液壓與氣壓傳動技術1項目九氣動控制元件的認識及基本回路的組建項目引入在氣動系統中，氣動控制元件是控制和調節壓縮空氣的流動方向、壓力、流量以及發送信號的各類控制閥，按功能不同可分為方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥以及能實現一定邏輯功能的氣動邏輯元件。由有關氣動元件組成的具有特定功能的典型氣動回路稱為氣動基本回路，按控制功能的不同可分為方向控制回路、壓力控制回路、速度控制回路、基本邏輯回路等。本項目通過對氣動控制元件的認識，掌握正確組建氣動基本回路的方法，為分析氣動系統打下必要的基礎。2學習目標1．知識目標了解氣動控制閥的作用、分類。掌握氣動控制閥的結構、工作原理及應用。熟悉氣動基本回路的種類及作用。掌握氣動基本回路的組成、原理及應用。了解氣動邏輯元件的類型、結構及應用。掌握氣動控制閥的選用與維護。項目九氣動控制元件的認識及基本回路的組建32．技能目標能正確認識氣動控制閥。能正確識讀氣動基本回路圖。能正確選用和維護氣動控制閥。能正確拆裝氣動控制閥。能正確組建氣動基本回路。3．素質目標增強自主學習意識。增強團隊合作意識。培養分析、解決問題的能力。培養良好的職業素養。項目九氣動控制元件的認識及基本回路的組建4學習任務任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建任務9.2壓力控制閥的認識及壓力控制回路的組建任務9.3流量控制閥的認識及速度控制回路的組建任務9.4其他常用氣動回路和真空回路的組建任務9.5氣動邏輯元件的認識與選用項目九氣動控制元件的認識及基本回路的組建5任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建6知識庫一、方向控制閥

1．單向型方向控制閥單向型方向控制閥只允許氣流沿一個方向流動，包括單向閥、梭閥、雙壓閥和快速排氣閥。（1）單向閥單向閥是指氣流只能向一個方向流動而不能反方向流動的閥，如圖9-2所示。在氣動系統中，在空氣壓縮機和氣罐之間應裝有單向閥，壓縮空氣倒流。單向閥還可與其他的控制閥并聯使用。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建7（2）梭閥梭閥又稱或門型梭閥，其相當于共用一個閥芯而無彈簧的兩個單向閥的組合，其作用相當于邏輯“或”，在氣動系統中應用很廣泛，如圖9-3所示。梭閥在兩個輸入口單獨有氣或兩者均有氣時都有輸出，它常用于兩個信號控制同一個動作的組合。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建8（3）雙壓閥雙壓閥又稱與門型梭閥，它也相當于兩個單向閥的組合，只是將密封面由外端面改為內端面，其作用相當于邏輯“與”，如圖9-4所示。雙壓閥在兩輸入口均有氣時才有輸出，否則均無輸出，它常用于兩控制口均有控制信號時才能控制某一動作的組合。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建9（4）快速排氣閥快速排氣閥簡稱快排閥，其作用是使氣動元件或裝置快速排氣，如圖9-5所示。快速排氣閥常裝在氣缸排氣口，使氣缸快速排氣，可大大提高氣缸運動速度。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建10

2．換向型方向控制閥換向型方向控制閥是指可以改變氣流流動方向的控制閥。按控制方式不同可分為氣壓控制、電磁控制、機械控制、人力控制等。（1）氣壓控制換向閥氣壓控制換向閥是利用空氣壓力推動閥芯運動，使換向閥換向，從而改變氣體的流動方向的換向閥。氣壓控制換向閥分為加壓式、泄壓式、差壓式和延時控制幾種類型，常用的是加壓式和差壓式。

加壓式控制是指加在閥芯上的控制信號的壓力值是漸升的，當控制信號的氣壓增加到閥的切換動作壓力時閥便換向，其有單氣控和雙氣控之分。

差壓控制是利用控制氣壓在閥芯兩端面面積不等的控制活塞上產生的推力差，使閥換向的一種控制方式。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建11

1）單氣控加壓式換向閥利用壓縮空氣的作用力與彈簧力相平衡的原理來進行控制。如圖9-6所示的單氣控加壓式換向閥屬于截止式二位三通換向閥。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建12

2）雙氣控加壓式換向閥換向閥閥芯兩邊都可作用壓縮空氣，但一次只作用于一邊。如圖9-7所示的雙氣控加壓式換向閥屬于滑閥式二位五通換向閥。雙氣控滑閥具有記憶功能，即氣控信號消失后，閥仍能保持在有信號時的工作狀態。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建13

3）氣壓延時換向閥其作用相當于時間繼電器。如圖9-8所示的氣壓延時換向閥屬于二位三通常斷延時接通型換向閥。由氣容C和一個單向節流閥組成時間信號元件，用它來控制主閥換向。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建14（2）電磁控制換向閥電磁控制換向閥是利用電磁力的作用推動閥芯換向，從而改變氣流方向的氣動換向閥。有直動式和先導式兩大類。1）直動式電磁換向閥電磁鐵的動鐵心在電磁力的作用下，直接推動閥芯換向的氣動換向閥，有單電控和雙電控兩種。圖9-9所示的直動式單電控電磁換向閥屬于二位三通電磁閥，它只有一個電磁鐵。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建15圖9-10所示的直動式雙電控電磁換向閥屬于二位五通電磁換向閥。當通電電磁鐵斷電后，閥芯位置不變，即具有記憶能力。兩個電磁鐵只能交替得電工作，不能同時得電，否則會產生誤動作。直動式電磁換向閥是由電磁鐵直接推動閥芯移動，當閥的通徑較大時，用直動式結構所需的電磁鐵體積和電力消耗都必然加大，為克服此弱點可采用先導式結構。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建162）先導式電磁換向閥先導式電磁換向閥是由電磁先導閥和氣動換向閥組成，它利用直動式電磁換向閥輸出的先導氣壓去控制主閥閥芯的換向，相當于一個電氣換向閥。按有無專門的外接控制氣口，可分為外控式和內控式兩種。圖9-11所示的先導式雙電控電磁換向閥屬于二位五通先導式電磁換向閥，帶有手動輔助控制。該閥具有記憶功能，即通電時換向，斷電時并不返回原位。先導式電磁換向閥便于實現電、氣聯合控制，應用廣泛。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建17（3）機械控制換向閥機械控制換向閥又稱行程閥，多用于行程程序控制，作為信號閥使用。常依靠凸輪、擋塊或其它機械外力推動閥芯，使閥換向。

按閥芯頭部結構形式可分為直動式、杠桿滾輪式和可通過杠桿滾輪式等，如圖9-12所示。

直動式是由機械力直接推動頂桿的頭部使閥換向。

杠桿滾輪式頭部結構可以減小閥桿所受的側向力及外部的機械力。

可通過滾輪杠桿式結構的頭部滾輪是可折回。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建18機圖9-13所示為杠桿滾輪式機控換向閥（常閉型）。若將P口與R口互換（如括弧中的接法），便為常開型。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建19（4）人力控制換向閥人力控制換向閥使用頻率較低、動作速度較慢。閥的通徑小、操作靈活，可按人的意志隨時改變控制對象的狀態，可實現遠距離控制。人力控制換向閥在手動、半自動和自動控制系統中得到廣泛的應用。人力控制換向閥按其操縱方式不同可分為手動閥和腳踏閥兩類。1）手動閥手動閥的操縱頭部結構有按鈕式、推拉式、旋鈕式、撥動式、鎖定式等，如圖9-14所示。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建20圖9-15所示為推拉式手動閥。

當用手壓下閥芯時，則P與A相通，B與S相通。手松開后，閥芯依靠定位裝置保持狀態不變。

當用手拉起閥芯時，氣路方向改變，P與B相通，A與R相通，手松開后，閥芯能維持該狀態不變。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建21

1）腳踏閥腳踏閥有單板腳踏閥和雙板腳踏閥兩種。

單板腳踏閥是腳一踏下便進行切換，腳一離開便恢復到原位，即只有兩位式，如圖9-16所示。

雙板腳踏閥有兩位式和三位式之分。兩位式的動作是踏下踏板后，腳離開，閥不復位，直到踏下另一踏板后，閥才復位；三位式有三個動作位置，腳沒有踏下時，兩邊踏板處于水平位置，為中間狀態，踏下任一邊的踏板，閥被切換，待腳一離開又立即回復到中位狀態。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建22

3．方向控制閥的選用首先根據基本功能選擇類型，然后確定具體型號，在選型號時要考慮安裝方式、尺寸大小等。1）根據所需流量選擇閥的通徑。對于直接控制氣動執行機構的主控閥，要根據工作壓力狀態下的最大流量來選擇閥的通徑。一般情況下所選閥的額定流量應大于實際的最大流量。對于信號閥（手控、機控），應根據它所控制閥的遠近、控制閥的數量和動作時間等因素來選擇閥的通徑。2）考慮閥的機能是否能保證工作需要，盡量選擇與所選機能一致的閥。3）安裝方式的選擇，要從安裝維護方面考慮，板式連接較好，特別對集中控制的系統優點更為突出。4）優先采用標準化系列產品，盡量避免采用專用閥。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建23

4．方向控制閥的常見故障及排除方法方向控制閥常見故障及排除方法見表9-1。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建24二、方向控制回路

1．單作用氣缸換向回路圖9-17a所示為采用二位三通電磁換向閥控制的單作用氣缸換向回路。該回路比較簡單，但對由氣缸驅動的部件有較高的要求，以保證氣缸活塞能可靠退回。

圖9-17b所示為采用三位五通電磁換向閥控制的單作用氣缸換向回路。當換向閥在中位，氣缸可以停在行程中任意位置，但定位精度不高，定位時間不長。任務9.1方向控制閥的認識及方向控制回路的組建252．雙作用氣缸換向回路圖9-18a所示為采用二位五通電磁換向閥控制的雙作用氣缸換向回路。

圖9-18b所示為采用二位五通單氣控換向閥控制的雙作用氣缸換向回路。