10液壓與氣壓傳動PPT第十章

液壓與氣壓傳動

第4版

張群生主編課件制作：張群生徐凱姚彩虹林德智二0一九年九月二十九日第十章氣壓傳動

氣壓傳動是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)傳遞動力和控制信號的一門技術(shù)，包含傳動技術(shù)和控制技術(shù)兩方面的內(nèi)容。本章主要介紹傳動技術(shù)。由于氣壓傳動具有防火、防爆、節(jié)能、高效、無污染等優(yōu)點，因此在國內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較普遍。

氣壓傳動象液壓傳動一樣，都是利用流體作為工作介質(zhì)而傳動，在工作原理、系統(tǒng)組成、元件結(jié)構(gòu)及圖形符號等方面，二者之間存在著不少相似之處，所以在學(xué)習(xí)本章時，前面的液壓傳動的基本知識，在此有很大的參考和借鑒作用。

第一節(jié)氣壓傳動基本知識

一、氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理

以氣動剪切機為例，介紹氣壓傳動的工作原理。圖10-1所示為氣動剪切機的工作原理圖，圖示位置為剪切前的情況。

圖10-1氣動剪切機的工作原理圖圖10-1所示為氣動剪切機的工作原理圖空氣壓縮機1產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)后冷卻器2、油水分離器3、貯氣罐4、分水濾氣器5、減壓閥6、油霧器7到達換向閥9，部分氣體經(jīng)節(jié)流通路a進入換向閥9的下腔，使上腔彈簧壓縮，換向閥閥芯位于上端；大部分壓縮空氣經(jīng)換向閥9后由b路進入氣缸10的上腔，而氣缸的下腔經(jīng)c路、換向閥與大氣相通，故氣缸活塞處于最下端位置。當(dāng)上料裝置把工料11送入剪切機并到達規(guī)定位置時，工料壓下行程閥8，此時換向閥閥芯下腔壓縮空氣經(jīng)d路、行程閥排入大氣，在彈簧的推動下，換向閥閥芯向下運動至下端；壓縮空氣則經(jīng)換向閥后由c路進入氣缸的下腔，上腔經(jīng)b路、換向閥與大氣相通，氣缸活塞向上運動，剪刃隨之上行剪斷工料。工料剪下后，即與行程閥脫開，行程閥閥芯在彈簧作用下復(fù)位，d路堵死，換向閥閥芯上移，氣缸活塞向下運動，又恢復(fù)到剪斷前的狀態(tài)。

由以上分析可知，剪刃克服阻力剪斷工料的機械能來自于壓縮空氣的壓力能，負(fù)責(zé)提供壓縮空氣的是空氣壓縮機，氣路中的換向閥、行程閥起改變氣體流動方向，控制氣缸活塞運動方向的作用。圖10-1b所示為氣動剪切機工作原理的圖形符號，又稱職能符號。

二、氣壓傳動系統(tǒng)的組成

根據(jù)氣動元件和裝置的不同功能，可將氣壓傳動系統(tǒng)分成四部分：(1)氣源裝置獲得壓縮空氣的裝置和設(shè)備，如各種空氣壓縮機。它將原動機供給的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能，還包括貯氣罐等輔助設(shè)備。(2)氣動執(zhí)行元件將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置，如作直線運動的氣缸，做回轉(zhuǎn)運動的氣馬達等。(3)氣動控制元件

控制壓縮空氣的流量、壓力、方向以及執(zhí)行元件工作程序的元件，如各種壓力閥、流量閥、方向閥、邏輯元件等。(4)輔助元件使壓縮空氣凈化、潤滑、消聲以及用于元件間連接等所需的裝置，如各種過濾器、油霧器、消聲器、管件等。三、氣壓傳動系統(tǒng)的分類按選用的控制元件類型，氣動系統(tǒng)可分為氣閥控制系統(tǒng)、邏輯元件控制系統(tǒng)、射流元件控制系統(tǒng)。本書重點介紹氣閥控制系統(tǒng)。

氣壓傳動能夠得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的原因，由于具有優(yōu)點：1)工作介質(zhì)是空氣，來源方便，用后直接排入大氣而無污染，不需要設(shè)置專門的回氣裝置。2)空氣的粘度很小，所以流動時壓力損失較小，節(jié)能，高效，適用于集中供應(yīng)和遠距離輸送。3)氣動動作迅速，反應(yīng)快，維護簡單，調(diào)節(jié)方便。4)工作環(huán)境適應(yīng)性好。特別適合在易燃、易爆、潮濕、多塵、強磁、振動、輻射等惡劣條件下工作，在食品、輕工、紡織、印刷、精密檢測等環(huán)境中采用最為適宜。5)成本低，過載能自動保護。四、氣壓傳動的優(yōu)缺點

氣壓傳動與其它傳動相比，具有以下缺點：1)空氣具有可壓縮性，不易實現(xiàn)準(zhǔn)確的速度控制和很高的定位精度，負(fù)載變化時對系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響較大。2)空氣的壓力較低，只適用于壓力較小的場合。3)排氣噪聲較大，高速排氣時應(yīng)加消器。4)因空氣無潤滑性能，故在氣路中應(yīng)設(shè)置給油潤滑裝置。

一、空氣壓縮機

空氣壓縮機是將機械能轉(zhuǎn)換成壓力能的裝置，是產(chǎn)生和輸送壓縮空氣的機器。

1.空氣壓縮機的分類按工作原理可分為容積式和動力式兩大類。在氣壓傳動中，一般采用容積式空氣壓縮機。按輸出壓力分為：低壓壓縮機(0.2MPa≤p<1MPa)

中壓壓縮機(1MPa≤p<10MPa)

高壓壓縮機(10MPa≤p<100MPa)

超高壓壓縮機(p≥100MPa)。按輸出流量分為：微型(q<1m3/min)

小型(1m3/min≤q<10m3/min)

中型(10m3/min≤q<100m3/min)

大型(q≥100m3/min)。按潤滑方式分為：有油潤滑、無油潤滑。第二節(jié)氣源裝置及輔助元件向氣動系統(tǒng)提供壓縮空氣的裝置為氣源裝置。其主體是空氣壓縮機，由空氣壓縮機產(chǎn)生的壓縮空氣，因含有過高的雜質(zhì)，不能直接使用，必須經(jīng)過降溫、除塵、除油、過濾等一系列處理后才能用于氣壓系統(tǒng)。2.空氣壓縮機的工作原理

在容積式空氣壓縮機中，最常用的是活塞式空氣壓縮機，其工作原理如圖10-2所示。曲柄8作回轉(zhuǎn)運動，帶動氣缸活塞3作直線往復(fù)運動：當(dāng)活塞3向右運動時→吸氣過程；當(dāng)活塞向左運動時→排氣過程。單級單缸的空氣壓縮機就這樣循環(huán)往復(fù)運動，大多數(shù)空氣壓縮機是由多缸多活塞組合而成。

3.空氣壓縮機的選用

選用空氣壓縮機的依據(jù)是氣動系統(tǒng)所需的工作壓力和流量。目前，氣動系統(tǒng)常用的工作壓力為0.5~0.8MPa，可直接選用額定壓力為0.7MPa~1MPa的低壓空氣壓縮機，特殊需要也可選用中、高壓或超高壓的空氣壓縮機。在確定空氣壓縮機的排氣量時，應(yīng)該滿足各氣動設(shè)備所需的最大耗氣量

(應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂煽諝夂臍饬?/p>

)之和。

二、氣源凈化裝置一般使用的空壓機都采用油潤滑，在空壓機中空氣被壓縮，溫度可提高到140~170℃，這時部分潤滑油變成氣態(tài)，加上吸入空氣中的水和灰塵，形成了水汽、油汽、灰塵等混合雜質(zhì)。如果將含有這些雜質(zhì)的壓縮空氣供氣動設(shè)備使用，將會產(chǎn)生極壞的影響。

在氣動系統(tǒng)中必須設(shè)置除水、除油、除塵和干燥等氣源凈化裝置，下面具體介紹幾種常用的氣源凈化裝置。圖10-3蛇管式后冷卻器

1．后冷卻器

后冷卻器一般安裝在空壓機的出口管路上，其作用是把空壓機排出的壓縮空氣的溫度由140~170℃降至40~50℃，使得其中大部分的水、油轉(zhuǎn)化成液態(tài)，以便于排出。后冷卻器一般采用水冷卻法,其結(jié)構(gòu)形式有:蛇管式、列管式、散熱片式、套管式等。圖10-3所示為蛇管式后冷卻器的結(jié)構(gòu)示意圖。在安裝時應(yīng)注意壓縮空氣和水的流動方向。

2．油水分離器

油水分離器的作用是把經(jīng)后冷卻器降溫析出的水滴、油滴等雜質(zhì)從壓縮空氣中分離出來。其結(jié)構(gòu)形式有：環(huán)形回轉(zhuǎn)式、撞擊擋板式、離心旋轉(zhuǎn)式、水浴式等。圖10-4所示為撞擊擋板式油水分離器，壓縮空氣自入口進入分離器殼體，氣流受隔板的阻擋被撞擊折向下方，然后產(chǎn)生環(huán)形回轉(zhuǎn)而上升，油滴、水滴等雜質(zhì)由于慣性力和離心

力的作用析出并沉降于殼體的底部，由排污閥定期排出。為達到較好的效果，氣流回轉(zhuǎn)后上升速度應(yīng)緩慢。

3．貯氣罐貯氣罐的作用是消除壓力波動，保證供氣的連續(xù)性、穩(wěn)定性；儲存一定數(shù)量的壓縮空氣以備應(yīng)急時使用；進一步分離壓縮空氣中的油份、水份。圖10-5所示為立式貯氣罐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10-5立式氣罐4．干燥器

經(jīng)過以上凈化處理的壓縮空氣已基本能滿足一般氣動系統(tǒng)的需求，但對于精密的氣動裝置和氣動儀表用氣，還需經(jīng)過進一步的凈化處理后才能使用。干燥器的作用是進一步除去壓縮空氣中的水、油和灰塵，其方法主要有吸附法和冷凍法。吸附法是利用具有吸附性能的吸附劑吸附壓縮空氣中的水份而使其達到干燥的目的。冷凍法是利用制冷設(shè)備使壓縮空氣冷卻到一定的露點溫度，析出所含的多余水份，從而達到所需要的干燥度。

圖10-6所示為吸附式干燥器的結(jié)構(gòu)原理圖。它的外殼為一金屬圓筒，里面設(shè)置有柵板、吸附劑、濾網(wǎng)等。其工作原理是：壓縮空氣由管道18進入干燥器內(nèi)，通過上吸附劑層、銅絲過濾網(wǎng)16、上柵板15、下部吸附劑層14之后，濕空氣中的水份被吸附劑吸收而干燥，再經(jīng)過銅絲網(wǎng)12、下柵板11、毛氈層10、銅絲網(wǎng)層9過濾氣流中的灰塵和其他固體雜質(zhì)，最后干燥、潔凈的壓縮空氣從輸出管6輸出。當(dāng)吸附劑在使用一定時間之后，吸附劑中的水份達到飽和狀態(tài)時，吸附劑失去繼續(xù)吸濕的能力，因此需要設(shè)法將吸附劑中的水份排除，使吸附劑恢復(fù)到干燥狀態(tài)，即重新恢復(fù)吸附劑吸附水份的能力，這就是吸附劑的再生。圖10-6中的管3、4、5即是供吸附劑再生時使用的。工作時，先將壓縮空氣的進氣管18和出氣管6關(guān)閉，然后從再生空氣進氣管5向干燥器內(nèi)輸入干燥熱空氣（溫度一般高于180℃），熱空氣通過吸附層，使吸附劑中的水份蒸發(fā)成水蒸汽，隨熱空氣一起經(jīng)再生空氣排氣管3、4排入大氣中。經(jīng)過一段時間的再生以后，吸附劑即可恢復(fù)吸濕的性能。在氣壓系統(tǒng)中，為保證供氣的連續(xù)性，一般設(shè)置兩套干燥器，一套使用，另一套對吸附劑再生，交替工作。圖10-6吸附式干燥器的結(jié)構(gòu)

5．分水濾氣器

又稱二次過濾器，其主要作用是分離水份，過濾雜質(zhì)。在氣動系統(tǒng)中，一般稱分水濾氣器、減壓閥、油霧器為氣源處理裝置（舊稱氣動三大件，又稱氣動三聯(lián)件)，是氣動系統(tǒng)中必不可少的輔助裝置。圖10-7為分水濾氣器的結(jié)構(gòu)簡圖。壓縮空氣→輸入口→旋風(fēng)葉子→沿存水杯3產(chǎn)生強烈的旋轉(zhuǎn)→水滴、油滴等分離出來→沉到杯底；當(dāng)氣流通過濾芯2時，氣流中的灰塵及部分霧狀水份被濾芯攔截→潔凈干燥的氣體→輸出口。擋水板4→為防止氣流的旋渦卷起存水杯中的積水。分水濾氣器正常工作→應(yīng)及時打開放水閥5，放掉污水。圖10-7分水濾氣器的結(jié)構(gòu)簡圖

三、輔助元件

（一）、油霧器氣動系統(tǒng)中的各種氣閥、氣缸、氣馬達等，其可動部分都需要潤滑，但以壓縮空氣為動力的氣動元件都是密封氣室，不能用一般方法注油，只能以某種方法將油混入氣流中，帶到需要潤滑的地方。油霧器就是這樣一種特殊的注油裝置，它使?jié)櫥挽F化后注入空氣流中，隨空氣進入需要潤滑的部件。用這種方法加油，具有潤滑均勻、穩(wěn)定，耗油量少和不需要大的貯油設(shè)備等特點。圖10-8所示為油霧器的結(jié)構(gòu)原理圖。圖10-8油霧器結(jié)構(gòu)

壓縮空氣→入口1→大部分氣體從主氣道流出；一小部分氣體→小孔2→4特殊單向閥10→貯油杯5的上腔A→油液→吸油管11→單向閥6→節(jié)流閥7→視油器8→滴入噴嘴小孔3→隨主管道通過的氣流引射出來，霧化后隨氣流→輸出。

這種油霧器可以在不停氣的情況下加油,關(guān)鍵的零件是特殊單向閥10。

當(dāng)沒有氣流輸入時,如圖10-9a所示，閥中的彈簧把鋼球頂起,封住加壓通道,閥處于截止?fàn)顟B(tài)；

正常工作時,如圖10-9b所示，壓力氣體推開鋼球進入油杯,油杯內(nèi)氣體的壓力加上彈簧的彈力使鋼球懸浮于中間位置,單向閥10處于打開狀態(tài)；

當(dāng)進行不停氣加油時,擰松加油孔的油塞,貯油杯中的氣壓立刻降至大氣壓,輸入的氣體壓力把鋼球壓至下端位置,使單向閥10處于反向關(guān)閉狀態(tài),封住了油杯的進氣道,不致使油杯中的油液因高壓氣體流入而從加油孔中噴出。此外由于單向閥6的作用,壓縮空氣也不能從吸油管倒流入油杯。所以可在不停氣的情況下,往杯內(nèi)加油,當(dāng)加油完畢擰緊油塞后,因截止閥有少許的漏氣,A腔內(nèi)壓力逐漸上升,直至把鋼球推至中間位置,油霧器正常工作。

油霧器一般應(yīng)安裝在分水濾氣器、減壓閥之后,盡量靠近換向閥,應(yīng)避免安裝在換向閥與氣缸之間,以免造成浪費。

一般稱分水濾氣器、減壓閥、油霧器為氣源處理裝置（舊稱氣動三大件，又稱氣動三聯(lián)件)，是氣動系統(tǒng)中必不可少的輔助裝置

氣源處理裝置的外觀及職能符號(a)外觀；(b)詳細(xì)職能符號；(c)簡略職能符號

氣動回路與液壓回路不同,它沒有回氣管道,壓縮空氣使用后直接排入大氣,因排氣速度較高,會產(chǎn)生強烈的排氣噪聲。為降低噪聲,一般在換向閥的排氣口安裝消聲器。常用的消聲器有以下幾種。

1．吸收型消聲器主要依靠吸聲材料消聲。QXS型消聲器就是吸收型的,如圖10-10所示。消聲套是多孔的吸聲材料,用聚苯乙烯顆?；蜚~珠燒結(jié)而成。當(dāng)有壓氣體通過消聲套排出時,引起吸聲音材料細(xì)孔和狹縫中的空氣振動,使一部分聲能由于摩擦轉(zhuǎn)換成熱能,從而降低了噪聲。這種消聲器結(jié)構(gòu)簡單,吸聲材料的孔眼不易堵塞，可以較好地消除中、高頻噪聲音，消聲效果大于20dB。氣動系統(tǒng)的排氣噪聲主要是中、高頻噪聲，尤其是高頻噪聲居多，所以這種消聲器適合于一般氣動系統(tǒng)使用。（二）、消聲器

2．膨脹干涉型消聲器這種消聲器的直徑比排氣孔徑大得多，氣流在里面擴散、碰壁反射，互相干涉，降低了噪聲的強度，這種消聲器的特點是排氣阻力小，可消除中、低頻噪聲，但結(jié)構(gòu)不夠緊湊。

3．膨脹干涉吸收型消聲器是上述兩種消聲器的結(jié)合，即在膨脹干涉型消聲器的殼體內(nèi)表面敷設(shè)吸聲材料而制成的。圖10-11所示為膨脹干涉吸收型消聲器的結(jié)構(gòu)圖。在消聲器的入口開設(shè)了許多中心對稱的斜孔，它使得高速進入消聲器的氣流被分成許多小的流束，在進入無障礙的擴張室A后，氣流被極大的減速,碰壁后反射到B室，氣流束的相互撞擊、干涉而使噪聲減弱，然后氣流經(jīng)過吸音材料的多孔側(cè)壁排入大氣，噪聲又一次被削弱。這種消聲器的效果比前兩種更好，低頻可消聲20dB,高頻可消聲40dB。消聲器的選擇，在一般使用場合，可根據(jù)換向閥的通徑選用吸收型消聲器，對消聲效果要求高的場合，可選用后兩種消聲器。圖10-11膨脹干涉吸收型消聲器

氣動執(zhí)行元件在氣動系統(tǒng)中是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變成機械能的元件。包括氣缸和氣馬達，氣缸用于實現(xiàn)直線往復(fù)運動或擺動，馬達用于實現(xiàn)連續(xù)的回轉(zhuǎn)運動。

一、氣缸

(一)氣缸的分類

1)按活塞端面受壓狀態(tài)可分為：單作用氣缸和雙作用氣缸。

2）按結(jié)構(gòu)特征可分為：活塞式氣缸、柱塞式氣缸、薄膜式氣缸、葉片式擺動氣缸、齒輪齒條式擺動氣缸等。

3）按功能可分為：普通氣缸和特殊氣缸。普通氣缸是指一般活塞式氣缸，用于無特殊要求的場合。特殊氣缸用于有特殊要求的場合，如氣—液阻尼缸、薄膜式氣缸、沖擊氣缸、伸縮氣缸等。

（二）常見氣缸的工作原理及用途普通氣缸的工作原理及用途類似于液壓缸，不再贅述，僅介紹特殊氣缸。

1.氣液阻尼缸因空氣具有可壓縮性，一般氣缸在工作載荷變化較大時，會出現(xiàn)“爬行”或“自走”現(xiàn)象，平穩(wěn)性較差,如果要求較高時，可采用氣液阻尼缸。第三節(jié)氣動執(zhí)行元件

氣液阻尼缸是由氣缸和液壓缸組合而成，以壓縮空氣為能源，以液壓油作為控制調(diào)節(jié)氣缸運動速度的介質(zhì)，利用液體的不可壓縮性和控制液體排量來獲得活塞的平穩(wěn)運動和調(diào)節(jié)活塞的運動速度。圖10-12所示為氣液阻尼缸的工作原理圖，氣缸活塞的左行速度可由節(jié)流閥4來調(diào)節(jié)，油箱1起補油作用。一般將雙活塞桿腔作為液壓缸，這樣可使液壓缸兩腔的排油量相等，以減小補油箱1的容積。

圖10-12

2．薄膜式氣缸

薄膜式氣缸是以薄膜取代活塞帶動活塞桿運動的氣缸。圖10-13a所示為單作用薄膜式氣缸,此氣缸只有一個氣口。當(dāng)氣口輸入壓縮空氣時，推動膜片2、膜盤3、活塞桿4向下運動，而活塞桿的上行需依靠彈簧力的作用。圖10-13b為雙作用薄膜式氣缸，有兩個氣口，活塞桿的上下運動都依靠壓縮空氣來推動。薄膜式氣缸結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、制造容易、維修方便、壽命長，但因膜片的變形量有限，氣缸的行程較小，且輸出的推力隨行程的增大而減小。膜片式氣缸的膜片一般由夾織物橡膠、鋼片或磷青銅片制成,膜片的結(jié)構(gòu)有平膜片（圖10-13b）、碟形膜片（圖10-13a）和滾動膜片。根據(jù)活塞桿的行程可選擇不同的膜片結(jié)構(gòu)，平膜片氣缸的行程僅為膜片直徑的0.1倍，碟形膜片行程可達0.25倍，而滾動膜片氣缸的行程可以很長。

3．沖擊氣缸

沖擊氣缸是把壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為活塞高速運動能量的一種氣缸，活塞的最大速度可達每秒十幾米，能完成下料、沖孔、鐓粗、打印、彎曲成形、鉚接、破碎、模鍛等多種作業(yè)。具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、加工容易、成本低、使用可靠、沖裁質(zhì)量好等優(yōu)點。沖擊氣缸有普通型、快排型、壓緊活塞式三種，圖10-14所示為普通型沖擊氣缸的結(jié)構(gòu)簡圖。沖擊氣缸由缸體、中蓋、活塞、活塞桿等零件組成，中蓋與缸體固結(jié)在一起，其上開有噴嘴口和泄氣口，噴嘴口直徑約為缸徑的1/3。中蓋和活塞把缸體分成三個腔室：蓄能腔、活塞腔和活塞桿腔，活塞上安裝橡膠密封墊，當(dāng)活塞退回到頂點時，密封墊便封住噴嘴口，使蓄能腔和活塞腔之間不通氣。

圖10-14

當(dāng)壓縮空氣剛進入蓄能腔時，其壓力只能通過噴嘴口的小面積作用在活塞上，還不能克服活塞桿腔的排氣壓力所產(chǎn)生的向上推力以及活塞和缸之間的摩擦阻力，噴嘴口處于關(guān)閉狀態(tài)。隨著空氣的不斷進入，蓄能腔的壓力逐漸升高，當(dāng)作用在噴嘴口面積上的總推力足以克服活塞受到的阻力時，活塞開始向下運動，噴嘴口打開。此時蓄能腔的壓力很高，活塞腔的壓力為大氣壓力，所以蓄能腔內(nèi)的氣體通過噴嘴口以聲速流向活塞腔作用于活塞全面積上。高速氣流進入活塞腔進一步膨脹并產(chǎn)生沖擊波，波的陣面壓力可達氣源壓力的幾倍到幾十倍，而此時活塞桿腔的壓力很低，所以活塞在很大壓差的作用下迅速加速，加速度可達1000m/s以上，活塞在很短的時間（約為0.25~1.25s）內(nèi)，以極高的速度（平均速度可達8m/s）沖下，從而獲得巨大的動能。

4.回轉(zhuǎn)氣缸

圖10-15所示為回轉(zhuǎn)氣缸的工作原理圖。它由導(dǎo)氣頭、缸體、活塞桿活塞等組成，這種氣缸的缸體連同缸蓋及導(dǎo)氣頭芯6可被攜帶回轉(zhuǎn)，活塞4及活塞桿1只能作往復(fù)直線運動，導(dǎo)氣頭體9外接管路而固定不動。

二、氣動馬達

氣動馬達是把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，其作用相當(dāng)于電動機或液壓馬達。它輸出轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運動。在氣壓傳動中使用最廣泛的是葉片式、活塞式氣動馬達。

1．葉片式氣動馬達的工作原理

圖10-16所示是葉片式氣動馬達的工作原理圖。壓縮空氣由A孔輸入，小部分經(jīng)定子兩端的密封蓋的槽進入葉片底部（圖中未表示），將葉片推出，使葉片貼緊在定子內(nèi)壁上；大部分壓縮空氣進入相應(yīng)的密封空間而作用在兩個葉片上，由于兩葉片伸出長度不等，就產(chǎn)生了轉(zhuǎn)矩差，使葉片與轉(zhuǎn)子按逆時針方向旋轉(zhuǎn)；作功后的氣體由定子上的孔C和B排出。若改變壓縮空氣的輸入方向（即壓縮空氣由B孔進入，A孔和C孔排出），則可改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向。

2.徑向活塞式氣動馬達的工作原理圖10-17所示是徑向活塞式氣動馬達的工作原理圖。壓縮空氣經(jīng)進氣孔進入分配閥后再進入氣缸，推動活塞及連桿組件運動，再使曲軸旋轉(zhuǎn)。在曲軸旋轉(zhuǎn)的同時，帶動固定在曲軸上的分配閥同步運動，使壓縮空氣隨著分配閥角度位3.氣動馬達的特點及應(yīng)用

(1)氣動馬達的特點

1)工作安全,具有防爆性能,適用于惡劣的環(huán)境,在易燃、燃、易爆、高溫、振動、潮濕、粉塵等條件下均能正常工作。

2)有過載保護作用。過載時馬達只是降低轉(zhuǎn)速或停止,當(dāng)過載解除后，立即可重新正常運轉(zhuǎn)，并不產(chǎn)生故障。

3)可以無級調(diào)速。只要控制進氣流量，就能調(diào)節(jié)馬達的功率和轉(zhuǎn)速。

4)比同功率的電動機輕1/3~1/10，輸出功率慣性比較小。

5)可長期滿載工作，而溫升較小。

6)功率范圍及轉(zhuǎn)速范圍均較寬，功率小至幾百瓦，大至幾萬瓦；轉(zhuǎn)速可從每分鐘幾轉(zhuǎn)到上萬轉(zhuǎn)。

7)具有較高的啟動轉(zhuǎn)矩,可以直接帶負(fù)載啟動，啟動、停止迅速

8)結(jié)構(gòu)簡單,操縱方便,可正反轉(zhuǎn),維修容易,成本低。

9)速度穩(wěn)定性差。輸出功率小，效率低，耗氣量大。噪聲大，容易產(chǎn)生振動。置的改變而進入不同的缸內(nèi)，依次推動各個活塞運動,并由各活塞及連桿帶動曲軸連續(xù)運轉(zhuǎn)，與此同時，與進氣缸相對應(yīng)的氣缸則處于排氣狀態(tài)。(2）氣動馬達的應(yīng)用

氣動馬達的工作適應(yīng)性較強，可適用于無級調(diào)速、啟動頻繁、經(jīng)常換向、高溫潮濕、易燃易爆、負(fù)載啟動、不便人工操縱及有過載可能的場合。目前，氣動馬達主要應(yīng)用于礦山機械、專業(yè)性的機械制造業(yè)、油田、化工、造紙、煉鋼、船舶、航空、工程機械等行業(yè)，許多氣動工具如風(fēng)鉆、風(fēng)扳手、風(fēng)砂輪、風(fēng)動鏟刮機均裝有氣動馬達，隨著氣壓傳動的發(fā)展，氣動馬達的應(yīng)用將日趨廣泛。氣動控制元件是指在氣壓傳動系統(tǒng)中，控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量和方向等的各類控制閥，按功能可分為壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥以及能實現(xiàn)一定邏輯功能的氣動邏輯元件。

一、壓力控制閥在氣壓傳動系統(tǒng)中，控制壓縮空氣的壓力以控制執(zhí)行元件的輸出推力和依靠空氣壓力來控制執(zhí)行元件動作順序的閥統(tǒng)稱為壓力控制閥，它包含有減壓閥、順序閥和安全閥。壓力控制閥是利用壓縮空氣作用在閥芯上的力和彈簧力相平衡的原理來進行工作的。

1.減壓閥氣動裝置的氣源，一般來自壓縮空氣站。壓縮空氣站的壓力通常都高于每臺裝置所需的工作壓力，且壓力波動較大，因此在系統(tǒng)入口處需要安裝一個具有減壓、穩(wěn)壓作用的元件，即減壓閥。以將入口處空氣壓力調(diào)節(jié)到每臺氣動裝置實際需要的壓力，并保持該壓力值的穩(wěn)定。

減壓閥按照壓力調(diào)節(jié)的方式可分為直動式和先導(dǎo)式。圖10-18所示為QTY型直動式減壓閥的結(jié)構(gòu)圖。其工作原理是：當(dāng)閥處于工作狀態(tài)時，將旋鈕1旋下，由壓縮彈簧2、3推動膜片5和閥芯8下移，進氣閥口被打開，壓縮空氣從左端輸入。壓縮空氣經(jīng)閥口節(jié)流減壓后從右端輸出，一部分氣流經(jīng)阻尼管7進入膜片氣室，在膜片5的下面產(chǎn)生一個向上的推力，這個推力總是企圖把閥口開度關(guān)小，使其輸出壓力下降。當(dāng)作用在膜片上的推力與彈簧力互相平衡時，減壓閥的輸出壓力便保持穩(wěn)定。

減壓閥可自動調(diào)整閥口的開度以保證輸出壓力的穩(wěn)定。當(dāng)輸入壓力發(fā)生波動，如輸入壓力瞬時升高時，此時輸出壓力也隨之升高，作用在膜片5上的氣體推力也相應(yīng)增大，破壞了原來的力平衡，使膜片5向上移動，有少量氣體經(jīng)溢流孔4、排氣孔11排出。在膜片上移的同時，因復(fù)位彈簧10的作用，使閥芯8也向上移動，進氣閥口開度減小，節(jié)流作用增大，使輸出壓力下降，直到新的平衡為止。重新平衡后的輸出壓力又基本上恢復(fù)至原值。這種減壓閥在使用過程中，常常從溢流孔排出少量氣體，因此稱為溢流式減壓閥。當(dāng)閥不使用時，應(yīng)把旋松旋鈕1放松，使彈簧2、3恢復(fù)自由狀態(tài)，以免膜片經(jīng)常受壓變形。此時，閥芯8在復(fù)位彈簧10的作用下，關(guān)閉進氣閥口。這樣，減壓閥便處于截止?fàn)顟B(tài)，無氣流輸出。

安裝減壓閥時：

1.最好手柄在上，以便于操作。

2.要按氣流的方向和閥體上的箭頭方向，依照分水濾氣器——減壓閥——油霧器的安裝次序進行安裝。

3.調(diào)壓時應(yīng)由低向高調(diào)，直至規(guī)定的調(diào)壓值為止。

2.順序閥順序閥是依靠氣路中壓力的大小來控制氣動回路中各執(zhí)行元件動作的先后順序的壓力控制閥，其作用和工作原理與液壓順序閥基本相同，順序閥常與單向閥組合成單向順序閥。圖10-19所示為單向順序閥的工作原理圖。當(dāng)壓縮空氣由P口輸入時，單向閥4在壓差力及彈簧力的作用下處于關(guān)閉狀態(tài)，作用在活塞3上的輸入側(cè)P的空氣壓力如超過壓縮彈簧2上的預(yù)緊力時，活塞被頂起，順序閥打開，壓縮空氣由A輸出；當(dāng)壓縮空氣反向流動時，輸入側(cè)排氣變成排氣口，輸出側(cè)壓力將頂開單向閥，由O口排氣。調(diào)節(jié)手柄1就可改變單向順序閥的開啟壓力。

3.安全閥在氣壓系統(tǒng)中，為防止管路、氣罐等的破壞，應(yīng)限制回路中的最高壓力，此時應(yīng)采用安全閥。安全閥的工作原理是：當(dāng)回路中的壓力達到某給定值時，使部分或全部氣體從排氣口溢出，以保證回路壓力的穩(wěn)定。圖10-20所示為安全閥的工作原理圖。當(dāng)系統(tǒng)中的壓力低于調(diào)定值時，閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到安全閥的開啟壓力時，空氣推動活塞3上移，閥門開啟排氣，直到系統(tǒng)壓力降至低于調(diào)定值時，閥口又重新關(guān)閉。安全閥的開啟壓力可通過調(diào)整彈簧2的預(yù)壓縮量來調(diào)節(jié)。二、流量控制閥

流量控制閥是通過改變閥的通流面積來調(diào)節(jié)壓縮空氣的流量，從而控制氣缸的運動速度、換向閥的切換時間和氣動信號的傳遞速度的氣動控制元件。流量控制閥包括節(jié)流閥、單向節(jié)流閥、排氣節(jié)流閥等。

1.節(jié)流閥圖10-21所示為圓柱斜切型節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)圖。壓縮空氣由P口進入，經(jīng)過節(jié)流后，由A口流出。旋轉(zhuǎn)閥芯螺桿可改變節(jié)流口的開度。由于這種節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)簡單，體積小，故應(yīng)用范圍較廣。

2.單向節(jié)流閥單向節(jié)流閥是由單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成的組合式流量控制閥，常用來控制氣缸的運動速度，又稱為速度控制閥。圖10-22所示為單向節(jié)流閥工作原理圖，當(dāng)氣流由P向A流動時，單向閥關(guān)閉，節(jié)流閥節(jié)流；反方向流動時，單向閥打開，不節(jié)流。

3.排氣節(jié)流閥

排氣節(jié)流閥是裝在執(zhí)行元件的排氣口處，調(diào)節(jié)排入大氣的流量，以改變執(zhí)行元件的運動速度的一種控制閥。它常帶有消聲器件以降低排氣噪聲，并能防止不清潔的環(huán)境通過排氣孔污染氣路中的元件。圖10-23所示是排氣節(jié)流閥的工作原理圖。在氣壓傳動中，用流量控制的方來調(diào)節(jié)氣缸的運動速度是比較困難的，特別是在超低速控制中，要按照預(yù)定行程來控制速度，只用氣動很難實現(xiàn)，在外部負(fù)載變化很大時，僅用氣動流量閥也不會得到滿意的效果。但注意以下幾點，可使氣動控制速度達到比較滿意的效果。

1.徹底防止管道中的泄漏。

2.特別注意氣缸內(nèi)表面加工精度和表面粗糙度。

3.保持氣缸內(nèi)的正常潤滑狀態(tài)。

4.加在氣缸活塞桿上的載荷必須穩(wěn)定。

5.流量控制閥盡量裝在氣缸附近。

方向控制閥是控制壓縮空氣的流動方向和氣路的通斷，以控制執(zhí)行元件的動作的一類氣動控制元件，它是氣動系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種控制元件。按氣流在閥內(nèi)的流動方向，方向閥可分為單向型控制閥和換向型控制閥。按控制方式，方向閥分為手動控制、氣動控制、電動控制、機動控制、電氣動控制等。按切換的通路數(shù)目，方向閥分為二通閥、三通閥、四通閥和五通閥等。按閥芯工作位置的數(shù)目，方向閥分為二位閥和三位閥。

（一）單向型控制閥

1.

單向閥

氣體只能沿一個方向流動，反方向不能流動的閥，與液壓閥中的單向閥相似。其結(jié)構(gòu)如圖10-24所示。三、方向控制閥圖10-24

2.或門型梭閥或門型梭閥相當(dāng)于兩個單向閥的組合，其作用相當(dāng)于邏輯元件中的“或門”，即P1、P2有壓縮空氣輸入時，A口就有壓縮空氣輸出，但P1與P2不相通。其結(jié)構(gòu)如圖10-25所示。P1口進氣時，推動閥芯右移，使P2口堵死，壓縮空氣從A口輸出；當(dāng)P2口進氣時，推動閥芯左移，使P1口堵死，A口仍有壓縮空氣輸出；當(dāng)P1、P2都有壓縮空氣輸入時，按壓力加入的先后順序和壓力的大小而定，若壓力不同，則高壓口的通路打開，低壓口的通路關(guān)閉，A口輸出高壓。

a)b)

圖10-25

a)P1口進氣，壓縮空氣從A口輸出b)

P2口進氣，仍從A口輸出。

3.快速排氣閥快速排氣閥簡稱快排閥，是為使氣缸快速排氣，加快氣缸運動速度而設(shè)置的，一般安裝在換向閥和氣缸之間，圖10-26所示為膜片式快速排氣閥，當(dāng)P口進氣時，推動膜片向下變形，打開P與A的通路，關(guān)閉O口；當(dāng)P口沒有進氣時，A口的氣體推動膜片向上復(fù)位，關(guān)閉P口，A口氣體經(jīng)O口快速排出。

（二）換向型控制閥

1.氣壓控制換向閥氣壓控制換向閥是利用空氣壓力推動閥芯運動，使得換向閥換向，從而改變氣體的流動方向的換向閥，在易燃、易爆、潮濕、粉塵大的工作條件下，使用氣壓控制安全可靠。氣壓控制換向閥分為加壓控制、泄壓控制、差壓控制和延時控制。常用的是加壓控制和差壓控制。加壓控制是指加在閥芯上的控制信號的壓力值是漸升的，當(dāng)控制信號的氣壓增加到閥的切換動作壓力時，閥便換向，這類閥有單氣控和雙氣控之分；差壓控制是利用控制氣壓在閥芯兩端面積不等的控制活塞上產(chǎn)生推力差，從而使閥換向的一種控制方式。

（1）單氣控加壓式換向閥利用空氣的壓力與彈簧力相平衡的原理來進行控制。圖10-27所示為二位三通單氣控加壓式換向閥的工作原理圖。圖10-27當(dāng)K口有壓縮空氣輸入時，閥芯下移，P與A通，O不通。當(dāng)K口沒有壓縮空氣輸入時，閥芯在彈簧力和P腔氣體壓力的作用下，閥芯位于上端，A與O通，P不通。

（2）雙氣控加壓式換向閥換向閥閥芯兩邊都可作用壓縮空氣，但一次只作用于一邊，這時換向閥具有記憶功能，即控制信號消失后，閥仍能保持在信號消失前的工作狀態(tài)。

（3）氣壓延時換向閥圖10-28所示為氣壓延時換向閥。它是一種帶有時間信號元件的換向閥，由氣容C和一個單向節(jié)流閥組成時間信號元件，用它來控制主閥換向。當(dāng)K口通入信號氣流時，氣流通過節(jié)流閥1的節(jié)流口進入氣容C，經(jīng)過一定時間后，使主閥心4左移而換向。調(diào)節(jié)節(jié)流口的大小可控制主閥延時換向的時間，一般延時時間為幾分之一秒至幾分鐘。當(dāng)去掉信號氣流后，氣容C經(jīng)單向閥快速放氣，主閥心在左端彈簧作用下返回右端。圖10-28

2.

電磁控制換向閥電磁控制換向閥是利用電磁力的作用推動閥芯換向，從而改變氣流方向的氣動換向閥。按照電磁控制部分對換向閥的推動方式，可分為直動式和先導(dǎo)式兩大類。

（1）直動式電磁換向閥電磁鐵的動鐵芯在電磁力的作用下，直接推動閥芯換向的氣閥，稱為直動式電磁換向閥，有單電控和雙電控兩種。工作原理與液壓傳動中電磁換向閥相似。

（2）先導(dǎo)式電磁換向閥先導(dǎo)式電磁換向閥是由電磁先導(dǎo)閥和氣動換向閥組成，它利用直動式電磁閥輸出的先導(dǎo)氣壓去控制主閥閥芯的換向，相當(dāng)于一個電氣換向閥。按照該類換向閥有無專門的外接控制油口，可分為外控式和內(nèi)控式兩種。圖10-29所示為二位三通先導(dǎo)式電磁閥（內(nèi)控式）。圖示位置工作腔A通過O腔排氣，當(dāng)通電時銜鐵被吸上，壓縮空氣經(jīng)閥桿中間孔到活塞皮碗上腔，把閥芯壓下，使進氣腔P和工作腔A相通，切斷排氣腔O。圖10-29b為二位三通先導(dǎo)式電磁閥的圖形符號。

圖10-30為二位五通先導(dǎo)式電磁閥的工作原理圖和圖形符號,圖10-30a為電磁先導(dǎo)閥1的線圈通電時

(先導(dǎo)閥2斷電)的狀態(tài)，此時主閥3的K1腔進氣，K2腔排氣，使主閥閥心向右移動，P與A接通，同時B與O2接通，B口排氣。反之,圖10-30b為電磁先導(dǎo)閥2的線圈通電時

(先導(dǎo)閥1斷電)的狀態(tài)，K2腔進氣，K1腔排氣時，主閥心向左移動，P與B接通，A口排氣。先導(dǎo)式雙電控閥具有記憶功能，即通電時換向，斷電時并不返回原位。應(yīng)注意的是，兩電磁鐵不能同時通電。

人力控制換向閥和機械控制換向閥是利用人力（手動或腳踏）和機動（通過凸輪、滾輪、擋塊等）來控制換向閥換向。其工作原理與液壓閥相類似，在此不再重復(fù)。

四、氣動邏輯元件簡介第五節(jié)真空元件及應(yīng)用在氣壓傳動系統(tǒng)中，低于大氣壓力下工作的元件稱為真空元件，由真空元件組成的氣壓傳動系統(tǒng)稱為真空系統(tǒng)。在電子、半導(dǎo)體元件組裝、汽車組裝、自動搬運機械、食品機械、印刷機械、機器人等許多方面，以真空吸附為動力源，作為實現(xiàn)自動化的一種手段得到廣泛的應(yīng)用。對任何具有較光滑表面的物體，特別對于非鐵、非金屬且不適合夾緊的物體，如薄的柔軟的紙張、塑料膜，易碎的玻璃及其制品，集成電路等微型精密零件，都可使用真空吸附，完成各種工作。在工業(yè)中，真空系統(tǒng)一般由真空發(fā)生裝置（真空壓力源）、吸盤（執(zhí)行元件）、控制閥（有手動閥、機控閥、氣控閥和電磁閥）及附件（過濾器、消聲器等）組成。

一、真空發(fā)生器真空發(fā)生裝置有真空泵和真空發(fā)生器兩種。真空泵是在吸入口形成負(fù)壓，排氣口直接通大氣，吸入口和排氣口兩端可獲得很大的壓力比。真空發(fā)生器是利用壓縮空氣的流動而形成一定真空度的氣動元件。由它們組成的典型真空回路如圖10-36所示。

在圖10-36a中，當(dāng)吸持物體時,真空切換閥12的電磁鐵通電，真空泵吸氣，在真空吸盤10處產(chǎn)生真空，將物體吸住。當(dāng)放開物體時，真空切換閥12的電磁鐵斷電，真空破壞閥5的電磁鐵通電，真空系統(tǒng)破壞，將物體放開。

在圖10-36b中，當(dāng)吸持物體時，供給閥17的電磁鐵通電，壓縮空氣通過真空發(fā)生器18、消聲器排入大氣，由于真空發(fā)生器18的作用，在真空吸盤10處產(chǎn)生真空，將物體吸住。當(dāng)放開物體時，供給閥17的電磁鐵斷電，真空破壞閥5的電磁鐵通電，真空系統(tǒng)破壞，將物體放開。

圖10-37所示為真空發(fā)生器的工作原理圖。當(dāng)供氣壓力高于一定值后，壓縮空氣通過噴嘴1射入接收室2時，形成超聲速射流。射流卷吸接收室內(nèi)的靜止空氣并和它一起向前流動進入混合室3并由擴散室4導(dǎo)出。由于卷吸作用，在接收室內(nèi)形成很低的真空度。接收室下方與吸盤相連就能在吸盤內(nèi)產(chǎn)生真空。靠真空度便能將吸附的物體吸持住。

二、真空吸盤圖10-38為真空吸盤示意圖和圖形符號，真空吸盤是真空系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，用于吸持表面光滑平整的工件，通常它由橡膠材料和金屬骨架壓制而成。吸盤有多種不同的形狀，常用的有圓形平吸盤和波紋形吸盤。波紋形吸盤相對圓形平吸盤有更強的適應(yīng)性，允許工作表面有輕微的不平、彎曲或傾斜，同時在吸持工件進行移動時有較好的緩沖性能。

三、其他真空元件真空系統(tǒng)中除了真空發(fā)生器和真空吸盤這兩個主要元件外，還有真空電磁閥、真空壓力開關(guān)、空氣過濾器、油霧分離器、真空安全開關(guān)等元件。

1)真空電磁閥：控制真空發(fā)生器通斷。

2)空氣過濾器、油霧分離器：防止壓縮空氣中污染物引起真空元件故障。

3)真空壓力開關(guān)：檢測真空度是否達到要求，防止工件因吸持不牢而跌落。

4)真空安全開關(guān)：在由多個真空吸盤構(gòu)成的真空系統(tǒng)中確保一個吸盤失效后維持系統(tǒng)真空度不變。

四、真空系統(tǒng)使用注意事項

1)在惡劣環(huán)境中工作時，真空壓力開關(guān)前應(yīng)安裝過濾器。供給真空系統(tǒng)的氣源應(yīng)經(jīng)過凈化處理，不能含有油霧。

2)吸盤的吸著面積應(yīng)小于工件的表面積，以免發(fā)生泄漏。

3)真空發(fā)生器與吸盤間的連接管應(yīng)盡量短，且不承受外力。擰動時要防止因連接管扭曲變形造成漏氣。

4)為保證停電后保持一定真空度，防止真空失效造成工件松脫，應(yīng)在吸盤與真空發(fā)生器間設(shè)置單向閥，真空電磁閥應(yīng)采用常通型結(jié)構(gòu)。

5)對于大面積的板材宜采用多個大口徑吸盤吸吊，以增加吸吊平穩(wěn)性。

6)一個真空發(fā)生器帶多個吸盤時，其中一個吸盤漏氣，會減小其它吸盤的吸力，應(yīng)單獨配置真空壓力開關(guān)或選用帶單向閥的真空吸盤。

雖然氣動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)一樣，越來越復(fù)雜，但總是由一些基本回路組成的。氣動基本回路是由有關(guān)氣動元件組成的，能完成某種特定功能的基本氣動回路。

一、換向回路在氣動系統(tǒng)中，執(zhí)行元件的啟動、停止或改變運動方向是利用控制進入執(zhí)行元件的壓縮空氣的通、斷或變向來實現(xiàn)的，這些控制回路稱為換向回路。

1.單作用氣缸換向回路圖10-39a為二位三通電磁閥控制的換向回路。電磁鐵通電時靠氣壓使活塞上升；斷電時靠彈簧作用（或其它外力作用）使活塞下降。該回路比較簡單，但對由氣缸驅(qū)動的部件有較高要求，以保證氣缸活塞可靠退回。圖10-39b為用兩個二位二通電磁閥代替圖10-39a中的二位三通電磁閥控制單作用缸的回路。第六節(jié)

氣動基本回路圖10-39c為三位三通電磁閥控制單作用氣缸的回路。氣缸活塞可在任意位置停留，但由于泄漏，其定位精度不高。

2.雙作用氣缸換向回路圖10-40為雙作用氣缸的換向回路。圖10-40a為二位五通電磁閥控制的換向回路。圖10-40b為二位五通單氣控?fù)Q向閥控制的換向回路，氣控?fù)Q向閥由二位三通手動換向控制切換。圖10-40c為雙電控?fù)Q向閥控制的換向回路。圖10-40d為雙氣控?fù)Q向閥控制的換向回路，主閥由兩側(cè)的兩個二位三通手動閥控制，手動閥可遠距離控制，但兩閥必須協(xié)調(diào)動作，不能同時按下。圖10-40e為三位五通電磁換向閥控制的換向回路。該回路可控制雙作用缸換向，還可使活塞在任意位置停留，但定位精度不高。

二、壓力控制回路對系統(tǒng)壓力進行調(diào)節(jié)和控制的回路稱為壓力控制回路。圖10-41為一次壓力控制回路。常用外控溢流閥1保持供氣壓力基本恒定或用電接點式壓力表2來控制空氣壓縮機的轉(zhuǎn)、停，使貯氣罐內(nèi)壓力保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。采用溢流閥結(jié)構(gòu)較簡單、工作可靠，但氣量浪費大；采用電接點式壓力表對電機進行控制要求較高，常用于對小型空壓機的控制。一次壓力控制回路的主要作用是控制貯氣罐內(nèi)的壓力，使其不超過規(guī)定的壓力值。

圖10-42為二次壓力控制回路。利用溢流式減壓閥來實現(xiàn)定壓控制。二次壓力回路的主要作用是控制氣動控制系統(tǒng)的氣源壓力。

圖10-43a為利用換向閥控制高低壓力切換的回路。由換向閥控制輸出氣動裝置所需要的壓力，該回路適用于負(fù)載差別較大的場合。圖10-43b為同時輸出高低壓的回路。

三、速度控制回路速度控制回路的功用在于調(diào)節(jié)或改變執(zhí)行元件的工作速度。

1.單作用缸速度控制回路

圖10-44a為采用節(jié)流閥的調(diào)速回路。通過改變節(jié)流閥的開口來調(diào)節(jié)活塞速度。該回路的運動平穩(wěn)性和速度剛度都較差，

三、速度控制回路

速度控制回路的功用在于調(diào)節(jié)或改變執(zhí)行元件的工作速度。

1.單作用缸速度控制回路

圖10-44a為采用節(jié)流閥的調(diào)速回路。通過改變節(jié)流閥的開口來調(diào)節(jié)活塞速度。該回路的運動平穩(wěn)性和速度剛度都較差，易受外負(fù)載變化的影響。適用于對速度穩(wěn)定性要求不高場合。

圖10-44b為采用單向節(jié)流閥的調(diào)速回路?；钊膬蓚€方向運動速度分別由二個單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)。該回路的特點和圖10-44a所示回路相同。易受外負(fù)載變化的影響。適用于對速度穩(wěn)定性要求不高場合。

2.雙作用缸速度控制回路圖10-45a為進口節(jié)流調(diào)速回路?；钊倪\動速度靠進氣側(cè)的單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)。該回路承載能力大，但不能承受負(fù)值負(fù)載，運動平穩(wěn)性差，受外負(fù)載變化的影響大。是適用于對速度穩(wěn)定性要求不高的場合。圖10-45b為出口節(jié)流調(diào)速回路。活塞的運動速度靠排氣側(cè)的單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)。該回路可承受負(fù)值負(fù)載，運動平穩(wěn)性好，受外負(fù)載變化的影響較小。

3.氣液聯(lián)動速度控制回路

氣液聯(lián)動速度控制回路具有運動平穩(wěn)、停止準(zhǔn)確、泄漏途徑少、制造維修方便、能耗低等特點。圖10-46a為利用氣液轉(zhuǎn)換器的速度控制回路。通過改變節(jié)流閥開口來實現(xiàn)兩個運動方向的無級調(diào)速。它要求氣液轉(zhuǎn)換器的油量大于液壓缸的容積，并有一定余量。該回路運動平穩(wěn)，但氣、油之間要求密封性好，以防止空氣混入油中，保證運動速度的穩(wěn)定。圖10-46b為利用氣液轉(zhuǎn)換器和行程閥來實現(xiàn)變速的速度控制回路?？啃谐涕y的切換，使活塞由快進轉(zhuǎn)變?yōu)槁M。改變單向節(jié)流閥開口?？色@得任意低速。圖10-46c為利用氣液阻尼缸的速度控制回路。通過調(diào)節(jié)兩個單向節(jié)流閥的開口來分別獲得兩個運動方向的無級調(diào)速。

四、位置控制回路位置控制回路的功用在于控制執(zhí)行元件在預(yù)定或任意位置停留。圖10-47a為用緩沖擋鐵的位置控制回路?？烤彌_器1使活塞在預(yù)定位置之前緩沖，最后由定位塊2強迫小車停止。該回路結(jié)構(gòu)簡單，但有沖擊振動，小車與擋鐵的經(jīng)常碰撞、磨損對定位精度有影響。適用于慣性負(fù)載較小，且運動速度不高的場合。圖10-47b為用二位閥和多位缸的位置控制回路。由手動閥1、2、3經(jīng)梭閥6、7控制兩個換向閥4和5。當(dāng)閥2動作時，兩活塞桿都縮回；閥3動作時，兩活塞桿一伸一縮。該回路多應(yīng)用于流水線上對物件進行檢測、分選等。圖10-47c為用氣液轉(zhuǎn)換器的位置控制回路。利用二位二通閥可使液壓缸活塞停留在任意位置。該回路適用于要求定位精度較高的場合。

五、往復(fù)動作控制回路往復(fù)動作控制回路可使執(zhí)行元件按所要求的往復(fù)次數(shù)或狀態(tài)動作；程序動作控制回路可使執(zhí)行元件按預(yù)定的程序動作。

圖10-48a為行程閥控制的單往復(fù)回路。每按一次手動閥，氣缸往復(fù)動作一次。圖10-48b為延時復(fù)位的單往復(fù)動作回路?；钊倚械竭_預(yù)定行程壓下行程閥后，需經(jīng)一定時間延遲，氣源對氣容C充氣后，主控閥才換向，使活塞返回。該回路結(jié)構(gòu)簡單，可用于行程終點需短時間停留的場合。圖10-48c為雙缸順序動作控制回路。兩缸A、B按A進-B進-B退-A退（即1—2—3—4）的順序動作。每按一次手動閥，氣缸實現(xiàn)一次工作循環(huán)。

六、延時回路

圖10-49a為延時接通是門回路。延時元件在主閥先導(dǎo)信號輸入側(cè)形成進氣節(jié)流。輸入先導(dǎo)信號A后須延遲一定時間，待氣容中的壓力達到一定值時，主閥才能換向，使F有輸出。延時時間由節(jié)流閥調(diào)節(jié)。

圖10-49b為延時切斷是門回路。延時遠件組成排氣節(jié)流回路，輸入信號A后，單向閥被推開，主閥迅速換向，立即有信號F輸出。但當(dāng)信號A切斷后，氣容內(nèi)尚有一定的壓力，須延遲一定時間后，輸出F才能被切斷。延時時間由節(jié)流閥調(diào)節(jié)。

圖10-49c為延時通-斷是門回路。調(diào)節(jié)兩個單向節(jié)流閥可分別調(diào)節(jié)接通和斷開的延時時間。

圖10-49d是延時動作非門回路。延時動作時間由單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)。

圖10-49e是延時復(fù)位非門回路。延時復(fù)位時間由單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)。七、雙穩(wěn)回路

雙穩(wěn)回路的功用在于其“記憶”機能。當(dāng)有置位（或復(fù)位）信號作用后，輸出對應(yīng)某一工作狀態(tài)。在該信號取消后，其它復(fù)位（或置位）信號作用前，原輸出狀態(tài)一直保持不變。

圖10-50a是雙穩(wěn)型二位五通閥的雙穩(wěn)回路。當(dāng)有置位信號S后，缸1右行，即使置位信號消失，在復(fù)位信號R到來之前，由于雙穩(wěn)型閥切換在左位，所以缸仍處于（穩(wěn)定在）右行狀態(tài)；當(dāng)R信號作用后，則缸處于（穩(wěn)定在）左行狀態(tài)。

圖10-50b是反饋型雙穩(wěn)回路。當(dāng)置位信號S輸入后，閥1和閥3依次切換，活塞為前進狀態(tài)；若信號S消失后，反饋信號P被封閉于閥1、2之間，閥3仍然為上位工作，氣缸活塞仍然處于前進狀態(tài)。復(fù)位信號R輸入后，氣缸活塞即處于后退狀態(tài)。第七節(jié)

氣動系統(tǒng)實例

一、門戶開閉裝置門的形式多種多樣，有推門、拉門、屏風(fēng)式的折疊門、左右門扇的旋轉(zhuǎn)門以及上下關(guān)閉的門等。在此就拉門、折疊門以及旋轉(zhuǎn)門三種氣動回路加以說明。

1.拉門的自動開閉回路之一

這種形式的自動門是在門的前后裝有略微浮起的踏板，行人踏上踏板后，踏板下沉壓至檢測用閥，門就自動打開。行人走過去后，檢測閥自動地復(fù)位換向，門就自動關(guān)閉。圖10-51就是該裝置的回路圖。此回路較簡單，回路中調(diào)速閥3與4起著重要的作用，調(diào)節(jié)門的開關(guān)速度。在有“X”處裝有手動閘閥，作為故障時的應(yīng)急辦法，。

圖10-52為拉門的另一種自動開閉回路。該裝置是通過連桿機構(gòu)將氣缸活塞桿的直線運動轉(zhuǎn)換成門的開閉運動。利用超低壓氣動閥來檢測行人的踏板動作。在踏板6、11的下方裝有一端完全密封的橡膠管，而管的另一端與超低壓氣動閥7和12的控制口相連接。因此，當(dāng)人站在踏板上時，橡膠管內(nèi)的壓力上升，超低壓氣動閥就開始工作。2.拉門的自動開閉回路之二

首先用手動閥1使壓縮空氣通過閥2讓氣缸4的活塞桿伸出來（關(guān)閉門）。若有人站在踏板6或11上，則超低壓氣動閥7或12動作使氣動閥2換向，氣缸4的活塞桿收回（門打開）。若是行人已走過踏板6和11的時候，則閥2控制腔的壓縮空氣經(jīng)由氣容10和閥9、8組成的延時回路而排