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1,2两位五通换向阀，3活塞杆，4活塞，5气缸
1 工作原理
1)图示状态介绍
在图1所示位置,二位五通阀1的气控口K1经二位五通阀2的A2、O3口与大气相通。气缸3右腔有3个口,其中D口出来后分成两路,一路经阀1的B1、O1口与大气相通;另一路与阀2右端气控口K4相连。E口连接阀2的P3口,处于关闭状态。F口经阀2的P2、B2口与阀1的气控口K2相连。因K2经B2、P2、F、D、
B1、O1口与大气相通,K4经B1、O1口与大气相通,故阀1、阀2的阀芯保持原来工作位置不会改变。
2)工作步骤
(1)气源从阀1的P1口进入,经过阀1出口A1分成两路,一路经过阀2左端气控口K3,使阀2处于图示工作位置;另一路经气缸5左端口C进入左腔,推动活塞4及活塞杆3向右移动使系统工作。右腔气体经D、B1、O1口排出。
(2)随着活塞4继续向右移动,活塞4先是把E口关闭,接着是使E口与气缸5左腔相通,再接着把F口关闭,这时系统工作状态都不变。当活塞4左端面G移过F口后,F口与气缸5左腔相通,高压气体经F口及阀2的P2、B2口到达阀1气控口K2使阀1换向工作。阀1换向后,阀2左端气控口K3经阀1的A1、O2口与大气相通。
(3)气源从阀1的P1口进入,经过阀1出口B1分成两路,一路经过阀2右端气控口K4,使阀2换向工作。这样F口与P2相连,处于关闭状态,E口经P3、A2与气控口K1相通;另一路经气缸5右端口D进入右腔,推动活塞4及活塞杆3向左移动。左腔气体经C、A1、O2口通向大气。(4)同样,当活塞4右端面H移过E口后,E口与气缸5右腔相通,高压气体经E口到达阀1气控口K1使阀1重新换向,如此循环往复工作下去。
2 结构改造
从以上工作原理可以看出,要使气缸实现自动换向,把一般的气缸拿来直接使用是行不通的,必须对其进行改造。图3.3.2为改装后的自动气缸结构简图。它是在普通双作用气缸的缸筒5外壁加上一连接板2,并在它们上面加工出两个小孔4和7作为气控口,用作二位五通阀气控口气源的输入。小孔在缸筒上的位置要正好开在活塞行程终了时紧贴活塞端面处,以使气缸换向准确及时。在结构上,也可把气控口与进、排气口10和11加工在同一侧,并把图1的两个二位五通换向阀安装在连接板上,便做成了一个整体,只要从阀1的进口P1处接入气源,就可实现气缸的自动往复运动,达到了设计要求。
1,9前后缸盖，4,7气控口，2连接板，3活塞，5气缸桶，6活塞杆，8密封圈，10,11前后进排气孔
图3.3.2 自动气缸结构简图
3 结束语
所设计改装的自动往复气缸经过实际使用,证明是可行的。该设计结构简单、制造容易、工艺上易于实现。本结构的设计原理适合于其他类似气缸的改造设计。
方案四
通过流量来控制气缸的换向
具体方案是当活塞运行到气缸的末端时输出的流量为零，如果这个时候有一个转换装置，将流量变成零的信号转换成控制气缸换向的信号，那么就可以实现往复运动，目前遇到的难题就是怎么研究出这种转换装置，而且要求这种转换装置中不能用到电，这就是这个方案的难点，目前市面上目前还没有这种装置，所以这个方案的可行性还有待研究。
方案五
依靠气缸内压力变化由非门元件控制气缸的连续往复运动回路，原理图如下图3.5.1所示。当活塞左腔压力P1逐渐升高，右腔压力逐渐下降，在活塞向右移动到端点时，P2下降为零。当P2降到非门元件F1的返回压力时，F1有信号a1输出，主控阀F被切换，使活塞退回。当活塞退回时，左腔压力P1下降到非门元件F2的返回压力时，F2有信号a0输出，主控阀F又被切换，活塞再一次向右移动。
图3.5.1
此方案对于轻载是没有啥问题的，但对于重载却有点问题，当重载时对压力的敏感很低，可能不能使主阀换向。所以要用此原理图必须找到一种轻载重载都满足的解决方案。