7.1机床工件夹紧气动系统控制与实施(课件）-高二《液压与气压传动》同步教学（北京出版社）

单元七 典型气动系统应用 学习目标 1.具备复杂的气动回路读图能力。 2.具备典型的气动系统分析能力。 具备气动系统故障诊断与排除能力。 单元导引 一个完整的气动系统由若干个不同功能的基本回路构成。本单元根据不同工作机构的功能需求，将选择3个典型的气动系统应用实例，进一步学习和掌握基本回路的应用与复杂的气动系统识读与控制方法。 1 学习任务1　机床工件夹紧气动系统控制与实施 2 一、气压回路图 图7-2所示为采用三个气缸夹紧工件的气动回路图，其工作流程是：垂直气缸活塞杆下降将工件压紧，再将工件两侧的气缸和活塞杆同时前进，对工件进行两侧夹紧，然后进行钻削加工，最后夹紧缸退回，松开工件。 3 图7-2 工件夹紧气动回路图 1－二位四通脚踏阀；2－机动行程阀；3－主控阀（气控换向阀）；4－二位三通气控换向阀； 5、6－单向节流阀；A－垂直气缸；B、C－工件左、右两侧气缸 4 二、气动系统控制 如图7-2所示，其工作原理是：用脚踩下脚踏阀1，空气进入垂直气缸的无杆腔，夹紧头下降与机动行程阀2接触后发出信号，空气经单向节流阀6进人二位三通气控换向阀4（调节节流阀开度可以控制阀4的延时接通时间）。因此，压缩空气通过主控制阀3进人两侧气缸和的无杆腔，使活塞杆前进并夹紧工件，钻头开始钻孔。与此同时，流过主控制阀3的一部分压缩空气经过单向节流阀5进人主控制阀3右端，经过一段时间（由节流阀控制）后主控制阀3右位接通，两侧气缸后退到原来位置。同时，一部分空气作为信号进人脚踏阀1的右端，使阀1右位接通，压缩空气进入垂直气缸的下腔，夹紧头退回原位。 5 学习任务2　拉门自动开闭系统控制与实施 6 一、气压回路图 如图7-3所示为拉门自动开闭系统图。该装置是通过连杆机构将气缸4活塞杆的直线运动转换成拉门的开闭系统，利用超低压气动阀来检测行人的（6和11）动作。在拉门内、外装6和11，踏板下方装有完全封闭的充气橡胶管，充气橡胶管的一端与超低压气动阀7和12的控制口连接。当人站在踏板上时，充气橡胶管里压力上升，超低压气动阀动作。 7 图7-3 拉门自动开闭系统 1－手动阀；2－气动换向阀；3、5－单向节流阀；4－气缸；6、11－踏板； 7－气动控制阀；8－梭阀；9－单向节流阀；10－气罐；12－气动控制阀；13－减压阀 8 1. 拉门关闭 二、气动系统控制 首先使手动阀1上位接入工作状态，空气通过气动换向阀2、单向节流阀3进入气缸4的无杆腔，将活塞杆推出（门关闭）。 核心知识 9 2.拉门打开 二、气动系统控制 当人站在踏板6上后，气动控制阀7动作，空气通过梭阀8、单向节流阀9和气罐10使气动换向阀2换向，压缩空气进人气缸4的有杆腔，活塞杆退回（门打开）。 核心知识 10 3. 拉门复位 二、气动系统控制 当行人经过门后踏上踏板11时，气动控制阀12动作，使梭阀8上面的通口关闭，下面的通口接通（此时由于人已离开踏板6，阀7已复位），气罐10中的空气经单向节流阀9、梭阀8和阀12放气（人离开踏板11后，阀12已复位），经过延时（由节流阀控制）后气动换向阀2复位，气缸4的无杆腔进气，活塞杆伸出（关闭拉门）。 该回路利用逻辑“或”的功能，回路比较简单，很少产生误动作。行人从门的哪一边进出均可。自动拉门的速度由两个单向节流阀控制，减压阀13可使关门的推力自由调节，十分便利。如将手动阀复位，则可变为手动门。 核心知识 11 1. 延时阀 三、延时阀与延时回路 图7-4所示为延时阀换向阀。它是由二位三通换向阀、单向节流阀和储气罐三个元件组成。当无气控信号时，与断开，腔排气；当有气控信号时，气体从腔输人经可调节流阀节流后到气容内，使气容不断充气，直到气容内的气压上升到某一值时，使阀芯2由左向有移动，使与接通，有输出。当气控信号消失后，气容内气压经单向阀到腔排空。延时阀均可产生0～30s的延时。 延时阀中的二位三通换向阀有常开和常闭换向阀两种。如图8-2所示。 如图7-5（a）所示，在初始状态下，气口1和2未通。 如图7-5(b)所示，在初始状态下，气口1和2导通。 核心知识 12 图7-4 延时换向阀 13 （a）换向阀常开（b）换向阀常闭 图7-5 换向阀常开、常闭的延时阀 14 2．延时回路 三、延时阀与延时回路 延时回路是依靠气室进气时间的长短形成压差控制换向阀换向来满足气缸工作需要的回路。延时长短根据需要选用不同大小的气室和调节进气的快慢而定。延时回路分为延时排气回路和延时进气回路两种。 如图7-6所示为延时（排气）回路原理图。当手动换向阀1按下后，换向阀2切换到右位工作，压缩空气进入气缸左腔，推动活塞杆伸出。同时压缩空气经管路A流入气室3中，使气室3中的压力不断升高，这时换向阀两侧形成压力差，当压差达到一定程度时，换向阀2切换到左位，压缩空气进