《气动控制元》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,14.1,压力,控制阀,14.2,流量,控制阀,14.3,方向,控制阀,14.4,气动,逻辑,元件,思考题,与习题,第,14,章 气动控制元件,在气压传动和控制系统中，气动控制元件是用来控制和调节压缩空气的压力、流量和方向的，使气动执行机构获得必要的力、动作速度和改变运动方向，并按规定的程序工作。,气动控制元件按功能分类分为压力控制阀、流量控制阀及方向控制阀。,1,14.1,压力控制阀,调节和控制压力大小的气动元件称为压力控制阀。它包括减压阀（调压阀）、安全阀（溢流阀）、顺序阀、压力比例阀、增压阀及多功能组合阀等。,减压阀是出口侧压力可调，并能保持出口侧压力稳定的压力控制阀。,安全阀是限制回路中最高压力的阀。溢流阀是保持回路内的压力在规定值的阀。,顺序阀是当入口压力或先导压力达到设定值时，允许气体从入口侧向出口侧流动的阀。,压力比例阀是输出压力与输入信号成比例变化的阀。,增压阀是出口侧压力比入口侧压力高的阀。,回首页,2,14.1.1,减压阀,减压阀是将较高的入口压力调节并降到符合使用要求的出口压力，保证调节后出口压力的稳定。其它减压装置（如节流阀）虽能减压，但无稳定能力。,减压阀按压力调节方式分，有直动式减压阀和先导式减压阀。,利用手轮直接调节调压弹簧的压缩量来改变阀的出口压力的阀，称为直动式减压阀。,用压缩空气的作用力代替调压弹簧力以改变出口压力的阀，称为先导式减压阀。它调压时操作轻便，流量特性好，稳压精度高，适用于通径较大的减压阀。,减压阀按调压精度分，有普通型和精密型。,回首页,3,图,14-1,所示的直动式减压阀的工作原理是：,当阀处于工作状态时，将手柄顺时针旋转，由压缩弹簧推动膜片和阀芯下移，进气阀口被打开，压缩空气从左端输入。压缩空气经阀口节流减压后从右端输出，一部分气流经反馈导管,(,阻尼管,),进入膜片气室膜片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关小，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时，减压阀的输出压力便保持稳定。这种减压阀在使用过程中，常常从溢流孔排出少量气体，因此称为溢流式减压阀。,图,14-1,直动式减压阀的结构原理图,1-,手柄,2,、,3-,调压弹簧,4-,溢流阀孔,5-,膜片,6-,反馈导管,7-,阀杆,8-,进气阀芯,9-,复位弹簧,10-,排气孔,a,结构图,b,职能符号,回首页,直动式减压阀,（,1,）直动式减压阀结构原理,1),普通型直动式减压阀,4,在介质为有害气体（如煤气）的气路中，为防止污染工作场所，应选用无溢流孔的减压阀。非溢流式减压阀必须在其出口侧装一个小型放气阀，才能改变出口压力并保持其稳定。譬如要降低出口压力，除调节非溢流式减压阀的手轮外，还必须开启放气阀，向室外放出部分气体，见图,14-2,。,图,14-2,非溢流式,减压阀的使用,2),精密型直动式减压阀,直动式精密减压阀的结构与普通型直动式减压阀类似，其主要区别是在上阀体上开有常泄式溢流孔。其稳压精度高，可达,0.001MPa,，在出口压力为,0.3MPa,时，泄漏量为,5L/min,。连接方式有管式和模块式。,回首页,5,（,2,）直动式减压阀主要技术参数,直动式减压阀的主要性能有：,1),输入压力,气压传动中使用压力为,0,1,MPa,，所以一般最大输入压力为,1,MPa,。,2),调压范围,指出口压力的可调范围。在此压力范围内，要达到一定的稳压精度。使用压力最好处于调压范围上限值的,30%,80%,。,3),额定流量,限定气体通过阀通道内的流速在,15,25m/s,之内，计算、实测各种通径的阀允许通过的流量值称为额定流量。,4),流量特性,指在一定入口压力下，出口压力与输出流量之间的关系。,5),压力特性,指在输出流量基本不变的条件下，出口压力与入口压力之间的关系。,6),溢流特性,指在设定压力下，出口压力偏离（高于）设定值时，从溢流孔溢出的流大小，,7),环境和介质温度为,5,60,回首页,6,先导式减压阀,用压缩空气的作用力代替调压弹簧力以改变出口压力的阀，称为先导式减压阀。,先导式减压阀调压时操作轻便，流量特性好，稳压精度高，适用于通径较大的减压阀。,若将这个小型直动式减压阀与主阀合成一体，称为内部先导式减压阀。若将它与主阀分离，则称为外部先导式减压阀。,先导式减压阀主要技术参数与直动式减压阀的主要技术参数相同，另外，先导式减压阀还有几个常见的技术参数。,（,1,）灵敏度,指被测量能够被测出的最小变化量与满值的百分比。满值是指调压范围的最大值。,（,2,）重复度,指被测量重复测量出现的最大偏差与满值的百分比。,（,3,）直线度,指出口压力随控制压力,(,先导压力,),的增大而增大与直线增长的最大偏离量对满值的百分比。,回首页,7,减压阀选用,（,1,）根据通过减压阀的最大流量，选择阀的规格。,（,2,）根据功能要求，选择阀的品种。,减压阀使用注意事项,（,1,）普通型减压阀，出口压力不要超过进口压力的,85,；精密型减压阀，出口压力不要超过进口压力的,90,。,（,2,）连接配管要充分吹洗。空气的流动方向按箭头方向安装，不得装反。,（,3,）在减压阀前设置空气过滤器、油雾分离器。进口侧不得装油雾器。先导式减压阀前不应安装换向阀。,（,4,）在化学溶剂的雾气中工作的减压阀其外部材料用金属。使用塑料材料的减压阀应避免阳光直射。若减压阀要在低温环境或高温环境下工作，阀盖及密封件等应改变材质。,（,5,）要防止油、水进入压力表中。,（,6,）减压阀底部螺塞处耍留出,60mm,以上空间，以便于维修。,回首页,8,14.1.2,增压阀,在下列情况下，使用增压阀，将工厂气路中的压力增加,2,倍或,4,倍，但最高输出压力小于,2MPa,。,1.,气路中个别或部分装置需使用高压。,2.,工厂主气路压力下降不能保证气动装置的最低使用压力时，利用增压阀提供高压气体，以维持气动装置正常工作。,3.,空间窄小，不能配置大口径汽缸，但输出力又必须确保。,4.,气控式远距离操作，必须增压以弥补压力损失。,5.,需要提高气液联用缸的液压力。,6.,希望缩短向气罐内充气至一定压力的时间。,回首页,9,图,14-7,增压阀原理图,1-,驱动室,A 2-,驱动室,B 3-,调压阀,4-,增压室,B,5-,增压室,A 6-,活塞,7-,单向阀,8-,换向阀,图,14-7,增压阀的工作原理：,输入的气压分两路，一路打开单向阀充入小气缸的增压室,A,和,B,，另一路经调压阀及换向阀向大气缸的驱动室,B,充气、驱动室,A,排气。,这样，大活塞左移，带动小活塞也左移小气缸,B,室增压打开单向阀从出口送出高压气体。小活塞走到头，使换向阀切换，则驱动室,A,进气，驱动室,B,排气，大活塞反向运动，增压室,A,充气，打开单向阀，继续从输出口送出高压气体。,回首页,10,14.1.3,顺序阀与单向顺序阀,顺序阀 顺序阀是依靠气路中压力的作用而控制执行机构按顺序动作的压力阀。如下图,14-8,所示,(,排除图中单向阀,),，它依靠弹簧的预压缩量来控制其开启压力。压力达到某一值时，顶开弹簧，于是,P,到,A,才有输出（如图,a,所示），否则,A,无输出。,a,开启状态,图,14-8,顺序阀工作原理,1-,调压手柄,2-,调压弹簧,3-,阀芯,4-,单向阀,回首页,11,14.1.3,顺序阀与单向顺序阀,顺序阀,压力顺序阀是依靠气路中压力的变化来控制执行元件按顺序动作的压力阀。顺序阀相当于二个控制开关，当进口的气体压力达到顺序阀的调整压力而将阀打开时，阀的出口输出二次压力。,预先设定压力，当,12,口压力达到设定压力时，,2,口有信号输出。若控制口,12,上的气信号压力超过了弹簧调定值，则压力顺序阀开启。,压力顺序阀 压力顺序阀未驱动 压力顺序阀已驱动,回首页,12,图,14-8,单向顺序阀工作原理,单向顺序阀,顺序阀很少单独使用，往往与单向阀组合一起使用，成为单向顺序阀。其工作原理如图,14-8,所示，就是在,T,口和,A,口之间增加一个单向阀。,职能符号,回首页,13,图,14-9,顺序阀的应用,1-,气缸,1 2-,气缸,2,3-,单向阀,4-,顺序阀,如图,14-9,所示，顺序阀可用来控制两个气缸的顺序动作。压缩空气,P,先进入气缸,1,，当压力达到某一给定值后，便打开顺序阀,4,，压缩空气才进入气缸,2,使其也动作。由气缸,2,返回的气体经单向阀,3,和排气口,T,排空。,回首页,14,14.1.4,安全阀,(,溢流阀,),当储气罐或回路中压力超过某调定值时，要用安全阀往外放气。安全阀在系统中起过压保护作用。溢流阀的结构有球阀式和膜片式，按动作原理分则有直动式和先导式两种。,回首页,不论进气压力是否波动，减压阀都可以保持工作压力恒定不变。当耗气量增加时，工作压力降低，在调压弹簧作用下，减压阀阀口开大。若工作压力增大，则中间膜片打开，压缩空气就经阀体上的溢流孔排出。,先导式安全阀 符号,15,图,14-10,直动式安全阀的工作原理,1-,调节手柄,2-,调压弹,3-,阀芯,如图,14-10a,所示，当系统中气体压力在调定范围内时，作用在阀芯,3,上的压力小于弹簧,2,的力，活塞处于关闭状态。,当系统压力升高，作用在阀芯,3,上的压力大于弹簧的预压力时,(,如图,b,所示,),，阀芯,3,向上移动，阀开启排气。直到系统压力降至调定范围以下，阀芯,3,又重新关闭。开启压力的大小与弹簧的预压力有关。,a,关闭状态,b,开启状态,c,职能符号,回首页,16,14.2,流量控制阀,在气动系统中，对气缸运动速度、信号延迟时间、油雾器的滴油量、缓冲气缸的缓冲能力等的控制，都是依靠控制流量来实现的。,控制流量的方法很多。大致可分成两类：,一类是不可调的流量控制，如细长管、孔扳等；另一类是可调的流量控制，如喷嘴挡板机构、各种流量控制阀等。,控制压缩空气流量的阀称为流量控制阀,是通过改变阀的流通面积来实现流量控制的。,回首页,17,可调节流阀开口度可无级调节，并可保持其开口度不变。可调节流阀常用于调节气缸活塞运动速度，若有可能，其应直接安装在气缸上。,可调节流阀 符号,回首页,18,14.2.1,单向节流阀,(,速度控制阀,),单向节流阀是由单向阀和节流阀并联而成的流量控制阀，常用于控制气缸的运动速度故常称为速度控制阀。,结构原理,图,14-11,是带快换接头的速度控制阀,(,弯头式,),。单向阀的功能是靠单向型密封圈来实现的。图示为排气节流式，与之对应有一种进气节流式，区别只是单向型密封圈的装配方向改变。,它可直接装在气缸上因此可节省接头及配管，节省工时，降低成本。,a,结构图,b,职能符号,图,14-11,带快换接头的速度控制阀,1-,快换接,2-,手轮,3-,锁母,4-,节流阀杆,5-,阀体,B 6-O,形密封圈,7-,阀体,8-,单向型密封圈,9-O,形密封圈,回首页,19,回首页,主要技术参数,自由流动是指单向阀开启方向的流动。控制流动是指从单向阀关闭方向。,流通能力可用有效截面积或最大流量来表示。,有效截面积是指节流阀处于最大开度时的有效流通面积。最大流量是指节流阀处于最大开度时,进口压力为,0.5Mpa,出口通大气,压缩空气温度为,20,的条件下，通过阀的标准状态下的流量。,20,使用注意事项,（,1,）安装时，应确认阀的流动方向没有装反。,（,2,）接头螺纹用手拧上后，用工具再旋,2-3,圈，安装力矩要适当。,（,3,）管接头螺纹上，一般都已涂好密封剂，通常可使用,2-3,次。管螺纹如拧得过紧，密封剂会被挤出，应清除。,（,4,）顺时针旋转调节手轮。节流阀是逐渐关闭的。调节完毕，用锁紧螺母锁紧。,（,5,）速度控制阀的调节圈数不得超过给定值。,（,6,）速度控制阀可能存在微漏。难于对气缸进行低速控制。同时，不得把它当截止阀使用。,（,7,）速度控制阀应保管在,40,以下的环境中。避免阳光直射。密封剂含聚四氟乙烯材质，特殊