液压与气压传动教程 气动技术 第6章 气动控制回路(2)

五、差动回路

 差动回路是指气缸的两个运动方向采用不同压力供气，从而利用差压进行工作的回路。当双作用缸仅在活塞的一个移动方向上有负载时，采用该回路可减少空气的消耗量。但是在气缸速度比较低的时候，容易产生爬行现象。

6-8a所示为采用二位三通阀和减压阀组成的差动回路。气缸有杆腔由减压阀设定为较低的供气压力。电磁阀通电时高压空气流入气缸无杆腔，活塞杆伸出。电磁阀断电时气缸无杆腔的高压空气经排气口排出，活塞在较低的供气压力作用下缩回。在气缸伸出的过程中，如果气缸有杆腔的配管容积小，有杆腔的压力上升使气缸两腔压力达到平衡状态，气缸将停止运动。为防止此现象的产生，可以设置气罐。图6-8b所示为采用减压阀带单向阀的差动回路，电磁阀断电后，气缸以较低供气压力缩回。

六、气马达回路

图6-9a所示为气马达单方向旋转的回路，采用二通电磁阀实现转停控制，马达的转速用节流阀来调整。图6-9b和图6-9c所示分别为采用两个二位三通阀和一个三位五通阀来控制气马达正反转的回路。

6.2功能回路

功能回路是控制执行机构的输出力、速度、加速度、运动方向和位置的回路，包括速度控制回路、力控制回路、转矩控制回路和位置控制回路等。

一、速度控制回路

控制气缸速度包括调速与稳速两部分。调速的一般方法是改变气缸进排气管路的阻力。因此，利用调速阀等流量控制阀来改变进排气管路的有效截面积，即可实现调速控制。气缸的稳速控制通常是采用气液转换的方法，克服气体可压缩的缺点，利用液体的特性来稳定速度。

1、进气节流、排气节流回路

为控制气缸的速度，回路要进行流量控制，在气缸的进气侧进行流量控制时称为进气节流，在排气侧进行流量控制时称为排气节流。图6-10a所示为双作用气缸的进气节流调速回路。在进气节流时，气缸排气腔压力很快降至大气压，而进气腔压力的升高比排气腔压力的降低缓慢。当进气腔压力产生的合力大于活塞静摩擦力时，活塞开始运动。由于动摩擦力小于静摩擦力，所以活塞运动速度较快，由此进气腔急剧增大，而由于进气节流限制了供气速度，使得进气腔压力降低，从而容易造成气缸的 “爬行”现象。一般来说，进气节流多用于垂直安装的气缸支撑腔的供气回路。

图6-lOb所示为双作用气缸的排气节流调速回路。在排气节流时，排气腔内可以建立与负载相适应的背压，在负载保持不变或微小变动的条件下，运动比较平稳，调节节流阀的开度即可调节气缸往复运动速度。从节流阀的开度和速度的比例性、初始加速度、缓冲能力等特性来看，双作用气缸一般采用排气节流控制。但是，对于单作用气缸和气马达等，根据使用目的和条件，也采用进气节流控制。

 除用单向节流阀构成的调速回路外，采用其它流量控制阀也可构成调速回路。图6-lOc为采用排气节流阀的调速回路。但在管路比较长时，较大的管内容积会对气缸的运行速度产生影响，此时不宜采用排气节流阀控制。

为了提高气缸的速度，可以在气缸出口安装快速排气阀，这样气缸内气体可通过快速排气阀直接排放。图6.10d为采用快速排气阀构成的气缸快速返回回路。

图6-1 1所示为单作用气缸的速度控制回路。在图6-11a中，气缸升降均通过节流阀调速，两个反向安装的单向节流阀，可分别控制活塞杆的伸出及缩回速度。在图6-11b中，气缸上升时可调速，下降时则通过快速排气阀排气，使气缸快速返回。

2、气液转换回路

由于空气的可压缩性，在低速及传动负载变化大的场合可采用气液转换回路。这种控制方式不需要液压动力即可实现传动平稳、定位精度高、速度控制容易等目的，从而克服了气动难以实现低速控制的缺点。