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1、项目十九（7）气动基本回路,气动基本回路：由各种相关的气动元件及管道连接而成的、能完成某一特定功能的基本单元。气动基本回路是气动系统的基本组成部分，不管是复杂还是简单的气动系统，都是由基本回路组成的。气动基本回路的类型：压力控制回路、方向控制回路和速度控制回路。,一、压力控制回路,压力控制回路：对系统压力进行调节和控制的回路。1、一次压力控制回路：一次压力控制回路主要用来控制小型压缩空气站中储气罐内的压力，使它不超过储气罐所设定的压力。这是气源的第一次压力控制。,可以采用外控溢流阀或电接点压力计控制。采用溢流阀控制时，结构简单、工作可靠，但气量损失较大；采用电接点压力计控制时，对电动机及控制要
2、求较高。故常用于小型压缩机。2、二次压力控制回路二次压力控制回路的作用主要是对气动控制系统的气源压力进行控制。,输出压力的大小由溢流式减压阀调整。在此回路中，分水滤气器、减压阀、油雾器常组合使用，构成气动三联件。,3、高低压转换回路 在实际应用中，有些气动控制系统需要有高、低压力的选择。图12-6a所示为高低压转换回路，该回路由两个减压阀分别调出p1、p2两种不同的压力，气动系统就能得到所需要的高压和低压输出，该回路适用于负载差别较大的场合。图12-6b是利用两个减压阀和一个换向阀构成的高低压力p1和p2的自动换向回，可同时输出高压和低压。,二、方向控制回路,方向控制回路：控制气动系统中气流的
3、接通、切断或变向，实现执行元件的启动、停止和换向的回路。1、单作用气缸换向回路如图12-24a所示为二位三通电磁阀控制的气缸换向回路。图12-24b所示为三位四通电磁阀控制的单作用气缸换向回路。,a）图回路比较简单，但对由气缸驱动的部件有较高的要求，以便气缸活塞能可靠退回。b）图气缸活塞可在任意位置停留，但定位精度不高，且定位时间不长。,2、双作用气缸换向回路,图12-25所示为双作用气缸的换向回路。a）图为二位五通单气控制的换向回路。b）图为由两个二位三通控制的换向回路。当A有压缩空气时，气缸活塞伸出，反之，气缸活塞退回。c）图为双电控换向阀控制的换向回路。图12-25d、e、f控制回路相当
4、于具有记忆功能的回路，故该阀两端控制电磁铁线圈或按钮不能同时操作，否则将会出现误动作。,2、双作用气缸换向回路,a）图为二位五通单气控制的换向回路。b）和c）图为由两个二位三通控制的换向回路。b）图当A有压缩空气时，气缸活塞伸出；反之，气缸活塞退回。,d、e、f图的控制回路相当于具有记忆功能的回路，故该阀两端控制电磁铁线圈或按钮不能同时操作，否则将会出现误动作。f图可实现缸活塞伸出缩回和任意位置停留。,三、速度控制回路,气动系统的工作压力较低、使用功率较小，且气体的可压缩性远大于液体。因此，执行元件的速度控制和液压传动也有一定的差别。调速方法主要是节流调速。速度控制回路：调节或改变执行元件工作
5、速度的回路。1、单作用气缸速度控制回路 如图1210，该回路的运动平稳性和速度刚度都较差，易受外负载变化的影响，故该回路适用于对速度稳定性要求不高的场合。,a图中，活塞杆升、降均通过节流阀调速。两个反向安装的单向节流阀，可分别控制活塞杆的伸出和缩回速度。活塞杆伸出和退回时，只有其中一个节流阀起调速作用。双向调速,b图中，气缸上升时可调速，下降时则通过快速排气阀排气，使气缸快速返回。单向调速,2、双作用气缸速度控制回路,双作用气缸速度控制回路包括调速回路和缓冲回路。1）调速回路：（1）节流调速：进气节流和排气节流两种调速方式。,在气压传动中为了提高执行元件的速度稳定性，一般采用排气节流调速。如b
6、图,进气节流调速回路：1211a图当负载的运动方向与活塞的运动方向相反时，活塞易出现“爬行”现象。当负载方向与活塞的运动方向一致时，负载易产生“跑空”现象，使气缸失去控制。进气节流调速回路承载能力大，但不能承受负值负载，且运动的平稳性差，受外负载变化的影响较大。因此，进气节流调速回路的应用受到了限制。,排气节流调速回路：1211 b图调节排气侧的节流阀开度，可以控制不同的排气速度，从而控制活塞的运动速度。由于有杆腔存在一定的气体背压力，故活塞是在无杆腔和有杆腔的压力差作用下运动的，因而减少了“爬行”发生的可能性。这种回路能够承受负值负载，运动的平稳性好，受外负载变化的影响较小。,上述调速回路，
7、一般只适用于对速度稳定性要求不高的场合。这是因为，当负载突然增大时，由于气体的可压缩性，将迫使气缸内的气体压缩，使气缸活塞运动的速度减慢；反之，当负载突然减少时，又会使气缸内的气体膨胀，使活塞运动速度加快，此现象称为气缸的“自行走”。故此，当要求气缸具有准确平稳的运动速度时，特别是在负载变化较大的场合，就需要采用其它调速方式，来改善其调速性能，一般常用气液联动的调速方式。,（2）气液转换速度控制回路,气液转换速度控制回路以气压为动力，利用气液转换器或气液阻尼缸，把气压传动变为液压传动而控制执行元件的运动速度，将气压的响应快与液压的速度稳定高结合起来，达到优势互补。气液转换器速度控制回路,气液转
8、换器1、2将气体的压力转变成液体的压力；液压油驱动液压缸3，得到平稳易控制的活塞运动速度。要求气液转换器的储油量大于液压缸的容积，并有一定的余量。这种回路运动平稳，充分发挥了气动供气方便和液压速度易控制的特点；但气、液之间要求密封性好，以防止空气混入液压油中，保证运动速度的稳定。,气液阻尼缸速度控制回路,慢进快退回路，改变单向节流阀的开度，即可控制活塞的前进速度；活塞返回时，气液阻尼缸中液压缸的无杆腔的油液通过单向阀快速流入有杆腔，故返回速度较快，高位油箱起到补充泄漏油液的作用。,2）缓冲回路,功能:降低或避免气缸行程末端活塞与缸体的撞击。应用场合:在行程长、速度快、惯性大的场合，除采用缓冲气
9、缸外，一般还采用缓冲回路。,活塞向右运动时，缸右腔的气体经机动换向阀及三位五通换向阀排掉。当活塞运动到末端碰到机动阀时，气体经节流阀排掉。活塞运动速度得到缓冲。调整机动阀的安装位置就可以改变缓冲的开始时间。此回路适合于惯性力大的场合。,项目十九（8）其他常用基本回路,一、位置控制回路对执行元件运动过程中的位置进行控制的回路。1、串连气缸的位置控制回路2、任意位置停止回路,串连气缸的位置控制回路,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（含原位）。,任意位置停止回路,当气缸负载较小时，可选择图a 所示回路，当气缸负载较大时，应选择图b 所示回路。,
10、二、安全保护回路,1、双手操作回路只有同时按下两个启动用手动换向阀，气缸才动作。应用在冲床、锻压机床上，对操作人员的手起到安全保护作用。,2、互锁回路,互锁回路的作用是：防止各缸活塞同时动作，保证工作时只有一个气缸活塞动作。该回路利用梭阀1、2、3 和换向阀4、5、6 实现互锁。,3、过载保护回路,当气缸活塞右行过程中超载，使气缸左腔压力升高超过预定值时，打开顺序阀3，使控制气体经梭阀4将主阀2切换至右位，活塞杆退回，就可防止系统过载。,三、顺序动作控制回路,气动系统中，各执行元件按一定程序完成各自的动作，一般可分为单往复和连续往复动作回路及多往复顺序动作回路等。1、单缸单往复动作回路,按下手
11、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。,2、连续往复动作回路,手动阀1换向，高压气体经阀3，使阀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。,项目十九（9）气动系统实例,目的：通过介绍两个气压传动的系统实例，来加深对气动控制元件特性的认识，掌握气动系统的一般组构成，学会阅读和分析气动系统的基本步骤和方法，会分析基本回路的功用。,1、车门气动控制系统,采用气压控制的公共汽车车门，在司机的座位和售票员座处都装有气动开关
12、，司机和售票员都可以开关车门。当车门在关闭过程中遇到障碍物时，此回路能使车门自动再开启，起到安全保护作用。气缸7用于开关车门，通过A、B、C、D四个两位换向阀按钮的操纵，控制双气换向阀，进而控制气缸的换向。气缸运动速度的快慢由单向速度控制阀5、6来调节。压下阀A或B的按钮使车门开启，压下阀C或D的按钮使车门关闭，先导阀8起安全作用。,当操纵阀A或B按钮时，气源压缩空气经阀A或B进入到阀1或2，把控制信号送到阀4的a侧，使阀4向车门开启方向切换。气源压缩空气经阀4和阀5到气缸有杆腔，打开车门。当操纵阀C或D按钮时，气源压缩空气经阀C或D到阀2，把控制信号送到阀4的b侧，使阀4向车门关闭方向切换。
13、压缩空气经阀4和阀6到气缸的无杆腔，关闭车门。,车门关闭中如遇到障碍物，便启动安全阀8，此时气源压缩空气经阀8把控制信号通过阀3送到阀4的a侧，使阀4向车门开启方向切换。须指出，如果阀C、D仍然保持在压下状态，则阀8起不到自动开启车门的安全作用。,2、数控加工中心气压换刀系统,系统在换刀过程中要实现主轴定位、主轴松刀、向主轴锥孔吹气和插刀、刀具夹紧等动作。工作原理如下：1）主轴定位：数控系统发出换刀指令时，主轴停止转动，同时4YA通电，压缩空气经气动三联件1换向阀4单向节流阀5主轴定位缸A的右腔缸A活塞杆左移伸出，使主轴自动定位。,2）主轴松刀：当定位后压下无触点开关，使6YA得电，压缩空气经
14、换向阀6快速排气阀8气液增压缸B的上腔增压腔的高压油使活塞杆伸出，实现主轴松刀。3）拔刀：同时使8YA得电，压缩空气经换向阀9单向节流阀11缸C的上腔，使缸C下腔排气，活塞下移实现拔刀。4）主轴锥孔吹气和停止吹气：拔刀后由回转刀库交换刀具，同时1YA得电，压缩空气经换向阀2单向节流阀3向主轴锥孔吹气。稍后1YA失电、2YA得电，吹气停止。,5）插刀和刀具夹紧：吹气停止后，8YA失电7YA得电，压缩空气经换向阀9、单向节流阀10进入缸C下腔，活塞上移实现插刀动作，同时活塞碰到行程限位阀。使6YA失电、5YA得电，则压缩空气经阀6进入气液增压器B的下腔，使活塞退回，主轴的机械机构使刀具夹紧。6）换刀：气液增压器B的活塞碰到行程限位阀后，使4YA失电、3YA得电，缸A的活塞在弹簧力作用下复位，回复到初始状态，完成换刀动作。,
