【气动技术】气动控制元件及其选型计算

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气动控制元件主要包括方向控制阀、流量控制阀、压力控制阀，其中最主要的是方向控制阀

一、方向控制阀

方向控制阀是改变压缩空气流动方向和通断，来控制执行元件的启停、运动方向的控制元件

1.电磁换向阀

利用电磁吸引力，使阀芯移动，以调整气体流向，达到自动化控制的目的

1.位：阀芯有几个位置就代表其有几种工作状态，如二位、三位表示为图示中有几个方框就是几位
2.通：电磁阀每个位有几个接气管口就是几通
3.符号表示：进气口，P;工作口，A、B；排气口：R、S

常见的电磁阀种类：
（1）二位二通（相当于开关）
（2）二位三通（控制单作用气缸），分为常开和常闭类型，字母在哪一端，这一端就是工作位，根据进气口是否通断来判断常开还是常闭。
（3）二位五通（控制双作用气缸），分为单电控和双电控，单电控由单个磁铁控制，通过弹簧复原，双电控由两个磁铁控制，具有断电记忆功能，可以不用长时间供电
（4）三位五通（控制双作用气缸），当两个电磁铁都不得电时，阀芯在两侧弹簧推动下处于中间，位置分为中封、中泄、中压三种类型，中封条件下进气和出气口都关闭，气缸活塞两侧气体无法排出，可以达到保压效果；中泄条件下，气缸前后腔都无压力，进气口关闭，气缸前后腔的气体分别从电磁阀的两个排气口排出，这种情况不常用；中压条件下，气缸两个腔压强一致，但是有杆腔比无杆腔受力面积小，压力小，气缸轴会缓慢推出。

2.气控换向阀

原理与电磁换向阀相同，一般用在不能使用电的场所，比如易燃易爆的环境

3.诱导止回阀（气控单向阀）

原理：当气体从P1口进入时，顶开阀芯3，从P2口流出，反之从P2口无法通过P1口，当从控制口K进气，进行控制时，通过活塞1顶开顶杆2，进而将阀芯3顶开，这样就可以从P2口反向进气了

4.梭阀

梭阀有左右两个进气口，一个工作口，并且有一个进气口进气就可以工作，一般用于自动回路与手动回路的切换中，相当于或门。

5.双压阀

与梭阀类似，有两个进气口，一个工作口，但是必须两个进气口同时进气才能工作，主要是为了保护和安全，比如在人工操作的冲压机中，使用双压阀来保证工作人员的安全

二、流量控制阀

气动流量控制阀是通过改变流量面积来实现流量控制的元件，其中单向节流阀（调速阀）比较常用

主要功能是排气节流（用在双作用气缸）和进气节流（用在单作用气缸）

三、压力控制阀

调节、降低或稳定气源压力及控制执行元件的动作顺序，保证系统工作的安全，主要包括安全阀和减压阀

安全阀：安全阀是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。
减压阀：通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。

四、电磁阀的选型计算

以亚德客4V系列电磁阀举例

1.选定电磁阀的系列：根据驱动形式，选择二位三通或三位五通等；
2.根据气缸缸径、行程、运行速度及使用压力，计算工作时的最大耗气量Q：Q=0.0462×D^2×Vmax×（P+0.102），
单位Q:L/min,D(气缸缸径):cm^2,Vmax(最大速度)：mm/s，Vmax=1.4Vave,P(使用气压)：MPa
3.选择电磁阀的规格：计算确定流量系数Cv值，其表示单位时间内，通过电磁阀的流体流量，Cv值越大，代表流通能力越强，与之相对应的是有效截面积S，S=18Cv,Cv=Qmax/1000

案例

根据表格选择4V210-06这款二位五通单电控电磁阀，不建议选择相近Cv的阀，因为后续想控制速度时不好调整，用调速阀调大调小都不好调整