液压与气压传动教程 气动技术 第6章 气动控制回路(6)

图6-33所示为气压平衡式步进电动机驱动气缸控制回路。步进电动机的旋转运动通过齿形皮带传递给滚珠丝杠，丝杠的旋转运动通过滚珠螺母变成活塞的上下移动，从而进行气缸的位置控制。负载的重量全部由活塞下腔的气体压力进行平衡。大容量溢流型电一气比例压力阀控制活塞下腔的压力，以维持平衡压力不变，并随时根据负载变动而设定不同的压力。

六、缓冲回路

 气缸驱动较大负载高速移动时，会产生很大的动能。将此动能从某一位置开始逐渐减少，最终使负载在指定位置平稳停止的回路称为缓冲回路。缓冲的方法大多是利用空气的可压缩性，在气缸内设置气压缓冲装置。此外还有在外部设置吸振气缸的方法，但对于行程短、速度高的情况，气缸内设气压缓冲吸收动能比较困难，一般采用液压吸振器。

1. 缓冲基本回路

图6-34所示为基本缓冲回路。驱动负载的气缸运动时具有很大的动能，到达停止前的某个位置时，触动吸振缸的活塞杆，使吸振缸的压力上升，缸内空气经节流阀和换向阀排出。当主动缸返回时，吸振缸也同时被供气，活塞杆伸出。

由于空气有压缩性，使用这种回路时，节流阀开度必须调节适当，否则会产生能量吸收不足，发生撞击或能量吸收过大发生反弹现象。

2. 使用安全阀的回路

吸振缸在仅有节流阀时将会产生很大的压力，以避免缸内压力过高，可以采用图6-35的回路。当缸内压力超过溢流阀的设定压力时，空气经溢流阀放出，使内部压力保持恒定。吸振缸回程时，压缩空气经单向阀供入，使活塞返回原位。采用这种方式时，由于限制了缸内压力，会使气缸的缓冲行程拉长。

另外，在动能很大的情况下，单靠气缸吸收是困难的，可使用油作吸能流体的吸振器。液压吸振器的回程侧多用弹簧，而且多用能调节油流量的可变节流口来调节所能吸收的油量。

3. 采用并联节统阀的缓冲回路

 除气压缓冲器或液压缓冲器外，采用两个节流阀并联使用的方法也可达到缓冲目的。如图6-36所示，两个节流阀分别调定为不同的节流开度，以控制气缸的高速运动或低速缓冲。当三通电磁阀通电时，气缸高速运动，当气缸接近行程终点时，行程开关发出的电信号使三通电磁阁断电，气缸由高速运动状态转变为低速缓冲状态。

七、 节能回路

气动系统的节能可以分为两方面，即降低气动系统的电力消耗和空气消耗量。从气动回路的角度出发，降低空气的消耗量可以采用如下几种方式。

一、 气缸的两个运动方向采用不同压力供气 气缸的两个运动方向采用不同压力供气的回路，也就是差动回路。图6-8所示的差动回路比一般的双作用气缸回路节省压缩空气消耗量。

二、 一个气动系统采用几种不同的供气压力 气动系统中可根据各个气缸具体的负载，采用不同的供气压力，此时对于低压供气的回路也就节省了空气消耗量。

三、 气动控制信号和气缸的供气采用不同的工作压力 气缸在往复运动中进行排气时，将排气部分地回收，也能减少压缩空气消耗量。如图6-37所示，减压阀被调定为较低的压力，气缸无杆腔不排放压缩空气，由气罐引出的气体，经减压阀减压引入气缸有杆腔。电磁阀通电，气缸上升，压缩空气进入气缸的无杆腔，气缸有杆腔的低压气体经电磁阀向大气排出。电磁阀断电，气缸在负载重力的作用下缩回，气缸无杆腔的压缩空气被压回气罐。由此将回路耗气量减至最小。

八、 往复（振荡）回路

气缸的往复运动在气动系统中应用很多，一般通过行程阀或行程开关检测气缸是否到位，气缸到位则发出相应的指令信号以控制下一步的动作。在这里，对于气缸的往复动作及顺序动作不进行详细叙述。