德國Rexroth力士樂繼電器

柱塞式壓力開關：電子液壓式，開關壓力差與壓力相關，型號HED1，系列4X，Pmax=500bar。電子液壓式，型號HED5，系列2X，Pmax=630bar。電子液壓式，型號HED8，系列1X，Pmax=630bar。
管彈簧壓力開關：電子液壓式，固定開關壓力差，型號HED2，系列2X，Pmax=400bar。電子液壓式，開關壓力差可調，型號HED3，系列3X，Pmax=400bar。作為超載警報裝置應用，型號HED2/SO1，系列3X，Pmax=400bar。

FESTO費斯托氣控閥：結構、原理、特點及應用

一、引言

FESTO費斯托作為的自動化技術供應商，其生產的氣控閥在眾多工業自動化領域發揮著至關重要的作用。氣控閥是氣動控制系統中的關鍵元件，它能夠通過控制氣體的流動方向、壓力和流量，實現對氣動執行元件（如氣缸、氣馬達等）的精確控制，從而滿足各種工業生產過程中的自動化需求。

二、結構與分類

（一）結構組成

1.閥體

○閥體是氣控閥的主體部分，通常由金屬材料（如鋁合金、不銹鋼等）制成，具有足夠的強度和密封性。閥體內部包含多個通道和腔室，用于引導氣體的流動。這些通道和腔室的設計精度很高，以確保氣體能夠按照預定的方向和流量進行傳輸。

2.閥芯

○閥芯是控制氣體流動的關鍵部件。它位于閥體內部，通過與閥體內部的通道和腔室配合，實現對氣體的導通、截止或換向操作。閥芯的形狀和結構多樣，常見的有滑閥式閥芯和截止式閥芯。滑閥式閥芯通過在閥體內滑動來改變氣體的流向；截止式閥芯則通過上下移動來實現氣體的通斷。閥芯表面通常經過精密加工，以保證與閥體之間的良好密封。

3.控制端口

○氣控閥通常具有控制端口，用于接收外部的控制信號。這些控制信號可以是氣壓信號或者電 - 氣轉換后的氣壓信號。控制端口的數量和布局根據氣控閥的類型和功能而有所不同。例如，二位三通氣控閥可能有一個或兩個控制端口，而三位五通氣控閥可能有更多的控制端口，以實現更復雜的控制功能。

4.密封件

○密封件在氣控閥中起著至關重要的作用，用于防止氣體泄漏。常見的密封件有橡膠密封圈、聚四氟乙烯密封環等。密封件安裝在閥芯與閥體之間、控制端口與外部管路之間等關鍵部位。高質量的密封件能夠確保氣控閥在長時間運行過程中保持良好的密封性，提高氣動系統的效率和穩定性。

（二）分類

1.按功能分類

○方向控制閥

○方向控制閥是最常見的氣控閥類型之一，它主要用于控制氣體的流動方向。例如二位三通方向控制閥，可以控制氣體在兩個出口之間的切換；三位五通方向控制閥則可以實現氣體在三個不同位置之間的切換，從而控制氣缸等執行元件的伸縮、旋轉等不同動作。

○壓力控制閥

○壓力控制閥用于調節氣動系統中的氣體壓力。其中，減壓閥可以將輸入的高壓氣體降低到設定的壓力值，以滿足氣動執行元件對壓力的要求；溢流閥則用于控制系統中的最高壓力，當系統壓力超過設定值時，溢流閥打開，釋放多余的氣體，保護系統安全。

○流量控制閥

○流量控制閥能夠調節氣體的流量大小。通過改變閥芯的開度或者內部節流孔的大小，可以精確控制氣體通過氣控閥的流量，從而控制氣動執行元件的運動速度。例如，針閥就是一種常見的流量控制閥，通過旋轉針閥的調節旋鈕，可以改變針閥內部的節流面積，進而調節流量。

2.按控制方式分類

○直動式氣控閥

○直動式氣控閥的閥芯直接由控制氣壓驅動。當控制端口接收到一定壓力的控制氣體時，閥芯直接動作，實現對氣體流動的控制。直動式氣控閥結構簡單，響應速度快，但通常適用于較小的流量和較低的壓力控制。

○先導式氣控閥

○先導式氣控閥由先導閥和主閥兩部分組成。先導閥首先接收控制信號，然后通過先導閥產生的氣壓來驅動主閥閥芯動作。這種結構使得先導式氣控閥能夠控制較大的流量和較高的壓力，并且具有較高的靈敏度和可靠性。先導式氣控閥在工業自動化中應用廣泛，特別是在大型氣動系統和要求高精度控制的場合。

三、工作原理

（一）方向控制閥原理

1.二位三通方向控制閥

○二位三通方向控制閥有兩個工作位置（二位）和三個連接端口（三通）。在初始狀態下，閥芯處于一個位置，氣體從進氣口進入，只能通向其中一個出口；當控制端口接收到控制信號（氣壓信號）時，閥芯移動到另一個位置，此時氣體的流向發生改變，從進氣口通向另一個出口。例如，在一個簡單的氣缸控制回路中，二位三通方向控制閥可以控制氣缸的進氣和排氣方向，從而實現氣缸的伸出和縮回動作。

2.三位五通方向控制閥

○三位五通方向控制閥有三個工作位置和五個連接端口。中間位置通常為中位機能，可以實現不同的功能，如中位封閉（所有端口互不相通）、中位排氣（將氣缸兩腔的氣體排向大氣）或中位加壓（向氣缸兩腔同時施加一定壓力）等。在兩個工作位置時，通過改變閥芯的位置，可以分別控制兩個不同方向的氣體流動，從而精確控制氣缸等執行元件的運動方向、速度和停止位置。

（二）壓力控制閥原理

1.減壓閥

○減壓閥的工作原理基于力的平衡。當高壓氣體從進氣口進入減壓閥時，氣體作用在閥芯底部的力與彈簧力、調節螺桿設定的力等相平衡。如果輸入壓力升高，作用在閥芯底部的力增大，閥芯向上移動，減小了進氣口與出氣口之間的流通面積，從而使輸出壓力降低；反之，如果輸入壓力降低，閥芯向下移動，增大流通面積，輸出壓力升高，最終使輸出壓力穩定在設定值附近。

2.溢流閥

○溢流閥內部有一個可移動的閥芯和一個設定壓力的彈簧。當系統壓力低于設定壓力時，閥芯在彈簧力的作用下處于關閉狀態，氣體不能通過溢流閥排出；當系統壓力達到或超過設定壓力時，氣體作用在閥芯上的力克服彈簧力，閥芯開啟，多余的氣體通過溢流閥的排氣口排出，從而將系統壓力限制在設定值以內。

（三）流量控制閥原理

○流量控制閥主要通過改變氣體流經的節流面積來控制流量。以針閥為例，當旋轉針閥的調節旋鈕時，針閥的針桿插入或退出閥體內部的節流孔。當針桿插入節流孔時，節流面積減小，氣體流量降低；當針桿退出節流孔時，節流面積增大，氣體流量增加。通過這種方式，可以根據實際需求精確地調節氣體的流量，以控制氣動執行元件的運動速度。

四、德國Rexroth力士樂繼電器特點

（一）可靠性高

1.精密制造

○FESTO費斯托氣控閥采用先進的制造工藝，閥體和閥芯等部件經過精密加工，確保了部件之間的良好配合和密封性。例如，閥芯的表面粗糙度達到極低水平，能夠有效防止氣體泄漏，并且在長時間運行過程中不易磨損，保證了氣控閥的可靠性。

2.優質材料

○氣控閥的閥體通常采用高強度、耐腐蝕的材料，如鋁合金或不銹鋼，能夠適應各種惡劣的工業環境。密封件采用高質量的橡膠或聚四氟乙烯等材料，具有良好的耐磨損、耐老化和耐化學腐蝕性能，進一步提高了氣控閥的使用壽命和可靠性。

（二）精確控制

1.高靈敏度

○無論是方向控制閥、壓力控制閥還是流量控制閥，FESTO費斯托氣控閥都具有高靈敏度的特點。例如，方向控制閥能夠在接收到微弱的控制信號后迅速做出反應，改變氣體的流向；壓力控制閥可以精確地將壓力控制在設定值的很小范圍內波動；流量控制閥能夠實現微小流量的精確調節，從而滿足對氣動執行元件高精度控制的要求。

2.多種控制功能

○氣控閥可以實現多種控制功能的組合。例如，通過使用不同類型的氣控閥組合，可以構建復雜的氣動控制系統，實現對多個氣動執行元件的協同控制，并且可以根據實際需求靈活調整控制參數，如運動方向、速度、壓力等。

（三）緊湊性和靈活性

1.緊湊結構

○FESTO費斯托氣控閥的設計緊湊，占用空間小。這使得它們在空間有限的工業設備中能夠方便地安裝和集成。例如，在一些小型自動化設備或機器人的氣動系統中，緊湊的氣控閥可以有效地節省空間，同時滿足系統對控制功能的要求。

2.多種接口和安裝方式

○氣控閥提供多種接口和安裝方式，以適應不同的應用場景。例如，它們可以具有螺紋接口、快插接口等，方便與各種氣動管路連接；可以采用板式安裝、管式安裝等不同的安裝方式，便于在不同的設備架構中進行安裝和布局。

五、應用

（一）工業自動化生產線

1.物料搬運

○在自動化物料搬運系統中，如自動碼垛機、輸送機等，氣控閥用于控制氣缸的動作，從而實現物料的抓取、搬運和堆放。例如，通過方向控制閥控制氣缸的伸縮，使夾具能夠準確地抓取和釋放貨物；通過流量控制閥調節氣缸的運動速度，確保物料搬運過程的平穩性。

2.裝配作業

○在自動化裝配線上，氣控閥對氣動螺絲刀、氣動扳手等工具的操作進行控制。通過壓力控制閥調整工具的工作壓力，以適應不同規格的螺絲和螺母的擰緊要求；通過方向控制閥控制工具的啟動和停止，提高裝配效率和質量。

（二）汽車制造

1.車身焊接

○在汽車車身焊接車間，氣控閥用于控制焊接機器人的氣動夾具。通過精確控制夾具的夾緊和松開動作，確保車身零部件在焊接過程中的定位準確。同時，壓力控制閥可以調節夾具的夾緊力，防止在焊接過程中零部件發生位移，保證焊接質量。

2.涂裝作業

○在汽車涂裝生產線中，氣控閥控制噴槍的噴涂動作。流量控制閥可以精確調節噴涂時的涂料流量，方向控制閥控制噴槍的開啟和關閉以及噴涂方向，確保汽車車身表面涂層的均勻性和質量。

（三）包裝行業

1.紙盒成型

○在紙盒成型機中，氣控閥控制各個氣缸的動作，實現紙盒的折疊、封底等操作。通過方向控制閥協調不同氣缸之間的動作順序，通過流量控制閥調整氣缸的運動速度，使紙盒成型過程高效、準確。

2.產品包裝

○在產品包裝過程中，氣控閥用于控制氣動包裝設備，如氣動封箱機。通過壓力控制閥調整封箱時的壓力，保證封箱膠帶粘貼牢固；通過方向控制閥控制封箱機的各個動作部件，實現自動化的包裝操作。