气动控制元件与基本回路

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人员安全教育及预防突发情况的准备导入新课:通过上节课的学习，我们对气源装置、辅助元件和执行元件有了基本的了解,那么气动控制装置的结构和基本回路又是怎样的呢?我们这节课来学习一下。

课堂讨论如果使设备正常工作，一般需要那些典型气压回路？气压基本回路是由一系列气动元件组成的能完成某项特定功能的典型回路。

一、方向控制阀与方向控制回路1．方向控制阀（1）单向阀单向阀：控制气流只能向一个方向流动而不能反向流动的阀压缩空气从P口进入，克服弹簧力和摩擦力使阀口开启，压缩空气从A口流出；当P口无压缩空气时，在弹簧力和A口余气压力作用下，阀口关闭（2）换向阀利用换向阀阀芯相对于阀体的运动，可使气路接通或断开，从而使气动执行元件实现启动、停止或变换运动方向常用气动换向阀的图形符号2．方向控制回路压缩空气使二位四通气控阀4左位工作，同时压缩空气经换向阀4进入气缸2的左腔，活塞向右行进二、压力控制回路1．压力控制阀（1）溢流阀溢流阀可通过排出气体的方法降低系统压力，起到保压力控制阀与压力控制回路护系统的作用（2）调压阀◇调压阀也称为减压阀◇气源输出的压缩空气的压力高，其波动值也较大◇调压阀将压力减到设备所需压力，并使压力稳定高、低压转换回路三、流量控制阀1．流量控制阀（1）节流阀旋转阀芯螺杆3，可改变节流口的开度，调节压缩空气的流量（2）排气节流阀排气节流阀是在节流阀上增加了消声装置，排气节流阀安装在排气口，调节排入大气中的气体流量（3）单向节流阀四、速度控制回路速度控制回路——气压传动系统中用于控制和调节执行元件运动速度的回路。

单向调速控制回路双向调速控制回路缓冲回路1.单向调速控制回路2.缓冲回路当活塞前进到预定位置压下行程阀时，气缸排气腔的气流只能从节流阀通过，使活塞速度减慢，达到缓冲目的。

实现快进——慢进缓冲——停止快退的循环。

五、安全保护回路1．过载保护回路当活塞杆在伸出途中遇到故障或因其他原因使气缸过载时，活塞能自动返回。

气动控制回路气动系统由气源、气路、控制元件、执行元件和辅助元件等组成，并完成规定的动作。

任何复杂的气路系统，都是由一些具有特定功能的气动基本回路、功能回路和应用回路组成。

本章将介绍这些回路。

6.1 基本回路基本回路是指对压缩空气的压力、流量、方向等进行控制的回路。

基本回路包括供给回路、排出回路、单作用气缸回路、双作用气缸回路等。

一、供给回路压缩空气中含有的水分、灰尘、油污等杂质及输出压力的波动，对气动系统的正常工作都将造成不良影响，因而必须对其进行净化及稳压处理。

气动供给回路即气源处理回路，它要保证气动系统具有高质量的压缩空气和稳定的工作压力。

图6-1所示为一次气源处理回路。

由空气压缩机1产生的压缩空气经冷却器2冷却后，进入气罐3。

压缩空气由于冷却而分离出冷凝水，冷凝水存积于气罐底部，由自动排水器9排出。

由气罐出来的压缩空气经主路过滤器5再进入空气干燥器6进行除水，然后再通过主路油雾分离器7将油雾分离，即可供一般用气设备使用，供给回路的压力控制，可采用压力继电器8来控制空气压缩机的启动和停止，使储气罐内压力保持在规定的范围内。

该回路一般由过滤器、减压阀和油雾器组成。

过滤器除去压缩空气中的灰尘、水分等杂质；减压阀可使二次工作压力稳定；油雾器使润滑油雾化后注入空气流中，对需要润滑的部件进行润滑。

这三个元件组合在一起通常称为气动调节装置(气动三联件)，其简化图形符号如图6-2b 所示。

近年来，不供油气动执行元件和控制元件构成的气动系统不断增多，这类系统的气动供给回路不需油雾器来进行润滑。

因此，在不同的情况下，过滤精度、润滑或免润滑应该分别进行考虑，以保证供给用气设备符合要求的压缩空气。

实践证明，提供高质量的压缩空气对提高气动元件的使用寿命及可靠性是至关重要的。

图6-2为二次气源处理回路。

图6-3所示为稳压回路，用于供气压力变化大或气动系统瞬时耗气量很大的场合。

在过滤器和减压阀的前面或后面设置气罐，以稳定工作压力。

气动基本回路气动常用回路气动基本回路是指通过气动元件和管路构成的气动系统中的基本回路。

气动常用回路是指在工业自动化控制系统中经常使用的一些气动回路。

本文将介绍气动基本回路和气动常用回路的一些概念和应用。

气动基本回路主要包括气源回路、执行回路和控制回路。

气源回路是指气动系统中提供压缩空气的部分，通常包括压缩空气发生器、气源处理装置和储气设备。

执行回路是指通过气动执行元件来实现机械运动的部分，通常包括气缸和气动执行阀等。

控制回路是指用来控制执行元件的控制系统，通常包括开关、传感器和控制阀等。

气动常用回路包括单向气缸回路、双向气缸回路、速度控制回路、位置控制回路、压力控制回路等。

单向气缸回路是指通过一个气缸来实现单个工作机构的运动控制，常用于一些简单的工作场合。

双向气缸回路是指通过两个气缸来实现工作机构的正反转运动控制，常用于一些需要双向运动的工作场合。

速度控制回路是通过调节气缸的进气量来实现对气缸运动速度的控制，常用于一些对速度要求较高的工作场合。

位置控制回路是通过使用位置传感器来检测工作机构的位置，并通过控制阀来调节气缸的进气量，从而实现对工作机构位置的控制。

压力控制回路是通过使用压力传感器来检测气缸的压力，并通过控制阀来调节气缸的进气量，从而实现对气缸压力的控制。

气动基本回路和气动常用回路在工业自动化控制系统中具有广泛的应用。

其优点包括响应速度快、动力强、结构简单、成本低廉等。

因此，在许多工业领域中，气动系统被广泛应用于各种自动化生产线、机械设备和工艺控制系统中。

气动基本回路和气动常用回路是工业自动化控制系统中常用的回路类型。

通过对气源回路、执行回路和控制回路的合理设计和配置，可以实现对工作机构的运动控制、速度控制、位置控制和压力控制等功能。

气动系统具有快速响应、动力强大、结构简单、成本低廉等优点，因此在工业领域中具有广泛的应用前景。

气动回路工作原理
气动回路是通过气压驱动工作的闭合回路系统。

它主要由气源、压力调节阀、执行机构、控制元件和传感器等组成。

1. 气源：气源是气动回路中提供气体压力的设备，可以是气缸或者压缩空气系统。

2. 压力调节阀：压力调节阀用于调节气体的压力，保持回路中的气压在设定范围内。

它通常由手动或自动调节装置来实现压力的调节，确保执行机构能够正常工作。

3. 执行机构：执行机构接受气动回路的控制信号，将气压信号转化为机械运动，实现所需的工作。

常见的执行机构有气缸和气动马达等。

4. 控制元件：控制元件用于控制或改变气动回路中气体的流动方向、速度和压力等参数。

常见的控制元件有电磁阀、单向阀和比例阀等。

5. 传感器：传感器用于监测气动回路中各个参数的变化，将其转化为电信号反馈给控制系统，实现闭环控制。

常见的传感器有压力传感器、流量传感器和位置传感器等。

气动回路的工作原理是：当气源提供气压后，气压经过压力调节阀调节后进入执行机构。

控制元件根据控制信号的输入，调节气体的流动方向和速度，从而控制执行机构的运动。

同时，传感器检测回路中的参数变化，并将其反馈给控制系统，实现
闭环控制。

通过这样的过程，气动回路能够实现各种工业自动化设备的控制。

第22单元课：气动基本回路、气动常用回路引入新课一、复习和成果展示1.知识点回顾（1）气动控制元件的作用和分类。

（2）常用的气动控制阀的工作原理及结构特点。

（3）气缸和气动马达的工作原理。

（4）气缸和气动马达的安装和使用。

2.成果展示由21-25号学生展示第21单元课的理实作业，老师点评，纠正错误点。

二、项目情境小王对气动回路中的压力控制回路和速度控制回路的工作原理和应用不太清楚。

通过本节课的学习，我们来帮助小王解决这个问题。

三、教学要求1.教学目标（1）掌握气动基本回路的种类、组成及作用。

（2）掌握气动常用回路的种类、组成及作用。

（3）掌握气动基本回路的工作原理及应用特点。

（4）掌握气动常用回路的工作原理及应用特点。

2.重点和难点（1）气动基本回路的种类、组成及作用。

（2）气动常用回路的种类、组成及作用。

（3）气动基本回路的工作原理及应用特点。

（4）气动常用回路的工作原理及应用特点。

教学设计任务1：气动基本回路一、相关知识任何复杂的气动控制回路均由一些具有特定功能的基本回路组成，这些基本回路主要包括换向回路、压力控制回路、速度控制回路、位置控制回路和基本逻辑回路。

由于这些回路的功用与相应的液压基本回路的功用基本相同，因此这里不再重复表述。

常用基本回路的原理图及特点说明见表13-1～表13-3。

1.换向回路表13-1 换向回路的原理图及特点说明二位运动控制回路活塞能在行程中途停止运动的控制回路二位运动控制回路2.压力控制回路表13-2 压力控制回路的原理图及特点说明一次压力控制回路二次压力控制回路高低压切换回路增压控制回路3.速度控制回路表13-3 速度控制回路的原理图及特点说明双向调速回路快速返回回路双向调速回路速度换接回路缓冲回路（行程末端变速回路）二、实践训练1.任务下达（1）连接换向回路（2）连接各种压力控制回路2.学生实践按上述要求完成操作。

任务2：气动常用回路一、相关知识常用回路是指实际应用中经常会遇到的典型应用回路。

非标自动化《气动控制基础原理》培训考试试题一、填空题：每空3分，共30分1.气动技术是气动执行元件(气缸与气马达) 和控制元件(各种控制阀) 的工业实现和应用。

2.气动技术是以空气作为工作介质。

3.对于气动元件，采用排气节流方式效果好，它可使进气阻力小,且活塞在有背压情况下向前运动运动较平稳,受外载变化的影响较小。

4.81数字在电磁阀中表示外控口气口Y字母表示控制口 .5. 工业用标准压力： 6 bar。

7.在电磁阀中A,B表示工作口，Z表示控制口，R,S,T 表示排气口。

5分共40分。

）两位四通阀两位五通阀两位三通阀三位五通阀中压式三位五通阀中泄式三．问答题:每题10分,共30分1．气缸不能平滑运动，出现抖动的原因及解决方法。

○1、润滑油不足，比较油雾器的消耗量和标准消耗量的大小并重新调整油雾器。

○2、气压不足，供气量过少是气缸动作不平滑的原因之一，应确保与气缸大小和速度相应的流量，保证足够的压力2.请描述出以下图型名称及工作原理。

梭阀(或阀) X，Y有一个有输入，A有输出。

都有输入，A有输出。

双压阀(与阀)当X、Y 同时有信号A有信号输出；当X或Y 只有一个有信号时，A 无信号输出。

快速排气阀 P进气A输出，到气缸。

A进气R输出，快速排气3.请描述出以下图型名称及工作原理。

单电控两位五通阀1为进气口，3,5为排气口，4,2为工作口，14为控制口；14控制口未得电时（原状态），气流从1口流向2口，4口向5当14控制得电后，左位向右移位，气流从1口进气流向4口，2口向3口排气。

当14控制口失电后，右边弹簧将其复位到原状态。

第七章气动控制元件及其基本回路在气压传动系统中的控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号的重要元件利用它们可以组成各种气动控制回路，使气动执行元件按设计的程序正常地进行工作。

控制元件按功能和用途可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。

此外，尚有通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的气动逻辑元件等。

第一节气动控制元件一、气动压力控制阀气动系统不同于液压系统，一般每一个液压系统都自带液压源（液压泵）；而在气动系统中，一般来说由空气压缩机先将空气压缩，储存在贮气罐内，然后经管路输送给各个气动装置使用。

而贮气罐的空气压力往往比各台设备实际所需要的压力高些，同时其压力波动值也较大。

因此需要用减压阀(调压阀)将其压力减到每台装置所需的压力，并使减压后的压力稳定在所需压力值上。

有些气动回路需要依靠回路中压力的变化来实现控制两个执行元件的顺序动作，所用的这种阀就是顺序阀。

顺序阀与单向阀的组合称为单向顺序阀。

所有的气动回路或贮气罐为了安全起见，当压力超过允许压力值时，需要实现自动向外排气，这种压力控制阀叫安全阀(溢流阀)。

（一）减压阀(调压阀)图7-1是QTY型直动式减压阀结构图。

其工作原理是：当阀处于工作状态时，调节手图7-1 QTY型直动式减压阀1—调节手柄2、3—压缩弹簧4—溢流口5—膜片6—阀杆7—阻尼管8—阀芯9—阀口10—复位弹簧11-排气孔柄l、压缩弹簧2、3及膜片5，通过阀杆6使阀芯8下移，进气阀口被打开，有压气流从左端输入，经阀口节流减压后从右端输出。

输出气流的一部分由阻尼管7进入膜片气室，在膜片5的下方产生一个向上的推力，这个推力总是企图把阀口开度关小，使其输出压力下降。

当作用于膜片上的推力与弹簧力相平衡后，减压阀的输出压力便保持一定。

当输入压力发生波动时，如输入压力瞬时升高，输出压力也随之升高，作用于膜片5上的气体推力也随之增大，破坏了原来的力的平衡，使膜片5向上移动，有少量气体经溢流口4、排气孔11排出。