资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载气动技术基本知识地点： 时间： 说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与 义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时 请详细阅读内容气动技术基本知识气动技术中常用的单位1个大气压=760mmHg=1.013bar=101kpa压力单位换算1N/^==kgf/m m2=kgf/c m21kgf/c m2=0.1Mpa气动控制装置的特点=1 \* GB2⑴空气廉价且不污染环境，用过的气体可直接排入大气=2 \* GB2 ⑵速度调整容易=3 \* GB2⑶ 元件结构紧凑，可靠性高=4 \* GB2⑷受湿度等环境影响小=5 \* GB2⑸使用安全便于实现过载保护=6 \* GB2⑹气动系统的稳定性差=7 \* GB2⑺工作压力低，功率重量比小=8 \* GB2⑻元件在行程中途停止精度低气动系统的组成气动系统基本由下列装置和元件组成(1) 气源装置一一气动系统的动力源提供压缩空气(2) 空气处理装置一一调节压缩空气的洁净度及压力(3) 控制元件方向控制元件一一切换空气的流向流量控制元件一一调节空气的流量(4) 逻辑元件一一与或非(5) 执行元件一一将压力能转换为机械功(6) 辅助元件一一保证气动装置正常工作的一些元件压缩机a)气源装置储气罐后冷却器过滤器油雾分离器减压阀b)空气调节油雾器处理装置空气净化单元干燥器其它电磁阀气缸气压控制阀带终端开关气缸方向控制阀机械操作阀带制动器气缸手动阀气缸带锁气缸其它带电磁阀气缸其它速度控制阀C)控制元件速度控制阀d)执行兀件节流阀摆动缸回转执行件逻辑阀空气马达管子接头消音器e）辅助元件 压力计其它污染物质的去除能力表1二、空气处理元件压缩空气中含有各种污染物质。
由于这些污染物质降低了气动元件的使用 寿命并且会经常造成元件的误动作和故障表1列出了各种空气处理元件对 污染物的清除能力1. 空气滤清器空气滤清器又称为过滤器、分水滤清器或油水分离器它的作用在于分离 压缩空气中的水分、油分等杂质，使压缩空气得到初步净化油雾分离器油雾分离器又称除油滤清器它与空气滤清器不同之处仅在于所用过滤元 件不同空气滤清器不能分离油泥之类的油雾，原因是当油粒直径小于2〜 3nm时呈干态，很难附着在物体上，分离这些微粒油雾需用凝聚式过滤元件， 过滤元件的材料有：活性炭用与油有良好亲和能力的玻璃纤维、纤维素等制成的多孔滤芯空气干燥器为了获得干燥的空气只用空气滤清器是不够的，空气中的湿度还是几乎达 100%当湿度降时，空气中的水蒸气就会变成水滴为了防止水滴的产生，在 很多情况下还需要使用干燥器干燥器大致可分为冷冻式和吸附式两类空气处理装置空气滤清器、调压阀和油雾器等组合在一起，即称为空气处理装置空气处理三联件（FRL装置）空气处理三联件俗称气动三大件它是由滤清器、调压阀和油雾器三件组 成的，空气处理双联件这是由组合式过滤器减压阀与油雾器组成的空气处理装置空气处理四联件它是由滤清器、油雾分离器、调压阀和油雾器四件组成，用于需要优质压 缩空气的地方。
调压阀（减压阀）调压阀是输出压力低于输入压力，并保持输出压力稳定的压力控制元件 由于大多是与滤清器和油雾器连成一体使用，所以把它分在空气处理元件一类 中油雾器气动系统中有很多装置都有滑动部分如：气缸体与活塞，阀体与阀芯等 为了保证滑动部分的正常工作需要润滑，油雾器是提供润滑油的装置三、控制元件方向控制阀方向控制阀是气动控制回路中用来控制气体流动方向和气流通断，从而使 气路中的执行元件能按要求方向进行动作的元件在各类元件中，方向控制阀 的种类最多主要有换向阀和单向阀两大类前者包括电磁阀，气控阀等，后 者主要有单向阀，梭阀等，应用都很广泛换向阀换向阀主要有转阀和滑阀两大类本公司主要使用滑阀结构的换向阀滑阀依靠其中的滑柱式阀芯处在不同位置上来接通或切断气路的一般地 讲，阀芯的切换位置主要有二个或三个，即有二位阀和三位阀之分表中□代表了阀的一个切换位置，故而有几个长方形表示该阀是几位的 长方形中的箭头 表示在该位置上气流流动的方向，［则表示在这一位置上气流被切断二位阀有自复位和自保持两种三位阀的阀芯除了可以停在阀体的两端 外，还可有一个中间位置气动阀通过气压信号切换阀芯，分成直接作动式和间接作动式两种，气动 阀犹如去掉了电磁线圈后的电磁阀。
由于采用气压信号控制，所以动作慢，不 能指望像电磁阀那样高速动作，但寿命一般都较长气动控制阀与电磁阀的区 别是不用电磁铁，因而控制信号不是电信号而是气压信号，常用于防爆场合或 不用电的简易生产线上单向阀如图1单向阀只允许气流沿一个方向流动而不能反向流动单向阀用在气 路中需要防止空气逆流的场合，还可用在气源停止供气时需要保持压力的地 方梭阀相当于两个单向阀合成，有两个进气口，一个出气口，因而无论哪个 进气口进气，出口总有输出，且出口总和压力高的进气口相联双压阀则是 “与”的功能，只有两口均有气流时才会使出口有输出图2为快速排气阀的工作原理当P腔进气后，活塞上移，阀口2开，阀 口 1闭，P A接通当排气时，活塞下移，阀口 2闭1开，A R接通，管路气体从R口排出快速排气阀主要用于气缸排气，以加速气缸的动 作流量控制阀在气动系统中，如要对气缸运动速度加以控制或需要延时元件计时时，就 要控制压缩空气的流量在流量控制时，只要设法改变管道的截面就可流量控制阀分为节流阀，速度控制阀和排气节流阀数种等节流阀可调式节流阀依靠改变的流通面积来调节气流速度控制阀速度控制阀由节流阀和单向阀组合而成故而又叫单向节流阀，通过调节 流量达到控制执行元件速度的目的。
压力控制阀压力控制阀是利用阀芯上的气压作用力和弹簧力保持平衡来进行工作的， 平衡状态的任何破坏都会使阀芯位置产生变化，其结果不是改变阀口开度的大 小（例如溢流阀、减压阀），就是改变阀口的通断（例如安全阀，顺序阀）1. 溢流阀溢流阀由进口（P）处的气压压力控制阀芯动作，当进口处压力达到预设值 时阀芯克服弹簧力动作使得进、出口导通，从而实现溢流作用如图3（a）所 示a） （b）2. 减压阀减压阀则是由出口处压力驱动阀芯，当出口处压力达到预设值时阀芯克服 弹簧力动作使得进、出口截断，从而实现减压作用如图3（b）所示各种阀的符号见附表1四、 执行元件气动系统中将压缩空气的压力转换成机械能，从而实现所要求运动的驱动 元件，称为执行元件它分为气缸和气动马达两大类相对于液压和机械传 动，它结构简单，维修方便但由于压缩空气的压力通常为0.3-0.6Mpa故而输 出力小气缸是用压缩空气作动力源，产生直线运动或摆动，输出力或力矩做功的 元件主要气缸主要类型和特点见附表2五、 气动回路（一）回路设计基础路的构成（图4）2）控制方式（二）驱动回路1.驱动气缸的基本回路在通常使用的气缸中有单作用气缸和双作用气缸。
以下介绍驱动这些气缸 的基本回路单作用气缸只在一个方向上的运动靠压缩空气驱动，靠弹簧力的作用回 程图5为使用单作用气缸作往复运动的气路图换向阀（电磁阀）使用二位 三通阀换向阀的P 口与气源净化装置相连接，A口与气缸相连接速度控制 阀接在换向阀与气缸之间速度控制阀有方向性，连接时不可接反回路的动作动原理如下：在初始位置时，P 口封闭，气缸的气缸盖一侧通过速度控制阀的单向阀和 换向阀直接与大气相通气缸活塞靠弹簧力的作用停止于完全缩回的位置.当电 磁阀通电换向时，气源通过速度控制阀给气缸供气，压缩弹簧使活塞前进.调整速 度控制阀节流孔的大小，可以控制活塞前进速度.当电磁阀断电恢复到初始位置 时,P 口再次封闭，气缸内空气排出.活塞在弹簧力作用下后退并返回原点.这时 气缸的速度不能控制.2）双作用气缸的驱动回路图6为使双作用气缸作往复运动的气路图换向阀使用二位五通阀（二位 四通阀也可以），换向阀的P 口与气源静化装置相连接A口与气缸杆一侧的 接口相连，B口与气缸盖一侧的接口相连速度控制阀接在换向阀与气缸之间 （注意方向与单作用气缸时相反）在初始位置时，P 口与气缸杆一侧相通，另一方面，气缸盖一侧通过换向 阀与大气相通。
这时气缸活塞处于后死点的位置上当电磁阀通电换向时，气 缸盖一侧通压缩空气，气缸杆一侧空气排出，活塞前进活塞的速度由速度控 制阀 二1 \* GB3① 调整当电磁阀断电回到初始位置时，气缸杆一侧充 气，气缸盖一侧排气，活塞后退后退的速度由速度控制阀二2 \* GB3② 调整2. 气缸的速度控制回路基于不同的目的和条件，可使用各种回路对气缸进行速度控制下面介绍 通常使用的基本回路入口节流式这种方式通过调节供给气缸的流量，对气缸的速度加以控制图7示出了 这种方式的路图来自换向阀的空气流过速度控制阀时，单向阀关闭，气流只 有通过节流阀流向气缸，因为节流阀是可调的，所以通过调整节流阀便可设定 气缸活塞的速度气流反向流动时，即从气缸一侧流向阀一侧时，单向阀打 开，空气流量不受控制（自由流）在入口节流方式中，气缸出口一侧排气较快，因而容易受到所供气压变动 的影响对于所加负载为变动负载的情况，速度稳定性差，因而除了特殊回路 （例如防止失控回路等），一般都采用下面将要介绍的出口节流式出口节流式这种方式通过调节气缸的排气流量来控制气缸速度图8示出了这种方式 的回路图注意，速度控制阀的方向与入口节流式相反来自换向阀的空气流 过速度控制阀时，单向阀打开，于是成为自由流，气流在不受控制的情况下流 向气缸。
而来自气缸一侧的空气使单向阀关闭，由节流阀调节流量，从而控制 气缸活塞的速度在气缸的两个口都按出口节流式连接速度控制阀时，活塞靠两侧的压差 （由排气一侧的速度控制阀调整）动作因此，在负载变动的情况下，它比入 口节流方式有更好的速度稳定性出口节流是应用得最普通的方式排气节流式这种方式是将节流阀连接在换向阀的排气口上，调节排气的流量来控制气 缸的速度因为气缸的进气气流不经过节流阀，所以不需要单向阀在调节排 气流量来实现速度控制这一点上，它同出口节流式完全相同，不过，如果气缸 与换向阀之间的管路较长，这一部分就成了气罐，使回路的响应变差，负载变 动时，速度就会不稳定图9为排气节流式的回路图基本回路，应用各种机能不同的电磁换向阀，可以构成不同的驱动回路下面介绍几 种基本的驱动回路单作用气缸的往复动作回路图5所示的即为单作用气缸的往复动作回路但由于它是采用单向的入口 节流方式，所以气缸活塞的速度只有在伸出时受到控制如果希望在缩回时（靠弹簧力作用）控制其速度，可以在换向阀与气缸之间，再反向串联一个速 度调节阀，构成出口节流调速，或是在换向阀的R口上连接一个节流阀，构成 排气节流方式双作用气缸往复动作回路图6所示的即为双作用气缸往复动作回路。
这个回路中，使用的电磁阀是单电磁铁弹簧复位的，线圈通电时气缸伸出 并保持在前死点位置一旦断电，电磁复位，气缸马上后退所以，它适用于遇到紧急情况（例如电源断电）希望气缸活塞返回初始位 置的场合带自保持功能的双作用气缸往复动作回路若希望在遇到紧急情况时气缸活塞能保持现行位置，可采用图10所示的回 路与图6相比，这个回路只是用带自保持功能的双电磁铁电磁阀代替了弹簧 复位的单电磁铁电磁阀这种电磁阀在一侧线圈通电切换后，它可以在遇到紧 急情况（例如电源断电）时立即停止不动这种回路普遍用于卡紧物体或抓持重物的气动路中双气源供气回路这是将气源分别连接到二位五通阀的R1、R2接口上使用的回路P 口为公 共排气口，气缸与电磁阀之间的连接与通常的连接相反图11示出了其回路 图在诸如用气缸升降重物等场合，当气缸伸出、缩回时，负载会有较大的不 平衡这时可采用这种双气源供气回路一般只对一个供气口（气缸上无负载 作用的一侧）的压力进行减压，以取得压力（包括负载）平衡.由于一般调压阀 空气不能反向流动，所以调压阀应接在电磁阀之前.此外，并不是所有种类的电磁 阀都允许从R 口供气，使用时要注意选择可从R 口供气的电磁阀.e）中途位置停止回路（中位封闭式）图12示出了使用中位封闭式三位五通换向阀使气缸在中途任意位置停止的 回路。
如果让线圈 二1 \* GB3①，=2 \* GB3② 交替通电，断电，那 么，同使用二位五通阀时一样，气缸活塞将作往复运动在活塞运动过程中， 如果两个线圈都断电，则电磁阀靠弹簧作用返回中位，接口全部被封闭气缸 靠推力差（包括负载的气缸盖一侧同气缸杆一侧的推力差）少许移动一段后停 止当无负载时，气缸杆一侧活塞的受压面积较小，所以气缸活塞往气缸杆一 侧移动停止后，如果气缸、配管、电磁阀没有泄漏，活塞将保持在停止位置 上，当线圈 二1 \* GB3① 或 =2 \* GB3② 再次通电时，活塞重新做 前进或后退这样，虽然可以让活塞在中途停止，但由于空气有压缩性，所以 不能期望有较高的停止精度此外，有的电磁阀（滑阀）允许有一定的泄漏， 所以在长时间停止于中位时，活塞会缓慢的漂移运动在回路中添加锁紧回路 （由双个气控单向阀构成）可避免这种现象这种回路适用于对停止位置精度没有要求，停止后不希望活塞能自由移动 的场合中途位置停止回路（中位排气式）本回路同e）节所介绍的回路基本相同，但使用中位排气式的三位五通 阀图13是它的回路图当两个线圈都有断电时，气缸活塞两侧分别通过 A,R1 口和B,R2 口接通大气。
气缸活塞上两侧压力消失当外力施加于气缸杆 时，活塞将移动这种回路适用于停止后希望允许外力拖动气缸的场合不过，在停止的状态下，如果线圈通电，由于在通电瞬间气缸内没有压力，出口节流不起作用，会使活塞突然快速运动这种现象称为飞缸为避免 飞缸现象，可将调速方式改为入口节流式，但最好使用下面介绍的双气源供气 的回路中途位置停止回路（双气源供气回路）本回路与d）节所介绍的一样，是双气源供气回路，它使用中位排气式三 位五通阀，图14是它的回路图本回路驱动气缸活塞运动方面与e）节与f） 节所介绍的回路基本相同，若在运行中途，电磁阀两个线圈全都断电，则由 R1R2 口分别向气缸两侧供气，从两侧向活塞加压这时，靠调压阀设定压力， 以取得包括负载在内的推力平衡这样，便抵消了由于加在气缸上的负载以及 受压面积的不同所引起的推力差，使活塞中途停止由于活塞两侧推力平衡，所以对活塞杆施加外力时，可拖动活塞运动又 由于活塞两侧始终保持一定压力，所以圈通电瞬间不会出现飞缸现象需 要注意的是，所使用的电磁阀应选用允许从R1R2 口供气的还要根据加在气缸 上的负载作用力的方向，考虑调压阀应安装在R1还是R2 口上应用回路在气动回路中有各种应用回路，它们都是根据不同的使用目的而作了周密 考虑的。
下面介绍一些常用的实例1） 快速回路（快速排气回路）这种回路用在当系统的功能要求气缸高速动作的场合，或者希望缩短循环 时间的场合图15示出了用快速排气阀使气缸活塞实现快速后退的回路图气缸前进时，由速度控制阀进行速度控制，后退时，不通过电磁阀而由快 速排气阀将气缸盖一侧的空气直接排出，以提高活塞回程速度这时，供气一 侧（活塞杆一侧）也需要有足够大的气流量，所以速度控制阀接出口节流方式 连接2） 速度可变回路（两级变速回路）在双作用气缸往复运动基本回路上添加几个元件便可构成两级变速回路图16示出了前进时两级变速控制回路气缸活塞前进时，如果电磁阀二2 \* GB3② 不通电，活塞的速度由速 度控制阀 二1 \* GB3①控制当电磁阀 二2 \* GB3②通电时，气流 不仅通过速度控制阀二1 \* GB3①，而且通过速度控制阀二2 \* GB3②排气阻力下降，气缸活塞前进速度增加适当的调整两个速度控制阀， 可获得合适的快、慢速进给速度一般地，调整速度控制阀时，阀二2 \* GB3②比阀=1 \* GB3①要开得大些由于快慢速度是由电磁阀控制切换的，所以完全可以在行程中途实现变 速，即由低速切换到高速，或由高速切换到低速。
此外，也可以将电磁阀改为 机械阀，靠安装在气缸活塞杆上的撞块直接实现高低速切换3）低速控制回路（气液回路）由于气体有弹性，使用纯气动回路很难实现气缸活塞的低速运动，这时可 以采用气液回路图17是气液低速控制的回路图将电磁换向阀的A、B 口分别连接两个气液变换器，使变换器同油缸之间充 满液压油用液压速度控制阀调整油的流量即可控制油缸活塞用很低的速度运 行该回路既利用了气动系统的简便性，又利用了液压系统良好的控制性能变换器的容量要大于油缸的容积，使行程变化过程中对油的增减能在变换 器内得到补偿此外，液压部分中不能有残留的空气，否则控制将变得不稳 定，所以使用前要充分排气再有如使用的油缸在两个油腔间有少许泄漏，则 需要采取一些措施，如在两个变换器之间设置用来调整液面的补偿回路如果在液压油路上加装上电磁截止阀，就能构成精密定位回路精密定位回路这是直接靠气动实现精密定位的回路它不需要液压回路图18示出了这 种回路，其中气缸采用ACB型带制动器气缸，驱动气缸的电磁阀使用三位五通 阀（中位排气式）与中途停止的双气源供气回路一样因回路上增加了制动 控制回路，回路中的电磁换向阀一般直接安装在ACB气缸上，使用时只要在P 口上接上气源即可。
靠调压阀（减压阀）取得气缸的平衡制动时通过使制动 器换向阀断电使气缸的制动机构动作，将气缸活塞固定在中途任意位置上在 控制电路中，要使气缸活塞运动，应先使制动器电磁阀通电解除制动，少许延 时后再接通换向电磁阀驱动活塞运动要想进一步提高定位精度，可以回路中添加两级变速回路，使活塞在定位 停止前先切换到低速运行状态5）安全锁定回路在某些带有固定重量负载的机械装置，（例如气动压力机），希望在系统 失去供气压力时能使气缸活塞锁定在行程端部，可以使用安全锁定回路，其中 气缸使用带锁定装置的特殊气缸，电磁阀使用二位五通阀图19示出了回路 图该回路与双作用气缸往复动作回路完全相同反复动作的控制也完全相 同气源压力消失时，活塞也能在行程上死点锁住（防止下落）要注意，当气缸从无气压状态重新启动时，直接向气缸盖一侧供气不能使 活塞动作，这是因为锁定机构的锥形导杆压住了锁定活塞杆，使其不能缩回的 缘故劳动好象，当重新启动气缸时，应先向活塞杆一侧供气，再向气缸盖一 侧供气这个回路只能把活塞锁紧于行程末端如果需要在行程中途任意位置锁紧 洗塞，可采用带制动器的ACSP型气缸，回路的形式与图16所示回路完全一 样六、 气动元件的选定主要确定气缸的参数，气缸理论推力 F：气缸理论推力（Kgf）； D:气缸 内径（cm）； P空气压力（Kgf/cm）然后根据附表3的汽缸理论推力表选定缸 径。
七、 电气回路一个PLC程序的编成主要依靠所要实现的动作顺序，而一个气动回路的构 成同样依靠所要求的动作顺序动作顺序I/O接线气动回路 PLC程序前面所述全部是单纯气动回路各阀的切换是没有逻辑顺序的，即没有“控 制思想”，完全是说明各阀在可能的位置产生的不同效果当气动回路与PLC 联系之后就在其中加入了控制成分PLC决定了气路中各电磁阀的动作时序， 从而使执行件获得相应动作电气回路中的电的部分只包括：电磁阀线圈及引线，即输出，用“Y”表 示；气缸上的附着接近开关及引线以及控制接通电磁阀所用的按钮（手动控制 部分），即输入用“乂”表示当接好气路后，只须把电磁线圈引线一端（红 线）接24V，另一端（黑线）接PLC输出（OUT）相应的端子号上（如Y31F 上）；气缸上的附着接近开关引线一端接0V，另一端接PLC输入（IN）相应端 子号上一个最简单的气路如图20要求双作用气前进后退，并在前进后退处能保 持，当按下SB1时气缸伸出，按SB2气缸后退首先根据动作内容定出气动回 路，然后结合气动回路和动作顺序写出PLC程序，最后接线TX磁石溶接机（激光溶接切替部气路）图中换向阀采用中位封闭的三位五通电磁阀，当不给电时，电磁阀处于中 位状态，这时气路保压各气缸不会移动，当Y31B ON时三位五通阀左位接入， 气流流向如图中红线所示，当Y31C ON时，三位五通阀右位接入，气流流向如 图中蓝线所示。
图中X116-X11D为四个气缸的到位检知作为下一步动作的输入 条件，接线时接在PLC的输入端。