第十四章气动基本回路及气动系统课件

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1、教学重点教学难点解决方法气动基本回路的工作原理及应用气动基本回路的工作原理及应用 气动基本回路的应用气动基本回路的应用 查阅资料，实验教学和理论教学查阅资料，实验教学和理论教学互动，多做练习。互动，多做练习。第十四章：气动基本第十四章：气动基本回路及气动系统回路及气动系统 压力控制、方向控制、速度控制、压力控制、方向控制、速度控制、其它控制回路、气动系统实例其它控制回路、气动系统实例本课题重点与难点教学重点教学难点换向、速度和压力控制回路的换向、速度和压力控制回路的组成及工作原理组成及工作原理 换向、速度和压力控制回路工作换向、速度和压力控制回路工作原理原理 第十四章：气动控制回路及气动系统第

2、十四章：气动控制回路及气动系统14.1压力控制回路压力控制回路一、一次压力控制回路一、一次压力控制回路 图示为一次压力控制回路，控制气罐使其压力不超过规定图示为一次压力控制回路，控制气罐使其压力不超过规定压力。图中采用外控式溢流阀压力。图中采用外控式溢流阀1来控制，也可采用带电触点压来控制，也可采用带电触点压力表力表2代替溢流阀代替溢流阀1来控制空压机的起停。此回路结构简单，来控制空压机的起停。此回路结构简单，工作可靠。工作可靠。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统一次压力控制回路一次压力控制回路第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统二、二

3、次压力控制回路二、二次压力控制回路 图为二次压力控制回路，图中采用了溢流式减压阀来控制图为二次压力控制回路，图中采用了溢流式减压阀来控制气动系统气源压力，以实现定压控制。气动系统气源压力，以实现定压控制。二次压力控制回路二次压力控制回路第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统三、调压回路三、调压回路 图图（a）为常用的调压回路，为常用的调压回路，是利用减压阀来实现对气动系是利用减压阀来实现对气动系统气源的压力控制。气缸有杆统气源的压力控制。气缸有杆腔压力由调压阀腔压力由调压阀1调定，无杆调定，无杆腔压力由调压阀腔压力由调压阀2调定。在实调定。在实际工作中，通常活塞杆伸出

4、和际工作中，通常活塞杆伸出和退回时的负载不同，采用此回退回时的负载不同，采用此回路有利于气缸运动平稳。路有利于气缸运动平稳。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统图（图（b）所示为可提供两种压力调压回路）所示为可提供两种压力调压回路第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统14.2 方向控制回路方向控制回路一、二位三通换向回路一、二位三通换向回路 图为采用两个二个二位三通电磁换向阀的换向回图为采用两个二个二位三通电磁换向阀的换向回路。当电磁铁路。当电磁铁1YA、2YA均不通电时，活塞

5、杆后退。均不通电时，活塞杆后退。电磁铁电磁铁1YA通电，通电，2YA不通电，则形成差动回路，使不通电，则形成差动回路，使活寒杆快速外伸。电磁铁活寒杆快速外伸。电磁铁1YA、2YA同时通电时，活同时通电时，活寒杆慢速外伸。寒杆慢速外伸。二位三通换向回路二位三通换向回路第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统二、手动二位三通换向回路二、手动二位三通换向回路 图为二位五通气控阀和手动二位三通阀控制的换向图为二位五通气控阀和手动二位三通阀控制的换向回路。当手动阀换向时，由手动阀控制的控制气流推动二回路。当手动阀换向时，由手动阀控制的控制气流推动二位五通气控阀换向，气缸活塞杆外伸

6、。松开手动换向阀，位五通气控阀换向，气缸活塞杆外伸。松开手动换向阀，则气缸活塞杆返回。则气缸活塞杆返回。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统手动二位三通换向回路手动二位三通换向回路第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统三、单作用气缸换向回路三、单作用气缸换向回路 图为常断型二位三通电磁阀和三位五通电磁阀控制回路，图为常断型二位三通电磁阀和三位五通电磁阀控制回路，适合于控制单作用气缸。在图（适合于控制单作用气缸。在图（a）回路中，当电磁阀得电时，）回路中，当电磁阀得电时，气压使活塞伸出工作，而电磁阀失电时，活塞杆在弹簧作用气压使活塞伸出工作，

7、而电磁阀失电时，活塞杆在弹簧作用下缩回。在图（下缩回。在图（b）回路中，电磁阀失电后能自动复位，故能）回路中，电磁阀失电后能自动复位，故能使气缸停留行程中任意位置。使气缸停留行程中任意位置。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统单作用气缸换向回路单作用气缸换向回路第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统四、双作用气缸换向回路四、双作用气缸换向回路 图为双气控二位五通阀和双气控中位封闭式三位五通图为双气控二位五通阀和双气控中位封闭式三位五通阀的控制回路。在图（阀的控制回路。在图（a）回路中通过对换向阀左右两则）回路中通过对换向阀左右两则分别输入气

8、流控制信号，使气缸活塞杆伸出和缩回。此分别输入气流控制信号，使气缸活塞杆伸出和缩回。此回路不许左右两则同时加等压控制信号。在图（回路不许左右两则同时加等压控制信号。在图（b）回）回路中，除控制双作用缸换向外，还可以在行程中的任意路中，除控制双作用缸换向外，还可以在行程中的任意位置停止运动。位置停止运动。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统双作用气缸换向回路双作用气缸换向回路第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统14.3 速度控制回路速度控制回路一、节流调速回路一、节流调速回路 图为采用单向节流阀实现排气节流的速度控制回路。调图为采用单向节流

9、阀实现排气节流的速度控制回路。调节节流阀的开度可实现气缸背压的控制，完成气缸双向运节节流阀的开度可实现气缸背压的控制，完成气缸双向运动速度的调节。对于双作用气缸的节流调速回路也可用同动速度的调节。对于双作用气缸的节流调速回路也可用同样的方法实现调速。样的方法实现调速。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统单作用气缸速度控制回路单作用气缸速度控制回路第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统二、快速往复回路二、快速往复回路 图为快速往复回路。在快速排气阀图为快速往复回路。在快速排气阀3和和4的后面装有的后面装有溢流阀溢流阀2和和5，当气缸通过排气阀

10、排气时，溢流阀就成，当气缸通过排气阀排气时，溢流阀就成为背压阀了。这样，使气缸的排气就有了一定的背压，为背压阀了。这样，使气缸的排气就有了一定的背压，增加了运动的平稳性。增加了运动的平稳性。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统快速往复回路快速往复回路第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统三、缓冲回路三、缓冲回路 图为所示为缓冲回路。当活塞向右运动时，缸右腔气图为所示为缓冲回路。当活塞向右运动时，缸右腔气体经机控换向阀和三位五通换向阀排出，当活塞运动到体经机控换向阀和三位五通换向阀排出，当活塞运动到末端时，活塞杆压下机控换向阀，右腔气体经节流

11、阀和末端时，活塞杆压下机控换向阀，右腔气体经节流阀和三位五通换向阀排出，实现缓冲活塞运动速度，调整机三位五通换向阀排出，实现缓冲活塞运动速度，调整机控换向阀的安装位置，可改变缓冲的开始时刻。控换向阀的安装位置，可改变缓冲的开始时刻。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统缓冲回路缓冲回路第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统四、气四、气/液调速回路液调速回路 图为采用气图为采用气/液转换器的调速回路。当电磁阀处于液转换器的调速回路。当电磁阀处于下位接通时，气压作用在气缸无杆腔活塞上，有杆腔下位接通时，气压作用在气缸无杆腔活塞上，有杆腔内的液压油

12、经机控换向阀进入气内的液压油经机控换向阀进入气/液转换器，活塞杆快液转换器，活塞杆快速伸出。当活塞杆压下机控换向阀时，有杆腔油液只速伸出。当活塞杆压下机控换向阀时，有杆腔油液只能通过节流阀到气能通过节流阀到气/液转换器，从而使活塞杆伸出速度液转换器，从而使活塞杆伸出速度减慢，而当电磁阀处于上位时，活塞杆快速返回。此减慢，而当电磁阀处于上位时，活塞杆快速返回。此回路可实现快进，工进，快退工况。回路可实现快进，工进，快退工况。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统气气/液调速回路液调速回路第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统14.4 其他控制回

13、路其他控制回路一、同步动作回路一、同步动作回路 图为简单的同步图为简单的同步回路，它采用刚性回路，它采用刚性连接部件连接两缸连接部件连接两缸活塞杆，迫使活塞杆，迫使A、B两缸同步。两缸同步。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统此回路缸此回路缸1下腔与气下腔与气缸缸2上腔相连，内部注上腔相连，内部注满液压油，只要保证缸满液压油，只要保证缸1下腔的有效面积和缸下腔的有效面积和缸2上腔的有效面积相等，上腔的有效面积相等，就可实现同步。回路中就可实现同步。回路中3接放气装置，用于放接放气装置，用于放掉混入油中的气体。掉混入油中的气体。气气/液转换同步回路，液转换同步回路，第

14、十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统二、延时控制回路二、延时控制回路 图为延时断开回路。当按下手动阀图为延时断开回路。当按下手动阀A后，后，B阀立即换阀立即换向，活塞杆伸出，同时压缩空气经节流阀流入气罐向，活塞杆伸出，同时压缩空气经节流阀流入气罐C中。经一定时间后，中。经一定时间后，C气罐中压力升高到一定值，阀气罐中压力升高到一定值，阀B自动换向（自动换向（B阀中阀芯左端气压作用面积大于右端作阀中阀芯左端气压作用面积大于右端作用面积），活塞杆返回。调节节流阀开度可得到不同用面积），活塞杆返回。调节节流阀开度可得到不同的延时时间。的延时时间。第十四章：气动控制回路及气动

15、系统第十四章：气动控制回路及气动系统延时断开回路延时断开回路第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统 图为延时接通回路。按图为延时接通回路。按下阀下阀A，压缩空气经阀，压缩空气经阀A和和节流阀进入气罐节流阀进入气罐C，一定时，一定时间后气罐间后气罐C中压力达到一定中压力达到一定值，阀值，阀B换向，气路接通。换向，气路接通。拉出阀拉出阀A，气罐中的压缩空，气罐中的压缩空气经单向阀快速排出，阀气经单向阀快速排出，阀B换向，气路排气。换向，气路排气。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统三、安全保护回路三、安全保护回路1、互锁回路、互锁回路 图为互锁

16、图为互锁回路。主控阀（二位四回路。主控阀（二位四通阀）的换向受三个串通阀）的换向受三个串联的机控三通阀控制，联的机控三通阀控制，只有三个机控阀都接通只有三个机控阀都接通时主控阀才能换向，气时主控阀才能换向，气缸才能动作。缸才能动作。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统 2、过载保护回路、过载保护回路 当活塞右行遇到障碍或当活塞右行遇到障碍或其他原因使气缸过载时，其他原因使气缸过载时，左腔压力升高，当超过预左腔压力升高，当超过预定值时，打开顺序阀定值时，打开顺序阀3，使，使换向阀换向阀4换向，阀换向，阀1、2同同时复位，气缸返回，保护时复位，气缸返回，保护设备安全。设

17、备安全。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统14.5 气动系统实例气动系统实例一、气液动力滑台一、气液动力滑台气液动力滑台采用气气液动力滑台采用气液阻呢缸作为执行元件。由于在液阻呢缸作为执行元件。由于在它的上面可安装单轴头、动力箱或工件，因而在机床上常它的上面可安装单轴头、动力箱或工件，因而在机床上常用来作为实现进给运动的部件。用来作为实现进给运动的部件。图为气液动力滑台的气路原理图。图中阀图为气液动力滑台的气路原理图。图中阀1、2、3和阀和阀4、5、6实际上分别被组合在一起，成为两个组合阀。实际上分别被组合在一起，成为两个组合阀。第十四章：气动控制回路及气动系统第

18、十四章：气动控制回路及气动系统气液动力滑台的气路原理图气液动力滑台的气路原理图第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统这种气液滑台能完成下面的两种工作循环：这种气液滑台能完成下面的两种工作循环：1、快进、快进慢进慢进快退快退停止停止当图中阀当图中阀4处于图示状态时，就可实现上述循环的进给程处于图示状态时，就可实现上述循环的进给程序。其动作原理为：当手动阀序。其动作原理为：当手动阀3切换至右位时，实际上就切换至右位时，实际上就是给予进刀信号，在气压作用下，气缸中活塞开始向下运是给予进刀信号，在气压作用下，气缸中活塞开始向下运动，液压缸中活塞下腔油液经机控阀动，液压缸中活塞

19、下腔油液经机控阀6的左位和单向阀的左位和单向阀7进进入液压缸活塞的上腔，实现了快进；入液压缸活塞的上腔，实现了快进；第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统 当快进到活塞杆上的挡铁当快进到活塞杆上的挡铁B切换机控阀切换机控阀6（使它处于右位）（使它处于右位）后，油液只能经节流阀后，油液只能经节流阀5进入活塞上腔，调节节流阀的开度，进入活塞上腔，调节节流阀的开度，即可调节气即可调节气液阻尼缸运动速度。所以，这时开始慢进（工液阻尼缸运动速度。所以，这时开始慢进（工作进给）。当慢进到档铁作进给）。当慢进到档铁C使机控阀使机控阀2切换至左位时，输出切换至左位时，输出气信号使阀气

20、信号使阀3切换至左位，这时气缸活塞开始向上运动。液切换至左位，这时气缸活塞开始向上运动。液压缸活塞上腔的油液经阀压缸活塞上腔的油液经阀8至图示位置而使油液通道被切断，至图示位置而使油液通道被切断，活塞就停止运动。所以改变挡铁活塞就停止运动。所以改变挡铁A的位置，就能改变的位置，就能改变“停停”的位置。的位置。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统2、快进快进慢进慢进慢退慢退快退快退停止停止把手动阀把手动阀4关闭（处于左位）时就可实现上述的双向进给关闭（处于左位）时就可实现上述的双向进给程序，其动作原理为：程序，其动作原理为：其动作循环中的快进其动作循环中的快进慢进的动

21、作原理与上述相同。当慢慢进的动作原理与上述相同。当慢进至挡铁进至挡铁C切换机控阀切换机控阀2至左位时，输出气信号使阀至左位时，输出气信号使阀3切换切换至左位，气缸活塞开始向上运动，这时液压缸上腔的油液至左位，气缸活塞开始向上运动，这时液压缸上腔的油液经机控阀经机控阀8的左位和节流阀的左位和节流阀5进入液压活塞缸的下腔，即实进入液压活塞缸的下腔，即实现了慢退（反向进给）；现了慢退（反向进给）；第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统当慢退到挡铁当慢退到挡铁B离开阀离开阀6的顶杆而使其复位（处于的顶杆而使其复位（处于左位）后，液压缸活塞上腔的油液就经阀左位）后，液压缸活塞上

22、腔的油液就经阀8的左位、的左位、再经阀再经阀6的左位进入液压活塞缸的下腔，开始快退；的左位进入液压活塞缸的下腔，开始快退；快退到挡铁快退到挡铁A切换阀切换阀8至图示位置时，油液通路被切至图示位置时，油液通路被切断，活塞就停止运动。断，活塞就停止运动。图中补油箱图中补油箱10和单向阀和单向阀9仅仅是为了补偿系统中的仅仅是为了补偿系统中的漏油而设置的，因而一般可用油杯来代替。漏油而设置的，因而一般可用油杯来代替。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统二、气动夹紧系统二、气动夹紧系统 图为气动夹紧系统。此系统是机床夹具的气动系统，图为气动夹紧系统。此系统是机床夹具的气动系统

23、，其动作循环是：垂直缸活塞杆下降将工件压紧，两侧的其动作循环是：垂直缸活塞杆下降将工件压紧，两侧的气缸活塞杆再同时前进，对工件进行两侧夹紧，然后钻气缸活塞杆再同时前进，对工件进行两侧夹紧，然后钻削加工，最后各夹紧缸退回，松开工件。其工作原理如削加工，最后各夹紧缸退回，松开工件。其工作原理如下：下：第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统气动夹紧系统图气动夹紧系统图第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统 用脚踏下阀用脚踏下阀1，空气进入缸，空气进入缸A的无杆腔，夹紧头下的无杆腔，夹紧头下降与机动行程阀降与机动行程阀2接触后发出信号，空气经单向节流

24、阀接触后发出信号，空气经单向节流阀6进入二位三通气控换向阀进入二位三通气控换向阀4（调节节流阀开度可以控（调节节流阀开度可以控制阀制阀4的延时接通时间）。因此，压缩空气通过主阀的延时接通时间）。因此，压缩空气通过主阀3进入两侧气缸进入两侧气缸B和和C的无杆腔，使活塞前进而夹紧工件，的无杆腔，使活塞前进而夹紧工件，钻头开始钻孔。钻头开始钻孔。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统 与此同时，流过主阀与此同时，流过主阀3的一部分压缩空气经过单向节的一部分压缩空气经过单向节流阀流阀5进入主阀进入主阀3右端，经过一定时间（由节流阀控制右端，经过一定时间（由节流阀控制时间长短）

25、后主阀时间长短）后主阀3右位接通，两侧气缸后退到原来位右位接通，两侧气缸后退到原来位置。同时，一部分空气作为信号进入脚踏阀置。同时，一部分空气作为信号进入脚踏阀1的右端，的右端，使阀使阀1右位接通，压缩空气进入缸右位接通，压缩空气进入缸A的下腔，夹紧头退的下腔，夹紧头退到原来位置。到原来位置。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统 夹紧头上升的同时，使机动行程阀夹紧头上升的同时，使机动行程阀2复位，使空气换复位，使空气换向阀向阀4也复位（此时阀也复位（此时阀3右位接通），由于气缸右位接通），由于气缸B、C的无的无杆腔通过阀杆腔通过阀3、阀、阀4排气，主阀排气，主阀3自动复位到左端接入工自动复位到左端接入工作状态，完成一个工作循环。如果要进入下一个工作循作状态，完成一个工作循环。如果要进入下一个工作循环，要再踏下阀环，要再踏下阀1才行。才行。第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统第十四章：气动控制回路及气动系统