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气动元件符号_气动元件符号大全

撞墙后右拐
2011-10-19 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《气动元件符号_气动元件符号大全pdf》,可适用于工程科技领域

气压传动概论和气体力学基础气动元、辅件图形符号(见表)表气动元、辅件图形符号类别名称符号类别名称符号连接管路交叉管路双向定量气马达软性管路连续放气单向变量气马达间断放气单向放气双向变量气马达不带连接措施摆动气马达排气口带连接措施不带单向阀单活塞杆气缸快换接头带单向阀单通路单作用气缸伸缩缸气路连接及接头旋转接头三通路单活塞杆气缸气压源气源、电动机、气马达及气缸电动机气源、电动机、气马达及气缸双作用气缸双活塞杆气缸wwwplcworldcn原动机(电动机除外)不可调单向缓冲缸单向定量气马达可调单向缓冲缸类别名称符号类别名称符号不可调双向缓冲缸单作用电磁铁可调双向缓冲缸双作用电磁铁双作用伸缩缸单作用可调电磁操纵(比例电磁铁等)气液转换器直线运动电气控制双作用可调电磁操纵(力矩马达)气源、电动机、气马达及气缸增压器电气控制旋转运动电气控制电动机操纵一般手控加压或泄压控制人力控制按钮式压力控制阀直接压力控制差动控制wwwplcworldcn拉钮式内部压力控制按拉式外部压力控制手柄式气压先导控制踏板式气压液压先导控制双向踏板式顶杆式先导控制(间接压力控制)电磁气压先导控制可变行程控制式弹簧控制式直动型减压阀(不带溢流)滚轮式单向滚轮式减压阀溢流减压阀类别名称符号类别名称符号内部压力控制压力控制阀顺序阀外部压力控制方向控制阀换向阀二位三通换向阀wwwplcworldcn内部压力控制二位四通换向阀溢流阀外部压力控制二位五通换向阀不可调节流阀三位三通换向阀可调节流阀三位四通换向阀可调单向节流阀三位五通换向阀减速阀三位六通换向阀详细符号简化符号带消声器的节流阀无弹簧流量控制阀截止阀单向阀非弹簧常闭式气控单向阀(带弹簧)方向控制阀换向阀二位二通阀常开式单向型控制或门型梭阀类别名称符号类别名称符号wwwplcworldcn与门型梭阀气罐方向控制阀单向型控制阀快速排气阀气源调节装置人工排出压力指示器压力计分水排水器自动排出压差计人工排出压力检测器脉冲计数器流量计空气过滤器自动排出流量检测器累计流量计转速仪人工排出转矩仪压力继电器除油器自动排出行程开关辅件及其它装置空气干燥器辅件及其它装置模拟传感器wwwplcworldcn油雾器消声器辅助气瓶报警器wwwplcworldcn气缸概述气缸的分类普通气缸的结构组成见图。主要由前盖、后盖、活塞、活塞杆、缸筒其他一些零件组成。气缸的种类很多。一般按压缩空气作用在活塞面上的方向、结构特征和安装方式来分类。气缸的类型及安装形式见表、。图普通气缸组合防尘圈前端盖轴用YX密封圈活塞杆缸筒活塞孔用YX密封圈缓冲调节阀后端盖表气缸的类型类别名称简图特点柱塞式气缸压缩空气只能使柱塞向一个方向运动借助外力或重力复位压缩空气只能使活塞向一个方向运动借助外力或重力复位活塞式气缸压缩空气只能使活塞向一个方向运动借助弹簧力复位用于行程较小场合单作用气缸薄膜式气缸以膜片代替活塞的气缸。单向作用借助弹簧力复位行程短结构简单缸体内壁不须加工须按行程比例增大直径。若无弹簧用压缩空气复位即为双向作用薄膜式气缸。行程较长的薄膜式气缸膜片受到滚压常称滚压(风箱)式气缸。普通气缸利用压缩空气使活塞向两个方向运动活塞行程可根据实际需要选定双向作用的力和速度不同双活塞杆气缸压缩空气可使活塞向两个方向运动且其速度和行程都相等不可调缓冲气缸设有缓冲装置以使活塞临近行程终点时减速防止冲击缓冲效果不可调整双作用气缸可调缓冲气缸缓冲装置的减速和缓冲效果可根据需要调整wwwplcworldcn差动气缸气缸活塞两端有效面积差较大利用压力差原理使活塞往复运动工作时活塞杆侧始终通以压缩空气双活塞气缸两个活塞同时向相反方向运动多位气缸活塞杆沿行程长度方向可在多个位置停留图示结构有四个位置串联气缸在一根活塞杆上串联多个活塞可获得和各活塞有效面积总和成正比的输出力冲击气缸利用突然大量供气和快速排气相结合的方法得到活塞杆的快速冲击运动用于切断、冲孔、打入工件等数字气缸将若干个活塞沿轴向依次装在一起每个活塞的行程由小到大按几何级数增加回转气缸进排气导管和导气头固定而气缸本体可相对转动。用于机床夹具和线材卷曲装置上伺服气缸将输入的气压信号成比例地转换为活塞杆的机械位移。用于自动调节系统中。挠性气缸缸筒由挠性材料制成由夹住缸筒的滚子代替活塞。用于输出力小占地空间小行程较长的场合缸筒可适当弯曲特殊气缸钢索式气缸以钢丝绳代替刚性活塞杆的一种气缸用于小直径特长行程的场合增压气缸活塞杆面积不相等根据力平衡原理可由小活塞端输出高压气体气液增压缸液体是不可压缩的根据力的平衡原理利用两两相连活塞面积的不等压缩空气驱动大活塞小活塞便可输出相应比例的高压液体组合气缸气液阻尼缸利用液体不可压缩的性能及液体流量易于控制的优点获得活塞杆的稳速运动wwwplcworldcn气缸的工作原理单作用气缸单作用气缸只有一腔可输入压缩空气实现一个方向运动。其活塞杆只能借助外力将其推回通常借助于弹簧力膜片张力重力等。其原理及结构见图。图单作用气缸缸体活塞弹簧活塞杆单作用气缸的特点是:)仅一端进(排)气结构简单耗气量小。)用弹簧力或膜片力等复位压缩空气能量的一部分用于克服弹簧力或膜片张力因而减小了活塞杆的输出力。)缸内安装弹簧、膜片等一般行程较短与相同体积的双作用气缸相比有效行程小一些。)气缸复位弹簧、膜片的张力均随变形大小变化因而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的。由于以上特点单作用活塞气缸多用于短行程。其推力及运动速度均要求不高场合如气吊、定位和夹紧等装置上。单作用柱塞缸则不然可用在长行程、高载荷的场合。双作用气缸双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气实现双向运动的气缸。其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。此类气缸使用最为广泛。)双活塞杆双作用气缸双活塞杆气缸有缸体固定和活塞杆固定两种。其工作原理见图。缸体固定时其所带载荷(如工作台)与气缸两活塞杆连成一体压缩空气依次进入气缸两腔(一腔进气另一腔排气)活塞杆带动工作台左右运动工作台运动范围等于其有效行程s的倍。安装所占空间大一般用于小型设备上。活塞杆固定时为管路连接方便活塞杆制成空心缸体与载荷(工作台)连成一体压缩空气从空心活塞杆的左端或右端进入气缸两腔使缸体带动工作台向左或向左运动工作台的运动范围为其有效行程s的倍。适用于中、大型设备。图双活塞杆双作用气缸a)缸体固定b)活塞杆固定缸体工作台活塞活塞杆机架wwwplcworldcn双活塞杆气缸因两端活塞杆直径相等故活塞两侧受力面积相等。当输入压力、流量相同时其往返运动输出力及速度均相等。)缓冲气缸对于接近行程末端时速度较高的气缸不采取必要措施活塞就会以很大的力(能量)撞击端盖引起振动和损坏机件。为了使活塞在行程末端运动平稳不产生冲击现象。在气缸两端加设缓冲装置一般称为缓冲气缸。缓冲气缸见图主要由活塞杆、活塞、缓冲柱塞、单向阀、节流阀、端盖等组成。其工作原理是:当活塞在压缩空气推动下向右运动时缸右腔的气体经柱塞孔及缸盖上的气孔排出。在活塞运动接近行程末端时活塞右侧的缓冲柱塞将柱塞孔堵死、活塞继续向右运动时封在气缸右腔内的剩余气体被压缩缓慢地通过节流阀及气孔排出被压缩的气体所产生的压力能如果与活塞运动所具有的全部能量相平衡即会取得缓冲效果使活塞在行程末端运动平稳不产生冲击。调节节流阀阀口开度的大小即可控制排气量的多少从而决定了被压缩容积(称缓冲室)内压力的大小以调节缓冲效果。若令活塞反向运动时从气孔输入压缩空气可直接顶开单向阀推动活塞向左运动。如节流阀阀口开度固定不可调节即称为不可调缓冲气缸。图缓冲气缸活塞杆活塞缓冲柱塞柱塞孔单向阀节流阀端盖气孔气缸所设缓冲装置种类很多上述只是其中之一当然也可以在气动回路上采取措施达到缓冲目的。组合气缸组合气缸一般指气缸与液压缸相组合形成的气液阻尼缸、气液增压缸等。众所周知通常气缸采用的工作介质是压缩空气其特点是动作快但速度不易控制当载荷变化较大时容易产生“爬行”或“自走”现象而液压缸采用的工作介质是通常认为不可压缩的液压油其特点是动作不如气缸快但速度易于控制当载荷变化较大时采用措施得当一般不会产生“爬行”和“自走”现象。把气缸与液压缸巧妙组合起来取长补短即成为气动系统中普遍采用的气液阻尼缸。气液阻尼缸工作原理见图。实际是气缸与液压缸串联而成两活塞固定在同一活塞杆上。液压缸不用泵供油只要充满油即可其进出口间装有液压单向阀、节流阀及补油杯。当气缸右端供气时气缸克服载荷带动液压缸活塞向左运动(气缸左端排气)此时液压缸左端排油单向阀关闭油只能通过节流阀流入液压缸右腔及油杯内这时若将节流阀阀口开大则液压缸左腔排油通畅两活塞运动速度就快反之若将节流阀阀口关小液压缸左腔排油受阻两活塞运动速度会减慢。这样调节节流阀开口大小就能控制活塞的运动速度。可以看出气液阻尼缸的输出力应是气缸中压缩空气产生的力(推力或拉力)与液压缸中油的阻尼力之差。图气液阻尼缸节流阀油杯单向阀液压缸气缸外载荷气液阻尼缸的类型有多种。按气缸与液压缸的连接形式可分为串联型与并联型两种。前面所述为串联型图为并联型气液阻尼缸。串联型缸体较长加工与安装时对同轴度要求较高有时两缸间会产生窜气窜油现象。并联型缸体较短、结构紧凑气、液缸分置不会产生窜气窜油现象因液压缸工作压力可以相当高液压缸可制成相当小的直径(不必与气缸等直径)但因气、液两缸安装在不同轴线上会产生附加力矩会增加导轨装置磨损也可能产生“爬行”现象。串联型气液阻尼缸还有液压缸在前或在后之分液压缸在后参见图液压缸活塞两端作用面积不等工作过程中需要储油或补油油杯较大。如将液压缸放在前面(气缸在后面)则液压缸两端都有活塞杆两端作用面积相等除补充泄漏之外就不存在储油、补油问题油杯可以很小。wwwplcworldcn图并联型气液阻尼缸液压缸气缸按调速特性可分为:)慢进慢退式)慢进快退式)快进慢进快退式。其调速特性及应用见表。就气液阻尼缸的结构而言尚可分为多种形式:节流阀、单向阀单独设置或装于缸盖上单向阀装在活塞上(如挡板式单向阀)缸壁上开孔、开沟槽、缸内滑柱式、机械浮动联结式、行程阀控制快速趋近式等。活塞上有挡板式单向阀的气液阻尼缸见图。活塞上带有挡板式单向阀活塞向右运动时挡板离开活塞单向阀打开液压缸右腔的油通过活塞上的孔(即挡板单向阀孔)流至左腔实现快退用活塞上孔的多少和大小来控制快退时的速度。活塞向左运动时挡板挡住活塞上的孔单向阀关闭液压缸左腔的油经节流阀流至右腔(经缸外管路)。调节节流阀的开度即可调节活塞慢进的速度。其结构较为简单制造加工较方便。图为采用机械浮动联接的快速趋近式气液阻尼缸原理图。靠液压缸活塞杆端部的T形顶块与气缸活塞杆端部的拉钩间有一空行程s实现空程快速趋近然后再带动液压缸活塞通过节流阻尼实现慢进。返程时也是先走空行程s再与液压活塞一起运动通过单向阀实现快退。表气液阻尼缸调速特性及应用调速方式结构示意图特性曲线作用原理应用双向节流调速在气液阻尼缸的回油管路装设可调式节流阀使活塞往复运动的速度可调并相同适用于空行程及工作行程都较短的场合(s<mm)单向节流调速将一单向阀和一节流阀并联在调速油路中。活塞向右运动时单向阀关闭节流慢进活塞向左运动时单向阀打开不经节流快退。适用于空行程较短而工作行程较长的场合快速趋近单向节流调速将液压缸的ƒ点与α点用管路相通活塞开始向右运动时右腔油经由fgea回路直接流入α端实现快速趋近当活塞移过ƒ点油只能经节流阀流入α端实现慢进活塞向左运动时单向阀打开实现快退。由于快速趋近节省了空程时间提高了劳动生产率。是各种机床、设备最常用的方式wwwplcworldcn图活塞上有挡板式单向阀的气液阻尼缸图浮动联接气液阻尼缸原理图气缸顶丝T形顶块拉钩液压缸图是又一种浮动联接气液阻尼缸。与前者的区别在于:T形顶块和拉钩装设位置不同前者设置在缸外部。后者设置在气缸活塞杆内结构紧凑但不易调整空行程s(前者调节顶丝即可方便调节s的大小)。特殊气缸()冲击气缸图浮动联接气液阻尼缸冲击气缸是把压缩空气的能量转化为活塞、活塞杆高速运动的能量利用此动能去做功。冲击气缸分普通型和快排型两种。)普通型冲击气缸普通型冲击气缸的结构见图。与普通气缸相比此种冲击气缸增设了蓄气缸和带流线型喷气口及具有排气孔的中盖。其工作原理及工作过程可简述为如下五个阶段(见图):第一阶段:复位段。见图和图a接通气源换向阀处复位状态孔A进气孔B排气活塞在压差的作用下克服密封阻力及运动部件重量而上移借助活塞上的密封胶垫封住中盖上的喷气口。中盖和活塞之间的环形空间C经过排气小孔与大气相通。最后活塞有杆腔压力升高至气源压力蓄气缸内压力降至大气压力。第二阶段:储能段。见图和图b换向阀换向B孔进气充入蓄气缸腔内A孔排气。由于蓄气缸腔内压力作用在活塞上的面积只是喷气口的面积它比有杆腔压力作用在活塞上的面积要小得多故只有待蓄气缸内压力上升有杆腔压力下降直到下列力平衡方程成立时活塞才开始移动。式中d中盖喷气口直径(m)p活塞开始移动瞬时蓄气缸腔内压力(绝对压力)(Pa)p活塞开始移动瞬时有杆腔内压力(绝对压力)(Pa)G运动部件(活塞、活塞杆及锤头号模具等)所受的重力(N)D活塞直径(m)d活塞杆直径(m)Fƒ活塞开始移动瞬时的密封摩擦力(N)。若不计式()中G和Fƒ项且令d=d则当wwwplcworldcn时活塞才开始移动。这里的p、p均为绝对压力。可见活塞开始移动瞬时蓄气缸腔与有杆腔的压力差很大。这一点很明显地与普通气缸不同。图普通型冲击气缸第三阶段:冲击段。活塞开始移动瞬时蓄气缸腔内压力p可认为已达气源压力ps同时容积很小的无杆腔(包括环形空间C)通过排气孔与大气相通故无杆腔压力p等于大气压力pa。由于paps大于临界压力比所以活塞开始移动后在最小流通截面处(喷气口与活塞之间的环形面)为声速流动使无杆腔压力急剧增加直至与蓄气缸腔内压力平衡。该平衡压力略低于气源压力。以上可以称为冲击段的第I区段。第I区段的作用时间极短(只有几毫秒)。在第I区段有杆腔压力变化很小故第I区段末无杆腔压力p(作用在活塞全面积上)比有杆腔压力p(作用在活塞杆侧的环状面积上)大得多活塞在这样大的压差力作用下获得很高的运动加速度使活塞高速运动即进行冲击。在此过程B口仍在进气蓄气缸腔至无杆腔已连通且压力相等可认为蓄气无杆腔内为略带充气的绝热膨胀过程。同时有杆腔排气孔A通流面积有限活塞高速冲击势必造成有杆腔内气体迅速压缩(排气不畅)有杆腔压力会迅速升高(可能高于气源压力)这必将引起活塞减速直至下降到速度为。以上可称为冲击段的第Ⅱ区段。可认为第Ⅱ区段的有杆腔内为边排气的绝热压缩过程。整个冲击段时间很短约几十毫秒。见图c。wwwplcworldcn图普通型冲击气缸的工作原理蓄气缸中盖排气孔喷气口活塞第四阶段:弹跳段。在冲击段之后从能量观点来说蓄气缸腔内压力能转化成活塞动能而活塞的部分动能又转化成有杆腔的压力能结果造成有杆腔压力比蓄气无杆腔压力还高即形成“气垫”使活塞产生反向运动结果又会使蓄气无杆腔压力增加且又大于有杆腔压力。如此便出现活塞在缸体内来回往复运动即弹跳。直至活塞两侧压力差克服不了活塞阻力不能再发生弹跳为止。待有杆腔气体由A排空后活塞便下行至终点。第五阶段:耗能段。活塞下行至终点后如换向阀不及时复位则蓄气无杆腔内会继续充气直至达到气源压力。再复位时充入的这部分气体又需全部排掉。可见这种充气不能作用有功故称之为耗能段。实际使用时应避免此段(令换向阀及时换向返回复位段)。对内径D=mm的气缸在气源压力MPa下进行实验所得冲击气缸特性曲线见图。上述分析基本与特性曲线相符。对冲击段的分析可以看出很大的运动加速使活塞产生很大的运动速度但由于必须克服有杆腔不断增加的背压力及摩擦力则活塞速度又要减慢因此在某个冲程处运动速度必达最大值此时的冲击能也达最大值。各种冲击作业应在这个冲程附近进行(参见图c)。冲击气缸在实际工作时锤头模具撞击工件作完功一般就借助行程开关发出信号使换向阀复位换向缸即从冲击段直接转为复位段。这种状态可认为不存在弹跳段和耗能段。)快排型冲击气缸由上述普通型冲击气缸原理可见其一部分能量(有时是较大部分能量)被消耗于克服背压(即p)做功因而冲击能没有充分利用。假如冲击一开始就让有杆腔气体全排空即使有杆腔压力降至大气压力则冲击过程中可节省大量的能量而使冲击气缸发挥更大的作用输出更大的冲击能。这种在冲击过程中有杆腔压力接近于大气压力的冲击气缸称为快排型冲击气缸。其结构见图a。快排型冲击气缸是在普通型冲击气缸的下部增加了“快排机构”构成。快排机构是由快排导向盖、快排缸体、快排活塞、密封胶垫等零件组成。快排型冲击气缸的气控回路见图b。接通气源通过阀F同时向K、K充气K通大气。阀F输出口A用直管与K孔连通而用弯管与K孔连通弯管气阻大于直管气阻。这样压缩空气先经K使快排活塞推到上边由快排活塞与密封胶垫一起切断有杆腔与排气口T的通道。然后经K孔向有杆腔进气蓄气一无杆腔气体经K孔通过阀F排气则活塞上移。当活塞封住中盖喷气口时装在锤头上的压块触动推杆切换阀F发出信号控制阀F使之切换这样气源便经阀F和K孔向蓄气腔内充气一直充至气源压力。wwwplcworldcn图冲击气缸特性曲线图快排型冲击气缸结构及控制回路a)结构图b)控制回路快排导向盖密封胶垫快排活塞快排缸体中盖T方孔C环形空间推杆气阻气容冲击工作开始时使阀F切换则K进气K和K排气快排活塞下移有杆腔的压缩空气便通过快排导向盖上的多个圆孔(个)再经过快排缸体上的多个方孔T(余个)及K直接排至大气中。因为上述多个圆孔和方孔的通流面积远远大于K的通流面积所以有杆腔的压力可以在极短的时间内降低到接近于大气压力。当降到一定压力时活塞便开始下移。锤头上压块便离开行程阀F的推杆阀在弹簧的作用下复位。由于接有气阻和气容阀虽然复位但F却延时复位这就保证了蓄气缸腔内的压缩空气用来完成使活塞迅速向下冲击的工作。否则若F复位F同时复位的话蓄气缸腔内压缩空气就会在锤头没有运动到行程终点之前已经通过K孔和阀F排气了所以当锤头开始冲击后F的复位动作需延时几十毫秒。因所需延时时间不长冲击缸冲击时间又很短往往不用气阻、气容也可以只要阀F的换向时间比冲击时间长就可以了。在活塞向下冲击的过程中由于有杆腔气体能充分地被排空故不存在普通型冲击气缸有杆腔出现的较大背压因而快排型冲击气缸的冲击能是同尺寸的普通型冲击气缸冲击能的~倍。()数字气缸如图所示它由活塞、缸体、活塞杆等件组成。活塞的右端有T字头活塞的左端有凹形孔后面活塞的T字头装入前面活塞的凹形孔内由于缸体的限制T字头只能在凹形孔内沿缸轴向运动而两者不能脱开若干活塞如此顺序串联置于缸体内T字头在凹形孔中左右可移动的范围就是此活塞的行程量。不同的进气孔A~Ai(可能是A或是A和A或A、A和A还可能是A和A或A和A等等)输入压缩空气(~MPa)时相应的活塞就会向右移动每个活塞的向右移动都可推动活塞杆向右移动因此活塞杆每次向右移动的总距离等于各个活塞行程量的总和。这里B孔始终与低压气源相通(~MPa)当A~Ai孔排气时在低wwwplcworldcn压气的作用下活塞会自动退回原位。各活塞的行程大小可根据需要的总行程s按几何级数由小到大排列选取。设s=mm采用个活塞则各活塞的行程分别取α=mmα=mmα=mm。如s=mm可用个活塞则α、α、α……α分别设计为、、、、、mm由这些数值组合起来就可在~mm范围内得到mm整数倍的任意输出位移量。而这里的α、α、α……αi可以根据需要设计成各种不同数列就可以得到各种所需数值的行程量。()回转气缸如图a所示主要由导气头、缸体、活塞、活塞杆组成。这种气缸的缸体连同缸盖及导气头芯被其他动力(如车床主轴)携带回转活塞及活塞杆只能作往复直线运动导气头体外接管路固定不动。固转气缸的结构如图b所示。为增大其输出力采用两个活塞串联在一根活塞杆上这样其输出力比单活塞也增大约一倍且可减小气缸尺寸导气头体与导气头芯因需相对转动装有滚动轴承并以研配间隙密封应设油杯润滑以减少摩擦避免烧损或卡死。回转气缸主要用于机床夹具和线材卷曲等装置上。()挠性气缸挠性气缸是以挠性软管作为缸筒的气缸。常用挠性气缸有两种。一种是普通挠性气缸见图由活塞、活塞杆及挠性软管缸筒组成。一般都是单作用活塞气缸活塞的回程靠其他外力。其特点是安装空间小行程可较长。图数字气缸活塞缸体活塞杆图回转气缸a)原理图b)结构图活塞杆、密封圈缸体活塞缸盖、轴承导气头体导气头芯中盖螺栓图普通挠性气缸wwwplcworldcn第二种挠性气缸是滚子挠性气缸见图。由夹持滚子代替活塞及活塞杆夹持滚子设在挠性缸筒外表面A端进气时左端挠性筒膨胀B端排气缸左端收缩夹持在缸筒外部的滚子在膨胀端的作用下向右移动滚子夹带动载荷运动。可称为挠性筒滚子气缸。这种气缸的特点是所占空间小输出力较小载荷率较低可实现双作用。图滚子挠性气缸()钢索式气缸钢索式气缸见图是以柔软的、弯曲性大的钢丝绳代替刚性活塞杆的一种气缸。活塞与钢丝绳连在一起活塞在压缩空气推动下往复运动钢丝绳带动载荷运动安装两个滑轮可使活塞与载荷的运动方向相反。这种气缸的特点是可制成行程很长的气缸如制成直径为mm行程为m左右的气缸也不困难。钢索与导向套间易产生泄漏。图钢索式气缸wwwplcworldcn气缸的安装形式表气缸的安装形式分类简图说明轴向支座MS式支座式切向支座式轴向支座支座上承受力矩气缸直径越大力矩越大前法兰MF式前法兰紧固安装螺钉受拉力较大后法兰MF式后法兰紧固安装螺钉受拉力较小固定式气缸法兰式自配法兰式法兰由使用单位视安装条件现配单耳轴销MP式尾部轴销式双耳轴销MP式气缸可绕尾轴摆动头部轴销式气缸可绕头部轴摆动轴销式气缸中间轴销MT式气缸可绕中间轴摆动wwwplcworldcn气动系统的设计计算气动系统的设计一般应包括:)回路设计)元件、辅件选用)管道选择设计)系统压降验算)空压机选用)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。气动回路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。表气动压力与力控制回路及特点说明简图说明压力控制回路一次压控制回路主要控制气罐使其压力不超过规定压力。常采用外控式溢流阀来控制也可用带电触点的压力表′代替溢流阀来控制压缩机电动机的启、停从而使气罐内压力保持在规定压力范围内。采用溢流阀结构简单、工作可靠但无功耗气量大后者对电动机及其控制要求较高二次压控制回路二次压控制主要控制气动控制系统的气源压力其原理是利用溢流式减压阀以实现定压控制高低压控制回路气源供给某一压力经二个调压阀(减压阀)分别调到要求的压力图a利用换向阀进行高、低压切换图b同时分别输出高低压的情况差压回路此回路适用于双作用缸单向受载荷的情况可节省耗气量图a为一般差压回路图b在活塞杆回程时排气通过溢流阀它与定压减压阀相配合控制气缸保持一定推力力控制回路串联气缸增力回路三段活塞缸串联。工作行程(杆推出)时操纵电磁换向阀使活塞杆增力推出。复位时右端的两位四通阀进气把杆拉回增力倍数与串联的缸段数成正比气液增压缸增力回路利用气液压缸把压力较低的气压变为压力较高的液压以提高气液缸的输出力。应注意活塞与缸筒间的密封以防空气混入油中wwwplcworldcn压力与力控制回路(见表)换向回路(见表)表气动换向回路及特点说明简图说明单作用气缸换向回路二位三通电磁阀控制回路图a为常断二位三通电磁阀控制回路。通电时活塞杆上升断电时靠外力(如弹簧力等)返回图b为常通二位三通电磁阀控制回路。断电时常通气流使活塞杆伸出通电时靠外力返回三位三通电磁阀控制回路控制气缸的换向阀带有全封闭形中间位置理论上可使气缸活塞在任意位置停止但实际上由于漏损(即使微量)而降低了定位精度此三位三通阀可用三位五通阀代替二位三通阀代用回路用两个二位二通电磁阀代替二位三通阀以控制单作用缸工作。图示位置为活塞杆缩回位置需要活塞杆伸出时必须两个二位二通阀同时通电换向双作用气缸换向回路二位五通单电(气)控阀控制回路图a为单电磁控制阀控制回路。电磁阀通电时换向使活塞杆伸出。断电时阀芯靠弹簧复位使活塞杆收回图b为单气控换向阀控制回路。切换二位三通阀时相应切换主气控阀使活塞杆伸出。二位三通阀复位后主气控阀也复位活塞杆缩回二位五通阀代用回路用两个二位三通电磁阀代替上述二位五通阀的控制回路中两个阀一为常通另一为常断且两阀应同时动作才能使活塞杆换向二位五通双电(气)控阀控制回路图a为双电控双作用缸换向回路图b为双气控双作用缸换向回路。主控阀两则的两个二位三通阀可作远距离控制用但两阀必须协调动作不能同时接通气源三位五通双电控阀控制回路此回路除可控制双作用缸换向外气缸可以在中间位置停留速度控制回路(见表)表气动速度控制回路及特点说明简图说明单作用缸速度控制回路调速回路图a为采用节流阀的回路图b为采用单向节流阀的回路。两单向节流阀分别控制活塞杆进退速度wwwplcworldcn快速返回回路活塞返回时气缸无活塞杆腔由于经快速排气阀直接排气就使活塞杆快速返回双作用气缸速度控制回路调速回路图a为采用单向节流阀的调速回路图b为采用节流阀的调速回路图a、b都是排气节流调速回路。对于气动采用排气节流较进气节流效果好。因为前者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缓冲回路缓冲回路即为行程末端变速回路图a当活塞返回到行程末端时其左腔压力已下降到打不开溢流阀因此残气只能通过节流阀缓冲排出节流阀开度较大不影响末端行程前的正常排气。它常用于行程长、速度快的场合图b当活塞杆伸出至撞块切换二通阀时开始缓冲。根据缓冲要求可改变二通阀的安装位置达到良好的缓冲效果。此回路适用于气缸惯性力大的场合气液联动速度控制回路调速回路此回路通过改变油路中节流开度来达到两个运动方向的无级调速。它要求气液传送器T的油量大于液压缸的容积并有一定余量同时须注意气、油间的密封、以防气体混入油中气液传送器变速回路(快进慢进快退)当活塞杆伸出至撞块切换二通行程阀后活塞运动开始从快进变为慢进。改变单向节流阀节流开度可获任意低速气液传动缸调速回路该回路通过调节两只速度控制阀的节流开度来分别获得二个运动方向的无级调速。油杯起补充漏油的作用图中为气液传动缸wwwplcworldcn变速回路之一(快进慢进快退)图a回路为液压缸结构变速回路:当活塞右行至封住s孔开始液压缸右腔油液只能被迫从t孔经节流阀至其左腔这时快进变为慢进。此回路变速位置不能改变图b回路为用行程阀变速的回路:当活塞右行至撞块碰到行程阀后开始作慢速进给。此回路只要改变撞块安装位置即可改变开始变速的位置变速回路之二(快进慢进慢退快退)图a回路为液压缸结构变速回路:当活塞右行至超过s孔时开始从快进变为慢进。而当活塞左行时由于其左腔油液只能被迫从s′孔经节流阀至其右腔故为慢退直至活塞左行到超过s孔时才开始从慢退变为快退图b回路为采用行程阀的回路。慢退的实现是由于它比采用行程阀的快进→慢进→快退回路少了一只单向阀活塞开始左行时其左腔的油液只能经节流阀流至其右腔变速回路之三(中间位置停止)回路中阻尼缸与气缸并联液压缸流量由单向节流阀来控制可得平稳而一定的速度。弹簧式蓄能器能调节阻尼缸中油量变化且有补偿少量漏油作用。借助阻尼缸活塞杆上的调节螺母可使气缸开始时快速动作当碰到螺母后就由阻尼缸来控制变为慢速前进。同时由于主控阀采用了中间泄压式三位五通阀所以当主控阀在中间位置时油阻尼缸回路被二位二通阀切断活塞就停止在该位置上当主阀被切换到任何一侧压缩空气就输入气缸同时经梭阀使阀换向使液压回路接通阻尼缸起调速作用。并联活塞杆工作时由于产生附加弯矩故应考虑设导向装置位置控制回路(见表)表气动位置控制回路及特点说明简图说明有限(选定)位置控制回路缓冲挡块定位控制当执行元件(如气缸活塞杆)把工件推到缓冲器上时使活塞杆缓冲行进一小段后小车碰到定位块上使小车强迫停止wwwplcworldcn气控机械定位机构水平缸活塞杆前端联接齿轮齿条机构。当活塞杆及其上齿条往复动作时推动齿轮往复摆动以带动齿轮上棘爪摆动推动棘轮作单向间歇转动从而带动与棘轮同轴的工作转台作间歇转动。工作台下带有凹槽缸口当水平缸活塞杆回程时即齿条脱开行程开关时使垂直缸电磁阀切换垂直缸活塞杆伸出进入该凹槽缺口使工作转台正确定位多位缸位置控制回路的特点是控制多位缸的活塞杆按设计要求部分或全部伸出或缩回以获得多个位置图a利用三位六通阀的回路:当阀处于位置I时气缸处于图示位置(两端活塞杆处于收缩状态)阀处于位置Ⅱ时孔、进气右活塞杆伸出阀处于位置Ⅲ时两端活塞杆全部伸出图b由二位三通阀、、控制两个换向阀、使气缸两活塞杆处于所要求位置:阀动作时两活塞杆均收进阀动作时两杆一伸一缩阀动作时两杆全部伸出图c四位置定位控制回路。图示位置为按动手控阀时压缩空气通过手控阀分两路分别由梭阀′、′控制两个二位五通阀使主气源进入多位缸而得到位置I。当推动手控阀、或时可相应得到位置Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ多位缸位置控制图d为A、B两缸串列实现三位定位控制的回路。图示位置为A、B两缸的活塞杆均处于收进状态。当左阀如图示状态而右阀通电换向时由于A缸活塞面积较B缸为大故A缸活塞杆向左推动B缸活塞杆其行程长为ⅠⅡ。反之当阀如图示状态而阀通电切换时缸B活塞杆杆端由位置Ⅱ继续前进到Ⅲ(因缸B行程长为ⅠⅢ)。此外可在两缸端盖上ƒ处与活塞杆平行安装调节螺钉可微调行程位置有限选定控制回路多位缸位置控制图e不三柱塞数字缸位置控制回路。A、B、C、D为气缸的四个通口:A、B、C供正常工作压力p通口D供低压以控制各柱塞复位或停于某个需要位置。、、为三个柱塞。当控制不同换向阀工作时可得到包括原始位置在内的活塞杆的八个位置:、、三个柱塞各自分别伸出时可相应得到三个不同位置、同时伸出、同时伸出或、同时伸出时又可得三个不同位置、、全部伸出为此数字缸最大行程位置、、均收进为图示原始位置任意位置停止控制回路三位阀位置控制回路用三位三通阀或三位、五通阀控制普通气缸位置(参阅表中的有关回路)三位三通阀控制普通单作用气缸三位五通阀控制普通双作用气缸这类位置控制回路由于要求气动系统主要是缸与阀元件的密封性很严否则不易正确控制位置对于要求保持一定时间的中停位置更为困难。所以这类回路可用于不严格要求位置精度的场合wwwplcworldcn气液联动控制位置回路图a由于采用了气液传送器、所以与上述普通气缸的位置控制回路的精度要高得多。缸的活塞杆伸出端装有单向节流阀以控制回程速度缸的另一端装有两位两通换向阀需要在中间位置停止时将液压回路切断迅速地使活塞停留在所要求的位置上图b为采用气液阻尼缸的气液联动位置控制回路。换向阀为中泄式三位五通阀。图示位置时气液缸的气缸部分排空而液压缸部分由于两位两通阀处于封闭位置回路断开故可保持活塞杆停在该位置。当阀切换时由于压缩空气除进入气缸外还可经梭阀而切换阀使气液阻尼缸的阻尼油路通即可由气缸推动液压缸工作基本逻辑回路(见表)表气动基本逻辑回路及特点说明说明简图逻辑符号及表示式真值表、其他信号动作关系是回路as非回路as或回路abs与回路abs或非回路abs与非回路abswwwplcworldcn禁回路abs独或回路abs同或回路abs记忆回路abss延时回路当有控制信号a时需经一定时间延迟后才有输出s延时τ的长短可由节流元件调节。回路要求信号a的持续时间大于τ脉冲信号形成回路回路可把一长信号a变为一定宽度的脉冲信号s脉冲宽度可由回路中节流元件进行调节回路要求输入信号a的持续时间大于脉冲宽度常用回路实际应用中经常遇到的典型回路简称常用回路。安全保护回路(见表)往复动作回路(见表、)表气动安全保护回路及特点说明简图说明过载保护回路wwwplcworldcn气缸活塞在右行途中若遇障碍或其它原因而使气缸过载时气缸左腔压力急剧升高当超过预定值时顺序阀打开二通阀打开主控阀控制气由阀排空而复位从而使气缸左腔排气活塞杆收回。因此本回路实质为限压回路互锁及供气选择回路互锁回路互锁回路可保证同时只有一个缸动作。回路主要利用梭阀、、及换向阀、、进行互锁。如气控阀动作换向阀换向使A缸动作但同时缸A进气腔管路使梭阀、动作把换向阀、锁住这样此时即使有气控阀、的动作信号B、C缸也不会动作。如需换缸动作必须把前面动作缸的气控阀复位才行。供气选择回路此回路为四个空气供应站A、B、C、D的选择回路:同时只允许有一个站供气(输出)。其动作原理与上述互锁回路相似双手“同时”操作回路此回路为需双手“同时”操作才能使活塞运动的回路。若双手不是“同时”按下则气容都将首先与阀的排气口接通而排空使无K信号。若阀或未能复位则气容都将得不到充气亦就不可能有K气信号。故此回路能确保手的安全表气动往复动作回路及特点说明简图说明单往复动作回路行程阀控制回路这是利用右端行程阀控制的单(一次)往复动作回路。其结构较简单、操作方便(按一下左端按钮阀气缸活塞进行一次往复动作)延时返回回路此回路与上述回路比较多了一个气容c。活塞右行达到所定行程压下行程阀后气源对c充气后主控阀才换向使活塞返回连续往复动作回路图a为较简单的利用行程阀实现连续自动往复的回路其可靠性常取决于行程阀的密封性与弹簧的质量图b为时间控制式回路。利用气容元件c充气达一定值时切换主控阀从而实现活塞行程连续自动往复。回路较a复杂但是可不用行程阀且外接管路也较少wwwplcworldcn图c为压力控制式回路。它适用于行程短、不便安装行程阀的场合。当载荷变化较大时为使缸正常工作应使缸径选择有较大余量。当要求行程位置较准确时主控阀应选为差压阀(如图c中之)两侧两个阀、也要选择合适表气动程序动作控制回路举例及特点说明简图说明A-B-B-A双缸程序动作回路两缸A、B按A-B-B-A程序进行工作回路中行程阀b为气控复位式的它与a、b采用可通过式行程阀的回路比较能在速度较快的情况下正常工作图中Q为起动阀。当按下Q阀时缸A的主控阀将气源与缸A左侧联通使缸A处于A状态以下即按程序A-B-B-A工作程序动作控制回路程序动作控制回路(表)在实际中应用广、类型多。下面仅举一个双缸程序动作(A-B-B-A)为例(表)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节中介绍其基本设计方法。同步动作控制回路(见表)表气动同步动作控制回路及特点说明简图说明)为较简单的同步回路。使A、B两缸同步的主要措施是采用刚性零件G连接两缸的活塞杆)是通过把油封入回路中来达到两缸正确地同步的。由于两缸为单活塞杆缸故要求气液缸B的内径大于缸A的内径以使气液缸B上腔的有效截面积与缸A的下腔截面积完全相等。若两缸为双活塞杆缸则要求两缸内径与活塞杆直径均相等)是使加有不等载荷F、F的工作台作水平上下运动的同步动作回路。当三位主控阀处于中间位置时蓄能器自动地通过补给回路对缸补充漏油。若主控阀处于另两位置则蓄能器的补给回路被切断回路中还安装了空气塞、可将混入油中的空气放掉并由蓄能器补油wwwplcworldcn

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