OK-方向控制閥概述及選型方法

方向控制閥SMC（中國）有限公司上海分公司SMC氣動培訓(xùn)教程1本章主要介紹控制空氣流動方向的各種方向控制閥，以及匯流板的使用等。2控制元件的分類壓力控制閥

減壓閥（調(diào)壓閥）

安全閥（溢流閥）

順序閥

電氣比例閥

增壓閥

換向閥（電磁閥、機(jī)控閥、手控閥）

單向閥

梭閥

雙壓閥

快速排氣閥

速度控制閥

方向控制閥

流量控制閥3方向控制閥能改變氣體流動方向或通斷的控制閥稱為方向控制閥。如向氣缸一端供氣，并使另一端排氣，或相反地，從另一端進(jìn)氣，一端排氣，要實(shí)現(xiàn)這種流動方向的改變，便要使用方向控制閥。除了控制氣缸動作以外，還能掌管整個系統(tǒng)空氣的通斷。4方向控制閥

典型結(jié)構(gòu)

這是一個二位五通直動式彈簧復(fù)位滑閥的典型結(jié)構(gòu)（1）電磁鐵（2）控制活塞（3）滑柱式閥芯（4）閥體（5）復(fù)位彈簧（6）出氣口（7）手動按鈕（8）電磁鐵接線座345672185方向控制閥的分類方向控制閥通?？梢园匆韵路绞椒诸惏礄C(jī)能分類按法操作方式分類按閥體構(gòu)造分類按流通能力分類6按通口數(shù)分類換向閥的切換通口包括入口、出口和排氣口。通常根據(jù)使用目的選擇換向閥的通口數(shù)。1）二通閥打開關(guān)閉PAPA2）三通閥進(jìn)氣排氣PAPAPARAPRPARAPR分配閥選擇閥P1AP2A1A2PPA1A2AP1P23）五通閥BAPRR72通閥：只能控制空氣的流動和關(guān)閉。

有一個進(jìn)口和一個出口。3通閥：多了一個排氣口，可實(shí)現(xiàn)供氣、排氣的功能。5通閥：有A、B2個出口，可實(shí)現(xiàn)換位供氣、排氣?？稍赑-A出氣、B-R排氣和P-B出氣、A-R排氣

之間切換?？梢杂糜诳刂茪飧椎膭幼?。有1個進(jìn)氣口、2個出口和2個排氣口。

另外，4通閥功能上和5通閥相同，但只有一個排氣口。8按位置數(shù)分類換向閥的切換狀態(tài)稱為“位置”，有幾個切換位置就稱為幾位閥。1）二位常通常斷PAPA2）三位常通常斷ARPARP二通三通五通BAPRR三通五通中封式中排式ABR中壓式PAB9按操作方式分類人力操作按鈕式手柄式腳踏板式機(jī)械操作柱塞式滾輪杠桿式電氣操作直動式先導(dǎo)式氣壓控制直接控制間接控制人力操作依靠人力（手或腳）使閥芯切換的控制方式。在半自動和自動系統(tǒng)中，多作為信號閥使用。機(jī)械操作依靠外部機(jī)械力使閥芯切換的控制方式。常用作機(jī)械聯(lián)動、信號閥。電氣操作電磁線圈的吸引力來控制閥芯切換的方式。易實(shí)現(xiàn)電-氣聯(lián)合控制和復(fù)雜控制，所以應(yīng)用最為廣泛。氣壓控制靠氣體壓力使閥芯切換的控制方式。用于易燃易爆、高溫等電氣不能使用的場合。也在遠(yuǎn)距離操作中得到應(yīng)用。10直接操作方式和先導(dǎo)操作方式不通電時通電時直接依靠電磁力、氣壓力、人力和機(jī)械力使閥芯換向的閥，稱為直動式閥。操作力和閥體之間通過另外的驅(qū)動力（氣壓）進(jìn)行切換操作的便是先導(dǎo)式閥。能夠利用很小的切換力推動較大閥芯動作，使得先導(dǎo)式成為電磁閥的主流。外部先導(dǎo)內(nèi)部先導(dǎo)11閥芯結(jié)構(gòu)座閥式滑柱式滑板式密封形式彈性密封（橡膠密封）間隙密封（金屬密封）按閥體構(gòu)造分類閥體的構(gòu)造、閥芯的動作和密封方式是影響閥性能的重要因素。通?？梢园匆韵路椒ǚ诸?。閥體構(gòu)造和密封12使用大于閥口直徑的圓盤或其它形狀的密封件作軸向移動來切換空氣通路。閥芯閥座特點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡單。2.采用平面密封，泄漏小，受雜質(zhì)的影響也較小。3.供給壓力作用在閥芯上，會形成很大的切換阻力。4.閥的通口多時，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故只適合于二通、三通閥。5.開閉移動距離短。座閥式帶臺肩的圓柱體閥芯，在管狀閥套內(nèi)軸向移動，實(shí)現(xiàn)氣路通斷。1423514235閥芯閥套閥體特點(diǎn)1.閥芯具有對稱性，使閥具有記憶功能。2.閥芯不受力，所以換向力小，動作靈敏。3.通用性強(qiáng)，容易設(shè)計成多位多通閥。多用于5通閥。4.對氣源凈化處理要求較高。滑柱式13彈性密封金屬密封（間隙密封）密封方式耐久性優(yōu)良、驅(qū)動力小。但滑柱和閥套之間存在0.003mm的微小間隙，因此有輕微漏氣的現(xiàn)象。同時要防止異物的侵入。構(gòu)造簡單、無泄漏。對介質(zhì)的過濾精度要求也比金屬密封底。但需要適當(dāng)?shù)臐櫥ｒ?qū)動力稍大。14依靠閥座與閥板之間的相對位置的變化來實(shí)現(xiàn)氣路通斷。回轉(zhuǎn)式滑板閥平面式滑板閥特點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡單，可設(shè)計成多位多通路換向閥。2.靠閥板與閥座之間的滑動面進(jìn)行密封，可能有微漏。3.切換時操縱力可能會很大。4.主要用于手動閥。1234滑板式15依靠閥座與閥板之間的相對位置的變化來實(shí)現(xiàn)氣路通斷?；剞D(zhuǎn)式滑板閥平面式滑板閥特點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡單，可設(shè)計成多位多通路換向閥。2.靠閥板與閥座之間的滑動面進(jìn)行密封，可能有微漏。3.切換時操縱力可能會很大。4.主要用于手動閥?；迨?23416按流通能力分類M5R1/8R1/4R3/8R1/2R3/4R11.通常，閥的接管口徑代表了閥的流通能力的大小。2.同一系列的閥，流通能力隨著接管口徑的增大而提高。3.但是，不同系列的閥，不能僅僅根據(jù)接管口徑來判斷閥的流通能力，還要參考有效截面積或Cv值來判斷。17電磁換向閥18電磁換向閥電磁鐵結(jié)構(gòu)I型T型I型電磁鐵吸力較小，適合于直流電磁鐵和小型交流電磁鐵，常用作小型直動式和先導(dǎo)式電磁閥。T型電磁鐵吸力強(qiáng)，行程長，體積大，適合于交流電磁鐵，主要用于行程較大的直動式電磁閥。線圈靜鐵芯動鐵芯行程（氣隙）電流（DC）（AC）行程（氣隙）蜂鳴聲電流特性功率表示直流電磁鐵交流電磁鐵不存在蜂鳴聲因交流電正負(fù)變化，總有吸力為零的時刻，故存在蜂鳴聲，即動鐵芯與靜鐵芯的震動。線圈電流僅與線圈電阻有關(guān)，動鐵芯卡住時不會燒毀線圈。線圈電流主要受行程的影響，啟動電流會很大，若動鐵芯卡住，啟動電流時間過長會燒毀線圈消耗功率P視在功率U·I

實(shí)際消耗功率U·I·cosφ電磁鐵的電流特性19電磁線圈的溫升和絕緣等級時間溫度環(huán)境溫度40℃100℃溫升絕緣種類最高溫升值℃A65E80B90F115H140電磁線圈流過電流就會發(fā)熱，溫度會逐漸升高。經(jīng)過一定時間后，自身發(fā)熱與散熱處于平衡，溫度便達(dá)到穩(wěn)定值。此溫度與環(huán)境溫度之差稱為溫升。

最高允許溫升由線圈的絕緣種類決定。電磁線圈的溫升值應(yīng)比允許值低。一般電磁閥使用B種絕緣，高溫時可使用H種。20123123123123利用電磁吸力直接推動閥芯換向結(jié)構(gòu)簡單，切換速度快，動作頻率高。通徑大時，所需電磁力也大，因此體積和功耗都大。交流電磁鐵在閥芯卡死時，有可能燒毀線圈。直動式電磁換向閥21先導(dǎo)式電磁換向閥利用電磁先導(dǎo)閥輸出先導(dǎo)壓力，此先導(dǎo)壓力控制主閥芯換向結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動作頻率比直動式的低。先導(dǎo)閥體積小，電磁吸力小，故耗電量少主閥芯行程不受電磁控制部分的影響，不會因主閥芯卡死而燒毀線圈。外部先導(dǎo)壓力內(nèi)部先導(dǎo)式外部先導(dǎo)式ABPRRABPRR222通電磁閥2通電磁閥直動、常閉型（N.C.）2通電磁閥除了通空氣外，還可用于水、油等多種流體。主要用來控制流體的通斷。閥構(gòu)造以座閥為主，小型為直動式，大型有先導(dǎo)式。OUTIN232通電磁閥2通電磁閥直動、常開型（N.O.）OUTIN243通電磁閥3通電磁閥、直動（單電控）不通電時3通電磁閥以單電控居多，有常閉型和常開型。經(jīng)常用于沖放氣回路。253通電磁閥3通電磁閥直動、座閥式263通電磁閥多數(shù)3通閥的進(jìn)氣口可以任選。由此派生出以下的用途。275通電磁閥控制雙作用氣缸是其最廣泛的應(yīng)用，同時也是方向切換閥中種類最多的一個。直動式、2位單電控28先導(dǎo)式、2位單電控5通電磁閥295通電磁閥直動式、2位雙電控305通電磁閥直動式、3位中封式315通電磁閥直動式、3位中排式ABR325通電磁閥直動式、3位中壓式PAB335通電磁閥直動式、3位中壓式PAB34驅(qū)動用閥的特征2位單電控雙電控電源OFF時復(fù)位保持原位電源OFF時的氣缸出力不變不變再次啟動時的動作從原位置側(cè)飛出從停止點(diǎn)飛出3位中封式ABRPAB停止?fàn)顟B(tài)壓力封閉壓力開放兩側(cè)加壓電源OFF時的氣缸出力保持停止時的力00外力作用較難移動可以動作可以動作飛出現(xiàn)象通常不會發(fā)生殘壓釋放后發(fā)生中間位置后會發(fā)生不會發(fā)生配管容積的影響（對于氣缸）比率大的話中間難以停止沒有大的影響沒有大的影響使用上的注意點(diǎn)由于泄漏氣缸會動作主閥體的泄漏也有影響負(fù)載的慣性、速度控制的狀況會使停止困難平衡一旦破壞便不能停止主回路沖放氣時也會使氣缸動作閥的特征和使用注意事項(xiàng)35電磁閥的特性和選定方向控制閥構(gòu)成回路的同時，必須根據(jù)使用狀況考慮其詳細(xì)規(guī)格。下面以最常用的5通電磁閥為例，討論一下需要考慮的內(nèi)容。1.配管連接

通常有直接配管型和底板配管型兩種。連接有快插接頭和錐螺紋。2.流量特性和流通能力

閥體的流量特性用流通能力來表示（C值）。必須確保閥有足夠的流通能力。但在實(shí)際選型時，還需要考慮整體系統(tǒng)。3.基本規(guī)格1）使用流體

供給流體的種類。通常是空氣，前提條件是要做好氣源凈化處理。用于特殊用途的其它流體時需要考慮閥體材質(zhì)。2）使用壓力范圍

一般高壓下為0.7MPa，多數(shù)可以達(dá)到1.0MPa。2通閥等差壓型閥需注意。36電磁閥的特性和選定

最低使用壓力，直動式閥可以在真空、0MPa下使用，而先導(dǎo)閥大約需要0.2MPa。3）周圍溫度及使用流體溫度

可以正常工作的溫度范圍。最高使用溫度由密封材質(zhì)和內(nèi)部零件決定。一般是60℃，但由于通電后電磁閥自身的發(fā)熱，多以50℃為上限。最低使用溫度和密封材質(zhì)及潤滑有關(guān)，可以達(dá)到-5℃。若考慮冷凝水的凍結(jié)，則為5℃。另外電磁鐵的吸引力會隨著溫度升高而降低，通高溫流體（溫水、水蒸氣）的兩通閥需選擇耐高溫的特殊規(guī)格。電磁鐵的耐熱級別根據(jù)“絕緣等級”選擇。4）響應(yīng)時間

得電或失電時閥體的響應(yīng)時間。通常為10ms，最慢50ms，帶指示燈或過壓保護(hù)時會使時間變慢。5）最大動作頻率6）耐沖擊/耐振動

避免閥體動作方向上的沖擊和振動。7）保護(hù)構(gòu)造37匯流板的選定直接配管型匯流板

直接配管是指閥的通口直接接在閥體上的配管形式。對于集裝式閥而言，直接配管是指兩輸出口A、B在閥體上，其余口（進(jìn)氣口和排氣口等）在匯流板上。38匯流板的選定底板配管型匯流板

底板配管是將底板安裝型閥安裝在匯流板上，所有口都設(shè)置在匯流板上進(jìn)行配管的形式。一體型底板分割型底板39匯流板的選定盒式連接型匯流板

盒式連接是將相同閥體的空氣通路直接連通的集裝形式。改變閥的位數(shù)容易。由于沒有集裝板，所以體積小、重量輕40匯流板的選定單獨(dú)排氣模塊單獨(dú)供氣模塊集裝塊組件41匯流板的選定集裝塊組件減壓閥模塊42電磁閥的配線對配線的要求是方便、可靠。以使更換電磁閥時接線能迅速進(jìn)行，并且接頭處沒有通電不良、絕緣不良和存在破損的現(xiàn)象。單體式閥非插入式的導(dǎo)線引出方式直接出線式L型插