| 概述
一、氣動(dòng)控制閥的分類
氣動(dòng)控制閥是指在氣動(dòng)系統(tǒng)中控制氣流的壓力、流量和流動(dòng)方向，并保證氣動(dòng)執(zhí)行元件或機(jī)構(gòu)正常工作的各類氣動(dòng)元件�？刂坪驼{(diào)節(jié)壓縮空氣壓力的元件稱為壓力控制閥�？刂坪驼{(diào)節(jié)壓縮空氣流量的元件稱為流量控制閥。改變和控制氣流流動(dòng)方向的元件稱為方向控制閥。
除上述三類控制閥外，還有能實(shí)現(xiàn)一定邏輯功能的邏輯元件，包括元件內(nèi)部無(wú)可動(dòng)部件的射流元件和有可動(dòng)部件的氣動(dòng)邏輯元件。在結(jié)構(gòu)原理上，邏輯元件基本上和方向控制閥相同，僅僅是體積和通徑較小，一般用來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的邏輯運(yùn)算功能。近年來(lái)，隨著氣動(dòng)元件的小型化以及PLC控制在氣動(dòng)系統(tǒng)中的大量應(yīng)用，氣動(dòng)邏輯元件的應(yīng)用范圍正在逐漸減小。
從控制方式來(lái)分，氣動(dòng)控制可分為斷續(xù)控制和連續(xù)控制兩類。在斷續(xù)控制系統(tǒng)中，通常要用壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥來(lái)實(shí)現(xiàn)程序動(dòng)作；連續(xù)控制系統(tǒng)中，除了要用壓力、流量控制閥外，還要采用伺服、比例控制閥等，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)控制。氣動(dòng)控制閥分類如圖4.1。
二、氣動(dòng)控制閥和液壓閥的比較
（一） 使用的能源不同
氣動(dòng)元件和裝置可采用空壓站集中供氣的方法，根據(jù)使用要求和控制點(diǎn)的不同來(lái)調(diào)節(jié)各自減壓閥的工作壓力。液壓閥都設(shè)有回油管路，便于油箱收集用過(guò)的液壓油。氣動(dòng)控制閥可以通過(guò)排氣口直接把壓縮空氣向大氣排放。
�。ǘ � 對(duì)泄漏的要求不同
液壓閥對(duì)向外的泄漏要求嚴(yán)格，而對(duì)元件內(nèi)部的少量泄漏卻是允許的。對(duì)氣動(dòng)控制閥來(lái)說(shuō)，除間隙密封的閥外，原則上不允許內(nèi)部泄漏。氣動(dòng)閥的內(nèi)部泄漏有導(dǎo)致事故的危險(xiǎn)。
對(duì)氣動(dòng)管道來(lái)說(shuō)，允許有少許泄漏；而液壓管道的泄漏將造成系統(tǒng)壓力下降和對(duì)環(huán)境的污染。
�。ㄈ � 對(duì)潤(rùn)滑的要求不同
液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)為液壓油，液壓閥不存在對(duì)潤(rùn)滑的要求；氣動(dòng)系統(tǒng)的工作介質(zhì)為空氣，空氣無(wú)潤(rùn)滑性，因此許多氣動(dòng)閥需要油霧潤(rùn)滑。閥的零件應(yīng)選擇不易受水腐蝕的材料，或者采取必要的防銹措施。
�。ㄋ模 � 壓力范圍不同
氣動(dòng)閥的工作壓力范圍比液壓閥低。氣動(dòng)閥的工作壓力通常為10bar以內(nèi)，少數(shù)可達(dá)到40bar以內(nèi)。但液壓閥的工作壓力都很高（通常在50Mpa以內(nèi)）。若氣動(dòng)閥在超過(guò)最高容許壓力下使用。往往會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故。
�。ㄎ澹 � 使用特點(diǎn)不同
一般氣動(dòng)閥比液壓閥結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，易于集成安裝，閥的工作頻率高、使用壽命長(zhǎng)。氣動(dòng)閥正向低功率、小型化方向發(fā)展，已出現(xiàn)功率只有0.5W的低功率電磁閥。可與微機(jī)和PLC可編程控制器直接連接，也可與電子器件一起安裝在印刷線路板上，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)板接通氣電回路，省卻了大量配線，適用于氣動(dòng)工業(yè)機(jī)械手、復(fù)雜的生產(chǎn)制造裝配線等場(chǎng)合
三、 氣動(dòng)控制閥的結(jié)構(gòu)特性
氣動(dòng)控制閥的結(jié)構(gòu)可分解成閥體(包含閥座和閥孔等)和閥心兩部分，根據(jù)兩者的相對(duì)位置，有常閉型和常開(kāi)型兩種。閥從結(jié)構(gòu)上可以分為：截止式、滑柱式和滑板式三類閥。
�。ㄒ唬┙刂故介y的結(jié)構(gòu)及特性
截止式閥的閥心沿著閥座的軸向移動(dòng)，控制進(jìn)氣和排氣。圖4.2所示為二通截止式閥的基本結(jié)構(gòu)。圖4.2a中，在閥的P口輸入工作氣壓后，閥芯在彈簧和氣體壓力作用下緊壓在閥座上，壓縮空氣不能從A口流出；圖4.2b為閥桿受到向下的作用力后，閥芯向下移動(dòng)，脫離閥座，壓縮空氣就能從P口流向A口輸出。這就是截止式閥的切換原理。
圖4.3所示的閥為常通型結(jié)構(gòu)。圖4.3a為初始狀態(tài)，與圖4.2a相反，閥心在彈簧力作用
下離開(kāi)閥座，壓縮空氣從P口流向A口輸出。圖4.3b為工作狀態(tài)，閥桿在向上的力作用下，閥心緊壓在閥座上關(guān)閉閥口，流道被關(guān)斷，A口沒(méi)有壓縮空氣流出。  圖4.4所示為三通截止式閥的結(jié)構(gòu)，閥有P、A、0三個(gè)孔口。圖4.4a為閥的初始狀態(tài)，閥心緊壓在上閥座上，P口和A口通路被關(guān)斷，A口和0口相通。閥的輸出A口沒(méi)有輸出。
圖4.4b為工作狀態(tài)。閥桿受力后使閥心離開(kāi)上閥座而緊壓在下閥座上，關(guān)閉排氣O口，打開(kāi)P口至A口之間的通道，壓縮空氣從P口流向A口輸出。圖4.4c所示為閥在切換過(guò)程中閥心所處的瞬態(tài)位置。此時(shí)，P、A、0三個(gè)孔口同時(shí)相通，而發(fā)生串氣現(xiàn)象。實(shí)際上，對(duì)于快速切換的閥，這種串氣現(xiàn)象對(duì)閥的動(dòng)作不存在什么影響。但緩慢切換時(shí)，應(yīng)予以注意。
截止式閥的結(jié)構(gòu)決定了其開(kāi)啟所需的時(shí)間較短，但開(kāi)啟大口徑的閥則需較大的開(kāi)啟力。因此截止式閥多用于小口徑的閥。需要大流量或高壓時(shí)，往往采取先導(dǎo)式的結(jié)構(gòu)。其方法是增加一個(gè)控制活塞，先導(dǎo)控制氣壓作用在活塞上產(chǎn)生的較大操縱力，以彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。 |