動開關實現(xiàn)行程定如圖壓在微動開關實現(xiàn)行程定如圖 19氣動執(zhí)行機構(gòu)行程開關的調(diào)整氣動執(zhí)行機構(gòu)行程開關的調(diào)整-2-2下面是直行程氣動執(zhí)行機構(gòu)，開關反饋通過氣缸的上下移動來實現(xiàn)的下面是直行程氣動執(zhí)行機構(gòu)，開關反饋通過氣缸的上下移動來實現(xiàn)的 反饋有兩種一種是感應式，即氣缸內(nèi)部有一小區(qū)域帶有磁鐵，當閥門反饋有兩種一種是感應式，即氣缸內(nèi)部有一小區(qū)域帶有磁鐵，當閥門運行到開或者關時感應開關動作。另外一種是開關量的即門框上下部運行到開或者關時感應開關動作。另外一種是開關量的即門框上下部裝有開關量行程開關，而門板上面裝有鐵板或者鐵塊，當閥門運行到裝有開關量行程開關，而門板上面裝有鐵板或者鐵塊，當閥門運行到開或者關時鐵塊時壓到行程開關開或者關時鐵塊時壓到行程開關20電磁閥故障與排除電磁閥故障與排除-