简单气路设计.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,简单气路设计,第1页，共36页。,回路的构成,气源,气源处,理装置,压力,控制阀,方向,控制阀,流量,控制阀,驱动装置,空气压缩机,过滤器,油雾器,减压阀,电磁阀,气压控制阀,速度控制阀,气缸,摆动缸,空气马达,电源,操作装置,指示装置,控制（运算）,回路检测装置,按钮开关,选择开关,按钮阀,指示灯,计数器,蜂鸣器,继电器,定时器,电子元件,预制计数器,顺序控制器,气动控制元件,限位开关,光电管,限位阀,接近开关,传感器,（驱动部分）,（控制部分）,（检测部分）,第2页，共36页。,气动图形符号（略）,第3页，共36页。,简单回路,一、气动换向回路,第4页，共36页。,简单回路,二、速度控制回路,第5页，共36页。,简单回路,二、速度控制回路,第6页，共36页。,简单回路,三、压力控制回路,第7页，共36页。,简单回路,四、位置控制回路,第8页，共36页。,气动基本回路,单作用气缸控制回路,气缸活塞杆运动方向靠压缩空气驱动，另一个方向则靠其它外力，如重力、弹簧力等驱动。回路简单，可选用简单结构的两位三通阀来控制。,常断二位三通电磁阀控制回路,常通二位三通电磁阀控制回路,三位三通电磁阀控制回路,通电时活塞杆伸出 ，断电时活塞杆返回,断电时活塞杆上升，通电时靠外力返回,控制气缸的换向阀带有全封闭型中间位置，可使气缸活塞停止在任意位置，但定位精度不高,两个二位二通阀同时通电换向，可使活塞杆伸出。断电后，靠外力返回,第9页，共36页。,例题1,设计一个双向调速的气路：,要求：1、执行元件为单作用气缸,2、其它元件任选,例题2,用单作用气缸设计一个生产流水线上的阻挡机构，要求气缸开始为伸出状态，当接触产品并且完成此处工序后迅速缩回使工件通过要求：1、选择合适的气缸类型,2、画出气路图,答案1,答案2,第10页，共36页。,例题3,设计一个气路,现有单动押出型气缸 1条,两位三通常通式弹簧复位手动阀 1个,两位三通常闭式弹簧复位手动阀 1个,梭阀 1个,两位三通单气控 1个,堵头、气管若干,要求：气缸在伸出与缩回状态都能长时间自保持，无须用手长按。,答案3,第11页，共36页。,两位三通阀除用来控制单作用气缸外，也常用作选择阀和分配阀使用。,对于封闭的气动回路进行高低压转换时，如从高压转换成低压，则必须排出多余的压缩空气。此时需要用溢流阀和减压阀组合来实现。,第12页，共36页。,双作用气缸控制回路,气缸活塞杆伸出或缩回两个方向的运动都靠压缩空气驱动，通常选用两位五通阀来控制。,采用单电控两位五通阀的控制回路,双电控控制回路,中间封闭型三位五通阀控制回路,中间排气型三位五通阀控制回路,通电时活塞杆伸出，断电时活塞杆返回,采用双电控电磁阀，换向电信号可为脉冲信号，因此电磁铁发热少，并具有断电保持功能,左侧电磁铁通电时，活塞杆伸出。右侧电磁铁通电时，活塞杆缩回。左右侧电磁铁同时断电时，活塞可停止在任意位置，但定位精度不高,当电磁阀处于中间位置时活塞杆处于自由状态，可由其他机构驱动,第13页，共36页。,双作用气缸控制回路,气缸活塞杆伸出或缩回两个方向的运动都靠压缩空气驱动，通常选用两位五通阀来控制。,中间加压型三位五通阀控制回路,中间加压型三位五通阀控制回路,电磁远程控制,当左、右侧电磁铁同时断电时，活塞可停止在任意位置，但定位精度不高。采用一个压力控制阀，调节无杆腔的压力，使得活塞双向加压时，保持力的平衡,采用带有双活塞杆的气缸，使活塞两端受压面积相等，当双向加压时，也可保持力的平衡。以上两种回路，均可使活塞停止在任意位置,采用两位五通气控阀作为主控阀，其先导控制压力用一个两位三通电磁阀进行远程控制。该回路可应用于有防爆等要求的特殊场合,第14页，共36页。,例题4,设计一简单气路,要求：1、可以进行手动或自动控制,2、可以进行速度调节，要求气缸运行速度平稳,答案4,第15页，共36页。,例题5,使用冲压等机器时，若一手拿冲料，另一手操作启动阀，很容易造成工伤事故。若改用两手同时操作，冲床才动作的话，可保护双手安全。,已知负载的为750N，使用空气压力为0.5MPa,负载率为50%。,要求：,1、选择合适的气缸,2、选择合适的阀,3、设计该气路,答案5,第16页，共36页。,典型应用回路,1、自动往复回路,单缸连续往复气控回路,第17页，共36页。,例题6,把下图连接起来，使其实现自动往复运动,答案6,第18页，共36页。,典型应用回路,2、同步回路,利用单向节流阀实现简单的同步控制,这种同步回路的同步精度差，易受负载变化的影响，如果气缸的缸径相对于负载来说足够大，若工作压力足够高，可以取得一定的同步效果。此外，如果使用两只电磁阀，使两只气缸的给排气独立，相互之间不受影响，同步精度会好些,利用气/液转换缸实现简单的同步控制,可以进行油液补充，即使有少量泄漏，也不会影响同步,第19页，共36页。,典型应用回路,3、延时回路,第20页，共36页。,该回路中，三位五通电磁换向阀1的中位机能应为中位加压型。,通常在气缸内设置垫缓冲或气缓冲来吸收这种冲击能量。,若制动活塞为单作用型，电磁阀2应采用二位三通阀。,为了维持高的定位精度，挡块的设置既要考虑有较高的刚度，又要考虑具有吸收冲击的缓冲能力。,使用多位气缸的位置控制回路,使用气/液转换器的中间定位控制回路,主要利用顺序阀设定压力，实现过载保护。,利用气/液转换缸实现简单的同步控制,2、画出气路图,该方法的定位精度取决于机械挡块的设置精度。,气动系统中，气缸通常只有两个固定的定位点。,但在气缸的运动速度较快的场合，由于气体的压缩性，难以获得高的定位精度。,自动调节病床为这类病人解决了难题，病人只需轻轻压下一个按钮，便桶就可以从床下自动移至对病人合适的位置，用完后病人只需松开按钮，便桶就可以移回原位，如图1所示。,典型应用回路,例题7,设计能控制气缸伸出时间的气动回路,1、双作用气缸在用手动阀按一次伸出后，在一定时间延迟后自动缩回的单往复回路。,2、设计一个能控制时间的连续自动往复回路,答案7,第21页，共36页。,典型应用回路,4、缓冲回路,气缸的负载可分为,阻性负载（静负载）和惯性负载（有惯性力的负载）,。当惯性负载较大时，气缸停止运动时的冲击能量较大。通常在气缸内设置,垫缓冲或气缓冲,来吸收这种冲击能量。若冲击能量超过气缸自身能吸收的能量时，通常是在外部设置,液压缓冲器或设计缓冲回路,来解决。,第22页，共36页。,典型应用回路,4、缓冲回路,气缸的负载可分为,阻性负载（静负载）和惯性负载（有惯性力的负载）,。当惯性负载较大时，气缸停止运动时的冲击能量较大。通常在气缸内设置,垫缓冲或气缓冲,来吸收这种冲击能量。若冲击能量超过气缸自身能吸收的能量时，通常是在外部设置,液压缓冲器或设计缓冲回路,来解决。,第23页，共36页。,典型应用回路,5、位置（角度）控制回路,气动系统中，气缸通常只有两个固定的定位点。如果要求气缸在运动过程中的某个中间位置停下来，则要求气动系统具有位置控制功能。由于气体具有,压缩性,，因此只利用,三位五通换向阀,对气找两腔进行给排气操作的纯气动方法难以得到,高精度,的位置控制。对于定位精度要求较高的场合，应采用,机械辅助定位或气/液转换器,等控制方法,。a、利用机械挡块的位置（角度）控制,为了使气缸在行程中间定位，最可靠的方法是采用如图所示的方法，即在定位点设置机械挡块。该方法的定位精度取决于机械挡块的设置精度。为了维持高的定位精度，挡块的设置既要考虑有较高的刚度，又要考虑具有吸收冲击的缓冲能力。,挡块,利用外部挡块定位的方法,第24页，共36页。,典型应用回路,b、利用气缸结构的位置控制,使用多位气缸，可实现多点位置控制，其基本构成如图所示。气缸A、B、C的行程各不相同。当三通换向阀1通电时，气缸A的活塞杆推动活塞B、C伸出，到达气缸A的行程终点。当三通电磁阀2通电时，活塞A保持不动，活塞C向右移动。,使用多位气缸的位置控制回路,第25页，共36页。,典型应用回路,c、利用气/液转换器的位置控制,如前所述，通过在规定位置设置位移传感器或行程开关，根据行程信号控制三位阀的切换，可实现简单的中间定位控制。但在气缸的运动速度较快的场合，由于气体的压缩性，难以获得高的定位精度。为了保证定位精度，可以在一定程度上牺牲运动速度，采用气/液转换器来实现。,使用气/液转换器的中间定位控制回路,第26页，共36页。,应用实例3、垃圾集装压实机,断电时活塞杆上升，通电时靠外力返回,采用一个压力控制阀，调节无杆腔的压力，使得活塞双向加压时，保持力的平衡,通电时活塞杆伸出 ，断电时活塞杆返回,电磁远程控制,气缸的负载可分为阻性负载（静负载）和惯性负载（有惯性力的负载）。,d、利用制动气缸的位置控制,把下图连接起来，使其实现自动往复运动,中间加压型三位五通阀控制回路,自动调节病床为这类病人解决了难题，病人只需轻轻压下一个按钮，便桶就可以从床下自动移至对病人合适的位置，用完后病人只需松开按钮，便桶就可以移回原位，如图1所示。,当垃圾箱装满前，退回信号由B气缸的前行程开关b1判断，当垃圾箱装满时，主压实机B气缸不能到达前行程开关b1，A、B气缸的回程由压力顺序阀控制，压力顺序阀设置在p=0.,典型应用回路,d、利用制动气缸的位置控制,利用制动气缸可以实现中间定位控制，其回路如图所示。该回路中，三位五通电磁换向阀1的中位机能应为中位加压型。电磁阀2用来控制制动活塞的动作，因为制动气缸4的制动活塞有双作用型和单作用型两种，所以若制动活塞为双作用型，电磁阀2应采用二位五通阀；若制动活塞为单作用型，电磁阀2应采用二位三通阀。利用带单向阀的减压阀3来进行负载的压力补偿。当电磁阀1、2不通电时，气缸在行程中间定位并制动；当电磁阀2通电时，制协解除。,使用制动气缸的中间定位控制回路,第27页，共36页。,典型应用回路,6、过载保护回路,主要利用顺序阀设定压力，实现过载保护。,第28页，共36页。,典型应用回路,6、过载保护回路,主要利用顺序阀设定压力，实现过载保护。,第29页，共36页。,典型应用回路,例题8,改正下图的连接，使实现其功能,答案8,第30页，共36页。,实用气路设计,1、设计一个检验试台（如检测电磁阀），装置如图所示,2,.）当按下3进气变为高压。试设计以下气路。,K1,K2,K3,第31页，共36页。,实用气路设计,2、设计一个检验试台（如检测调压阀），装置如图所示,动作原理：当开启手动阀，,A、B缸,，,进气处,同时动作把检测物夹紧并通气，,在测试过程中可通过脚踏阀进行断排气。,答案9,第32页，共36页。,实用气路设计,3、设计一个开门机构,动作原理：现有一粮仓，共有两种车分大车和小车来搬粮食，要求当小车来的时候门只开一半，大车来的时候门全开。由于设备相对简陋，需人员在现场操作。,要求：,1、选择合适类型的气缸,2、选择合适类型的阀并设计该回路,3、开门动作要求速度缓慢且平稳,答案10,第33页，共36页。,应用实例1、自动调节病床,在医院的住院病人中，有一些是行动不便的，特别是大小便需要有人照料。自动调节病床为这类病人解决了难题，病人只需轻轻压下一个按钮，便桶就可以从床下自动移至对病人合适的位置，用完后病人只需松开按钮，便桶就可以移回原位，如图1所示。,自动调节病床由两只气缸控制，水平气缸A使便桶水平移动，垂直气缸B使可动床垫移开或复位。操作步骤如下：当病人压下按钮时，气缸B后退，退到底后，A气缸退回，便桶到位；当病人松开按钮时，气缸A前进，进到头后，B气缸上升，便桶、床垫恢复原位。,试设计气路图,答案11,第34页，共36页。,应用实例3、垃圾集装压实机,集装压实机如图20，其原理是将垃圾从左向右推，然后从上向下压实。其动作由A、B两个气缸完成。按下启动按钮s后，首先A气缸前进将垃圾向前推，然后B气缸前进将垃圾压实，最后A、B气缸退回。当垃圾箱装满前，退回信号由B气缸的前行程开关b,1,判断，当垃圾箱装满时，主压实机B气缸不能到达前行程开关b,1,，A、B气缸的回程由压力顺序阀控制，压力顺序阀设置在p=0.28MPa时动作。,第35页，共36页。,应用实例3、垃圾集装压实机,第36页，共36页。,