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任务2.2气动控制技术应用知识与能力目标熟悉气动控制系统基本组成1认识常用的气动执行元件及其应用2认识常用的气动控制元件及其应用32.2.1气动控制系统认知2.2.2气动执行元件认知及应用2.2.3气动控制元件认知及应用任务2.2气动控制技术应用2.2.1气动控制系统认知气动控制系统是以压缩空气为工作介质，在控制元件的控制和辅助元件的配合下，通过执行元件把空气的压缩能转换为机械能，从而完成气缸直线或回转运动并对外做功。静音气泵气动二联件气缸电磁阀检测元件控制器简单的气动控制系统2.2.1气动控制系统认知图2-26气动控制系统基本组成功能图2.2.1气动控制系统认知气泵用来产生具有足够压力和流量的压缩空气并将其净化、处及存储的一套装置气泵的输出压力可通过其上的过滤减压阀进行调节图2-27静音气泵在气动控制系统中，气动执行元件是一种将压缩空气的能量转化为机械能，实现直线、摆动或者回转运动的传动装置。气动执行元件气动系统中常用的执行元件气缸气马达缸用于实现直线往复运动气马达则是实现连续回转运动的动作2.2.2气动执行元件认知及应用2.2.2气动执行元件认知及应用a）b）图2-28几种常见的气动执行元件实物图a）气缸b）气马达2.2.2气动执行元件认知及应用类型应用特点单作用气缸单作用气缸结构简单，耗气量少，缸体内安装了弹簧，缩短了气缸的有效行程，活塞杆的输出力随运动行程的增大而减小，弹簧具有吸收动能的能力，可减小行程终端的撞击作用；一般用于行程短，对输出力和运动速度要求不高的场合。双作用气缸通过双腔的交替进气和排气驱动活塞杆伸出与缩回，气缸实现往复直线运动，活塞前进或后退都能输出力（推力或拉力）；活塞行程可以根据需要选定，双向作用的力和速度可根据需要调节。摆动气缸利用压缩空气驱动输出轴在一定角度范围内作往复回转运动，其摆动角度可在一定范围内调节，常用的固定角度有90°、180°、270°；用于物体的转位、翻转、分类、夹紧、阀门的开闭以及机器人的手臂动作等。无杆气缸节省空间，行程缸径比可达50至200，定位精度高，活塞两侧受压面积相等，具有同样的推力，有利于提高定位精度，长行程制作可能。结构简单、占用空间小，适合小缸径、长行程的场合，但限位器使负载停止时，活塞与移动体有脱开的可能。气动手爪气动手爪的开闭一般是通过由气缸活塞产生的往复直线运动带动与手爪相连的曲柄连杆、滚轮或齿轮等机构，驱动各个手爪同步做开、闭运动；主要是针对机械手的用途而设计的，用来抓取工件，实现机械手的各种动作。表2-4工程实际应用中常用气动执行元件的应用特点控制元件压力控制阀方向控制阀流量控制阀在气动控制系统中，控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行元件具有一定的输出力和速度并按设计的程序正常工作2.2.3气动控制元件认知及应用压力控制阀减压阀安全阀顺序阀用来控制气动控制系统中压缩空气的压力，以满足各种压力需求或节能，将压力减到每台装置所需的压力，并使压力稳定保持在所需的压力值上。2.2.3气动控制元件认知及应用2.2.3气动控制元件认知及应用a）b）c）图2-29常用气动压力控制阀的实物图a）安全阀b）顺序阀c）减压阀2.2.3气动控制元件认知及应用类型作用及应用特点安全阀也称为溢流阀，在系统中起到安全保护作用。当系统的压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中一部分气体排入大气，使得系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。顺序阀依靠气路中压力的作用来控制执行元件按顺序动作的一种压力控制阀，顺序阀一般与单向阀配合在一起，构成单向顺序阀。减压阀对来自供气气源的压力，进行二次压力调节，使气源压力减小到各气动装置需要的压力，并保证压力值保持稳定。表2-5主要气动压力控制阀的类型、作用及应用特点2.2.3气动控制元件认知及应用a）b）c）图2-30常用气动流量控制阀的实物图a）调速阀b）单向节流阀c）带消声器的排气节流阀2.2.3气动控制元件认知及应用类型应用特点调速阀大流量直通型速度控制阀的单向阀为一座阀式阀芯，当手轮开启圈数少时，进行小流量调节。当手轮开启圈数多时，节流阀杆将单向阀顶开至一定开度，可实现大流量调节。直通式接管方便，占用空间小。单向节流阀单向阀的功能是靠单向型密封圈来实现的。单向节流阀是由单向阀和节流阀并联而成的流量控制阀，常用于控制气缸的运动速度，故常称为速度控制阀。带消声器的排气节流阀带消声器的排气节流阀通常装在换向阀的排气口上，控制排入大气的流量，以改变气缸的运动速度。排气节流阀常带有消声器，可降低排气噪声20dB以上。一般用于换向阀与气缸之间不能安装速度控制阀的场合及带阀气缸上。表2-6主要气动流量控制阀的类型及应用特点方向控制阀方向控制阀是气动系统中通过改变压缩空气的流动方向和气流通断，来控制执行元件启动、停止及运动方向的气动元件。电磁控制换向阀简称电磁阀电磁阀是气动控制中最主要的元件，它是利用电磁线圈通电时，静铁心对动铁心产生电磁吸引力使阀切换以改变气流方向的阀，根据阀心复位控制方式，又可以分为单电控和双电控两种常用2.2.3气动控制元件认知及应用2.2.3气动控制元件认知及应用a）b）图2-31电磁控制换向阀实物图a）单电控b）双电控电磁控制换向阀易于实现电—气联合控制，能实现远距离操作，在气动控制广泛使用。电磁控制换向阀注意的是，两侧的电磁铁不能同时得电，否则将会使电磁阀线圈烧坏。为此，在电气控制回路上，通常设有防止同时得电的联锁回路。2.2.3气动控制元件认知及应用二位二通阀有2个通口的二位阀有3个通口的二位阀二位三通阀二位五通阀用于推动双作用气缸的回路中2.2.3气动控制元件认知及应用切换通道数目电磁阀按阀切换通道数目的不同又可以分为二通阀三通阀四通阀五通阀按阀心同时，按阀心的切换工作位置数目的不同又可以分为二位阀三位阀电磁阀岛通常将多个电磁阀及相应的气控和电控信号接口、消声器和汇流板等集中在一起组成控制阀的集合体使用，此集合体称为阀岛。在工程实际应用中，为了简化控制阀的控制线路和气路的连接，优化控制系统结构2.2.3气动控制元件认知及应用图2-32气动控制中常用电磁阀岛实物图