第4章 氣動控制閥

1、第4章氣動控制閥氣動控制閥4.1概述一、氣動控制閥的分類氣動控制閥是指在氣動系統(tǒng)中控制氣流的壓力、流量和流動方向，并保證氣動執(zhí)行元件或機構正常工作的各類氣動元件?？刂坪驼{(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，還有能實現(xiàn)一定邏輯功能的邏輯元件，包括元件內(nèi)部無可動部件的射流元件和有可動部件的氣動邏輯元件。在結構原理上，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，一般用來實現(xiàn)信號的邏輯運算功能。近年來，隨著氣動元件的小型化以及PLC控制在氣動系統(tǒng)中的大量應用，氣動邏輯元件的應用范圍正在逐漸減小。從控制方式來分，氣動控制可分為斷續(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現(xiàn)程序動作；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，以便對系統(tǒng)進行連續(xù)控制。氣動控制閥分類如圖4.1。二、氣動控制閥和液

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

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

5、。往往會發(fā)生嚴重事故。（五）使用特點不同一般氣動閥比液壓閥結構緊湊、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，通過標準板接通氣電回路，省卻了大量配線，適用于氣動工業(yè)機械手、復雜的生產(chǎn)制造裝配線等場合。三、氣動控制閥的結構特性圖4.1氣動控制閥分類式閥。由于初始狀態(tài)時，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）滑柱式閥的結構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，從而切換氣路。圖4.6所示為滑柱式閥的基本結構。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，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在結構上只要

7、稍稍改變閥套或滑柱的尺寸、形狀就能實現(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，必須對閥心施加一定大小的軸向力。使其迅速移動改變閥心的位置。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?？煞譃闅鈮骸㈦姶?、人力和機械四種操作方式。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、差壓控制和時間控制。圖4.6