常见气路和设计培训教程（课堂PPT）

常见气路和设计教材回路的构成气源气源处理装置压力控制阀方向控制阀流量控制阀驱动装置空气压缩机过滤器油雾器减压阀电磁阀气压控制阀速度控制阀气缸摆动缸空气马达电源操作装置指示装置控制（运算）回路检测装置按钮开关选择开关按钮阀指示灯计数器蜂鸣器继电器定时器电子元件预制计数器顺序控制器气动控制元件限位开关光电管限位阀接近开关传感器（驱动部分）（控制部分）（检测部分）气动图形符号（略）简单回路一、气动换向回路简单回路二、速度控制回路简单回路二、速度控制回路简单回路三、压力控制回路简单回路四、位置控制回路气动基本回路单作用气缸控制回路气缸活塞杆运动方向靠压缩空气驱动，另一个方向则靠其它外力，如重力、弹簧力等驱动。回路简单，可选用简单结构的两位三通阀来控制。常断二位三通电磁阀控制回路常通二位三通电磁阀控制回路三位三通电磁阀控制回路通电时活塞杆伸出，断电时活塞杆返回断电时活塞杆上升，通电时靠外力返回控制气缸的换向阀带有全封闭型中间位置，可使气缸活塞停止在任意位置，但定位精度不高两个二位二通阀同时通电换向，可使活塞杆伸出。断电后，靠外力返回例题1设计一个双向调速的气路：要求：1、执行元件为单作用气缸2、其它元件任选例题2用单作用气缸设计一个生产流水线上的阻挡机构，要求气缸开始为伸出状态，当接触产品并且完成此处工序后迅速缩回使工件通过。要求：1、选择合适的气缸类型2、画出气路图答案1答案2例题3设计一个气路现有单动押出型气缸1条两位三通常通式弹簧复位手动阀1个两位三通常闭式弹簧复位手动阀1个梭阀1个两位三通单气控1个堵头、气管若干要求：气缸在伸出与缩回状态都能长时间自保持，无须用手长按。答案3两位三通阀除用来控制单作用气缸外，也常用作选择阀和分配阀使用。对于封闭的气动回路进行高低压转换时，如从高压转换成低压，则必须排出多余的压缩空气。此时需要用溢流阀和减压阀组合来实现。双作用气缸控制回路气缸活塞杆伸出或缩回两个方向的运动都靠压缩空气驱动，通常选用两位五通阀来控制。采用单电控两位五通阀的控制回路双电控控制回路中间封闭型三位五通阀控制回路中间排气型三位五通阀控制回路通电时活塞杆伸出，断电时活塞杆返回采用双电控电磁阀，换向电信号可为脉冲信号，因此电磁铁发热少，并具有断电保持功能左侧电磁铁通电时，活塞杆伸出。右侧电磁铁通电时，活塞杆缩回。左右侧电磁铁同时断电时，活塞可停止在任意位置，但定位精度不高当电磁阀处于中间位置时活塞杆处于自由状态，可由其他机构驱动双作用气缸控制回路气缸活塞杆伸出或缩回两个方向的运动都靠压缩空气驱动，通常选用两位五通阀来控制。中间加压型三位五通阀控制回路中间加压型三位五通阀控制回路电磁远程控制当左、右侧电磁铁同时断电时，活塞可停止在任意位置，但定位精度不高。采用一个压力控制阀，调节无杆腔的压力，使得活塞双向加压时，保持力的平衡采用带有双活塞杆的气缸，使活塞两端受压面积相等，当双向加压时，也可保持力的平衡。以上两种回路，均可使活塞停止在任意位置采用两位五通气控阀作为主控阀，其先导控制压力用一个两位三通电磁阀进行远程控制。该回路可应用于有防爆等要求的特殊场合例题4设计一简单气路要求：1、可以进行手动或自动控制2、可以进行速度调节，要求气缸运行速度平稳答案4例题5使用冲压等机器时，若一手拿冲料，另一手操作启动阀，很容易造成工伤事故。若改用两手同时操作，冲床才动作的话，可保护双手安全。已知负载的为750N，使用空气压力为0.5MPa,负载率为50%。要求：1、选择合适的气缸2、选择合适的阀3、设计该气路答案5答案5.2答案5.1典型应用回路1、自动往复回路单缸连续往复气控回路例题6把下图连接起来，使其实现自动往复运动答案6典型应用回路2、同步回路利用单向节流阀实现简单的同步控制这种同步回路的同步精度差，易受负载变化的影响，如果气缸的缸径相对于负载来说足够大，若工作压力足够高，可以取得一定的同步效果。此外，如果使用两只电磁阀，使两只气缸的给排气独立，相互之间不受影响，同步精度会好些利用气/液转换缸实现简单的同步控制可以进行油液补充，即使有少量泄漏，也不会影响同步典型应用回路3、延时回路典型应用回路例题7设计能控制气缸伸出时间的气动回路1、双作用气缸在用手动阀按一次伸出后，在一定时间延迟后自动缩回的单往复回路。2、设计一个能控制时间的连续自动往复回路答案7答案7.1典型应用回路4、缓冲回路气缸的负载可分为阻性负载（静负载）和惯性负载（有惯性力的负载）。当惯性负载较大时，气缸停止运动时的冲击能量较大。通常在气缸内设置垫缓冲或气缓冲来吸收这种冲击能量。若冲击能量超过气缸自身能吸收的能量时，通常是在外部设置液压缓冲器或设计缓冲回路来解决。典型应用回路4、缓冲回路气缸的负载可分为阻性负载（静负载）和惯性负载（有惯性力的负载）。当惯性负载较大时，气缸停止运动时的冲击能量较大。通常在气缸内设置垫缓冲或气缓冲来吸收这种冲击能量。若冲击能量超过气缸自身能吸收的能量时，通常是在外部设置液压缓冲器或设计缓冲回路来解决。典型应用回路5、位置（角度）控制回路气动系统中，气缸通常只有两个固定的定位点。如果要求气缸在运动过程中的某个中间位置停下来，则要求气动系统具有位置控制功能。由于气体具有压缩性，因此只利用三位五通换向阀对气找两腔进行给排气操作的纯气动方法难以得到高精度的位置控制。对于定位精度要求较高的场合，应采用机械辅助定位或气/液转换器等控制方法。a、利用机械挡块的位置（角度）控制为了使气缸在行程中间定位，最可靠的方法是采用如图所示的方法，即在定位点设置机械挡块。该方法的定位精度取决于机械挡块的设置精度。为了维持高的定位精度，挡块的设置既要考虑有较高的刚度，又要考虑具有吸收冲击的缓冲能力。挡块利用外部挡块定位的方法典型应用回路b、利用气缸结构的位置控制使用多位气缸，可实现多点位置控制，其基本构成如图所示。气缸A、B、C的行程各不相同。当三通换向阀1通电时，气缸A的活塞杆推动活塞B、C伸出，到达气缸A的行程终点。当三通电磁阀2通电时，活塞A保持不动，活塞C向右移动。使用多位气缸的位置控制回路典型应用回路c、利用气/液转换器的位置控制如前所述，通过在位置设置位移传感器或行程开关，根据行程信号控制三位阀的切换，可实现简单的中间定位控制。但在气缸的运动速度较快的场合，由于气体的压缩性，难以获得高的定位精度。为了保证定位精度，可以在一定程度上牺牲运动速度，采用气/液转换器来实现。使用气/液转换器的中间定位控制回路典型应用回路d、利用制动气缸的位置控制利用制动气缸可以实现中间定位控制，其回路如图所示。该回路中，三位五通电磁换向阀1的中位机能应为中位加压型。电磁阀2用来控制制动活塞的动作，因为制动气缸4的制动活塞有双作用型和单作用型两种，所以若制动活塞为双作用型，电磁阀2应采用二位五通阀；若制动活塞为单作用型，电磁阀2应采用二位三通阀。利用带单向阀的减压阀3来进行负载的压力补偿。当电磁阀1、2不通电时，气缸在行程中间定位并制动；当电磁阀2通电时，制协解除。使用制动气缸的中间定位控制回路典型应用回路6、过载保护回路主要利用顺序阀设定压力，实现过载保护。典型应用回路6、过载保护回路主要利用顺序阀设定压力，实现过载保护。典型应用回路例题8改正下图的连接，使实现其功能答案8实用气路设计1、设计一个检验试台（如检测电磁阀），装置如图所示动作原理：当按下开关1，夹紧缸动作把阀夹紧；当按下开关2，开始进气（低压1.5kgf/cm2.）当按下3进气变为高压。试设计以下气路。K1K2K3实用气路设计2、设计一个检验试台（如检测调压阀），装置如图所示动作原理：当开启手动阀，A、B缸，进气处同时动作把检测物夹紧并通气，在测试过程中可通过脚踏阀进行断排气。答案9实用气路设计3、设计一个开门机构动作原理：现有一粮仓，共有两种车分大车和小车来搬粮食，要求当小车来的时候门只开一半，大车来的时候门全开。由于设备相对简陋，需人员在现场操作。要求：1、选择合适类型的气缸2、选择合适类型的阀并设计该回路3、开门动作要求速度缓慢且平稳答案10答案10.1应用实例1、自动调节病床在医院的住院病人中，有一些是行动不便的，特别是大小便需要有人照料。自动调节病床为这类病人解决了难题，病人只需轻轻压下一个按钮，便桶就可以从床下自动移至对病人合适的位置，用完后病人只需松开按钮，便桶就可以移回原位，如图1所示。自动调节病床由两只气缸控制，水平气缸A使便桶水平移动，垂直气缸B使可动床垫移开或复位。操作步骤如下：当病人压下按钮时，气缸B后退，退到底后，A气缸退回，便桶到位；当病人松开按钮时，气缸A前进，进到头后，B气缸上升，便桶、床垫恢复原位。试设计气路图答案11应用实例3、垃圾集装压实机集装压实机如图20，其原理是将垃圾从左向右推，然后从上向下压实。其动作由A、B两个气缸完成。按下启动按钮s后，首先A气缸前进将垃圾向前推，然后B气缸前进将垃圾压实，最后A、B气缸退回。当垃圾箱装满前，退回信号由B气缸的前行程开关b1判断，当垃圾箱装满时，主压实机B气缸不能到达前行程开关b1，A、B气缸的回程由压力顺序阀控制，压力顺序阀设置在p=0.28MPa时动作。应用实例3、垃圾集装压实机