任务任务2.2 气动控制技术应用气动控制技术应用知识与能力目标知识与能力目标熟悉气动控制系统基本组成熟悉气动控制系统基本组成1认识常用的气动执行元件及其应用认识常用的气动执行元件及其应用2认识常用的气动控制元件及其应用认识常用的气动控制元件及其应用32.2.1 气动控制系统认知气动控制系统认知2.2.2 气动执行元件认知及应用气动执行元件认知及应用 2.2.3 气动控制元件认知及应用气动控制元件认知及应用 任务任务2.2 气动控制技术应用气动控制技术应用2.2.1 气动控制系统认知气动控制系统认知气动控制系统气动控制系统是以压缩空气为是以压缩空气为工作介质，在控制元件的控制工作介质，在控制元件的控制和辅助元件的配合下，通过执和辅助元件的配合下，通过执行元件把空气的压缩能转换为行元件把空气的压缩能转换为机械能，从而完成气缸直线或机械能，从而完成气缸直线或回转运动并对外做功。回转运动并对外做功。静音气泵静音气泵气动二联件气动二联件气缸气缸电磁阀电磁阀检测元件检测元件控制器控制器简简单单的的气气动动控控制制系系统统 2.2.1 气动控制系统认知气动控制系统认知图图2- 26 气动控制系统基本组成功能图气动控制系统基本组成功能图2.2.1 气动控制系统认知气动控制系统认知气泵气泵 用来产生具有足够压力和流量的用来产生具有足够压力和流量的压缩空气并将其净化、处及存储的一压缩空气并将其净化、处及存储的一套装置套装置 气泵的输出压力可通过其上气泵的输出压力可通过其上的过滤减压阀进行调节的过滤减压阀进行调节图图2- 27 静音气泵静音气泵在气动控制系统中，气动执行在气动控制系统中，气动执行元件是一种将元件是一种将压缩空气的能量压缩空气的能量转化为机械能，实现直线、摆转化为机械能，实现直线、摆动或者回转运动的传动装置动或者回转运动的传动装置。 气动执行元件气动执行元件 气动系气动系统中常统中常用的执用的执行元件行元件 气缸气缸 气马达气马达 缸用于实现直线往复运动缸用于实现直线往复运动气马达则是实现连气马达则是实现连续回转运动的动作续回转运动的动作 2.2.2 气动执行元件认知及应用气动执行元件认知及应用 2.2.2 气动执行元件认知及应用气动执行元件认知及应用 a） b）图图2- - 28 几种常见的气动执行元件实物图几种常见的气动执行元件实物图a）气缸）气缸 b）气马达）气马达2.2.2 气动执行元件认知及应用气动执行元件认知及应用 类型类型应用特点应用特点单作用气缸作用气缸单作作用用气气缸缸结构构简单，耗耗气气量量少少，缸缸体体内内安安装装了了弹簧簧，缩短短了了气气缸缸的的有有效效行行程程，活活塞塞杆杆的的输出出力力随随运运动行行程程的的增增大大而而减减小小，弹簧簧具具有有吸吸收收动能能的的能能力力，可可减减小小行行程程终端端的的撞撞击作作用用；一一般般用用于于行行程程短短，对输出出力力和和运运动速速度度要求不高的要求不高的场合。合。 双作用气缸双作用气缸通通过双双腔腔的的交交替替进气气和和排排气气驱动活活塞塞杆杆伸伸出出与与缩回回，气气缸缸实现往往复复直直线运运动，活活塞塞前前进或或后后退退都都能能输出出力力（推推力力或或拉拉力力）；活活塞塞行行程程可可以以根根据据需需要要选定，双向作用的力和速度可根据需要定，双向作用的力和速度可根据需要调节。摆动气缸气缸利利用用压缩空空气气驱动输出出轴在在一一定定角角度度范范围内内作作往往复复回回转运运动，其其摆动角角度度可可在在一一定定范范围内内调节，常常用用的的固固定定角角度度有有90、180、270；用用于于物物体体的的转位、翻位、翻转、分、分类、夹紧、阀门的开的开闭以及机器人的手臂以及机器人的手臂动作等。作等。 无杆气缸无杆气缸节省省空空间，行行程程缸缸径径比比可可达达50至至200，定定位位精精度度高高，活活塞塞两两侧受受压面面积相相等等，具具有有同同样的的推推力力，有有利利于于提提高高定定位位精精度度，长行行程程制制作作可可能能。结构构简单、占占用用空空间小小，适适合合小小缸缸径径、长行行程程的的场合合，但但限限位位器器使使负载停停止止时，活活塞塞与移与移动体有脱开的可能。体有脱开的可能。 气气动手爪手爪气气动手手爪爪的的开开闭一一般般是是通通过由由气气缸缸活活塞塞产生生的的往往复复直直线运运动带动与与手手爪爪相相连的的曲曲柄柄连杆杆、滚轮或或齿轮等等机机构构，驱动各各个个手手爪爪同同步步做做开开、闭运运动；主主要是要是针对机械手的用途而机械手的用途而设计的，用来抓取工件，的，用来抓取工件，实现机械手的各种机械手的各种动作。作。 表表2- - 4 工程实际应用中常用气动执行元件的应用特点工程实际应用中常用气动执行元件的应用特点控制元件控制元件 压力控制阀压力控制阀 方向控制阀方向控制阀流量控制阀流量控制阀 在气动控制系统中，控制元件是控制和调节压在气动控制系统中，控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行元件具有一定的输出力和速度并按设计的程序元件具有一定的输出力和速度并按设计的程序正常工作正常工作 2.2.3 气动控制元件认知及应用气动控制元件认知及应用压力控制阀压力控制阀 减压阀减压阀 安全阀安全阀顺序阀顺序阀 用来控制气动控制系统中压缩空气的压力，以满足各种用来控制气动控制系统中压缩空气的压力，以满足各种压力需求或节能，将压力减到每台装置所需的压力，并使压力需求或节能，将压力减到每台装置所需的压力，并使压力稳定保持在所需的压力值上。压力稳定保持在所需的压力值上。 2.2.3 气动控制元件认知及应用气动控制元件认知及应用2.2.3 气动控制元件认知及应用气动控制元件认知及应用a） b） c）图图2- - 29 常用气动压力控制阀的实物图常用气动压力控制阀的实物图a）安全阀）安全阀 b）顺序阀）顺序阀 c）减压阀）减压阀2.2.3 气动控制元件认知及应用气动控制元件认知及应用类型类型作用及应用特点作用及应用特点安全安全阀也也称称为溢溢流流阀，在在系系统中中起起到到安安全全保保护作作用用。当当系系统的的压力力超超过规定定值时，安安全全阀打打开开，将将系系统中中一一部部分分气气体体排排入入大大气气，使使得得系系统压力力不不超超过允允许值，从而保从而保证系系统不因不因压力力过高而高而发生事故。生事故。顺序序阀依依靠靠气气路路中中压力力的的作作用用来来控控制制执行行元元件件按按顺序序动作作的的一一种种压力力控控制制阀，顺序序阀一一般般与与单向向阀配配合合在在一一起，构成起，构成单向向顺序序阀。减减压阀对来来自自供供气气气气源源的的压力力，进行行二二次次压力力调节，使使气气源源压力力减减小小到到各各气气动装装置置需需要要的的压力力，并并保保证压力力值保持保持稳定。定。表表2- - 5 主要气动压力控制阀的类型、作用及应用特点主要气动压力控制阀的类型、作用及应用特点2.2.3 气动控制元件认知及应用气动控制元件认知及应用a） b） c）图图2- - 30 常用气动流量控制阀的实物图常用气动流量控制阀的实物图a）调速阀）调速阀 b）单向节流阀）单向节流阀 c）带消声器的排气节流阀）带消声器的排气节流阀2.2.3 气动控制元件认知及应用气动控制元件认知及应用类型类型应用特点应用特点调速速阀 大大流流量量直直通通型型速速度度控控制制阀的的单向向阀为一一座座阀式式阀芯芯，当当手手轮开开启启圈圈数数少少时，进行行小小流流量量调节。当当手手轮开开启启圈圈数数多多时，节流流阀杆杆将将单向向阀顶开开至至一一定定开开度度，可可实现大大流流量量调节。直直通通式式接接管管方方便便，占占用用空空间小。小。单向向节流流阀 单向向阀的的功功能能是是靠靠单向向型型密密封封圈圈来来实现的的。单向向节流流阀是是由由单向向阀和和节流流阀并并联而而成成的的流流量量控控制制阀，常常用用于于控控制制气气缸缸的的运运动速速度度，故故常称常称为速度控制速度控制阀。带消声器的排气消声器的排气节流流阀 带消消声声器器的的排排气气节流流阀通通常常装装在在换向向阀的的排排气气口口上上，控控制制排排入入大大气气的的流流量量，以以改改变气气缸缸的的运运动速速度度。排排气气节流流阀常常带有有消消声声器器，可可降降低低排排气气噪噪声声20dB以以上上。一一般般用用于于换向向阀与与气气缸缸之之间不不能能安安装装速速度度控控制制阀的的场合及合及带阀气缸上。气缸上。表表2- - 6 主要气动流量控制阀的类型及应用特点主要气动流量控制阀的类型及应用特点方向控制阀方向控制阀 方向控制阀是气动系统中通过改变压缩空气的流动方向和气流通断，来控制执行元件启动、停止及运动方向的气动元件。 电磁控制换向阀电磁控制换向阀 简称电磁阀简称电磁阀 电磁阀是气动控制中最主要的元件，它是利用电磁线圈通电时，静铁心对动铁心产生电磁吸引力使阀切换以改变气流方向的阀，根据阀心复位控制方式，又可以分为单电控和双电控两种常常用用2.2.3 气动控制元件认知及应用气动控制元件认知及应用2.2.3 气动控制元件认知及应用气动控制元件认知及应用a） b）图图2- - 31 电磁控制换向阀实物图电磁控制换向阀实物图a）单电控）单电控 b）双电控）双电控电磁控制换向阀易于电磁控制换向阀易于实现电实现电气联合控制，气联合控制，能实现远距离操作，能实现远距离操作，在气动控制广泛使用。在气动控制广泛使用。 电磁控制换向阀电磁控制换向阀 注意的是注意的是，两侧的电磁铁不能同时得电，两侧的电磁铁不能同时得电，否则将会使电磁阀线圈烧坏。否则将会使电磁阀线圈烧坏。 为此为此，在电气控制回路上，通常设有防，在电气控制回路上，通常设有防止同时得电的联锁回路。止同时得电的联锁回路。 2.2.3 气动控制元件认知及应用气动控制元件认知及应用二位二通阀二位二通阀有有2个通口的二位阀个通口的二位阀有有3个通口的二位阀个通口的二位阀二位三通阀二位三通阀二位五通阀二位五通阀用于推动双作用气缸的回路中用于推动双作用气缸的回路中2.2.3 气动控制元件认知及应用气动控制元件认知及应用切换通道数目切换通道数目 电磁阀电磁阀按阀切换通道按阀切换通道数目数目的不同又可以分的不同又可以分为为 二通阀二通阀 三通阀三通阀 四通阀四通阀 五通阀五通阀 按阀心按阀心同时，同时，按阀心的按阀心的切换工作位置数切换工作位置数目的不同又可以目的不同又可以分为分为二位阀二位阀三位阀三位阀 电电磁磁阀阀岛岛 通常将多个电磁阀及相应的气控和电控信通常将多个电磁阀及相应的气控和电控信号接口、消声器和汇流板等集中在一起组成号接口、消声器和汇流板等集中在一起组成控制阀的集合体使用，此集合体称为阀岛。控制阀的集合体使用，此集合体称为阀岛。 在工程实际应用中，为了简化控制阀的在工程实际应用中，为了简化控制阀的控制线路和气路的连接，优化控制系统结构控制线路和气路的连接，优化控制系统结构2.2.3 气动控制元件认知及应用气动控制元件认知及应用图图2- - 32 气动控制中常用电磁阀岛实物图气动控制中常用电磁阀岛实物图