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氣動(dòng)執(zhí)行元件和控制元件
氣動(dòng)執(zhí)行元件是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或沖擊動(dòng)作。氣動(dòng)執(zhí)行元件分為氣缸和氣馬達(dá)兩大類。氣缸用于提供直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)，輸出力和直線速度或擺動(dòng)角位移。氣馬達(dá)用于提供連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。
氣動(dòng)控制元件用來調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力流量和方向等，以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定的程序正常進(jìn)行工作。氣動(dòng)控制元件按功能可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。
氣缸
一、氣缸的工作原理、分類及安裝形式
1.氣缸的典型結(jié)構(gòu)和工作原理
以氣動(dòng)系統(tǒng)中常使用的單活塞桿雙作用氣缸為例來說明，氣缸典型結(jié)構(gòu)。它由缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋、后端蓋及密封件等組成。雙作用氣缸內(nèi)部被活塞分成兩個(gè)腔。有活塞桿腔稱為有桿腔，無(wú)活塞桿腔稱為無(wú)桿腔。
當(dāng)從無(wú)桿腔輸入壓縮空氣時(shí)，有桿腔排氣，氣缸兩腔的壓力差作用在活塞上所形成的力克服阻力負(fù)載推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，使活塞桿伸出；當(dāng)有桿腔排氣時(shí)，使活塞桿縮回。若有桿腔和無(wú)桿腔交替進(jìn)氣和排氣，活塞實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
2.氣缸的分類
氣缸的種類很多，一般按氣缸的結(jié)構(gòu)特征、功能、驅(qū)動(dòng)方式和安裝方法等進(jìn)行分類。分類的方法也不同，按照結(jié)構(gòu)特征，氣缸主要分為活塞式氣缸和膜片式氣缸兩種。按照運(yùn)動(dòng)形式為直線運(yùn)動(dòng)氣缸和擺動(dòng)氣缸兩類。
3.氣缸的安裝形式，氣缸的安裝形式可分為
1、固定式氣缸：氣缸安裝在機(jī)體上固定不動(dòng)，有腳座式和法蘭式。
2、軸銷式氣缸：氣缸圍繞固定軸可作一定角度的擺動(dòng)，有U形鉤式和耳軸式。
3、回轉(zhuǎn)式氣缸：氣缸固定在機(jī)床主軸上，可隨機(jī)床主軸作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種氣缸常用于機(jī)床上氣動(dòng)卡盤中，以實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)裝卡。
4、嵌入式氣缸：氣缸缸筒直接制作在夾具體內(nèi)。

氣動(dòng)電磁閥根據(jù)功能和需要，有許多通、位。有兩位二通、兩位三通、兩位五通、兩位四通、電磁閥。（兩位五通、兩位四通又分單電控和雙電控兩種）。
有三位五通；三位五通又有：中封三位五通電磁閥、中壓三位五通電磁閥、中泄三位五通電磁閥，以及三位四通電磁閥 。還有特殊需求的四位五通電磁閥（三個(gè)電磁頭）等等。
當(dāng)然，簡(jiǎn)單常用的是兩位三通電磁閥、兩位五通電磁閥。如果需要?dú)飧祝▓?zhí)行器）中間停止時(shí)才用上三位五通電磁閥。

一、電磁閥的作用
電磁閥:是用來控制流體方向的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器;通常用在機(jī)械控制和工業(yè)閥門_上面，通過一個(gè)電磁線圈來控制閥芯位置，切斷或接通氣源以達(dá)到改變流體流動(dòng)方向的目的，來對(duì)介質(zhì)方向進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)閥門開關(guān)的控制。
原理:
電磁閥是由幾個(gè)氣路和閥芯組成的，由閥芯把各個(gè)氣路之間接通或者斷開;
電磁閥的作用原理:
得電時(shí)利用電磁線圈產(chǎn)生的電磁力的作用，推動(dòng)閥芯移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)氣路的通斷，單電控的失電時(shí)在彈簧力的作用下回復(fù)原位;雙電控的保持原位;先導(dǎo)式的按功能而定。

二、電磁閥功能
在電-氣動(dòng)控制中，電磁閥可以實(shí)現(xiàn)的功能有:
1、氣動(dòng)執(zhí)行組件動(dòng)作的方向控制，ON/OFF開關(guān)量控制，OR/NOT/AND邏輯控制;
2、電磁閥是在氣動(dòng)回路中控制氣路通道的通、斷或改變壓縮空氣的流動(dòng)方向;
3、電磁閥只是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的一個(gè)附件，是控制氣動(dòng)閥門的氣源氣路的；
4、電磁閥常用于開關(guān)閥，通過電壓信號(hào)控制氣源氣路的通斷，以控制閥門的開關(guān)
5、
電磁閥具有比定位器更大的流通口徑，有時(shí)可以用于需要快速開啟及快速關(guān)閉的閥門];
6、單電控電磁閥具有失電常閉或常開位置，可以用于斷氣保護(hù)功能。

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帶有制動(dòng)裝置的氣缸稱為制動(dòng)氣缸，也稱鎖緊氣缸，下面介紹下鎖緊氣缸的原理和狀態(tài)。
制動(dòng)氣缸為卡套錐面式制動(dòng)裝置，它由制動(dòng)閘瓦、制動(dòng)活塞和彈簧等構(gòu)成。制動(dòng)裝置一般安裝在普通氣缸的前端，其結(jié)構(gòu)有卡套錐面式、彈簧式和偏心式等多種形式。
鎖緊氣缸在工作中其制動(dòng)裝置有兩個(gè)工作狀態(tài)，即放松狀態(tài)和制動(dòng)夾緊狀態(tài)。
夾緊狀態(tài)，當(dāng)氣缸由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，C口迅速排氣，壓縮彈簧迅速使制動(dòng)活塞復(fù)位并壓緊制動(dòng)閘瓦。此時(shí)制動(dòng)閘瓦緊抱活塞桿使之停止運(yùn)動(dòng)。
放松狀態(tài)，氣缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，在C口輸入氣壓，使制動(dòng)活塞受壓右移，則制動(dòng)機(jī)構(gòu)處于放松狀態(tài)，氣缸活塞桿可以自由運(yùn)動(dòng)。
鎖緊氣缸的原理：
制動(dòng)裝置是靠壓縮彈簧力使活塞桿停在任意位置的。因此，在工作過程中即使動(dòng)力氣源出現(xiàn)故障，仍能鎖定活塞桿不使其移動(dòng)。這種制動(dòng)氣缸夾緊力大，動(dòng)作可靠，如缸徑為40mm的制動(dòng)氣缸，其夾緊力為1400N。
在氣動(dòng)系統(tǒng)中，采用三位閥能控制氣缸活塞在中間任意位置停止。但在外界負(fù)載較大且有波動(dòng)，或氣缸豎直安裝使用，及其定位精度與重復(fù)精度要求較高時(shí)，可選用制動(dòng)氣缸。

氣動(dòng)系統(tǒng)是以壓縮空氣為工作介質(zhì)來進(jìn)項(xiàng)能量與信號(hào)的傳遞，利用空氣壓縮機(jī)將電動(dòng)機(jī)或其他原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的壓力能，然后在控制元件的控制的控制和輔助元件的配合下，通過執(zhí)行元件把空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而完成直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并對(duì)外作功。

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電磁閥應(yīng)用
1、2位3通電磁閥控制單作用氣缸:
初始狀態(tài):電磁閥為常閉電磁閥，處于失電狀態(tài)，單作用氣缸活塞由彈簧作用在氣缸左側(cè)。
工作狀態(tài):電磁閥得電，電磁閥P口與A口通，氣源由A口進(jìn)入氣缸，氣缸活塞右移。
失電狀態(tài):電磁閥失電，電磁閥A口與R口通，氣缸通過電磁閥放氣，活塞在彈簧作用下回到左側(cè)。
2、2位3通電磁閥控制氣動(dòng)薄膜驅(qū)動(dòng)部:
初始狀態(tài):電磁閥為常閉電磁閥，處于失電狀態(tài)，氣動(dòng)薄膜驅(qū)動(dòng)部的推桿由彈簧作用下停在上位；
工作狀態(tài):電磁閥得電，電磁閥P口與A口通，氣源由A口進(jìn)入薄膜驅(qū)動(dòng)部上氣室，推動(dòng)推桿下移；
失電狀態(tài):電磁閥失電，電磁閥A口與R口通，薄膜氣室通過電磁閥放氣，推桿在彈簀作用下回到上位。
3、 2位5通單電控電磁閥控制雙作用氣缸:
初始狀態(tài):電磁閥失電狀態(tài)，電磁閥P口與A口相通， 氣源通過A口進(jìn)入雙作用氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部左側(cè)氣室，活塞停在右側(cè)，B口與S口相通，與B口相通的氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部的右側(cè)氣室為排氣狀態(tài)；
工作狀態(tài):電磁閥得電，電磁閥P口與B口通，氣源由B口進(jìn)入雙作用氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部右側(cè)氣室，活塞移動(dòng)到左側(cè)，A口與R口相通， 與R口相通的氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部的左側(cè)氣室為排氣狀態(tài)；
失電狀態(tài):電磁閥恢復(fù)初始狀態(tài)。
4、 2位5通雙電控電磁閥控制雙作用氣缸:左側(cè)線圈得電狀態(tài):電磁閥左側(cè)線圈得電，電磁閥P口與A口通，氣源由A口進(jìn)入雙作用氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部-側(cè)氣室，推動(dòng)活塞到氣缸另一側(cè)，B口與S口相通，與B口相通的氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部的另一側(cè)氣室為排氣狀態(tài)，在另一側(cè)線圈不得電之前會(huì)保持該狀態(tài)不動(dòng)；
右側(cè)線圈得電狀態(tài):電磁閥右側(cè)線圈得電，電磁閥P口與B口通，氣源由B口進(jìn)入雙作用氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部一側(cè)氣室， 推動(dòng)活塞到氣缸另一側(cè)，A口與R口相通，與A口相通的氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部的另一側(cè)氣室為排氣狀態(tài)，在另一側(cè)線圈不得電之前會(huì)保持該狀態(tài)不動(dòng)。

電磁閥使用和維修
1、每年1-2次的定期檢修是電磁閥可靠工作和長(zhǎng)壽命的方法。電磁閥內(nèi)部的下列幾種情況是妨礙電磁閥正常。工作與縮短壽命的原因。
(1)使用介質(zhì)品質(zhì)發(fā)生變化;
(2)接管內(nèi)生銹;
(3)空壓機(jī)的油氧化，產(chǎn)生炭粒、焦油等雜物混入管道;
(4)管道中有塵粒污垢等雜物。
2、電磁閥安裝后或長(zhǎng)時(shí)間停用后投入運(yùn)作時(shí)，須通入介質(zhì)試動(dòng)作幾次，工作正常后方可投入運(yùn)行;
3、在蒸汽閥長(zhǎng)時(shí)間停用后再次投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)排凈凝結(jié)水后再動(dòng)作幾次，工作正常后方可投入運(yùn)行;
4、在維護(hù)之前，必須切斷電源，卸去介質(zhì)壓力;
5、線圈組件不宜拆開;
6、拆開電磁閥進(jìn)行清洗時(shí)，可使用煤油、三氯乙烯等溶液。

電磁閥的“通”和“位” “通”和“位”是換向閥的重要概念。不同的“通”和“位”構(gòu)成了不同類型的換向閥。通常所說的“二位閥”、“三位閥”是指換向閥的閥芯有兩個(gè)或三個(gè)不同的工作位置。所謂“二通閥”、“三通閥”、“四通閥”是指換向閥的閥體上有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)各不相通且可與系統(tǒng)中不同油管相連的油道接口，不同油道之間只能通過閥芯移位時(shí)閥口的開關(guān)來溝通。
在接到開（關(guān)）閥信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)得電帶動(dòng)球閥閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，閥芯轉(zhuǎn)到位后電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部自斷電，閥位機(jī)械指示指向相應(yīng)的閥位，閥位開關(guān)輸出無(wú)源閥位信號(hào)。閥芯每轉(zhuǎn)90°，閥功能切換一次。