[机械电子]气动控制元件.ppt

在气压传动系统中,气动控制元件是用来控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号的重要元件,利用它们可以组成各种气动控制回路,以保证气动执行元件或机构按设计的程序正常工作。
控制元件按功能和用途可分为方向控制阀、流量控制阀和压力控制阀三大类。此外,还有通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的气动逻辑元件。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。
气动控制元件
压力控制阀(Pressure valves)
在气压传动系统中,用于控制压缩空气压力的元件,称为压力控制阀。其作用是保证执行元件(汽缸、气动马达等)的启动、运动、进退、停止、变速和换向或实现顺序动作。
压力控制阀按其控制功能及作用可分为三大类。
(1) 调节或控制气体压力的变化,并保持压力值稳定在需要的数值上,确保系统压力稳定的阀称为减压阀。
(2) 保持一定的进口压力,并且在系统管路压力超过预调定值时,为保证系统安全,会将部分空气放掉的阀,称为安全阀(又称为溢流阀)。
(3) 在两个以上的分支回路中,能够依据气压的高低控制执行元件按规定的程序进行顺序动作的控制阀称为顺序阀。
压力控制阀的共同特点是,利用作用于阀芯上的压缩空气的压力和弹簧力相平衡的原理进行工作。

1—旋钮;
2、3—弹簧;
4—溢流阀座;
5—膜片;
6—膜片气室;
7—阻尼管;
8—阀芯;
9—复位弹簧;
10—进气阀口;
11—排气孔;
12—溢流孔
当阀处于工作状态时,调节旋钮1,压缩弹簧2、3 及膜片5 使阀芯8 下移,进气阀口10 被打开,气流从左端输入,经阀口10 节流减压后从右端输出。输出气流的一部分由阻尼管7 进入膜片气室6,在膜片5 的下面产生一个向上的推力,这个推力总是企图把阀口开度减小,使其输出压力下降。当作用在膜片上的推力与弹簧力互相平衡后,使减压阀保持一定值的输出压力。
潘存云教授研制
B A Y
定值器是一种高精度的减压阀,主要用于压力定值。目前有两种压力规格的定值器:,输出压力范围分别为0—。其输出压力波动不大于最大输出压力的1%,常用于需要供给精确气源压力和信号压力的场合,如气动实验设备、气动自动装置等。
2、顺序阀
顺序阀是靠回路中的压力变化来控制气缸顺序动作的一种压力控制阀,常用来控制气缸的顺序动作。其工作原理与液压顺序阀基本相同,顺序阀常与单向阀组合成单向顺序阀。
在气动系统中,顺序阀通常安装在需要某一特定压力的场合,以便完成某一操作。只有达到需要的操作压力后,顺序阀才有气信号输出。
顺序阀的工作原理
a)进气 b)排气
单向顺序阀的工作原理
图所示为单向顺序阀的工作原理图。当压缩空气由P 口输入时,单向阀在压差力及弹簧力的作用下处于关闭状态,作用在活塞3输入侧的空气压力如超过压缩弹簧的预紧力时,活塞被顶起,顺序阀打开,压缩空气由A 输出如图(a)所示;当压缩空气反向流动时,输入侧变成排气口,输出侧变成进气口,其进气压力将顶起单向阀,由O 口排气,如图(b)所示。调节手柄就可改变单向顺序阀的开启压力,以便在不同的开启压力下,控制执行元件的顺序动作。
顺序阀的结构图
安全阀是用来防止系统内压力超过最大许用压力以保护回路或气动装置的安全。
图为安全阀的工作原理图。阀的输入口与控制系统(或装置)相连,当系统压力小于此阀的调定压力时,弹簧力使阀芯紧压在阀座上,如图(a)所示。当系统压力大于此阀的调定压力时,则阀芯开启,压缩空气从R口排放到大气中,如图(b)所示。此后,当系统中的压力降低到阀的调定值时,阀门关闭,并保持密封。
3、溢流阀(安全阀)
流量控制阀(Flow control valves)
在气动系统中,经常要求控制气动执行元件的运动速度,这要靠调节压缩空气的流量来实现。用来控制气体流量的阀,称为流量控制阀。流量控阀是通过改变阀的通流截面积来实现流量控制的元件,它包括节流阀、单向节流阀、排气节流阀等。