液压与气动系统应用与维修教学课件作者罗洪波第4章.ppt

第4章 气压传动系统的构建 4.1 机械手抓取机构气压传动系统的构建（1） 4.2 机械手抓取机构气压传动系统的构建（2） 4.3 剪切装置气压传动系统的构建 4.4 自动送料装置气压传动系统的构建 4.5 剪板机气压传动系统的构建 4.6 压膜机气压传动系统的构建 4.7 压印机气压传动系统的构建 4.8 塑料圆管熔接装置气压传动系统的构建 4.9 圆柱塞分送装置气压传动系统的构建 4.1机械手抓取机构气压传动系统的构建（1） 4.1.1任务说明 1.任务引入 如图4-1所示为机械手抓取机构示意图，工作要求为:按下按钮气缸活塞杆伸出，机械手将工件抓紧，松开按钮，活塞杆收回，机械手将工件松开。气缸动作要求采用直接控制。 2.任务分析 机械手的抓取和松开，是通过气缸伸出和缩回，推动铰链机构来实现的。要实现任务所要求的控制，只要实现气缸的往复动作即可。 4.1机械手抓取机构气压传动系统的构建（1） 4.1.2理论指导 一、方向控制阀 1.单向阀 有两个通口，气流只能向一个方向流动而不能反方向流动的阀称为单向阀。 如图4-2所示为单向阀原理图和实物图。正向流动时，IN口气压推动阀芯的力大于作用在阀芯上的弹簧力和阀芯之间的摩擦阻力，阀芯被推开，OUT口有输出。 保持阀芯开启达到一定流量时的压力(差)，称为开启压力。普通单向阀开启压力约为0.02MPa。开启压力太低，容易漏气，且复位时间过长，不起单向阀的作用了。但开启压力太高则不灵敏。 4.1机械手抓取机构气压传动系统的构建（1） 安装单向阀时，IN为进口，OUT为出口，不得装反。单向阀受冲击压力时，其冲击压力值不得大于1.5MPa。 单向阀可用于防止因气源压力下降，或因耗气量增大造成的压力下降而出现的逆流，用于气动夹紧装置中保持夹紧力不变;防止因压力突然上升(如冲击载荷作用于气缸)而影响其他部位的正常工作等。 2.换向阀 用于改变气体通道，使气体流动方向发生变化从而改变气动执行元件的运动方向的元件称为换向阀。换向阀按操控方式分主要有人力操纵控制、机械操纵控制、气压操纵控制和电磁操纵控制四类。 4.1机械手抓取机构气压传动系统的构建（1） (1)人力操纵换向阀。依靠人力对阀芯位置进行切换的换向阀称为人力操纵控制换向阀，简称人控阀。人控阀又可分为手动阀和脚踏阀两大类。常用的手动换向阀的工作原理及图形符号如图4-3所示。 人力操纵换向阀与其他控制方式相比，使用频率较低，动作速度较慢。因操纵力不宜太大，所以阀的通径较小，操作也比较灵活。在直接控制回路中人力操纵换向阀用来直接操纵气动执行元件，用作信号阀。人控阀的常用操控机构如图4-4所示。 (2)机械操纵换向阀。机械操纵换向阀是利用安装在工作台上凸轮、撞块或其他机械外力来推动阀芯动作实现换向的换向阀。由于它主要用来控制和检测机械运动部件的行程，所以一般也称为行程阀。行程阀常见的操控方式有顶杆式、滚轮式、单向滚轮式等，其换向原理与手动换向阀类似。顶杆式是利用机械外力直接推动阀杆的头部使阀芯位置变化实现换向的。 4.1机械手抓取机构气压传动系统的构建（1） 如图4-5所示，单向滚轮式行程阀只有在凸块从正方向通过滚轮时才能压下阀杆发生换向;当凸块反向通过时，滚轮式行程阀不换向。行程阀实物图如图4-6所示。 (3)换向阀的表示方法。换向阀阀芯处在不同位置，各接口间有不同的连通状态，由换向阀的这些位置和通路符号的不同组合就可以得到各种不同功能的换向阀，常用换向阀的图形符号如图4-7所示。 二、溢流阀 溢流阀(安全阀)在系统中起限制最高压力，保护系统安全作用。当回路、气罐的压力上升到设定值以上时，溢流阀(安全阀)把超过设定值的压缩空气排入大气，以保持输入压力不超过设定值。 4.1机械手抓取机构气压传动系统的构建（1） 1.工作原理 如图4-8所示为溢流阀的工作原理图。它由调压弹簧2、调节手轮1、阀芯3和壳体组成。 2.溢流阀的分类 溢流阀与减压阀相类似，按控制方式分为直动式和先导式两种。如图4-9所示为直动式溢流阀，其开启压力与关闭压力比较接近，即压力特性较好、动作灵敏;但最大开启量比较小，即流量特性较差。如图4-10所示为先导式溢流阀，它由一小型的直动式减压阀提供控制信号，以气压代替弹簧控制溢流阀的开启压力。先导式溢流阀一般用于管道直径大或需要远距离控制的场合。 4.1机械手抓取机构气压传动系统的构建（1） 4.1.3参考方案 1.回路图 回路图如图4-11所示。 2.回路分析 该项目可以用上面提供的两种方案来解决。如图4-11所示，行程较小时可采用单作用气缸的方案1；行程较大时可采用双作用气缸的方案2。 4.2机械手抓取机构气压传动系统的构建（2） 4.2.1任务说明 1.任务引入 如图4-12所示为机械