气动基本回路与常用回路.ppt
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1、2023年10月3日8时1分,1,第十一章气动基本回路与常用回路,气动基本回路气动常用回路,2023年10月3日8时1分,2,十一章、气动基本回路,气动基本回路压力和力控制回路换向回路速度控制回路位置控制回路基本逻辑回路,2023年10月3日8时1分,3,11.1压力控制回路,1.一次压力控制回路 电接触式压力表根据贮气罐压力控制空压机的起、停,一旦贮气罐压力超过一定值时,溢流阀起安全保护作用。简单压力控制回路 采用溢流式减压阀对气源实行定压控制。,2023年10月3日8时1分,4,2.二次压力控制回路,作用:对气动系统气源压力的控制图a是由气动三联件组成的主要由溢流减压阀来实现压力控制;图b
2、是由减压阀和换向阀构成的,对同一系统实现输出高、低压力p1、p2的控制;图c是由减压阀来实现对不同系统输出不同压力P1、P2的控制。,2023年10月3日8时1分,5,3.过载保护回路,过载保护回路 正常工作时,阀1 得电,使阀2 换向,气缸活塞杆外伸。如果活塞杆受压的方向发生过载,则顺序阀动作,阀3 切换,阀2 的控制气体排出,在弹簧力作用下换至图示位置,使活塞杆缩回。,2023年10月3日8时1分,6,4.增力控制回路,气动系统一般压力较低,所以往往是通过改变执行元件的受力面积来增加输出力。,2023年10月3日8时1分,7,5.压力控制的单往复回路 如图12-20所示为压力控制的单往复回
3、路。按下按钮阀1S1,主控阀1V1换向,活塞前进,当活塞腔气压达到顺序阀的调定压力时,打开顺序阀1V2,使主阀1V1换向,气缸后退,完成一次循环。但应注意,活塞的后退取决于顺序阀的调定压力,如活塞在前进途中碰到负荷也会产生后退动作,也即无法保证活塞一定能够到达端点,此类控制只能用在无重大安全要求的场合。,2023年10月3日8时1分,8,11.2换向回路,单作用气缸换向回路 用三位五通换向阀可控制单作用气缸伸、缩、任意位置停止。,2023年10月3日8时1分,9,双作用气缸换向回路 用三位五通换向阀除控制双作用缸伸、缩换向外,还可实现任意位置停止。,2023年10月3日8时1分,10,行程阀控
4、制的单往复回路 如图12-19所示回路的功能是当双作用气缸到达行程终点时自动后退。与图12-18的控制方式类似,将信号元件1S2改成滚轮杠杆阀。当按下阀1S1时,主控阀1V1换向,活塞前进,当活塞杆压下行程阀1S2时,产生另一信号使主控阀1V1复位,活塞后退。但应注意,如一直按着1S1时,活塞杆即使伸出碰到1S2,也无法后退。,2023年10月3日8时1分,11,11.3速度控制回路,气阀调速回路单作用气缸调速回路 用两个单向节流阀分别控制活塞杆的升降速度。,2023年10月3日8时1分,12,单作用气缸快速返回回路活塞返回时,气缸下腔通过快速排气阀排气。,2023年10月3日8时1分,13,
5、3、慢速前进、快速后退回路 如图12-25所示回路,按下按钮阀1S1后,主控阀1V1换向,活塞前进,速度由阀1V2控制,当活塞杆碰到行程阀1S2时,活塞后退,快速排气阀1V3可增加其后退速度。,2023年10月3日8时1分,14,单作用气缸的速度控制 如图12-13为利用单向节流阀控制单作用气缸活塞速度的回路。单作用气缸前进速度的控制只能用入口节流方式,如图12-13(a)所示。单作用气缸后退速度的控制只能用出口节流方式,如图12-13(b)。如果单作用气缸前进及后退速度都需要控制,则可以同时,采用两个节流阀控制,回路如图12-13(c)所示。活塞前进时由节流阀1V1控制速度,活塞后退时由节流
6、阀1V2控制速度。,2023年10月3日8时1分,15,双作用气缸的速度控制,2023年10月3日8时1分,16,增加单作用气缸及双作用气缸的速度 图12-15为增加单作用缸活塞后退的速度回路,当活塞后退时,气缸中的压缩空气经快速排气阀1V1的3口直接排放,不需经换向阀,减少排气阻力,故活塞可快速后退。图12-16为增加双作用气缸活塞前进的速度回路,双作用气缸前进时在气缸排气口加一个快速排气阀1V1减小排气阻力。,2023年10月3日8时1分,17,缓冲回路,作用:气缸在行程长、速度快、惯性大的情况下,往往需要采用缓冲回路来消除冲击。图157a所示的回路可实现快进慢进缓冲停止快退的循环,行程阀
7、可根据需要调整缓冲行程,常用于惯性大的场合。,图15-7b所示的回路是当活塞返回至行程末端时,其左腔压力已降至打不开顺序阀4的程度,剩余气体只能经节流阀2排出,使活塞得到缓冲,适于行程长、速度快的场合。图中只是实现单向缓冲,若气缸两侧均安装此回路,则可实现双向缓冲。,2023年10月3日8时1分,18,2、气动常用回路,单作用气缸控制;双作用气缸控制;利用梭阀的控制;利用双压阀控制;单作用气缸间接控制;,双作用气缸间接控制;带行程检测的压力控制;利用延时阀的单往复控制;带行程检测的时间控制;从不同地点控制的单往复回路。,2023年10月3日8时1分,19,3、利用梭阀的控制 如图12-10所示
8、,回路中的梭阀相当于实现“或”门逻辑功能的阀。在气动控制系统中,有时需要在不同地点操作单作用缸或实施手动/自动并用操作回路。,2023年10月3日8时1分,20,4、利用双压阀的控制 如图12-11所示回路是一个利用双压阀的双手操作回路,在该回路中,需要两个二位三通阀同时动作,才能使单作用气缸前进,实现“与”门逻辑控制。最常用的双手操作回路还有如图12-12所示的回路,常用于安全保护回路。,2023年10月3日8时1分,21,5、单作用气缸的间接控制 对于控制大缸径、大行程的气缸运动时,应使用大流量控制阀作为主控阀,如图12-17所示,按钮阀1S1仅为信号元件,用来控制主阀1V1切换,因此是小
9、流量阀。按下按钮时,气缸活塞杆将伸出。一旦松开按钮,气缸活塞杆将回缩。按钮阀可安装在距气缸较远的位置上。,2023年10月3日8时1分,22,5、双作用气缸的间接控制 如图12-18所示,主控阀1V1有记忆功能,称为记忆元件。信号元件1S1和1S2只要发出脉冲信号,即可使主控阀1V1切换。按下阀1S1,发出信号使主控阀换向,活塞前进。在阀1S2未按下之前,活塞停在伸出位置。同理,按下阀1S2,可使活塞后退。,2023年10月3日8时1分,23,13、利用延时阀控制的单往复回路 如图12-22所示回路,按下按钮阀1S1后,主控阀1V1换向,活塞前进,当延时阀设定时间到,主阀1V1右端有信号,阀芯
10、切换,活塞后退。但应注意,采用时间控制可靠性低,一般必须配合行程开关。,2023年10月3日8时1分,24,带行程检测的时间控制回路 如图12-23所示回路,按下按钮阀1S1后,主控阀1V1换向,活塞前进,当活塞杆压下行程阀1S2后,需经过一定时间,主阀1V1才能切换,使活塞返回,完成一次往复循环。,2023年10月3日8时1分,25,15、从两个不同地点控制双作用气缸的单往复运动 如图12-24所示回路,无论用手或用脚发出信号,操纵阀1S1、1S2,均能使主阀1V1切换,活塞前进,活塞杆伸出碰到行程阀1S2后立即后退。,2023年10月3日8时1分,26,气液阻尼缸速度控制回路(speed
11、control circuit by pneumatic hydraulic damping cylinder),图a中通过节流阀1和2可以实现双向无级调速,油杯3用以补充漏油。,2023年10月3日8时1分,27,图b为液压结构变速回路,可实现快进一慢进一快退工况。当活塞快速右行过a孔后,液压缸右腔油液只能由b孔径节流阀流回左腔,活塞由快进变为慢进,直至行程终点;换向阀切换后,活塞左行,左腔油液经单向阀从c孔流回右腔,实现快退动作。此回路变速位置不能改变。,2023年10月3日8时1分,28,图c为行程阀变速回路,只要改变撞块或行程阀的安装位置,即可改变开始变速的位置。这两个变速回路适于较长
12、行程场合。图d为液压阻尼缸与气缸并联的形式,液压缸的速度由单向节流阀控制;调节螺母2,可以改变气缸由快进变为慢进的变速位置;三位五通换向阀处于中位时,液压阻尼缸油路被二位二通阀切断,活塞即停在此位置上,即实现中停。此回路较串联形式结构紧凑,气液不易相混,但易产生蹩劲现象,要考虑导向装置。,2023年10月3日8时1分,29,位置控制回路,串联气缸定位 气缸由多个不同行程的气缸串联而成。换向阀1、2、3依次得电和同时失电,可得到四个定位位置。,2023年10月3日8时1分,30,常用基本回路,安全保护回路同步动作回路往复动作回路,2023年10月3日8时1分,31,安全保护回路,1)双手操作回路
13、 只有同时按下两个启动用手动换向阀,气缸才动作,对操作人员的手起到安全保护作用。应用在冲床、锻压机床上。,2023年10月3日8时1分,32,2)互锁回路,当图中一个气缸动作时,其它气缸则不允许动作。回路主要利用梭阀1、2、3及换向阀4、5、6进行互锁。如切换阀7,阀4也将切换,使A缸活塞杆伸出。与此同时,A缸的进气气流使梭阀1、2动作,把阀5和6锁住。故此时即使阀8、9有切换信号,B、C缸也不会动作。如要改变气缸的动作,必须把前动作缸的气控阀复位才行。,2023年10月3日8时1分,33,3)过载保护回路:,当活塞杆伸出途中,若遇到偶然障碍或其它原因便气缸过载时,活塞就自动返回,实现过载保护
14、。工作原理:如图1517所示,当气缸活塞向右运动,左腔压力升高超过预定值时,顺序阀1打开,控制气流经梭阀2将主阀3切换至右位(图示位置),便活塞返回,气缸左腔气体经主阀3排出,防止系统过载。,2023年10月3日8时1分,34,同步动作回路,简单的同步回路 采用刚性零件把两尺寸相同的气缸的活塞杆连接起来。,2023年10月3日8时1分,35,往复动作回路,单往复动作回路 按下手动阀,二位五通换向阀处于左位,气缸外伸;当活塞杆挡块压下机动阀后,二位五通换至右位,气缸缩回,完成一次往复运动。,2023年10月3日8时1分,36,连续往复动作回路,连续往复动作回路 手动阀1 换向,高压气体经阀3 使
15、阀2换向,气缸活塞杆外伸,阀3 复位,活塞杆挡块压下行程阀4 时,阀2 换至左位,活塞杆缩回,阀4 复位,当活塞杆缩回压下行程阀3 时,阀2 再次换向,如此循环往复。,2023年10月3日8时1分,37,延时回路(delay circuit),工作原理:图1522a为延时接通回路。当有信号K输入时,阀A换向,此时气源经节流阀缓慢向气容C充气,经一段时间t延时后,气容内压力升高到预定值,使主阀B换向,气缸活塞开始右行。当信号K消失后,气容C中的气体可经单向阀迅速排出,主阀B立即复位,气缸活塞返回。改变节流口开度,可调节延时换向时间t的长短。,2023年10月3日8时1分,38,计数回路(coun
16、ting circuit),在图a中,阀4的换向位置,取决于阀2的位置,而阀2的换位又取决于阀3和阀5。如图所示,若按下阀1,气信号经阀2至阀4的左端使阀4换至左位,同时使阀5切断气路,此时气缸活塞杆伸出;当阀1复位后,原通人阀4左控制端的气信号经阀1排空,阀5复位,于是气缸无杆腔的气体经阀5至阀2左端,使阀2换至左位等待阀1的下一次信号输入。当阀1第二次按下后,气信号经阀2的左位至阀4右端使阀4换至右位,气缸活塞杆退回,同时阀3将气路切断。待阀1复位后,阀4右端信号经阀2、阀1排空,阀3复位并将气流导至阀2左端使其换至右位,又等待阀1下一次信号输入。这样,第1,3,5次(奇数)按下阀1,则气
17、缸活塞杆伸出;第2,4,6次(偶数)按下阀1,则气缸活塞杆退回。,2023年10月3日8时1分,39,各种自动化机械或自动生产线大多是依靠程序控制来工作的。那什么是程序控制呢?所谓程序控制,就是根据生产过程的要求,使被控制的执行元件按预先规定的顺序协调动作的一种自动控制方式。,11.5、气动程序控制回路,2023年10月3日8时1分,40,根据控制方式的不同,程序控制可分为:时间程序控制;行程程序控制;混合程序控制。,气动程序控制回路,2023年10月3日8时1分,41,时间程序控制是指各执行元件的动作顺序按时间顺序进行的一种自动控制方式。时间信号通过控制线路,按一定的时间间隔分配给相应的执行
18、元件,令其产生有顺序的动作,它是一种开环的控制系统。图(a)所示为时间程序控制方框图。,气动程序控制回路,2023年10月3日8时1分,42,行程程序控制一般是一个闭环程序控制系统,如图所示。它是前一个执行元件动作完成并发出信号后,才允许下一个动作进行的一种自动控制方式。行程程序控制系统包括行程发信装置、执行元件、程序控制回路和动力源等部分。,气动程序控制回路,2023年10月3日8时1分,43,行程程序控制的优点是结构简单,维护容易,动作稳定,特别是当程序运行中某节拍出现故障时,整个程序动作就停止而实现自动保护。因此,行程程序控制方式在气动系统中被广泛采用。混合程序控制通常是在行程程序控制系
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