第4章 氣動(dòng)控制閥

1、第4章氣動(dòng)控制閥氣動(dòng)控制閥4.1概述一、氣動(dòng)控制閥的分類氣動(dòng)控制閥是指在氣動(dòng)系統(tǒng)中控制氣流的壓力、流量和流動(dòng)方向，并保證氣動(dòng)執(zhí)行元件或機(jī)構(gòu)正常工作的各類氣動(dòng)元件。控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣壓力的元件稱為壓力控制閥?？刂坪驼{(diào)節(jié)壓縮空氣流量的元件稱為流量控制閥。改變和控制氣流流動(dòng)方向的元件稱為方向控制閥。除上述三類控制閥外，還有能實(shí)現(xiàn)一定邏輯功能的邏輯元件，包括元件內(nèi)部無可動(dòng)部件的射流元件和有可動(dòng)部件的氣動(dòng)邏輯元件。在結(jié)構(gòu)原理上，邏輯元件基本上和方

2、向控制閥相同，僅僅是體積和通徑較小，一般用來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的邏輯運(yùn)算功能。近年來，隨著氣動(dòng)元件的小型化以及PLC控制在氣動(dòng)系統(tǒng)中的大量應(yīng)用，氣動(dòng)邏輯元件的應(yīng)用范圍正在逐漸減小。從控制方式來分，氣動(dòng)控制可分為斷續(xù)控制和連續(xù)控制兩類。在斷續(xù)控制系統(tǒng)中，通常要用壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥來實(shí)現(xiàn)程序動(dòng)作；連續(xù)控制系統(tǒng)中，除了要用壓力、流量控制閥外，還要采用伺服、比例控制閥等，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)控制。氣動(dòng)控制閥分類如圖4.1。二、氣動(dòng)控制閥和液

3、壓閥的比較（一）使用的能源不同氣動(dòng)元件和裝置可采用空壓站集中供氣的方法，根據(jù)使用要求和控制點(diǎn)的不同來調(diào)節(jié)各自減壓閥的工作壓力。液壓閥都設(shè)有回油管路，便于油箱收集用過的液壓油。氣動(dòng)控制閥可以通過排氣口直接把壓縮空氣向大氣排放。（二）對(duì)泄漏的要求不同液壓閥對(duì)向外的泄漏要求嚴(yán)格，而對(duì)元件內(nèi)部的少量泄漏卻是允許的。對(duì)氣動(dòng)控制閥來說，除間隙密封的閥外，原則上不允許內(nèi)部泄漏。氣動(dòng)閥的內(nèi)部泄漏有導(dǎo)致事故的危險(xiǎn)。對(duì)氣動(dòng)管道來說，允許有少許泄漏；而液壓管

4、道的泄漏將造成系統(tǒng)壓力下降和對(duì)環(huán)境的污染。（三）對(duì)潤滑的要求不同液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)為液壓油，液壓閥不存在對(duì)潤滑的要求；氣動(dòng)系統(tǒng)的工作介質(zhì)為空氣，空氣無潤滑性，因此許多氣動(dòng)閥需要油霧潤滑。閥的零件應(yīng)選擇不易受水腐蝕的材料，或者采取必要的防銹措施。（四）壓力范圍不同氣動(dòng)閥的工作壓力范圍比液壓閥低。氣動(dòng)閥的工作壓力通常為10bar以內(nèi)，少數(shù)可達(dá)到40bar以內(nèi)。但液壓閥的工作壓力都很高（通常在50Mpa以內(nèi)）。若氣動(dòng)閥在超過最高容許壓力下使用

5、。往往會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故。（五）使用特點(diǎn)不同一般氣動(dòng)閥比液壓閥結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，易于集成安裝，閥的工作頻率高、使用壽命長。氣動(dòng)閥正向低功率、小型化方向發(fā)展，已出現(xiàn)功率只有0.5W的低功率電磁閥?？膳c微機(jī)和PLC可編程控制器直接連接，也可與電子器件一起安裝在印刷線路板上，通過標(biāo)準(zhǔn)板接通氣電回路，省卻了大量配線，適用于氣動(dòng)工業(yè)機(jī)械手、復(fù)雜的生產(chǎn)制造裝配線等場合。三、氣動(dòng)控制閥的結(jié)構(gòu)特性圖4.1氣動(dòng)控制閥分類式閥。由于初始狀態(tài)時(shí)，工作氣壓作用在閥

6、桿上的合力為零，使開啟閥門的操作力大大降低。（二）滑柱式閥的結(jié)構(gòu)及特性滑柱式閥是用圓柱狀的閥心在圓筒形閥套內(nèi)沿軸向移動(dòng)，從而切換氣路。圖4.6所示為滑柱式閥的基本結(jié)構(gòu)。圖4.6左圖為閥的初始狀態(tài)，滑柱在彈簧力的作用下右移。此時(shí)，壓縮空氣從輸人口P流向輸出口A，A口有氣壓輸出，B口無氣壓輸出。圖4.6右圖為閥的工作狀態(tài)；滑柱在操縱力作用下克服彈簧力左移，關(guān)斷P口和A口通路，接通P口和B口。于是，B口有輸出，A口無輸出?；介y在結(jié)構(gòu)上只要

7、稍稍改變閥套或滑柱的尺寸、形狀就能實(shí)現(xiàn)兩位四通和兩位五通閥的功能。4.2方向控制閥一、方向控制閥概述（一）操作方式為了使閥換向，必須對(duì)閥心施加一定大小的軸向力。使其迅速移動(dòng)改變閥心的位置。這種獲得軸向力的方式叫做換向閥的操作方式，或控制方式。通常可分為氣壓、電磁、人力和機(jī)械四種操作方式。1氣壓操作氣壓操作用氣壓力來獲得軸向力使閥心迅速移動(dòng)換向的操作方式叫做氣壓操作。它按施加壓力的方式可分為加壓控制、卸壓控制、差壓控制和時(shí)間控制。圖4.6