項(xiàng)目九 任務(wù)五：識(shí)讀分析氣動(dòng)回路與氣動(dòng)系統(tǒng)

項(xiàng)目九：氣壓轉(zhuǎn)動(dòng)任務(wù)五：識(shí)讀分析氣動(dòng)回路與氣動(dòng)系統(tǒng)授課教師：某某某任務(wù)概述氣壓傳動(dòng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的方式之一。由于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)使用安全、可靠，可以在高溫、震動(dòng)、腐蝕、易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作，所以氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用日益廣泛。本任務(wù)通過(guò)分析氣壓傳動(dòng)技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，進(jìn)而學(xué)會(huì)閱讀和分析氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的步驟和方法。知識(shí)與技能氣動(dòng)基本回路是整個(gè)氣動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，熟悉常用的基本回路才能正確分析或設(shè)計(jì)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)。氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)一樣,都是由各種不同功能的基本回路所組成的,并且可以相互參考和借鑒。分析氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的步驟為：分析氣動(dòng)設(shè)備對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作要求；01分析氣動(dòng)系統(tǒng)的組成及各元件在系統(tǒng)中的作用02分析系統(tǒng)中含有哪些基本回路，參照動(dòng)作循環(huán)表看懂氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖；03歸納整個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)以加深對(duì)系統(tǒng)的理解。04目錄CATALOG氣壓傳動(dòng)基本回路01氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例0201氣壓傳動(dòng)基本回路一、氣壓傳動(dòng)基本回路1、換向回路01單作用氣缸換向回路換向回路是利用換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向的變化。圖9.4往復(fù)活塞式空氣壓縮機(jī)(a)二位三通換向(b)三位四通換向圖9.39(a)所示為用二位三通電磁閥控制的單作用氣缸上、下回路。該回路中，當(dāng)電磁閥得電時(shí)，氣缸向上伸出,失電時(shí)，氣缸在彈簧作用下返回。圖9.39(b)所示為用三位四通電磁閥控制的單作用氣缸上、下和停止的換向回路，該閥在兩電磁鐵均失電時(shí)自動(dòng)對(duì)中，使氣缸停于任何位置，但定位精度不高，且定位時(shí)間不長(zhǎng)。02雙作用氣缸換向回路圖9.40所示為各種雙作用氣缸的換向回路。圖9.40雙作用氣缸換向回路(a)二位五通氣控?fù)Q向(c)二位五通手動(dòng)氣控?fù)Q向

(b)三位五通氣控?fù)Q向

(d)二位四通電磁換向(e)二位四通手動(dòng)氣控?fù)Q向(f)三位四通電磁換向2、壓力控制回路壓力控制回路的作用是使系統(tǒng)保持在某一規(guī)定的壓力范圍內(nèi)。01一次壓力控制回路圖9.41一次壓力控制回路1—溢流閥；2—電接點(diǎn)壓力表圖9.41所示一次壓力控制回路其作用是使儲(chǔ)氣罐送出的氣體壓力不超過(guò)規(guī)定壓力。一般在儲(chǔ)氣罐上安裝一只安全閥，罐內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定壓力時(shí)即向大氣放氣，或在儲(chǔ)氣罐上裝一個(gè)電接點(diǎn)壓力表，罐內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定壓力時(shí)即控制壓縮機(jī)斷電。采用溢流閥控制時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，但氣量損失較大；采用電接點(diǎn)壓力表控制時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)及控制要求較高。02二次壓力控制回路圖9.42所示為用氣動(dòng)三聯(lián)件（空氣過(guò)濾器-減壓閥-油霧器）組成的二次壓力控制回路主要是控制氣動(dòng)系統(tǒng)二次壓力，其作用是保證系統(tǒng)使用的壓力為一定值。圖9.42(a)所示回路同時(shí)輸出高低壓力p1、p2，該回路適用于負(fù)載差別較大的場(chǎng)合。圖9.42(b)所示為利用兩個(gè)減壓閥和一個(gè)換向閥構(gòu)成的高低壓力p1和p2的轉(zhuǎn)換回路。圖9.42二次壓力控制回路(a)同時(shí)輸出兩種壓力控制回路

(b)高低壓轉(zhuǎn)換控制回路3、速度控制回路速度控制回路的基本方法是用節(jié)流閥控制進(jìn)入或排出執(zhí)行元件的氣流量。01單作用氣缸速度控制回路圖9.43二次壓力控制回路(a)雙向速度控制

(b)單向速度控制圖9.43(a)所示為兩反向安裝單向節(jié)流閥分別控制活塞桿伸出和縮回的速度。（1）節(jié)流閥調(diào)速圖9.43(b)所示為上升時(shí)可調(diào)速(節(jié)流閥),下降時(shí)通過(guò)快速排氣閥排氣，快速返回。（2）快速排氣閥節(jié)流調(diào)速02雙作用氣缸速度控制回路在換向閥前進(jìn)行節(jié)流控制的回路，它是采用單向節(jié)流閥的雙向節(jié)流調(diào)速回路。（1）圖9.44(a)所示為換向閥后節(jié)流控制回路，它是采用排氣節(jié)流閥的雙向節(jié)流調(diào)速回路。（2）圖9.44(b)所示圖9.44二次壓力控制回路(a)換向閥前節(jié)流控制(b)換向閥后節(jié)流控制4、氣液聯(lián)動(dòng)回路在氣動(dòng)回路中，若采用氣液轉(zhuǎn)換器或氣液阻尼缸后，相當(dāng)于把氣壓傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為液壓傳動(dòng)，就能使執(zhí)行元件的速度調(diào)節(jié)更加穩(wěn)定，運(yùn)動(dòng)也更加平穩(wěn)。01氣液轉(zhuǎn)換器的速度控制回路圖9.45氣液轉(zhuǎn)換器的速度控制回路如圖9.45所示，利用氣液轉(zhuǎn)換器把氣壓變?yōu)橐簤海靡簤河万?qū)動(dòng)液壓缸，得到平穩(wěn)易于控制的活塞運(yùn)動(dòng)速度，調(diào)節(jié)節(jié)流閥可改變活塞運(yùn)動(dòng)速度。02氣液阻尼缸的速度控制回路如圖9.46所示的回路，采用氣液阻尼缸實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)→工進(jìn)→快退”的工作循環(huán)。其工作情況如下。圖9.46氣液阻尼缸的速度控制回路(1)快進(jìn)K1有信號(hào)換向閥左位工作，活塞向右運(yùn)動(dòng)，液壓缸右腔的油經(jīng)a口流向c口進(jìn)入液壓缸左腔，氣缸快速右進(jìn)。(2)工進(jìn)隨著活塞桿伸出活塞將a口封閉，液壓缸右腔的油經(jīng)b口、經(jīng)節(jié)流閥流向c口進(jìn)入液壓缸左腔，由于節(jié)流閥的阻尼作用，活塞慢速工進(jìn)。(3)快退K1消失K2有輸入信號(hào)，換向閥右位工作，液壓缸左腔的油通過(guò)單向閥流向b口進(jìn)入液壓缸右腔，活塞快退。圖9.47延時(shí)伸出回路1—閥；2—?dú)夤蓿?—單向節(jié)流閥；4—信號(hào)切換閥5、延時(shí)控制回路01氣缸延時(shí)伸出回路圖9.47所示為延時(shí)輸出回路。當(dāng)控制信號(hào)切換閥4后，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥3向氣罐2充氣。當(dāng)氣罐2充滿氣、控制壓力上升至一定值后閥1換向，壓縮空氣就從閥1輸出，氣缸5伸出。02氣缸延時(shí)退回回路圖9.48延時(shí)退回回路1—按鈕閥；2—主控閥；3—?dú)夤蓿?—節(jié)流閥；5—行程閥圖9.48所示為延時(shí)退回回路按下按鈕閥1，主控閥2換向，活塞桿伸出，至行程終端，擋塊壓下行程閥5，控制氣體經(jīng)節(jié)流閥4向氣容3充氣，當(dāng)氣罐3充滿氣、控制壓力上升至一定值后主控閥2換向，活塞桿退回。圖9.49過(guò)載保護(hù)回路1、2、4、5—換向閥；3—順序閥6、安全保護(hù)和操作回路由于氣動(dòng)機(jī)構(gòu)負(fù)荷的過(guò)載、氣壓的突然降低以及氣動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行元件的快速動(dòng)作等原因都可能危及操作人員和設(shè)備的安全，因此在氣動(dòng)回路中常常加入安全回路。01過(guò)載保護(hù)回路當(dāng)活塞桿在伸出過(guò)程中，若遇到突發(fā)障礙使氣缸過(guò)載時(shí)，無(wú)桿腔壓力升高，打開(kāi)順序閥3，使閥2換向，閥4隨即復(fù)位，活寒立即縮回，實(shí)現(xiàn)過(guò)裁保護(hù)；若中途無(wú)障礙，氣缸一直向前運(yùn)動(dòng)到壓下機(jī)動(dòng)換向閥5，活塞即刻返回。圖9.49所示的保護(hù)回路圖9.50互鎖回路02互鎖回路四通閥的換向受三個(gè)串聯(lián)的機(jī)動(dòng)三通閥控制，只有三個(gè)都接通，主控閥才能換向圖9.50所示為互鎖回路03雙手同時(shí)操作回路雙手同時(shí)操作回路就是使用兩個(gè)啟動(dòng)用的手動(dòng)閥，只有同時(shí)按動(dòng)兩個(gè)閥，氣缸才動(dòng)作。這種回路主要是為了安全。在鍛造、沖壓機(jī)械上常用來(lái)避免誤動(dòng)作，以保護(hù)操作者的安全。為使用邏輯“與”回路的雙手操作回路，為使主控閥換向，必須使壓縮空氣信號(hào)進(jìn)入其左端，故兩個(gè)兩位三通手動(dòng)閥要同時(shí)換向。另外，這兩個(gè)閥必須安裝在單手不能同時(shí)操作的位置上，在操作時(shí)，如果任何一只手離開(kāi)，則控制信號(hào)消失，主控閥復(fù)位，活寒桿退回。圖9.51所示圖9.51雙手同時(shí)操作回路1—主控?fù)Q向閥；2、3—手動(dòng)換向閥02氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例二、氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)例1.旋轉(zhuǎn)門的自動(dòng)開(kāi)閉系統(tǒng)圖9.52旋轉(zhuǎn)門自動(dòng)開(kāi)閉回路1—旋轉(zhuǎn)軸；2—齒條；3—?dú)飧?；4—踏板；5—齒輪；6—?dú)飧?；7、8—雙氣控閥旋轉(zhuǎn)門是左右兩扇門繞兩端的樞紐旋轉(zhuǎn)而開(kāi)的門。圖9.52所示為旋轉(zhuǎn)門的自動(dòng)開(kāi)閉回路。此回路只能實(shí)現(xiàn)單方向開(kāi)啟，不能反向打開(kāi)，常用于為防止危險(xiǎn)而只適于單向通行的地方。若行人踏上旋轉(zhuǎn)門前面的腳踏板，則因人的重力而使腳踏板產(chǎn)生微小的下降，檢測(cè)用閥LX被壓下，雙氣控閥7、8換向，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥進(jìn)入氣缸3、6的無(wú)桿腔，活塞桿伸出，通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)，兩邊的門同時(shí)向同一方向打開(kāi)。行人通過(guò)后，踏板上升回復(fù)到原位，檢測(cè)閥LX自動(dòng)復(fù)位。雙氣控閥7、8換向到原來(lái)的位置，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥進(jìn)入氣缸3、6的有桿腔，氣缸活塞桿后退，使門關(guān)閉。2.拉門自動(dòng)開(kāi)閉系統(tǒng)該裝置在拉門內(nèi)、外裝踏板6和11，通過(guò)行人的踏板動(dòng)作控制超低壓氣動(dòng)換向閥，從而控制氣缸活塞桿的伸縮，再通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)將氣缸活塞桿的伸、縮轉(zhuǎn)換成拉門的關(guān)閉與開(kāi)啟。兩個(gè)踏板的下方裝有完全封閉的橡膠管，管的一端分別與超低壓氣動(dòng)閥7和12的控制口連接。當(dāng)人站在踏板上時(shí)，橡膠管里壓力上升，控制超低壓氣動(dòng)換向閥動(dòng)作。其氣動(dòng)回路如圖9.53所示。圖9.53拉門的自動(dòng)開(kāi)閉系統(tǒng)1—手動(dòng)換向閥；2、7、12—?dú)鈩?dòng)換向閥；3、5、9—單向節(jié)流閥；4—?dú)飧祝?、11—踏板；

8—或門型梭閥；10—?dú)夤蓿?3—減壓閥首先使手動(dòng)閥1上位接入工作狀態(tài)，空氣通過(guò)氣動(dòng)換向閥2、單向節(jié)流閥3進(jìn)入氣缸4的無(wú)桿腔，活塞桿伸出(門關(guān)閉)。當(dāng)人站在踏板6上后，氣動(dòng)控制閥7動(dòng)作，空氣通過(guò)梭閥8、單向節(jié)流閥9和氣罐10使氣動(dòng)換向閥2換向，壓縮空氣進(jìn)入氣缸4的有桿腔，活塞桿縮回(門打開(kāi))。當(dāng)行人經(jīng)過(guò)門后踏上踏板11時(shí)，氣動(dòng)控制閥12動(dòng)作，使梭閥8上面的通口關(guān)閉，下面的通口接通(此時(shí)由于人已離開(kāi)踏板6，閥7已復(fù)位)，氣罐10中的空氣經(jīng)單向節(jié)流閥9、梭閥8和閥12放氣(人離開(kāi)踏板11后，閥12已復(fù)位)，經(jīng)過(guò)延時(shí)(由節(jié)流閥9控制延時(shí)的時(shí)間)后閥2復(fù)位，氣缸4的無(wú)桿腔進(jìn)氣，活塞桿伸出(門關(guān)閉)。圖9.53拉門的自動(dòng)開(kāi)閉系統(tǒng)1—手動(dòng)換向閥；2、7、12—?dú)鈩?dòng)換向閥；3、5、9—單向節(jié)流閥；4—?dú)飧祝?、11—踏板；

8—或門型梭閥；10—?dú)夤蓿?3—減壓閥該回路利用邏輯“或”的功能，回路比較簡(jiǎn)單，很少產(chǎn)生誤動(dòng)作。行人從門的哪一邊進(jìn)出均可。減壓閥13可使關(guān)門的力自由調(diào)節(jié)，十分便利。3.折彎?rùn)C(jī)氣動(dòng)控制系統(tǒng)分析氣動(dòng)系統(tǒng)的控制流程（1）圖9.54所示為折彎?rùn)C(jī)氣壓系統(tǒng)圖，其工作原理是:當(dāng)工件右行到指定位置后（見(jiàn)圖a），氣缸A的活塞桿伸出，將工件定位鎖緊后，兩側(cè)的氣缸B和C的活塞桿同時(shí)伸出，從兩側(cè)面壓緊工件，實(shí)現(xiàn)夾緊（見(jiàn)圖b），然后折彎氣缸進(jìn)行折彎加工（見(jiàn)圖a）。圖9.54拉門的自動(dòng)開(kāi)閉系統(tǒng)（a）折彎?rùn)C(jī)折彎過(guò)程（b）折彎?rùn)C(jī)氣動(dòng)夾緊1—腳踏板；2—機(jī)動(dòng)換向閥；3、4—?dú)饪負(fù)Q向閥；1~4—換向閥；5~9—單向節(jié)流閥；A—定位缸；B、C—夾緊缸分析控制動(dòng)作順序（2）（1）A缸伸出（2）B、C缸同時(shí)伸出（3）B、C缸同時(shí)縮回（4）A缸縮回其動(dòng)作順序?yàn)椋涸嚪治鲈撓到y(tǒng)的主氣路和控制氣路（1）A缸伸出進(jìn)氣：

→閥1(左位)→單向節(jié)流閥7→氣缸A(上腔)。排氣：氣缸A(下腔)→單向節(jié)流閥8→閥1(左位)→大氣?？刂茪饴罚焊譇伸出到頭后，撞下機(jī)動(dòng)換向閥2，使換向閥2換至左位。

→閥2(左位)→單向節(jié)流閥6→閥4(右端)，閥4換向至右位。用腳踏下?lián)Q向閥1：B、C缸同時(shí)伸出（2）進(jìn)氣：

→閥4(右位)→閥3(左位)氣缸B(左腔)→B右伸氣缸C(右腔)→C左伸單向節(jié)流閥5（控制換向時(shí)間）→閥3(右端)使閥3逐漸換向至右位（節(jié)流閥5的開(kāi)度保證在B、C完全伸出夾緊、并且折彎氣缸完成折彎后換向）。排氣：氣缸B(右腔)氣缸C(左腔)閥3(左位)→大氣。B、C缸同時(shí)伸出（3）進(jìn)氣：

→閥4(右位)→閥3(右位)氣缸B(右腔)→B左移氣缸C(左腔)→C右移單向節(jié)流閥9（控制換向時(shí)間）→閥1(右端)使閥1逐漸換向至右位（節(jié)流閥9的開(kāi)度保證在B、C完全縮回后閥1再換向）。排氣：氣缸B(左腔)氣缸C(右腔)閥3(右)→大氣A缸縮回（4）

→閥1(右位)→單向節(jié)流閥8→氣缸A(下腔)。進(jìn)氣：氣缸A(上腔)→單向節(jié)流閥7→閥1(右位)→大氣。排氣：復(fù)位（5）氣缸A縮回的同時(shí)，使機(jī)動(dòng)換向閥2復(fù)位至右位，則：閥4右端→單向節(jié)流閥6（控制換向時(shí)間）→大氣，使閥4逐漸復(fù)位至左位（單向節(jié)流閥6的開(kāi)度要保證在缸A上升到位后再換向）。只有再踏下腳踏閥1，才能開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。注意:單向節(jié)流閥5、6、9分別控制換向閥3、4、1的換向時(shí)間，節(jié)流閥要調(diào)整到一個(gè)比較合適的開(kāi)度，保證上一個(gè)動(dòng)作完成后再進(jìn)行換向，以免影響缸的正常動(dòng)作。技能訓(xùn)練訓(xùn)練8分析公共汽車車門氣動(dòng)控制系統(tǒng)。公共汽車車門氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)用來(lái)控制公共汽車車門開(kāi)關(guān)，且當(dāng)車門在關(guān)閉過(guò)程中遇到障礙時(shí)，能使車門再自動(dòng)開(kāi)啟，起安全保護(hù)作用。圖9.55所示為公共汽車車門氣動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖。圖9.55拉門的自動(dòng)開(kāi)閉系統(tǒng)1、2、3、4—按鈕換向閥；5—機(jī)動(dòng)換向閥；6、7、8—或門型梭閥；9—?dú)鈩?dòng)換向閥；10、11—單向節(jié)流閥；12—?dú)飧赘髟淖饔?車門的開(kāi)關(guān)靠氣缸12來(lái)實(shí)現(xiàn)，氣缸由氣動(dòng)換向閥9來(lái)控制。而氣動(dòng)換向閥由1、2、3、4四個(gè)按鈕換向閥操縱，氣缸運(yùn)動(dòng)速度的快慢由單向節(jié)流閥10和11來(lái)調(diào)節(jié)。通過(guò)閥1或閥3使車門開(kāi)啟，通過(guò)閥2或閥4使車門關(guān)閉。起安全保護(hù)作用的機(jī)動(dòng)換向閥5安裝在車門上。2.分析控制原理2當(dāng)操縱手動(dòng)閥1或閥3時(shí)，壓縮空氣便經(jīng)閥1或閥3到梭閥7、8，把控制信號(hào)送到閥9的a側(cè)，使閥9向車門開(kāi)啟方向切換。壓縮空氣便經(jīng)閥9左位和閥10中的單向閥到氣缸有桿腔，推動(dòng)活塞而使車門開(kāi)啟。當(dāng)操縱閥2或閥4時(shí)，壓縮空氣則經(jīng)閥6到閥9的b側(cè)，使