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气动控制元件
气动基本回路是组成气动控制系统的基本单元，也是设计气动控制回路的基础。气动基本回路分为压力控制、速度控制和方向控制基本回路。
压力控制回路
压力控制回路的作用是调压和稳压。一次压力控制回路指用安全阀将空气压缩机的输出压力控制在 0.8MPa 左右。二次压力控制回路指把经一次调压后的压力 p1 再经减压阀减压稳压后所得到的输出压力p2（称为二次压力），作为气动控制 系统的工作气压使用。
高低压选择回路由多个减压阀控制，实现多个压力同时输出。用于系统同时需要高低压力的场合。
高低压选择回路
利用换向阀和减压阀实现高低压切换输出，用于系统分别需要高低压力的场合。

方向控制回路
单作用气缸换向回路利用电磁换向阀通断电，将压缩空气间歇送人气缸的无杆腔，与弹簧一起推动活塞往复运动。双作用气缸换向回路分别将控制信号到气控换向阀的 K1、K2 的控制腔，使换向阀的换向，从而控制压缩空气实现使气 缸的活塞往复运动。
1、差动控制回路是用二位三通手拉阀控制差动联接气缸，实现气缸的差动控制。
2、多位运动控制回路给各三位换向阀分别加入开关量信号时，各气缸可分别完成向左、 向右、停止三种运动状态。当信号解除后，缸可以停止在原位；若更换不同中为机能的三位换向阀，缸可以得到不同的停留状态。

速度控制回路
1、单作用气缸速度控制回路
双向调速回路：采用二只单向节流阀串联分别实现进气节流和排气节流，控制气缸活塞的运动速度。
慢进快退调速回路：在图示回路中当有控制信号K时，换向阀换向，其输出经 节流阀、快排阀入单作用缸的无杆 腔，使活塞杆慢速伸出，伸出速度的大小取 决于节流阀的开口量；当无控制信号K时，换向阀复位，缸无杆腔余气经快排阀排入大气，活塞在弹 簧作用下缩回。
2、双作用气缸速度控制回路
双向调速回路：在换向阀的排气口上安装排气节流阀，两种调速回路的调*果基本相同。
慢进快退回路：控制活塞杆伸出时采用排气节流控制，活塞杆慢速伸出；活塞杆缩回时，无杆腔余气经快排阀排空，活塞杆快速退回。
3、缓冲回路是对于气缸行程较长速度较快的应用场合，可以通过回路来实现缓冲；

气—液联动速度控制回路
在气—液联动速度控制回路中，采用气—液联动目的，使气缸得到平稳的运动速度。常用两种方式：气—液阻尼缸的回路；用气—液转换器的回路。 慢进快退回路：在气—液阻尼缸中，气缸是动力缸，油缸是阻尼缸，气缸与阻尼缸串联联接。
变速回路
气液缸串联调速回路：通过单向节流阀，利用液压油不可压缩的特点，实现气缸单方向的无级调速，油杯用于补充油缸漏油。 气液缸串联变速回路：当活塞杆右行到撞块碰到机动换向阀后开始作慢速运动。改变撞块的安装位置，即可改变开始变速的位置。
气-液转换器的调速回路
气-液转换器是一种气液共存又可以相互转换的气~液转换元件。其作用是在一段输入压缩空气时，另一端输出液体。
安全保护回路
往复运动回路

气动执行元件
气动执行器是将压缩空气的压力能转变成机械能，实现往复直线运动或旋转、摆动运动的装置。它包括气缸、气马达和摆动式气马达。
气缸
气缸是将气体压力能转变为机械能，实现直线运动的执行器，广泛应用于气动机械中的夹紧、送料等场合。气缸具有结构简单、维修方便、运动速度快等特点， 与其他能源的执行器柑比，更多地被用在自动化机械中。通常气缸采用压力为 0.4MPa 至0.6MPa 的气源，因而其输出力不可能很大，同时又由于空气介质有压 缩性，受外界负载变化的影响较大，所以在需要精确的速度控制、减少负载变化 对运动的影响时，常与液压缸配合组成气-液阻尼缸使用。
气缸的种类很多，根据使用的要求不同，可制成内径3-400mm 的各种结构气 缸。其中较常用的是双作用单活塞杆气缸，它利用空气压力轮流作用在活塞两侧 面上，产生伸出和缩回力。由于活塞杆的影响，两侧面的有效面积不等，所以内 缩行程的拉力比外伸出程的推力小，这在以相同气压推、拉相同负载时才要考虑。 气缸缸筒通常山金属无缝管制成。缸筒内表面加工成很高光洁度或镀有硬铬，使 摩擦和磨损减至小一般端盖由铝合金压铸而成并借助拉杆螺栓夹紧缸筒，小型 气缸用螺纹或碾边固定缸筒气缸密封件的好坏直接影响气缸的性能和使用寿命， 因此，正确地选择和使用各种用途的密封件，对保证气缸的可靠工作是十分重要的。
缓冲机构
当活塞运动接近行程末端时，由于具有较高的速度，如不采取措施，活塞就会以很大的力量撞击端盖，引起振动或损坏机件，为此，在气缸内常加入缓冲装置。 对小气缸常用橡胶减震垫来吸收冲击，对于大气缸可用气垫缓冲来减振，即在活 塞端部增加缓冲柱塞，端盖上开有柱塞孔并加装节流阀和单向阀。 当活塞运动到接近行程末端，缓冲柱塞1进入端盖上的柱塞孔3 时，在排气腔 内的剩余气体只能从节流阀 排出衫成背压.成为气垫.使活塞的运动速度减慢、因此.它实际[是利用腔内空气被压缩以吸收运句部件的动能来达到缓冲的。调整 节流阀的开度可控制活塞的缓冲程度。当活塞反向运动时，气流经过单向阀
气缸的安装方式 根据工作要求，气缸的安装分固定和轴销两种方式。固定式气缸指气缸本体固定，活塞杆只在本体的轴心上移动，有底座式和法兰式;轴销式气缸指气缸本体 以轴销为支持点，随负载的动作要求而摆动。表1 表示了气缸的安装方式。
常用气缸的计算 这里以较常用的双作用单活塞杆气缸为例，介绍一些常用的计算公式。气缸理论输出力的计算公式为 式中F1—活塞杆伸出时的理论推力，N;F2—活塞杆缩回时的理论拉力，N;D—活塞直径(气缸 式中Q—自由空气消耗量，m3/min;D—气缸内径，m;d—活塞杆直径，m L—行程，m;P—气缸工作压力(表压)，MPa;pa—标准大气压，pa=0.1013MPan 气缸每分钟动作次数根据气缸自由空气消耗量即可选用压缩机容量。

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气缸和驱动装置：标准气缸、微型气缸、圆形气缸、紧凑型气缸、短行程气缸和薄型气缸、型材气缸、拉杆气缸、气缸阀门单元、无杆气缸、导向气缸、双活塞气缸、旋转驱动装置、波纹管气缸、带有测距传感器的气缸、膜片式气缸、气缸附件、气缸安装件（螺栓、法兰安装件、底脚安装件、U形安装件、后耳环、轴承支架、气缸安装件的螺母、摇动塞固定装置、中间法兰）、活塞杆连接件（柔性耦合连接件、U形接头、万向头、活塞杆延长部分、用于活塞杆的特殊螺母）、模块化密封系统、锁紧单元（夹持单元）、导向单元、工业缓冲器、搬运连接组件、磁接近传感器、位移测量传感器。

阀门和阀门系统：单阀、机械阀、气动阀、电子阀、电磁阀、二位二通换向阀、二位三通换向阀、二位四通换向阀、二位五通换向阀、三位五通换向阀、阀岛、现场总线、电气连接技术（圆形插头、阀连接器、多极插头、带电缆接线盒、桥式连接器）、标准阀和阀系统、压力调节阀、手动式压力调节阀、旋接压力调节阀、精密调压阀、精密过滤器压力调节阀、溢流阀、安全阀、流量控制阀、单向节流阀、节流阀、球阀和截止阀、逻辑阀、单向阀和止回阀、快递排气阀

压缩空气处理：保养单元和元件、气源处理单元二联件、气源处理单元三联件、冷凝水分离器、分气块、截止阀、过滤器、较精密的过滤器、活性炭过滤器、喷雾润滑器、油分离器、油雾器、精密油雾器、注油单元、注油阀、精密调压阀、精密过滤器压力调节阀、调压阀、过滤器调压阀、隔膜式干燥机、预过滤器、压力表、气杯、压缩空气容器、油脂和油、润滑油、机油。

真空技术：喷射器、真空发生器、紧凑型真空发生器、真空气夹爪、非接触输送系统、真空附件（真空在线过滤器、备用过滤器、真空蝶式过滤器、气杯、适配器、角接头、流量阀、弹簧推杆、静音器、真空控制设备）、气动夹爪。

传感器：磁接近传感器、位移测量传感器、电子压力传感器、机械式压力传感器、流量监测器、气动接近传感器、电感式接近传感器、速度/计时器、工件位置检测装置、传感器安装件（传感器固定设备、传感器夹持器）、电气连接技术（圆形插头、圆形插座连接器、阀连接器、配有接线盒的电缆线）。

连接技术：气动连接技术、快插接头、带锁紧螺母的螺纹连接件、塑料软管、塑料管夹紧件、压缩空气导轨的T形卡件、软管卡子用于纺织管、支撑套、软管切割机、Y形连接，T形连接、X连接、直通接头、弯头、快速管接头、旋翼连接、连接件附件（封闭螺纹和接头、分气块和分气块条、密封）、静音器，电气连接技术、阀连接器（接线盒）、圆形插头、多芯插头、触桥（桥式连接器、接触桥，带电缆线）。

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气动技术，全称气压传动与控制技术，是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递和信息传递的工程技术。气动技术是生产过程自动化和机械化的较有效手段之一，具有高速高效、清洁安全、低成本、易维护等优点，被广泛应用于轻工机械领域中，在食品包装及生产过程中也正在发挥越来越重要的作用。

气动技术应用的典型的代表是工业机器人。代替人类的手腕、手以及手指能正确并迅速的做抓取或放开等细微的动作。除了工业生产上的应用之外，在游乐场的过山车上的刹车装置，机械制作的动物表演以及人形报时钟的内部，均采用了气动技术，实现细小的动作。

液压可以得到巨大的输出力但灵敏度不够；另一方面要用电能来驱动物体，总需要用一些齿轮，同时不能忽视漏电所带来的危险。而与此相比，使用气动技术即安全又对周围环境无污染，即使在很小的空间里，也可以实现细小的动作。如果尺寸相同，其功率能超过电气。与此特性所带来的需求*相*的就是半导体产业。在生产线上，实现前进、停止、转动等细小简单的动作，在自动化设备中*。在其它方面，如制造硅晶片生产线上*的电阻液涂抹工序中使用的定量输出泵以及与此相配合的周边机器。

另外，虽然气动技术在各工业部门已经获得了应用，但是，在许多应用之间还是存在着相当大差异的。就应用气动技术来说，基本条件就是要有一台空气压缩机，对已有用于其它用途的空气压缩机的地方，应用气动技术就更方便些。特别是在--些非生产部门，如畜牧业、种植业或服装业，情况更是如此。在机器设备制造领域中，大多数场合都有空气压缩机，且气动技术已有应用，每个应用项目在本质上也有许多相似之处，因此，我们可以对机器设备制造中的气动技术应用情况进行归纳终结，并列成表格形式。

气动技术适用、医疗器械、气垫床、省力产业、机器人、真空搬运、空气门、气控喷涂、空气幕帘、空调计量设备、气动量仪、液面检测装置纺织、气动精纺化学工业、过程控制、液化气体控制、可动元件、纯流体元件海洋开发、水中空气呼吸器、海底送气系统、潜水车辆、气动门、气动离合器、气动刹车 空气轮胎矿山业、风镐(凿岩机)造船、气垫船气动工具、气动研磨机、空气锤、空气传送带工业机械、机床的自动控制、食品机械自控制、包装机械的自动控制、冲压机械的自动控制。

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气动控制系统与液压控制系统颇为相近，气动平口钳系统是通过气缸驱动的，气缸活塞杆伸出则平口钳夹紧；气缸活塞杆缩回则平口钳松开。
气缸只是气动系统的一个组成部分，就像液压系统中的液压缸一样，除此之外，气动系统还包括哪些组成部分呢？它与液压系统又有哪些不同？数控铣床为什么要选择气动系统而非液压系统作为夹紧装置的控制系统呢？

一、气动系统的组成
组成部分
气源装置：气泵、气站、三联件等；主要是把空气压缩到原来体积的1/7左右形成压缩空气，并对压缩空气进行处理，终可以向系统供应干净、干燥的压缩空气
执行元件：气缸、摆动缸、气动马达等；利用压缩空气实现不同的动作，来驱动不同 的机械装置，可以实现往复直线运动、旋转运动及摆动等
控制元件：换向阀、顺序阀、压力控制阀、调速；气动控制元件由末级主控元件及信号处理及控制元件组成，其中主控元件主要控制执行元件 的运动方向，信号处理及控制元件主要控制执行元件的运动速度、时间、顺序、行程及系统压力等。
辅助元件：气管、过滤器、油雾器、静音器等；连接元件之间所需的一些元器件，以及对系 统进行消声、冷却、测量等。
压缩空气：空气；向系统提供动力的工作介质。
二、气动系统控制结构特点；信号执行→信号输出→信号处理→信号输入→辅助元件→辅助元件→信号处理及控制元件→气动执行元件→信号处理及控制元件→未级主控元件

三、气源装置及气源调节装置
1、气源装置的组成：空气压缩机→后冷却器→油水分离器→储气罐→初过滤器→干燥器→精密过滤器→系统
2、气源调节装置的组成
从空气压缩机输出的压缩空气并不能*气动元件对气源质量的要求。通常在气动系统前面安装气源调节装置。
气源调节装置的组成：
气源→过滤器→调压阀（减压阀）→压力表→油雾器（喷雾润滑器）→换向阀

四、气动技术的特点
1.气动技术的优点
（1）工作介质是压缩空气，空气到处都有，用量不受限制， 排气处理简单，*。
（2）压缩空气为快速流动的工作介质，故可获得较高的工 作速度。
（3）纯气动控制具有防火、防爆、耐潮等优点。
（4）气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。
（5）输出力及工作速度调节方便，大小可无限变化。
（6）因为空气的可压缩性，黏度很小(约为液压油的万分之一)，且流动阻力小，在管道中流动的压力损失较小，所以气动 系统可储存能量，实现集中供气和远距离输送。
2.气动技术的缺点
（1）空气具有可压缩性，不易实现准确定位和速度控
（2）气缸输出的力能满足许多应用场合，但其输出力较小，限制在20～30kN之间。
（3）气动装置中的信号传动速度比光、电控制速度慢 ，所以不宜用于信号传递速度要求十分高的复杂线路中， 且实现生产过程的遥控也比较困难，但对一般的机械设备 来说，气动信号的传递速度是能满足工作要求。
（4）排气噪声较大，现在这个问题已因吸声材料和消 声器的发展获得了解决。