气动基本回路与常用回路

气动系统的设计计算
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气动系统的设计计算
气动系统的设计一般应包括： 1）回路设计；
2）元件、辅件选用； 3）管道选择设计； 4）系统压降验算； 5）空压机选用；
6）经济性与可靠性分析。

以上各项中，回路设计是一个“骨架”基础，本章着重予以说明，然后结合实例对气对系统的设计计算进行综合介绍。

1 气动回路
1.1 气动基本回路
气动基本回路是气动回路的基本组成部分，可分为：压力与力控制回路、方向控制（换向）回路、速度控制回路、位置控制回路和基本逻辑回路。

1.1.2换向回路（见表4
2.6-2）
表42.6-2 气动换向回路及特点说明
1.1.3速度控制回路（见表4
2.6-3）
位置停止）
表42.6-4 气动位置控制回路及特点说明
1.1.5 基本逻辑回路（见表4
2.6-5）
实际应用中经常遇到的典型回路简称常用回路。

1.2.1 安全保护回路（见表42.6-6）
1.2.2往复动作回路（见表42.6-7、8）
表42.6-6 气动安全保护回路及特点说明
1.2.3程序动作控制回路
程序动作控制回路（表42.6-8）在实际中应用广、类型多。

下面仅举一个双缸程序动作（A1－B1－B0－A0）为例（表42.6-8）说明。

而不同执行缸以及各种不同程序动作的回路，将在本章第2节中介绍其基本设计方法。

1.2.4同步动作控制回路（见表42.6-9）
表42.6-9 气动同步动作控制回路及特点说明。

气动回路知识点总结一、气动回路的概念及作用气动回路是利用压缩空气传递能量的系统，其作用是实现机械传动、控制和执行功能。

气动回路通过压缩空气的作用，实现元件的运动、工作和控制，广泛应用于工业生产和机械制造领域。

二、气动元件及其作用1. 气动元件的分类：气动元件包括执行元件、控制元件和辅助元件。

执行元件主要包括气缸、气动阀门、气动执行机构等；控制元件主要包括电磁阀、压力阀、流量阀等；辅助元件主要包括过滤器、减压阀、接头等。

2. 气缸的作用：气缸是气动系统中的执行元件，主要用于产生直线运动和回转运动。

气缸通过压缩空气的作用，推动活塞杆实现工件夹持、工作台移动、门窗启闭等操作。

3. 气动阀门的作用：气动阀门是气动系统中的控制元件，主要用于控制压缩空气的流动方向、压力和流量。

气动阀门通过操作手柄或电磁信号，实现气源的开关、正反转和速度调节等功能。

4. 气动执行机构的作用：气动执行机构是气动系统中的执行元件，主要用于实现阀门、闸板、蝶阀等设备的自动控制。

气动执行机构通过扁致气缸或旋转气缸，驱动设备达到开关、调节和定位等目的。

三、气动回路的基本原理和结构1. 压缩空气的生成：气动回路首先需要压缩空气，常见的压缩空气设备有空压机、螺杆压缩机、活塞式压缩机等。

压缩空气的压力和流量要根据具体的工作要求进行选择。

2. 气源处理装置：压缩空气需要经过滤、减压、干燥等处理，以确保气源的纯净和稳定。

气源处理装置主要包括过滤器、减压阀、干燥器等。

3. 气动回路的控制方式：气动回路的控制方式主要有手动控制、机械控制和自动控制。

手动控制是通过操作手柄或脚踏板等手动装置实现；机械控制是通过齿轮、链条、连杆等机械传动实现；自动控制是通过电磁阀、传感器、控制器等电气元件实现。

4. 气源供给系统：气源供给系统主要包括气源管道、接头、接头和压缩空气的输送和连接。

四、气动回路的特点和优势1. 动能传递：气动系统通过压缩空气传递能量，无需依赖电源，适用于防爆环境和恶劣条件下的工作。

其它气动回路在气动系统中除了换向回路、速度控制回路和压力控制回路外，根据工作要求，还经常使用下列一些回路。

一、气液联动回路目的：把气压传动转换为液压传动，这就使执行件的速度调节更加稳定．运动干稳。

若采用气液增压回路，则还能得到更大的推力。

气液联动回路装置简单，经济可靠。

1．气液速度控制回路1）气液转换器说明：执行元件3是液压缸；1、2是气液转换器。

作用：气压→液压，获得平稳易控制的活塞运动速度调速：供气节流调速注意：气液转换器中贮油量应不少于液压缸有效容积的1.5倍，同时需注意气液间的密封，以避免气体混入油中。

2）气—液阻尼缸在这种回路中，用气缸传递动力，由液压缸阻尼和稳速，并由液压缸和调速机构进行调速。

由于调速是在液压缸和油路中进行的，因而调速精度高、运动速度平稳。

因此，这种调速回路应用广泛，尤其在金属切削机床中用得最多。

图中所示为串联型气液阻尼缸双向调速回路。

由换向阀1控制气液阻尼缸2的活塞杆前进与后退，阀3和阀4调节活塞杆的进、退速度，油杯5起补充回路中少量漏油的作用。

2．气液增压回路当工作时既要求工作平稳，又要求有很大的推力时，可用气液增压回路。

1）气液增压缸：较低的气压→较高的液压力。

该回路中用单向节流阀调节2）气液缸：工进(右行)液压驱动，返回时用气压驱动。

二、安全保护回路由于气动执行元件的过载、气压的突然降低以及气动执行机构的快速动作等原因，都可能危及操作人员或设备的安全。

因此，在气动回路中，常常要加入安全回路。

l. 双手操作安全回路所谓双手操作回路就是使用两个启动用的手动阀，只有同时按动这两个阀时才动作的回路。

这在锻压、冲压设备中常用来避免误动作，以保护操作者的安全及设备的正常工作。

双手同时按下两个二位三通阀，另外，这两个阀还由于安装在单手不能同时操作的位置上，因而在操作时，只要任何一只手离开，则控制信号消失，主控阀复位，而使活塞杆后退。

2. 过载保护回路当活塞杆在伸出途中遇到故障或其它原因使气缸过载时，活塞能自动返回的回路,称为过载保护回路。

气动工作原理及回路设计气动系统由气源系统、执行元件、控制元件和辅助元件等组成。

气源系统提供气体压力，执行元件完成具体的工作任务，控制元件控制气体的流动和工作过程，辅助元件辅助完成气动系统的运行。

在气动工作过程中，气源系统中的压缩机将空气压缩为高压气体，并通过压力调节阀将气体压力控制在所需范围。

然后，气体通过气管输送到执行元件，如气缸或气动电动工具。

执行元件根据气源输入的气压，将气体能转化为机械能或动力，实现工作任务。

控制元件，如电磁阀、调速阀和压力开关等，用于控制气源的流动、气压的调节和监测工作过程的压力变化。

辅助元件包括滤油器、排水器、压力表等，用于提高气源的质量和稳定性。

气动回路设计是指根据工作要求和气动系统原理，设计出合适的气动回路结构和元件配置。

在进行气动回路设计时，需要考虑以下几个方面：1.工作要求：明确所需完成的工作任务，包括推动力、速度要求、位置精度等。

2.元件选择：根据工作要求，选择合适的执行元件和控制元件。

例如，需要实现正反向运动的气缸，可以选择双作用气缸，而只需要一种方向运动的气缸，可以选择单作用气缸。

3.回路结构：根据工作要求和元件的选择，设计出合适的气动回路结构，包括串联回路、并联回路、串联并联结合的回路等。

回路结构的设计应考虑气源的压力和流量，以及气体在回路中的流动方向和控制要求。

4.元件布置：合理安排气缸、阀门等元件的布置位置，以便实现工作过程中的协调运动和平衡力。

同时，注意布置位置对气动系统稳定性和可维护性的影响。

5.控制方法：为了实现气动回路的控制和协作运动，需要选择合适的控制方法和手段，如电气控制、机械控制或自动控制等。

总之，气动工作原理及回路设计是将气体压力转化为机械能、动力或运动的一种工作方式。

在设计气动回路时，需要综合考虑工作要求、元件选择、回路结构、元件布置和控制方法等因素，以实现气动系统的高效工作。

第六章基本回路第一节液压基本回路第二节气动基本回路第一节液压基本回路一、压力控制回路压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩的要求。

常用的压力控制回路有：调压、减压、增压、卸荷和平衡等回路。

（一）调压回路1. 功用：使系统整体或部分压力保持恒定或不超过某个数值。

如定量泵系统的溢流阀溢流，变量泵系统的安全阀防过载。

2. 常用调压回路1）单级调压回路2）二级调压回路3）多节调压回路（二）减压回路1. 功用：减压回路是使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。

2. 应用：常用的回路为定值减压阀与主油路并联。

为了时减压回路可靠运行，通常减压阀的最低调整压力≥0.5MPa，最高压力至少应比系统压力低0.5MPa。

需要安装调速元件时，应在减压阀之后。

3. 常用回路：单级减压回路、二级减压回路（三）增压回路1. 功用：系统中的某一部分油路需要具有较高的压力而流量又不大时使用，可节省能源，工作可靠，噪音小。

2. 常用增压回路：1）单作用（增压缸的）增压回路：只能提供间断高压油。

2）双作用（增压缸的）增压回路采用双作用增压缸的增压回路，能连续输出高压油。

（四）卸荷回路1. 功用：在液压泵不停止运转时使系统流量在压力很低的情况下回油箱，以减少功耗，降低发热，延长元件寿命。

2. 常用卸荷回路1）换向阀卸荷回路：用中位机能为M、H和K型三位或二位中位卸荷，也可二位换向阀直接卸荷，这种回路换向冲击小，只能用于单执行元件系统。

对于有液控阀的系统必须设置减压阀以保持0.3MPa的压力供液控阀工作。

2）溢流阀卸荷回路：用先导式溢流阀卸荷，冲击小。

3）插装阀卸荷回路：用于大流量系统卸荷。

4）顺序阀卸荷回路：双泵供油系统不需要流量太大时用顺序阀使大流量泵卸荷，或系统保压时泵卸荷。

1. 功用：在执行元件停止工作或仅有工件变形所产生微小位移的情况下使系统压力基本保持不变。

2. 常用保压回路1）利用液压泵保压回路：定量泵溢流保压，功率损失大，发热；限压式变量泵保压，保压时几乎没有流量输出，能量损失小。

气动回路的概念气动回路是指利用压缩空气作为动力源的一种控制系统。

气动回路通常用于控制机械设备、执行各种操作，以及实现自动化生产过程。

在工业领域中，气动回路被广泛应用于各种机械设备和生产线中，其简单、可靠和成本低廉的特点使其成为了许多工业应用中不可或缺的一部分。

气动回路通常包括压缩空气的产生与处理、气动执行元件、气动控制元件、传感器及控制系统等部分。

在气动回路中，压缩空气经过气源处理系统处理后，通过管道输送到各个气动执行元件（如气缸、气动阀门等），控制气动执行元件的运动或位置，从而实现机械设备的各种动作。

气动回路的核心是气动执行元件，常见的气动执行元件包括气缸、气动阀门、气动执行机构等。

气缸是气动回路中最常见的执行元件，通过控制气缸的进气和排气，可以实现气缸的伸出和缩回，从而实现机械装置的运动。

气动阀门用于控制气路的开闭，从而控制气动执行元件的动作。

而气动执行机构可以将气源的动力转化为机械装置的运动，如旋转、翻转等。

气动回路的控制部分通常由气动控制元件、传感器和控制系统组成。

气动控制元件主要用于控制气源的供给和气路的开闭，如气动阀门、执行阀、调压阀等。

传感器用于监测机械设备的运动状态、压力、位置等参数，将这些参数反馈给控制系统。

控制系统根据传感器的反馈信号，对气动执行元件进行控制，从而实现对机械设备的精确控制。

气动回路的优点之一是其简单可靠。

由于气动回路中的元件大多数为机械执行元件，所以其具有抗干扰能力强、耐用性高、维护方便等优点。

此外，气动元件制造工艺简单，成本相对较低，因此气动系统在许多应用中具有经济实惠的优势。

另外，气动回路还具有一定的安全性。

由于气动回路中的动力源为压缩空气，不会产生火花，因此适用于一些易燃易爆的场合。

同时，气动回路在发生故障时通常会处于停止状态，降低了意外事故的风险。

然而，气动回路也存在一些缺点。

首先是能效问题，由于空气在压缩和传输过程中有能量损失，因此气动系统的能效较低，不适用于一些对能源效率要求较高的应用。