实验（四）
气压传动实验
气压传动是以压缩空气为工作介质进行动力和控制信号的传递。由于它具有许多与其它传动和控制方法所不能取代的优点，已经形成一种独立的传动和控制技术，因此被广泛地应用在科学研究和现代化生产的各个领域中。
尽管气压传动的雏形可以追述到很久以前的古代时期，但真正将这门技术应用到自动化中，还是近几十年才开展起来的。特别是近几年来气动技术迅猛发展，以其独具的防火、防暴、抗振、抗冲击、抗辐射、结构简单等优势挤入科学自动化建设的前沿，已经成为生产过程自动化中应用极为普遍的重要技术之一。
气压传动系统工作时，空气压缩机先把电动机传来的机械能转变为气体的压力能，压缩空气在被送入气缸后，通过气缸把气体的压力能在转变成机械能，这一过程是依靠运动气体的压力能来传递动力和控制信号的。关于气压传动的基本原理已经比较成熟，但由于实际控制硬件的缺乏限制了这门技术的更广泛应用。其中，气动元件的微型化、复杂回路的设计与安装等都成为阻碍气压传动和控制科学大踏步向前发展的关键性应用技术。因此，与气压传动和控制理论相适应的实际应用技术亟待快速发展和提高。
"气压传动"是流体传动及控制、机械以及自动控制等学科的专业或技术基础课程。学习气压传动技术这门课程，不应仅仅学习它的理论内容，还必须学会如何将理论应用于实践，用实践检验理论，并促进理论发展。气压传动技术是一种科学现代化的强有力工具，要学会正确的选择和运用，就必须努力去实践。综合性教育和素质教育要求必须把理论学习与实验环节紧密结合起来，只有这样才能完成一个完整的学习过程。因此，要求学生积极参与课程实验和实验研究，自主地培养自身实践能力，通过实验课真正掌握寓于实践中的理论知识。
气动基本回路实验
任何复杂的气动系统一般都是由一些最简单的基本回路组成。所谓基本回路就是由一定的气压元器件和管路组合起来用以完成某些功能的基本气路结构。虽然基本回路相同，但是由于其组合方式不同，所得到的系统功能各有不同。因此，熟悉和掌握各种气动基本回路的组成结构、工作原理和性能特点，有助于正确分析和设计气动系统，并提高解决系统中出现问题的能力。
气动基本回路是气压传动和控制系统的基本组成部分。按其在系统中的作用可以分为压力控制回路、方向控制回路、速度控制回路和逻辑控制回路等。
实验 多缸顺序动作回路
1、实验目的
1） 加深认识气动基本回路及典型气压传动系统的组合形式和基本结构。
2） 掌握气源装置及气动三联件的工作原理和主要作用。
2）了解常用气动控制元件的结构及性能，掌握单向节流阀的结构及工作原理。
3）通过实验加深对多缸顺序动作回路基本工作原理的理解。
4）培养设计、安装、联接和调试气动回路的实践能力。2.实验内容与实验原理
实验内容
根据已学过的气压传动基本原理和主要元器件的结构性能及使用方法，利用单向节流阀、直动式双作用气缸、二位五通单电控换向阀和行程开关等元器件设计多缸顺序动作回路（本实验为双缸顺序动作回路），并在XIOU.COM气动-PLC控制实验台上进行安装、联接和调试运行。
实验原理
多缸顺序动作回路是利用调节单向节流阀节流口面积的大小可以控制气流量大小来达到调速的目的，并靠直动式单电控换向阀的换向功能来实现系统中两气缸a和b顺序动作的全过程。实验回路如下图所示：
多缸顺序动作回路在多缸顺序动作回路中，将四个单向节流阀分别按照排气节流方式串接在单出杆双作用气缸的（进）排气口上。图中a部分回路在图示状态下，气源压缩空气上行由P口通过直动式单电控换向阀1右端B口进入单向节流阀，气压直接推开单向阀阀芯穿过单向节流阀进入气缸a右腔，推动活塞左行，左腔排气。经过单向节流阀时，由于单向阀反向截止，因此排气气流必须通过单向节流阀的节流口经节流后，进入单电控换向阀1左端经A从O1排出。开始启动时进气无节流作用右腔压力上升很快，而左腔压力跌落较慢，靠左右两腔的压力差克服各种阻力推动活塞杆按节流控制速度伸出。当单电控制换向阀1断电，弹簧将换向阀阀芯推向右端，工作气缸a的活塞返程时，排气气流同样在单向节流阀处被节流后排出，实现了进、排气双向节流调速过程。图中b部分回路的排气节流调速原理与a部回路完全相同。
如下演示图是仿照XIOU.COM气动-PLC控制实验台进行模拟实验，实验全过程首先将电磁换向阀1连线插在电气控制面板�"电磁阀一"输出插口（输出Ⅰ）上，电磁阀2连线插在"电磁阀二"输出插口（输出Ⅰ）上，行程开关4接到相应的输入"控制组二"的"常开启动Ⅰ"上，行程开关3接到相应的"常闭停止"上。同样，行程开关6接到输入"控制组一"的"常开启动Ⅰ" 上，行程开关5接到相应的"常闭停止"上。接通气源、电源，气缸B活塞杆外伸；当活塞杆挡块压下行程开关6后，电磁阀Ⅰ启动输出，气缸A活塞杆缩回，当活塞杆缩回到行程终点压下行程开关4，电磁阀2启动换向，气缸B活塞杆伸出，当活塞杆缩回至挡块压下行程开关5时，又将电磁阀1关闭（换向），气缸A活塞杆伸出，当活塞杆缩回至挡块压下行程开关3时，又将电磁阀2关闭（换向），气缸B活塞杆又缩回，如此循环，进行下一轮顺序动作。
3．实验方法与实验步骤实验方法
本实验使用了4个单向节流阀、2个单出杆双作用气缸、2个二位五通单电控换向阀和4个行程开关（常开、常闭）组成多缸顺序动作回路。在两个工作气压缸的进、排气口分别接入单向节流阀，并使之构成排气节流调速回路。利用2常开和2个常闭行程开关通过采用PLC可编程控制器的电气主控单元或独立的继电器控制单元控制2个二位五通单电控换向阀来控制2个气缸的行程换向和排气节流调速。
实验步骤
1) 设计利用单向节流阀和行程开关的气动连续动作回路；
2)将回路所需元器件的安装插头正确地插接在实验台插孔内，将电源、电磁阀及行程开关的连线正确的插接到电气控制面板上的PLC控制单元或继电器控制单元的相应插座内，经检查确定无误后接通电源，启动电气控制面板上的电源开关；
注：根据本实验台的性能，实验时，所加气压信号或气源压力不要过大，一般以0.4MPa为宜。
3) 观察并分析多缸顺序动作回路的整个运行过程。
4．实验报告实验条件： 实验工作台名称____________________________。
实验用气源、气缸、气阀等主要元器件的名称及性能。
1)说明什么是气压传动；
2)简述气源装置的组成及各组成设备的作用。
思考并简单回答下列问题
1）简单叙述气动单向节流阀的组成结构和基本工作原理。
2）利用单向节流可以组成几种对于双作用气缸的速度控制回路？并分别画出几种连接方式的简图。
3）简述什么是气缸的"爬行"现象？它的产生原因是什么？
实验链接：