方向控制阀

方向控制阀SMC（中国）有限公司上海分公司SMC气动培训教程本章主要介绍控制空气流动方向的各种方向控制阀，以及汇流板的使用等。控制元件的分类压力控制阀减压阀（调压阀）安全阀（溢流阀）顺序阀电气比例阀增压阀换向阀（电磁阀、机控阀、手控阀）单向阀梭阀双压阀快速排气阀速度控制阀方向控制阀流量控制阀方向控制阀能改变气体流动方向或通断的控制阀称为方向控制阀。如向气缸一端供气，并使另一端排气，或相反地，从另一端进气，一端排气，要实现这种流动方向的改变，便要使用方向控制阀。除了控制气缸动作以外，还能掌管整个系统空气的通断。方向控制阀典型结构这是一个二位五通直动式弹簧复位滑阀的典型结构（1）电磁铁（2）控制活塞（3）滑柱式阀芯（4）阀体（5）复位弹簧（6）出气口（7）手动按钮（8）电磁铁接线座34567218方向控制阀的分类阀机能通口数位置数阀操作方式阀体构造流通能力2通3通4通5通2位3位电磁控制气压控制人力控制----手动式----脚踏式机械控制滑柱式座阀式滑板式接管口径有效截面积方向控制阀通常可以按以下方式分类1.按机能分类2.按法操作方式分类3.按阀体构造分类4.按流通能力分类按通口数分类换向阀的切换通口包括入口、出口和排气口。通常根据使用目的选择换向阀的通口数。1）二通阀打开关闭PAPA2）三通阀进气排气PAPAPARAPRPARAPR分配阀选择阀P1AP2A1A2PPA1A2AP1P23）五通阀BAPRR1.2通阀：只能控制空气的流动和关闭。有一个进口和一个出口。2.3通阀：多了一个排气口，可实现供气、排气的功能。3.5通阀：有A、B2个出口，可实现换位供气、排气。可在P-A出气、B-R排气和P-B出气、A-R排气之间切换。可以用于控制气缸的动作。有1个进气口、2个出口和2个排气口。另外，4通阀功能上和5通阀相同，但只有一个排气口。按位置数分类换向阀的切换状态称为“位置”，有几个切换位置就称为几位阀。1）二位常通常断PAPA2）三位常通常断ARPARP二通三通五通BAPRR三通五通中封式中排式ABR中压式PAB按操作方式分类人力操作按钮式手柄式脚踏板式机械操作柱塞式滚轮杠杆式电气操作直动式先导式气压控制直接控制间接控制人力操作依靠人力（手或脚）使阀芯切换的控制方式。在半自动和自动系统中，多作为信号阀使用。机械操作依靠外部机械力使阀芯切换的控制方式。常用作机械联动、信号阀。电气操作电磁线圈的吸引力来控制阀芯切换的方式。易实现电-气联合控制和复杂控制，所以应用最为广泛。气压控制靠气体压力使阀芯切换的控制方式。用于易燃易爆、高温等电气不能使用的场合。也在远距离操作中得到应用。直接操作方式和先导操作方式不通电时通电时直接依靠电磁力、气压力、人力和机械力使阀芯换向的阀，称为直动式阀。操作力和阀体之间通过另外的驱动力（气压）进行切换操作的便是先导式阀。能够利用很小的切换力推动较大阀芯动作，使得先导式成为电磁阀的主流。外部先导内部先导阀芯结构座阀式滑柱式滑板式密封形式弹性密封（橡胶密封）间隙密封（金属密封）按阀体构造分类阀体的构造、阀芯的动作和密封方式是影响阀性能的重要因素。通常可以按以下方法分类。阀体构造和密封使用大于阀口直径的圆盘或其它形状的密封件作轴向移动来切换空气通路。阀芯阀座特点1.结构简单。2.采用平面密封，泄漏小，受杂质的影响也较小。3.供给压力作用在阀芯上，会形成很大的切换阻力。4.阀的通口多时，结构复杂，故只适合于二通、三通阀。5.开闭移动距离短。座阀式带台肩的圆柱体阀芯，在管状阀套内轴向移动，实现气路通断。1423514235阀芯阀套阀体特点1.阀芯具有对称性，使阀具有记忆功能。2.阀芯不受力，所以换向力小，动作灵敏。3.通用性强，容易设计成多位多通阀。多用于5通阀。4.对气源净化处理要求较高。滑柱式弹性密封金属密封（间隙密封）密封方式耐久性优良、驱动力小。但滑柱和阀套之间存在0.003mm的微小间隙，因此有轻微漏气的现象。同时要防止异物的侵入。构造简单、无泄漏。对介质的过滤精度要求也比金属密封底。但需要适当的润滑。驱动力稍大。依靠阀座与阀板之间的相对位置的变化来实现气路通断。回转式滑板阀平面式滑板阀特点1.结构简单，可设计成多位多通路换向阀。2.靠阀板与阀座之间的滑动面进行密封，可能有微漏。3.切换时操纵力可能会很大。4.主要用于手动阀。1234滑板式依靠阀座与阀板之间的相对位置的变化来实现气路通断。回转式滑板阀平面式滑板阀特点1.结构简单，可设计成多位多通路换向阀。2.靠阀板与阀座之间的滑动面进行密封，可能有微漏。3.切换时操纵力可能会很大。4.主要用于手动阀。滑板式1234按流通能力分类M5R1/8R1/4R3/8R1/2R3/4R11.通常，阀的接管口径代表了阀的流通能力的大小。2.同一系列的阀，流通能力随着接管口径的增大而提高。3.但是，不同系列的阀，不能仅仅根据接管口径来判断阀的流通能力，还要参考有效截面积或Cv值来判断。电磁换向阀电磁换向阀电磁铁结构I型T型I型电磁铁吸力较小，适合于直流电磁铁和小型交流电磁铁，常用作小型直动式和先导式电磁阀。T型电磁铁吸力强，行程长，体积大，适合于交流电磁铁，主要用于行程较大的直动式电磁阀。线圈静铁芯动铁芯行程（气隙）电流（DC）（AC）行程（气隙）蜂鸣声电流特性功率表示直流电磁铁交流电磁铁不存在蜂鸣声因交流电正负变化，总有吸力为零的时刻，故存在蜂鸣声，即动铁芯与静铁芯的震动。线圈电流仅与线圈电阻有关，动铁芯卡住时不会烧毁线圈。线圈电流主要受行程的影响，启动电流会很大，若动铁芯卡住，启动电流时间过长会烧毁线圈消耗功率P视在功率U·I实际消耗功率U·I·cosφ电磁铁的电流特性电磁线圈的温升和绝缘等级时间温度环境温度40℃100℃温升绝缘种类最高温升值℃A65E80B90F115H140电磁线圈流过电流就会发热，温度会逐渐升高。经过一定时间后，自身发热与散热处于平衡，温度便达到稳定值。此温度与环境温度之差称为温升。最高允许温升由线圈的绝缘种类决定。电磁线圈的温升值应比允许值低。一般电磁阀使用B种绝缘，高温时可使用H种。123123123123利用电磁吸力直接推动阀芯换向结构简单，切换速度快，动作频率高。通径大时，所需电磁力也大，因此体积和功耗都大。交流电磁铁在阀芯卡死时，有可能烧毁线圈。直动式电磁换向阀先导式电磁换向阀利用电磁先导阀输出先导压力，此先导压力控制主阀芯换向结构复杂，动作频率比直动式的低。先导阀体积小，电磁吸力小，故耗电量少主阀芯行程不受电磁控制部分的影响，不会因主阀芯卡死而烧毁线圈。外部先导压力内部先导式外部先导式ABPRRABPRR2通电磁阀2通电磁阀直动、常闭型（N.C.）OUTIN2通电磁阀除了通空气外，还可用于水、油等多种流体。主要用来控制流体的通断。阀构造以座阀为主，小型为直动式，大型有先导式。OUTIN2通电磁阀OUTIN2通电磁阀直动、常开型（N.O.）OUTIN3通电磁阀3通电磁阀、直动（单电控）不通电时3通电磁阀以单电控居多，有常闭型和常开型。经常用于冲放气回路。3通电磁阀ARP3通电磁阀直动、座阀式3通电磁阀多数3通阀的进气口可以任选。由此派生出以下的用途。123N.C.:常闭型N.O.:常开型选择阀分离阀OUTINOUTINOUTaIN0.1MPaIN0.5MPINOUTA气路B气路5通电磁阀控制双作用气缸是其最广泛的应用，同时也是方向切换阀中种类最多的一个。直动式、2位单电控先导式、2位单电控5通电磁阀5通电磁阀直动式、2位双电控5通电磁阀直动式、3位中封式5通电磁阀直动式、3位中排式ABR5通电磁阀直动式、3位中压式PAB5通电磁阀直动式、3位中压式PAB驱动用阀的特征2位单电控双电控电源OFF时复位保持原位电源OFF时的气缸出力不变不变再次启动时的动作从原位置侧飞出从停止点飞出3位中封式ABRPAB停止状态压力封闭压力开放两侧加压电源OFF时的气缸出力保持停止时的力00外力作用较难移动可以动作可以动作飞出现象通常不会发生残压释放后发生中间位置后会发生不会发生配管容积的影响（对于气缸）比率大的话中间难以停止没有大的影响没有大的影响使用上的注意点由于泄漏气缸会动作主阀体的泄漏也有影响负载的惯性、速度控制的状况会使停止困难平衡一旦破坏便不能停止主回路冲放气时也会使气缸动作阀的特征和使用注意事项电磁阀的特性和选定方向控制阀构成回路的同时，必须根据使用状况考虑其详细规格。下面以最常用的5通电磁阀为例，讨论一下需要考虑的内容。1.配管连接通常有直接配管型和底板配管型两种。连接有快插接头和锥螺纹。2.流量特性和流通能力阀体的流量特性用流通能力来表示（C值）。必须确保阀有足够的流通能力。但在实际选型时，还需要考虑整体系统。3.基本规格1）使用流体供给流体的种类。通常是空气，前提条件是要做好气源净化处理。用于特殊用途的其它流体时需要考虑阀体材质。2）使用压力范围一般高压下为0.7MPa，多数可以达到1.0MPa。2通阀等差压型阀需注意。电磁阀的特性和选定最低使用压力，直动式阀可以在真空、0MPa下使用，而先导阀大约需要0.2MPa。3）周围温度及使用流体温度可以正常工作的温度范围。最高使用温度由密封材质和内部零件决定。一般是60℃，但由于通电后电磁阀自身的发热，多以50℃为上限。最低使用温度和密封材质及润滑有关，可以达到-5℃。若考虑冷凝水的冻结，则为5℃。另外电磁铁的吸引力会随着温度升高而降低，通高温流体（温水、水蒸气）的两通阀需选择耐高温的特殊规格。电磁铁的耐热级别根据“绝缘等级”选择。4）响应时间得电或失电时阀体的响应时间。通常为10ms，最慢50ms，带指示灯或过压保护时会使时间变慢。5）最大动作频率6）耐冲击/耐振动避免阀体动作方向上的冲击和振动。7）保护构造汇流板的选定直接配管型汇流板直接配管是指阀的通口直接接在阀体上的配管形式。对于集装式阀而言，直接配管是指两输出口A、B在阀体上，其余口（进气口和排气口等）在汇流板上。汇流板的选定底板配管型汇流板底板配管是将底板安装型阀安装在汇流板上，所有口都设置在汇流板上进行配管的形式。一体型底板分割型底板汇流板的选定盒式连接型汇流板盒式连接是将相同阀体的空气通路直接连通的集装形式。改变阀的位数容易。由于没有集装板，所以体积小、重量轻汇流板的选定单独排气模块单独供气模块集装块组件汇流板的选定集装块组件减压阀模块电磁阀的配线对配线的要求是方便、可靠。以使更换电磁阀时接线能迅速进行，并且接头处没有通电不良、绝缘不良和存在破损的现象。单体式阀非插入式的导线引出方式直接出线式L型插座式M型插座式DIN型插座式电磁阀的配线对配线的要求是方便、可靠。以使更换电磁阀时接线能迅速进行，并且接头处没有通电不良、绝缘不良和存在破损的现象。单体式阀插入式的导线引出方式（1）连接盖（2）接线端子台电磁阀的配线集装式阀的导线引出方式多为集中配线式扁平电缆D-sub插座接线端子台串行传送电磁阀的选定程序电磁阀的选定程序电磁阀的选定程序电磁阀的选定程序电磁阀的选定程序电磁阀的选定程序电磁阀的选定程序电磁阀的选定程序谢谢大家