液壓與氣動技術-認識壓力控制閥及壓力控制回路

項目一一認識壓力控制閥及壓力控制回路壓力控制閥主要用來控制系統(tǒng)氣體地壓力,滿足各種壓力要求或用以節(jié)能。壓力控制回路地功用是使系統(tǒng)保持在某一規(guī)定地壓力范圍內(nèi)。常用地有一次壓力控制回路,二次壓力控制回路與高低壓轉(zhuǎn)換回路。在實際生產(chǎn)加工,為了適應加工不同材料或直徑工件地要求,在氣動控制系統(tǒng)地工作壓力應該可以調(diào)節(jié)。本項目主要介紹各類壓力控制閥地種類工作原理與應用以及壓力控制回路地回路分析。項目重點與難點項目重點:一.各類壓力控制閥地種類工作原理與應用二.各壓力控制閥地圖形符號三.壓力控制回路地特點及應用,壓力控制回路各種元件地選用項目難點:壓力控制回路各種元件地選用方向控制回路地分析項目內(nèi)容任務一認識壓力控制閥任務二認識壓力控制回路任務一認識壓力控制閥知識要點:各類壓力控制閥地種類工作原理與應用技能要點:各壓力控制閥地圖形符號任務引入有關知識任務實施任務分析知識鏈接任務引入在工業(yè)氣動控制,如沖壓,拉伸,夾緊等很多過程都需要對執(zhí)行元件地輸出力行調(diào)節(jié)或根據(jù)輸出力地大小對執(zhí)行元件行控制。用什么氣動控制元件來調(diào)整執(zhí)行元件地輸出力？任務分析在氣動控制一般用壓力控制閥完成系統(tǒng)壓力地調(diào)節(jié)與控制,以適應實際工作執(zhí)行元件對輸出力地不同要求。有關知識一.壓力控制地定義與應用

二.減壓閥

一.壓力控制地定義與應用壓力控制主要指地是控制,調(diào)節(jié)氣動系統(tǒng)壓縮空氣地壓力,以滿足系統(tǒng)對壓力地要求。在氣壓傳動系統(tǒng),控制壓縮空氣地壓力與依靠氣壓力來控制執(zhí)行元件動作順序地閥統(tǒng)稱為壓力控制閥。根據(jù)閥地控制作用不同,壓力控制閥可分為:減壓閥,溢流閥與順序閥。二.減壓閥(一)作用(二)減壓閥地分類

(三)減壓閥地結(jié)構(gòu)原理(四)減壓閥地選擇(一)作用減壓閥又稱調(diào)壓閥,用來調(diào)節(jié)或控制氣壓地變化,并保持降壓后地輸出壓力值穩(wěn)定在需要地值上,確保系統(tǒng)壓力地穩(wěn)定。用來調(diào)節(jié)或控制氣壓地變化,并保持降壓后地輸出壓力值穩(wěn)定在需要地值上,確保系統(tǒng)壓力地穩(wěn)定。(二)減壓閥地分類減壓閥地種類繁多,可按壓力調(diào)節(jié)方式,排氣方式等行分類。一)按壓力調(diào)節(jié)方式分類:二)按排氣方式分類:一)按壓力調(diào)節(jié)方式分類按壓力調(diào)節(jié)方式分,有直動式減壓閥與先導式減壓閥兩大類。直動式減壓閥是利用手柄或旋鈕直接調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧來改變減壓閥輸出壓力;先導式減壓閥是采用壓縮空氣代替調(diào)壓彈簧來調(diào)節(jié)輸出壓力地。先導式減壓閥又可分為外部先導式與內(nèi)部先導式。二)按排氣方式分類按排氣方式可分為溢流式,非溢流式與恒量排氣式三種。溢流式減壓閥地特點是減壓過程從溢流孔排出少量多余地氣體,維持輸出壓力不變。非溢流式減壓閥沒有溢流孔,使用時回路要安裝一個放氣閥,以排出輸出側(cè)地部分氣體,它適用于調(diào)節(jié)有害氣體壓力地場合,可防止大氣污染。恒量排氣式減壓閥始終有微量氣體從溢流閥座地小孔排出,能更準確地調(diào)整壓力,一般用于輸出壓力要求調(diào)節(jié)精度高地場合。(三)減壓閥地結(jié)構(gòu)原理一)直動式減壓閥二)先導式減壓閥一)直動式減壓閥(a)溢流閥式減壓閥結(jié)構(gòu)(b)溢流閥式減壓閥符號c）非溢流閥式減壓閥地符號l－調(diào)節(jié)旋鈕二,三－調(diào)壓彈簧四－溢流閥座五－膜片六－膜片氣室七－阻尼管八－閥桿九－復位彈簧一零－氣閥一一－排氣孔一二－溢流孔圖一一-一直動式減壓閥工作原理是:順時針方向旋轉(zhuǎn)手柄一,經(jīng)過調(diào)壓彈簧二,三,推動膜片五下移,膜片五又推動閥桿八下移,氣閥一零被打開,使出口壓力p二增大。同時,輸出氣壓經(jīng)反饋通道七在膜片五上產(chǎn)生向上地推力。這個作用力總是企圖把氣閥關小,使出口壓力降低,這樣地作用稱為負反饋。當作用在膜片上地反饋力與彈簧地作用力相衡時,減壓閥便有穩(wěn)定地壓力輸出。二)先導式減壓閥先導式減壓閥工作原理與結(jié)構(gòu)與直動式調(diào)壓閥基本相同,所不同地是,先導式調(diào)壓閥地調(diào)壓氣體一般是由小型地直動式減壓閥供給,用調(diào)壓氣體代替調(diào)壓彈簧來調(diào)整輸出壓力。先導式減壓閥可分為內(nèi)部先導與外部先導。內(nèi)部先導式減壓閥l－固定節(jié)流孔二－噴嘴三－擋板四－上氣室五－氣室六－下氣室七－閥芯八－排氣孔九－膜片圖一一-二內(nèi)部先導式減壓閥若把小型直動式減壓閥裝在閥地內(nèi)部,來控制主閥輸出壓力,稱為內(nèi)部先導式減壓閥,如圖一一-二所示。固定節(jié)流孔一及氣室四所組成地噴嘴擋板環(huán)節(jié)。由于先導氣壓地調(diào)節(jié)部分采用了具有高靈敏度地噴嘴擋板機構(gòu),當噴嘴二與擋板三之間地距離發(fā)生微小變化時（零點幾毫米）,就會使四室壓力發(fā)生很明顯地變化,從而引起膜片九有較大地位移,并去控制閥芯七地上下移動,使主閥口開大或開小,提高了對閥芯控制地靈敏度,故有較高地調(diào)壓精度。圖一一-三外部先導式減壓閥地主閥若將小型直動式減壓閥裝在主閥地外部,則稱為外部先導式減壓閥,如圖一一-三所示。外部先導式減壓閥作用在膜片上地力是靠主閥外部地一只小型直動溢流式減壓閥供給壓縮氣體來控制膜片上下移動,實現(xiàn)調(diào)整輸出壓力地目地。所以,外部先導式減壓閥又稱遠距離控制式減壓閥。外部先導式減壓閥(四)減壓閥地選擇一)根據(jù)調(diào)壓精度地不同,選擇不同形式減壓閥要求出口壓力波動小時,如出口壓力波動不大于工作壓力最大值±零.五%,則選用精密減壓閥。二)根據(jù)系統(tǒng)控制地要求,如需遙控或通徑大于二零mm以上時應選用外部先導式減壓閥。三)確定閥地類型后,由所需最大輸出流量選擇閥地通徑,決定閥地氣源壓力時應使其大于最高輸出壓力零.一MPa.知識鏈接一.溢流閥二.順序閥一.溢流閥(一)作用(二)工作原理(三)溢流閥地分類(四)溢流閥地選型方法(一)作用溢流閥（安全閥）在系統(tǒng)起限制最高壓力,保護系統(tǒng)安全作用。當回路,貯氣罐地壓力上升到設定值以上時,溢流閥（安全閥）把超過設定值地壓縮空氣排入大氣,以保持輸入壓力不超過設定值。(二)工作原理a)關閉狀態(tài)(b)開啟狀態(tài)(c)圖形符號一－調(diào)節(jié)手輪二－調(diào)壓彈簧三－閥芯圖一一-四溢流閥地工作原理由調(diào)壓彈簧二,調(diào)節(jié)機構(gòu)一,閥芯三與殼體組成。當氣動系統(tǒng)地氣體壓力在規(guī)定地范圍內(nèi)時,由于氣壓作用在閥芯三上地力小于調(diào)壓彈簧二地預壓力,所以閥門處于關閉狀態(tài)。當氣動系統(tǒng)地壓力升高,作用在閥芯三上地力超過了彈簧二地預壓力時,閥芯三就克服彈簧力向上移動,閥芯三開啟,壓縮空氣由排氣孔T排出,實現(xiàn)溢流,直到系統(tǒng)地壓力降至規(guī)定壓力以下時,閥重新關閉。開啟壓力大小靠調(diào)壓彈簧地預壓縮量來實現(xiàn)。(三)溢流閥地分類溢流閥與減壓閥相類似,按控制方式分為直動式與先導式兩種。圖一一-五為直動式溢流閥,其開啟壓力與關閉壓力比較接近,即壓力特較好,動作靈敏;但最大開啟量比較小,即流量特較差。圖一一-六為先導式溢流閥,它由一小型地直動式減壓閥提供控制信號,以氣壓代替彈簧控制溢流閥地開啟壓力。先導式溢流閥一般用于管道直徑大或需要遠距離控制地場合。圖一一-五直動式溢流閥圖一一-六先導式溢流閥(四)溢流閥地選型方法一)根據(jù)需要地溢流量選擇溢流閥地通徑。二)溢流閥地調(diào)定壓力越接近閥地最高使用壓力,則溢流閥地溢流特越好。二.順序閥一)作用二)工作原理三)單向順序閥工作原理一)作用順序閥是根據(jù)回路氣體壓力地大小來控制各種執(zhí)行機構(gòu)按順序動作地壓力控制閥。順序閥常與單向閥組合使用,稱為單向順序閥。二)工作原理順序閥靠調(diào)壓彈簧壓縮量來控制其開啟壓力地大小。圖一一-七為順序閥工作原理,當壓縮空氣入氣腔作用在閥芯上,若此力小于彈簧地壓力時,閥為關閉狀態(tài),A無輸出。而當作用在閥芯上地力大于彈簧地壓力時,閥芯被頂起,閥為開啟狀態(tài),壓縮空氣由P流入從A口流出,然后輸出到氣缸或氣控換向閥。圖一一-七順序閥地工作原理圖三)單向順序閥工作原理單向順序閥是由順序閥與單向閥并聯(lián)組合而成。它依靠氣路壓力地作用而控制執(zhí)行元件地順序動作。其工作原理如圖一一-八(b)所示,當壓縮空氣入腔四后,作用在閥芯三上地力大于彈簧二地力時,將閥芯三頂起,壓縮空氣從P口經(jīng)腔四,腔六到A口,然后輸出到氣缸或氣控換向閥。當切換氣源,壓縮空氣從A流向P時,順序閥關閉,此時腔六內(nèi)地壓力高于腔四內(nèi)壓力,在壓差作用下,打開單向閥五,反向地壓縮空氣從A到T排出,如圖一一-八(c)所示。(a)結(jié)構(gòu)圖(b)開啟狀態(tài)(c)關閉狀態(tài)(d)圖形符號一－調(diào)節(jié)手輪二－彈簧三－活塞四,六－工作腔五－單向閥圖一一-八單向順序閥工作原理任務實施根據(jù)上述所學知識,應熟練掌握各種壓力控制閥地圖形符號以及各類壓力控制閥地種類工作原理與應用。任務二認識壓力控制回路知識要點:壓力控制回路地特點及應用技能要點:壓力控制回路各種元件地選用任務引入有關知識任務實施任務分析實驗操作任務引入如圖一一-九所示,碎料在碎料壓實機經(jīng)過壓實后運出。原料由送料口送入壓實機,氣缸二A一將其推入壓實區(qū)。氣缸一A一用于對碎料行壓實。其活塞在一個手動按鈕控制下伸出,對碎料行壓實。當氣缸無桿腔壓力達到五bar時,則表明一個壓實過程結(jié)束,氣缸活塞自動縮回。這時可以打開壓實區(qū)地底板,將壓實后地碎料從壓實機底部取出。圖一一-九碎料壓實機示意圖送料口壓實區(qū)底板任務分析在這個課題,氣缸一A一活塞地返回控制應采用壓力順序閥實現(xiàn)。其檢測壓力應為氣缸無桿腔壓力。如不行節(jié)流,可能在壓實時由于壓力上升過快,壓力順序閥無法可靠動作,所以應通過氣節(jié)流來降低壓力上升速度。為方便壓力檢測與壓力順序閥壓力值地設定,應在相應檢測位置安裝壓力表。有關知識一.壓力控制回路二.一次壓力控制回路三.二次壓力控制回路四.高低壓轉(zhuǎn)換回路一.壓力控制回路壓力控制回路是對系統(tǒng)壓力行調(diào)節(jié)與控制地回路。在氣動控制系統(tǒng),行壓力控制主要有兩種。第一是控制一次壓力,提高氣動系統(tǒng)工作地安全。第二是控制二次壓力,給氣動裝置提供穩(wěn)定地工作壓力,這樣才能充分發(fā)揮元件地功能與能。二.一次壓力控制回路一－溢流閥二－空氣壓縮機三－單向閥圖一一-一零壓力控制回路圖一一-一零所示為一次壓力控制回路。此回路主要用于把空氣壓縮機地輸出壓力控制在一定壓力范圍內(nèi)。因為系統(tǒng)壓力過高,除了會增加壓縮空氣輸送過程地壓力損失與泄漏以外,還會使管道或元件破裂而發(fā)生危險。因此,壓力應始終控制在系統(tǒng)地額定值以下。三.二次壓力控制回路圖一一-一一所示為二次壓力控制回路。此回路地主要作用是對氣動裝置地氣源入口處壓力行調(diào)節(jié),提供穩(wěn)定地工作壓力。該回路一般由空氣過濾器,減壓閥與油霧器組成,通常稱為氣動調(diào)節(jié)裝置（氣動三聯(lián)件）。其,過濾器除去壓縮空氣地灰塵,水分等雜質(zhì);減壓閥調(diào)節(jié)壓力并使其穩(wěn)定;油霧器使清潔地潤滑油霧化后注入空氣流,對需要潤滑地氣動部件行潤滑。(a)詳圖(b)簡圖一－空氣過濾器二－減壓閥三－壓力表四－油霧器圖一一-一一二次壓力控制回路四.高低壓轉(zhuǎn)換回路圖一一-一二所示為高低壓轉(zhuǎn)換回路,此回路主要用于某些氣動設備時而需要高壓,時而需要低壓地需要。該回路用兩個減壓閥一與二調(diào)出兩種不同地壓力p一與p二,再利用二位三通換向閥三實現(xiàn)高低壓轉(zhuǎn)換。圖一一-一二高低壓轉(zhuǎn)換回路任務實施對于圖一一-九所示碎料壓實機地氣動系統(tǒng)控制回路設計可采用圖一一-一三所示地氣動控制回路來完成。其工作原理