纯气动系统中的多执行元件顺序动作功能设计

王鹏程　杨斌

摘 要：气动装置以及气动设备如果在没有信号的情况，则需要通过纯气动相关的元件而构成自动装置，从而更好地避免设备受到电磁的干扰，同时也可以防止免疫强的辐射能够受到干扰。因此，必须使得纯气动的装置可以有效执行多个不同的动作功能，才可以更好地保证提纯气动系统能够在整体设计中带来便利性。

关键词：纯气动系统；多执行元件顺序；动作功能；设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.210

0 引言

气动系统可以有效帮助相关的系统而排除电磁干扰以及强辐射的干扰，并在结构简单以及维护便利的优势中而不断对纯气动系统实施换向阀。而在不同的系统中，则能够各自执行不同的元件动作顺序，其中气动输入的信号则可以较好地实现气动逻辑。当输入信号较多时，则受到的约束以及联锁条件则会越多，此时的工作人员需要耗费大量的精力才得以解决信号问题。而本文主要分析的是顺序动作的设计，并找到提高气动系统效率的方法。

1 分析纯气动系统中顺序设计思路

下面具体分析三执行元件顺序动作的情况。假设存在A、B、C三个不同的单杆活塞缸，并且每个气缸中的活塞杆会在不同的收回以及完全伸出的两种静态条件下进行工作，而活塞杆则能够在完全收回以及静止状态下而复原，此时被称之为原位状态，而活塞杆的完全伸出和静止狀态则被称之为出位状态。因此，气缸中可以通过正在伸出以及正在收回这两种方式实施动态安排。具体情况见图1，其中的粗实线代表的是气缸活塞杆状态，而水平线条则表示的是气缸杆处于静止的状态，而斜率在大于零的条件下，其中的线条则表示气缸杆在伸出的状态，而当斜率小于零时，则线条表示的是气缸杆进入收回状态。其中的“0步”表示的是初始状态，并一次自左向右揭示出各气缸中活塞杆的动作情况。

三只气缸依次的动作顺序：“0步”是初始的状态；当进入“1步”时，此时A缸就会在原位且处于启动的信号，此时A缸的伸出且停在出位；当进入“2步”时，此时的B缸收则会受到A缸所发出信号，并开始进行伸出，从而停在出位处；当进入“3步”时，而B缸发出信号则会回至A缸并收回，而C缸则同时伸出，此时的A缸则会迅速收回并原位停止；以此类推，直到其进入“6步”，进而完成动作的循环。

2 分析被控对象在顺序完成的初步设计情况

首先在绘制气缸A以及控制A缸中的换向阀，并将A缸原位中的机动阀A1以及启动按钮进行逻辑和信号中的A缸实施转化，并根据顺序动作的要求，而在A缸中已伸出并达到的出位设置按钮，从而能够完成对触发机在动阀A2的制动；此外，绘出B缸以及对应的换向阀，使得A2可以接到信号，并能够对控制B缸中的伸出以及换向阀实施气控端口，因此，这就可以帮助B缸实施伸出且进行出位，进而触发B2；依次绘制出C缸和转换向阀，能够将B2中的信号成功发送至A缸并实施收回，在这个过程中可以同时有效地分出两条不同的支路，从而成功的输送控制C缸，并进行伸出，有效对接换向的阀气控接口，此时就可以根据C缸的伸出情况而进行复位，进而触发C2。当C缸可以收回并原位时，可以触发Cl，而Cl信号则能够成功控制B缸，并实施收回和原位。

3 消除顺序控制中信号的干扰

纯气动的元件中存在一类元件，此元件被称之为二位三通的双气控换阀，它的进、出口需要保持两种不同的状态，即就是接通以及断开。如此时需要阀控制端口增加控制信号，则可以通过元件的支路、气路进行输通。因此，在具有信号干扰的情况下，则可以将二位三通的双气控换阀应用起来，针对信号干扰情况而实施断开，并能够结合断开气路的情况而有效消除信号的干扰。但是，当接通该气路之时，则需要把阀的另外实施控制，从而保证气路通畅。因为在顺序动作的系统中需要加强控制，所以在一般情况下，可以根据所出现的信号情况而引入消除的状态，具体情况见图2。

由图2可知，A缸中的伸出位后，就不能对B缸的伸出问题进行干预，因此，当需要消除C缸中的问题时，就可以通过原位产生方式而启动Cl并实施干扰信号，此时的Cl就可以通过机动阀中的串接情况而进行双气控换阀。主要的接法是：通过三通阀方式有效断开气路侧，针对于这种状态气控中的端口接A2实际情况，则可以有效排除C1信号情况对A2信号所带来的干扰。

4 结束语

因此，在设计具有多执行的元件顺序中，首先可以进行绘制动作的顺序图，然后通过明确的元件执行动作的顺序以及各步动作之间的触发关系；其次，再根据相关触发信号以及被控的对象动作间的顺序而直接绘出干扰信号原理图。通过这样的设计方式可知使得多元化执行元件中的气动顺序处于良好的控制系统中，同时也提升了纯气动系统的顺序控制效果，并且较好地体现出明确、高效以及简便的优点。

参考文献：

[1]夏陈超，邵纯，姜婷婷等.基于FFD方法的高超声速升力体气动优化[J].固体火箭技术，2015，38（06）：751-756.

基金项目：遥控铅球运送车设计（EKY2010002）

作者简介：王鹏程，男，湖南人，硕士，助教，研究方向：机械动力学及其应用。