FESTO氣缸原理，F(xiàn)ESTO氣缸結(jié)構(gòu)原理，F(xiàn)ESTO氣缸，F(xiàn)ESTO

FESTO氣缸原理，F(xiàn)ESTO氣缸結(jié)構(gòu)原理，F(xiàn)ESTO氣缸，F(xiàn)ESTO、39529829、39529839
FESTO氣缸的工作原理 1.2.1 單作用氣缸 單作用氣缸只有腔可輸入壓縮空氣,實現(xiàn)個方向運動.其活塞桿只能借助外力將其推回;通常借助 于彈簧力,膜片張力,重力等. 其原理及結(jié)構(gòu)見圖 42.2-2. 圖 42.2-2 單作用氣缸 1—缸體;2—活塞;3—彈簧;4—活塞桿; 單作用氣缸的特點是: 1）僅端進（排）氣,結(jié)構(gòu)簡單,耗氣量小. 2）用彈簧力或膜片力等復(fù)位,壓縮空氣能量的部分用于克服彈簧力或膜片張力,因而減小了活塞桿的 輸出力. 3）缸內(nèi)安裝彈簧,膜片等,般行程較短;與相同體積的雙作用氣缸相比,行程小些. 4）氣缸復(fù)位彈簧,膜片的張力均隨變形大小變化,因而活塞桿的輸出力在行進過程中是變化的. 由于以上特點,單作用活塞氣缸多用于短行程.其推力及運動速度均要求不高場合,如氣吊,定位和夾 緊等裝置上.單作用柱塞缸則不然,可用在長行程,高載荷的場合. FESTO氣缸原理，F(xiàn)ESTO氣缸結(jié)構(gòu)原理，F(xiàn)ESTO氣缸，F(xiàn)ESTO、39529829、39529839
1.2.2 雙作用氣缸 雙作用氣缸指兩腔可以分別輸入壓縮空氣,實現(xiàn)雙向運動的氣缸.其結(jié)構(gòu)可分為雙活塞桿式,單活塞桿 式,雙活塞式,緩沖式和非緩沖式等.此類氣缸使用. 1）雙活塞桿雙作用氣缸雙活塞桿氣缸有缸體固定和活塞桿固定兩種.其工作原理見圖 42.2-3. 缸體固定時,其所帶載荷（如工作臺）與氣缸兩活塞桿連成體,壓縮空氣依次進入氣缸兩腔（腔進 氣另腔排氣）,活塞桿帶動工作臺左右運動,工作臺運動范圍等于其行程 s 的 3 倍.安裝所占空間 大,般用于小型設(shè)備上. 活塞桿固定時,為管路連接方便,活塞桿制成空心,缸體與載荷（工作臺）連成體,壓縮空氣從空心 活塞桿的左端或右端進入氣缸兩腔,使缸體帶動工作臺向左或向左運動,工作臺的運動范圍為其行程 s 的 2 倍.適用于中,大型設(shè)備. 圖 42.2-3 雙活塞桿雙作用氣缸 a）缸體固定;b）活塞桿固定 1—缸體;2—工作臺;3—活塞;4—活塞桿;5—機架 雙活塞桿氣缸因兩端活塞桿直徑相等,故活塞兩側(cè)受力面積相等.當輸入壓力,流量相同時,其往返運 動輸出力及速度均相等. 2）緩沖氣缸對于接近行程末端時速度較高的氣缸,不采取必要措施,活塞就會以很大的力（能量）撞擊 端蓋,引起振動和損壞機件.為了使活塞在行程末端運動平穩(wěn),不產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象.在氣缸兩端加設(shè)緩沖裝 FESTO氣缸原理，F(xiàn)ESTO氣缸結(jié)構(gòu)原理，F(xiàn)ESTO氣缸，F(xiàn)ESTO、39529829、39529839
置,般稱為緩沖氣缸.緩沖氣缸見圖 42.2-4,主要由活塞桿 1,活塞 2,緩沖柱塞 3,單向閥 5,節(jié)流閥 6,端蓋 7 等組成.其工作原理是:當活塞在壓縮空氣推動下向右運動時,缸右腔的氣體經(jīng)柱塞孔 4 及缸蓋 上的氣孔 8 排出.在活塞運動接近行程末端時,活塞右側(cè)的緩沖柱塞 3 將柱塞孔 4 堵死,活塞繼續(xù)向右運 動時,封在氣缸右腔內(nèi)的剩余氣體被壓縮,緩慢地通過節(jié)流閥 6 及氣孔 8 排出,被壓縮的氣體所產(chǎn)生的壓 力能如果與活塞運動所具有的全部能量相平衡,即會取得緩沖效果,使活塞在行程末端運動平穩(wěn),不產(chǎn)生 沖擊.調(diào)節(jié)節(jié)流閥 6 閥口開度的大小,即可控制排氣量的多少,從而決定了被壓縮容積（稱緩沖室）內(nèi)壓 力的大小,以調(diào)節(jié)緩沖效果.若令活塞反向運動時,從氣孔 8 輸入壓縮空氣,可直接頂開單向閥 5,推動活 塞向左運動.如節(jié)流閥 6 閥口開度固定,不可調(diào)節(jié),即稱為不可調(diào)緩沖氣缸. 圖 42.2-4 緩沖氣缸 1—活塞桿;2—活塞;3—緩沖柱塞;4—柱塞孔;5—單向閥 6—節(jié)流閥;7—端蓋;8—氣孔 氣缸所設(shè)緩沖裝置種類很多,上述只是其中之,當然也可以在氣動回路上采取措施,達到緩沖目的. 1.2.3 組合氣缸 組合氣缸般指氣缸與液壓缸相組合形成的氣-液阻尼缸,氣-液增壓缸等.*,通常氣缸采用的工 作介質(zhì)是壓縮空氣,其特點是動作快,但速度不易控制,當載荷變化較大時,容易產(chǎn)生"爬行"或"自 走"現(xiàn)象;而液壓缸采用的工作介質(zhì)是通常認為不可壓縮的液壓油,其特點是動作不如氣缸快,但速度易 于控制,當載荷變化較大時,采用措施得當、39529829、39529839
,般不會產(chǎn)生"爬行"和"自走"現(xiàn)象.把氣缸與液壓缸巧 妙組合起來,取長補短,即成為氣動系統(tǒng)中普遍采用的氣-液阻尼缸. 氣-液阻尼缸工作原理見圖 42.2-5.實際是氣缸與液壓缸串聯(lián)而成,兩活塞固定在同活塞桿上.液壓缸 不用泵供油,只要充滿油即可,其進出口間裝有液壓單向閥,節(jié)流閥及補油杯.當氣缸右端供氣時,氣缸 克服載荷帶動液壓缸活塞向左運動（氣缸左端排氣）,此時液壓缸左端排油,單向閥關(guān)閉,油只能通過節(jié) 流閥流入液壓缸右腔及油杯內(nèi),這時若將節(jié)流閥閥口開大,則液壓缸左腔排油通暢,兩活塞運動速度就 快,反之,若將節(jié)流閥閥口關(guān)小,液壓缸左腔排油受阻,兩活塞運動速度會減慢.這樣,調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口 大小,就能控制活塞的運動速度.可以看出,氣液阻尼缸的輸出力應(yīng)是氣缸中壓縮空氣產(chǎn)生的力（推力或 拉力）與液壓缸中油的阻尼力之差. 圖 42.2-5 氣-液阻尼缸 1—節(jié)流閥;2—油杯;3—單向閥;4—液壓缸;5—氣缸;6—外載荷 氣-液阻尼缸的類型有多種. 按氣缸與液壓缸的連接形式,可分為串聯(lián)型與并聯(lián)型兩種.前面所述為串聯(lián)型,圖 42.2-6 為并聯(lián)型氣-液 阻尼缸.串聯(lián)型缸體較長;加工與安裝時對同軸度要求較高;有時兩缸間會產(chǎn)生竄氣竄油現(xiàn)象.并聯(lián)型缸 體較短,結(jié)構(gòu)緊湊;氣,液缸分置,不會產(chǎn)生竄氣竄油現(xiàn)象;因液壓缸工作壓力可以相當高,液壓缸可制 成相當小的直徑（不必與氣缸等直徑）;但因氣,液兩缸安裝在不同軸線上,會產(chǎn)生附加力矩,會增加導 軌裝置磨損,也可能產(chǎn)生"爬行"現(xiàn)象.串聯(lián)型氣-液阻尼缸還有液壓缸在前或在后之分,液壓缸在后參見 圖 42.2-5,液壓缸活塞兩端作用面積不等,工作過程中需要儲油或補油,油杯較大.如將液壓缸放在前面 、39529829、39529839
（氣缸在后面）,則液壓缸兩端都有活塞桿,兩端作用面積相等,除補充泄漏之外就不存在儲油,補油問 題,油杯可以很小. 圖 42.2-6 并聯(lián)型氣-液阻尼缸 1—液壓缸;2—氣缸 按調(diào)速特性可分為: 1）慢進慢退式; 2）慢進快退式; 3）快進慢進快退式. 其調(diào)速特性及應(yīng)用見表 42.2-3. 就氣-液阻尼缸的結(jié)構(gòu)而言,尚可分為多種形式:節(jié)流閥,單向閥單獨設(shè)置或裝于缸蓋上;單向閥裝在活 塞上（如擋板式單向閥）;缸壁上開孔,開溝槽,缸內(nèi)滑柱式,機械浮動聯(lián)結(jié)式,行程閥控制快速趨近式 等.活塞上有擋板式單向閥的氣-液阻尼缸見圖 42.2-7.活塞上帶有擋板式單向閥,活塞向右運動時,擋板 離開活塞,單向閥打開,液壓缸右腔的油通過活塞上的孔（即擋板單向閥孔）流左腔,實現(xiàn)快退,用活 塞上孔的多少和大小來控制快退時的速度.活塞向左運動時,擋板擋住活塞上的孔,單向閥關(guān)閉,液壓缸 左腔的油經(jīng)節(jié)流閥流右腔（經(jīng)缸外管路）.調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度即可調(diào)節(jié)活塞慢進的速度.其結(jié)構(gòu)較為簡 單,制造加工較方便. 圖 42.2-8 為采用機械浮動聯(lián)接的快速趨近式氣-液阻尼缸原理圖.靠液壓缸活塞桿端部的 T 形頂塊與氣缸 活塞桿端部的拉鉤間有空行程 s1,實現(xiàn)空程快速趨近,然后再帶動液壓缸活塞,通過節(jié)流阻尼,實現(xiàn)慢 進.返程時也是走空行程 s1,再與液壓活塞起運動,通過單向閥,實現(xiàn)快退. 表 42.2-3 氣-液阻尼缸調(diào)速特性及應(yīng)用調(diào)速方式 結(jié)構(gòu)示意圖 特性曲線 作用原理 應(yīng)用 在氣-液阻尼缸的回油管路裝 適用于空行程及工 雙向節(jié)流調(diào)速 設(shè)可調(diào)式節(jié)流閥,使活塞往復(fù) 作行程都較短的場合 運動的速度可調(diào)并相同 （s<20mm） 將單向閥和節(jié)流閥并聯(lián) 在調(diào)速油路中.活塞向右運動 適用于空行程較短 單向節(jié)流調(diào)速 時,單向閥關(guān)閉,節(jié)流慢進; 而工作行程較長的場 活塞向左運動時,單向閥打 開,不經(jīng)節(jié)流快退. 將液壓缸的點與α點用管路 相通,活塞開始向右運動時, 右腔油經(jīng)由 fgea 回路直接流入 快速趨近單 向節(jié)流調(diào)速 α 端實現(xiàn)快速趨近,當活塞移 過點,油只能經(jīng)節(jié)流閥流入 α端,實現(xiàn)慢進,活塞向左運 動時,單向閥打開,實現(xiàn)快 退. 由于快速趨近,節(jié) 省了空程時間,提高 了勞動率.是各 種機床,設(shè)備zui常用 的方式 合 圖 42.2-7 活塞上有擋板式單向閥的氣-液阻尼缸 圖 42.2-8 浮動聯(lián)接氣-液阻尼缸原理圖 1—氣缸;2—頂絲;3—T 形頂塊;4—拉鉤;5—液壓缸 圖 42.2-9 是又種浮動聯(lián)接氣-液阻尼缸.與前者的區(qū)別在于:T 形頂塊和拉鉤裝設(shè)位置不同,前者設(shè)置 在缸外部.后者設(shè)置在氣缸活塞桿內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊但不易調(diào)整空行程 s1（前者調(diào)節(jié)頂絲即可方便調(diào)節(jié) s1 的大 ?。? 1.2.4 特殊氣缸 （1）沖擊氣缸 圖 42.2-9 浮動聯(lián)接氣-液阻尼缸 沖擊氣缸是把壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為活塞,活塞桿高速運動的能量,利用此動能去做功. 沖擊氣缸分普通型和快排型兩種. 1）普通型沖擊氣缸普通型沖擊氣缸的結(jié)構(gòu)見圖 42.2-10.與普通氣缸相比,此種沖擊氣缸增設(shè)了蓄氣缸 1 和帶流線型噴氣口 4 及具有排氣孔 、39529829、39529839
3 的中蓋 2.其工作原理及工作過程可簡述為如下五個階段（見圖 42.211）: *階段:復(fù)位段.見圖 42.2-10 和圖 42.2-11a,接通氣源,換向閥處復(fù)位狀態(tài),孔 A 進氣,孔 B 排氣, 活塞 5 在壓差的作用下,克服密封阻力及運動部件重量而上移,借助活塞上的密封膠墊封住中蓋上的噴氣 口 4.中蓋和活塞之間的環(huán)形空間 C 經(jīng)過排氣小孔 3 與大氣相通.zui后,活塞有桿腔壓力升高氣源壓 力,蓄氣缸內(nèi)壓力降大氣壓力. 二階段:儲能段.見圖 42.2-10 和圖 42.2-11b,換向閥換向,B 孔進氣充入蓄氣缸腔內(nèi),A 孔排氣.由 于蓄氣缸腔內(nèi)壓力作用在活塞上的面積只是噴氣口 4 的面積,它比有桿腔壓力作用在活塞上的面積要小得 多,故只有待蓄氣缸內(nèi)壓力上升,有桿腔壓力下降,直到下列力平衡方程成立時,活塞才開始移動. 式中 d——中蓋噴氣口直徑（m）; p30——活塞開始移動瞬時蓄氣缸腔內(nèi)壓力（壓力）（Pa）; p20——活塞開始移動瞬時有桿腔內(nèi)壓力（壓力）（Pa）; G——運動部件（活塞,活塞桿及錘*模具等）所受的重力（N）; D——活塞直徑（m）; d1——活塞桿直徑（m）; F0——活塞開始移動瞬時的密封摩擦力（N）. 若不計式（42.2-1）中 G 和 F0 項,且令 d=d1, ,則當 時,活塞才開始移動.這里的 p20,p30 均為壓力.可見活塞開始移動瞬時,蓄氣缸腔與有桿腔的壓力差 很大.這點很明顯地與普通氣缸不同. 圖 42.2-10 普通型沖擊氣缸 三階段:沖擊段.活塞開始移動瞬時,蓄氣缸腔內(nèi)壓力 p30 可認為已達氣源壓力 ps,同時,容積很小的 無桿腔（包括環(huán)形空間 C）通過排氣孔 3 與大氣相通,故無桿腔壓力 p10 等于大氣壓力 pa.由于 pa/ps 大于臨 界壓力比 0.528,所以活塞開始移動后,在zui小流通截面處（噴氣口與活塞之間的環(huán)形面）為聲速流動,使 無桿腔壓力急劇增加,直與蓄氣缸腔內(nèi)壓力平衡.該平衡壓力略低于氣源壓力.以上可以稱為沖擊段的 I 區(qū)段. I 區(qū)段的作用時間極短（只有幾毫秒）.在 I 區(qū)段,有桿腔壓力變化很小,故 I 區(qū)段末, 、39529829、39529839
無桿腔壓力 p1（作用在活塞全面積上）比有桿腔壓力 p2（作用在活塞桿側(cè)的環(huán)狀面積上）大得多,活塞在 這樣大的壓差力作用下,獲得很高的運動加速度,使活塞高速運動,即進行沖擊.在此過程 B 口仍在進 氣,蓄氣缸腔無桿腔已連通且壓力相等,可認為蓄氣-無桿腔內(nèi)為略帶充氣的熱膨脹過程.同時有桿腔 排氣孔 A 通流面積有限,活塞高速沖擊勢必造成有桿腔內(nèi)氣體迅速壓縮（排氣不暢）,有桿腔壓力會迅速 升高（可能高于氣源壓力）這必將引起活塞減速,直下降到速度為 0.以上可稱為沖擊段的Ⅱ區(qū)段.可 認為Ⅱ區(qū)段的有桿腔內(nèi)為邊排氣的熱壓縮過程.整個沖擊段時間很短,約幾十毫秒.見圖 42.2-11c. 圖 42.2-11 普通型沖擊氣缸的工作原理 1— 蓄氣缸;2—中蓋;3—排氣孔;4—噴氣口;5—活塞 四階段:彈跳段.在沖擊段之后,從能量觀點來說,蓄氣缸腔內(nèi)壓力能轉(zhuǎn)化成活塞動能,而活塞的部 分動能又轉(zhuǎn)化成有桿腔的壓力能,結(jié)果造成有桿腔壓力比蓄氣-無桿腔壓力還高,即形成"氣墊",使活塞 產(chǎn)生反向運動,結(jié)果又會使蓄氣-無桿腔壓力增加,且又大于有桿腔壓力.如此便出現(xiàn)活塞在缸體內(nèi)來回往 復(fù)運動—即彈跳.直活塞兩側(cè)壓力差克服不了活塞阻力不能再發(fā)生彈跳為止.待有桿腔氣體由 A 排空 后,活塞便下行終點. 五階段:耗能段.活塞下行終點后,如換向閥不及時復(fù)位,則蓄氣-無桿腔內(nèi)會繼續(xù)充氣直達到氣 源壓力.再復(fù)位時,充入的這部分氣體又需全部排掉.可見這種充氣不能作用有功,故稱之為耗能段.實 際使用時應(yīng)避免此段（令換向閥及時換向返回復(fù)位段）. 對內(nèi)徑 D=90mm 的氣缸,在氣源壓力 0.65MPa 下進行實驗,所得沖擊氣缸特性曲線見圖、39529829、39529839
 42.2-12.上述分 析基本與特性曲線相符. 對沖擊段的分析可以看出,很大的運動加速使活塞產(chǎn)生很大的運動速度,但由于必須克服有桿腔不斷增 加的背壓力及摩擦力,則活塞速度又要減慢,因此,在某個沖程處,運動速度必達zui大值,此時的沖擊能 也達zui大值.各種沖擊作業(yè)應(yīng)在這個沖程附近進行（參見圖 42.2-11c）. 沖擊氣缸在實際工作時,錘頭模具撞擊工件作完功,般就借助行程開關(guān)發(fā)出信號使換向閥復(fù)位換向, 缸即從沖擊段直接轉(zhuǎn)為復(fù)位段.這種狀態(tài)可認為不存在彈跳段和耗能段. 2）快排型沖擊氣缸由上述普通型沖擊氣缸原理可見,其部分能量（有時是較大部分能量）被消耗于克 服背壓（即 p2）做功,因而沖擊能沒有充分利用.假如沖擊開始,就讓有桿腔氣體全排空,即使有桿腔 壓力降大氣壓力,則沖擊過程中,可節(jié)省大量的能量,而使沖擊氣缸發(fā)揮更大的作用,輸出更大的沖擊 能.這種在沖擊過程中,有桿腔壓力接近于大氣壓力的沖擊氣缸,稱為快排型沖擊氣缸.其結(jié)構(gòu)見圖 42.213a. 快排型沖擊氣缸是在普通型沖擊氣缸的下部增加了"快排機構(gòu)"構(gòu)成.快排機構(gòu)是由快排導向蓋 1,快排 缸體 4,快排活塞 3,密封膠墊 2 等零件組成. 快排型沖擊氣缸的氣控回路見圖 42.2-13b.接通氣源,通過閥 F1 同時向 K1,K3 充氣,K2 通大氣.閥 F1 輸出口 A 用直管與 K1 孔連通,而用彎管與 K3 孔連通,彎管氣阻大于直管氣阻.這樣,壓縮空氣經(jīng) K1 使 快排活塞 3 推到上邊,由快排活塞 3 與密封膠墊 2 起切斷有桿腔與排氣口 T 的通道.然后經(jīng) K3 孔向有桿 腔進氣,蓄氣無桿腔氣體經(jīng) K4 孔通過閥 F2 排氣,則活塞上移.當活塞封住中蓋噴氣口時,裝在錘頭上的 壓塊觸動推桿 6,切換閥 F3,發(fā)出信號控制閥 F2 使之切換,這樣氣源便經(jīng)閥 F2 和 K4 孔向蓄氣腔內(nèi)充氣, 直充氣源壓力. 圖 42.2-12 沖擊氣缸特性曲線 圖 42.2-13 快排型沖擊、39529829、39529839
氣缸結(jié)構(gòu)及控制回路 a）結(jié)構(gòu)圖;b）控制回路 1—快排導向蓋;2—密封膠墊;3—快排活塞;4—快排缸體;5—中蓋 T— 方孔;C—環(huán)形空間; 6—推桿;7—氣阻;8—氣容 沖擊工作開始時,使閥 F1 切換,則 K2 進氣,K1 和 K3 排氣,快排活塞下移,有桿腔的壓縮空氣便通過快 排導向蓋 1 上的多個圓孔（8 個）,再經(jīng)過快排缸體 4 上的多個方孔 T（10 余個）及 K3 直接排大氣中. 因為上述多個圓孔和方孔的通流面積遠遠大于 K3 的通流面積,所以有桿腔的壓力可以在極短的時間內(nèi)降低 到接近于大氣壓力.當降到定壓力時,活塞便開始下移.錘頭上壓塊便離開行程閥 F3 的推桿 6,閥 3 在 彈簧的作用下復(fù)位.由于接有氣阻 7 和氣容 8,閥 3 雖然復(fù)位,但 F2 卻延時復(fù)位,這就保證了蓄氣缸腔內(nèi) 的壓縮空氣用來完成使活塞迅速向下沖擊的工作.否則,若 F3 復(fù)位,F2 同時復(fù)位的話,蓄氣缸腔內(nèi)壓縮空 氣就會在錘頭沒有運動到行程終點之前已經(jīng)通過 K4 孔和閥 F2 排氣了,所以當錘頭開始沖擊后,F2 的復(fù)位動 作需延時幾十毫秒.因所需延時時間不長,沖擊缸沖擊時間又很短,往往不用氣阻,氣容也可以,只要閥 F2 的換向時間比沖擊時間長就可以了. 在活塞向下沖擊的過程中,由于有桿腔氣體能充分地被排空,故不存在普通型沖擊氣缸有桿腔出現(xiàn)的較 大背壓,因而快排型沖擊氣缸的沖擊能是同尺寸的普通型沖擊氣缸沖擊能的 3～4 倍. （2）數(shù)字氣缸 如圖 42.2-14 所示,它由活塞 1,缸體 2,活塞桿 3 等件組成.活塞的右端有 T 字頭,活塞的左端有凹形 孔,后面活塞的 T 字頭裝入前面活塞的凹形孔內(nèi),由于缸體的限制,T 字頭只能在凹形孔內(nèi)沿缸軸向運 動,而兩者不能脫開,若干活塞如此順序串聯(lián)置于缸體內(nèi),T 字頭在凹形孔中左右可移動的范圍就是此活 塞的行程量.不同的進氣孔、39529829、39529839
 A1～Ai（可能是 A1,或是 A1 和 A2,或 A1,A2 和 A3,還可能是 A1 和 A3,或 A2 和 A3 等等）輸入壓縮空氣（0.4～0.8MPa）時,相應(yīng)的活塞就會向右移動,每個活塞的向右移動都可推 動活塞桿 3 向右移動,因此,活塞桿 3 每次向右移動的總距離等于各個活塞行程量的總和.這里 B 孔始終 與低壓氣源相通（0.05～0.1MPa）,當 A1～Ai 孔排氣時,在低壓氣的作用下,活塞會自動退回原位.各活 塞的行程大小,可根據(jù)需要的總行程 s 按幾何數(shù)由小到大排列選取.設(shè) s=35mm,采用 3 個活塞,則各活 塞的行程分別取α1=5mm;α2=10mm;α3=20mm.如 s=31.5mm,可用 6 個活塞,則α1,α2,α3……α6 分別 設(shè)計為 0.5,1,2,4,8,16mm,由這些數(shù)值組合起來,就可在 0.5～31.5mm 范圍內(nèi)得到 0.5mm 整數(shù)倍的 任意輸出位移量.而這里的α1,α2,α3……αi 可以根據(jù)需要設(shè)計成各種不同數(shù)列,就可以得到各種所需數(shù) 值的行程量. （3）回轉(zhuǎn)氣缸 如圖 42.2-1 所示,主要由導氣頭,缸體,活塞,活塞桿組成.這種氣缸的缸體 3 連同缸蓋 6 及導氣頭 芯 10 被其他動力（如車床主軸）攜帶回轉(zhuǎn),活塞 4 及活塞桿 1 只能作往復(fù)直線運動,導氣頭體 9 外接管 路,固定不動. 固轉(zhuǎn)氣缸的結(jié)構(gòu)如圖 42.2-15b 所示.為增大其輸出力采用兩個活塞串聯(lián)在根活塞桿上,這樣其輸出力 比單活塞也增大約倍,且可減小氣缸尺寸,導氣頭體與導氣頭芯因需相對轉(zhuǎn)動,裝有滾動軸承,并以研 配間隙密封,應(yīng)設(shè)油杯潤滑以減少摩擦,避免燒損或卡死. 回轉(zhuǎn)氣缸主要用于機床夾具和線材卷曲等裝置上. （4）撓性氣缸 撓性氣缸是以撓性軟管作為缸筒的氣缸.常用撓性氣缸有兩、39529829、39529839
種.種是普通撓性氣缸見圖 42.2-16,由活 塞,活塞桿及撓性軟管缸筒組成.般都是單作用活塞氣缸,活塞的回程靠其他外力.其特點是安裝空間 小,行程可較長. 圖 42.2-14 數(shù)字氣缸 1—活塞;2—缸體;3—活塞桿 圖 42.2-15 回轉(zhuǎn)氣缸 a）原理圖;b）結(jié)構(gòu)圖 1—活塞桿;2,5—密封圈;3—缸體;4—活塞;6—缸蓋;7,8—軸承 9—導氣頭體;10—導氣頭芯;11—中蓋;12—螺栓 圖 42.2-16 普通撓性氣缸 二種撓性氣缸是滾子撓性氣缸見圖 42.2-17.由夾持滾子代替活塞及活塞桿,夾持滾子設(shè)在撓性缸筒外 表面,A 端進氣時,左端撓性筒膨脹,B 端排氣,缸左端收縮,夾持在缸筒外部的滾子在膨脹端的作用 下,向右移動,滾子夾帶動載荷運動.可稱為撓性筒滾子氣缸.這種氣缸的特點是所占空間小,輸出力較 小,載荷率較低,可實現(xiàn)雙作用. 圖 42.2-17 滾子撓性氣缸 （5）鋼索式氣缸 鋼索式氣缸見圖 42.2-18,是以柔軟的,彎曲性大的鋼絲繩代替剛性活塞桿的種氣缸.活塞與鋼絲繩連 在起,活塞在壓縮空氣推動下往復(fù)運動,鋼絲繩帶動載荷運動,安裝兩個滑輪,可使活塞與載荷的運動 方向相反. 這種氣缸的特點是可制成行程很長的氣缸,如制成直徑為 25mm ,行程為 6m 左右的氣缸也不困難.鋼索 與導向套間易產(chǎn)生泄漏.
氣動執(zhí)行元件和控制元件氣動執(zhí)行元件是種能量轉(zhuǎn)換裝置, 它是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能, 驅(qū)動機構(gòu) 實現(xiàn)直線往復(fù)運動,擺動,旋轉(zhuǎn)運動或沖擊動作.氣動執(zhí)行元件分為氣缸和氣馬達兩大類. 氣缸用于提供直線往復(fù)運動或擺動, 輸出力和直線速度或擺動角位移. 氣馬達用于提供連續(xù) 回轉(zhuǎn)運動,輸出轉(zhuǎn)矩、39529829、39529839
和轉(zhuǎn)速. 氣動控制元件用來調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力流量和方向等, 以保證執(zhí)行機構(gòu)按規(guī)定的程序正 常進行工作.氣動控制元件按功能可分為壓力控制閥,流量控制閥和方向控制閥. *節(jié) 氣缸,氣缸的工作原理,分類及安裝形式 氣缸的工作原理, 1 2 14 3 4 5 6 13 12 11 10 9 8 7 1.氣缸的典型結(jié)構(gòu)和工作原理 圖 13-1 普通雙作用氣缸 1,3-緩沖柱塞 2-活塞 4-缸筒 5-導向套 6-防塵圈 7-前端蓋 8-氣口 9- 傳感器 10-活塞桿 11-耐磨環(huán) 12-密封圈 13-后端蓋 14-緩沖節(jié)流閥 以氣動系統(tǒng)中zui常使用的單活塞桿雙作用氣缸為例來說明,氣缸典型結(jié)構(gòu)如圖 13-1 所示.它由缸筒,活塞,活塞桿,前端蓋,后端蓋及密封件等組成.雙作用氣缸內(nèi)部被活塞 分成兩個腔.有活塞桿腔稱為有桿腔,無活塞桿腔稱為無桿腔. 當從無桿腔輸入壓縮空氣時, 有桿腔排氣, 氣缸兩腔的壓力差作用在活塞上所形成的力 克服阻力負載推動活塞運動, 使活塞桿伸出; 當有桿腔進氣, 無桿腔排氣時, 使活塞桿縮回. 若有桿腔和無桿腔交替進氣和排氣,活塞實現(xiàn)往復(fù)直線運動. 2.氣缸的分類 、39529829、39529839
氣缸的種類很多,般按氣缸的結(jié)構(gòu)特征,功能,驅(qū)動方式或安裝方法等進行分類.分 類的方法也不同.按結(jié)構(gòu)特征,氣缸主要分為活塞式氣缸和膜片式氣缸兩種.按運動形式分 為直線運動氣缸和擺動氣缸兩類. 3.氣缸的安裝形式 氣缸的安裝形式可分為 1）固定式氣缸 氣缸安裝在機體上固定不動,有腳座式和法蘭式. 2）軸銷式氣缸 缸體圍繞固定軸可作定角度的擺動,有 U 形鉤式和耳軸式. 3）回轉(zhuǎn)式氣缸 缸體固定在機床主軸上,可隨機床主軸作高速旋轉(zhuǎn)運動.這種氣缸常 用于機床上氣動卡盤中,以實現(xiàn)工件的自動裝卡. 4）嵌入式氣缸 氣缸缸筒直接制作在夾具體內(nèi). 二,常用氣缸的結(jié)構(gòu)原理 1.普通氣缸 包括單作用式和雙作用式氣缸.常用于無特殊要求的場合. 圖 13-2 為zui常用的單桿雙作用普通氣缸的基本結(jié)構(gòu),氣缸般由缸筒,前后缸蓋,活 塞,活塞桿,密封件和緊固件等零件組成. 缸筒 7 與前后缸蓋固定連接.有活塞桿側(cè)的缸蓋 5 為前缸蓋,缸底側(cè)的缸蓋 14 為后缸 蓋.在缸蓋上開有進排氣通口,有的還設(shè)有氣緩沖機構(gòu).前缸蓋上,設(shè)有密封圈,防塵圈 3, 同時還設(shè)有導向套 4,以提高氣缸的導向精度.活塞桿 6 與活塞 9 緊固相連.活塞上除有密 封圈 10,11 防止活塞左右兩腔相互漏氣外,還有耐磨環(huán) 12 以提高氣缸的導向性;帶磁性開 關(guān)的氣缸,活塞上裝有磁環(huán).活塞兩側(cè)常裝有橡膠墊作為緩沖墊 8.如果是氣緩沖,則活塞 兩側(cè)沿軸線方向、39529829、39529839
設(shè)有緩沖柱塞,同時缸蓋上有緩沖節(jié)流閥和緩沖套,當氣缸運動到端頭時, 圖 13-2 普通雙作用氣缸 1,13-彈簧擋圈 2-防塵圈壓板 3-防塵圈 4-導向套 5-桿側(cè)端蓋 6-活塞桿 7-缸筒 8-緩沖墊 9-活塞 10-活塞密封圈 11-密封圈 12-耐磨環(huán) 14-無桿 側(cè)端蓋 緩沖柱塞進入緩沖套,氣缸排氣需經(jīng)緩沖節(jié)流閥,排氣阻力增加,產(chǎn)生排氣背壓,形成緩沖 氣墊,起到緩沖作用. 2.特殊氣缸 圖 13-3 1-缸體 薄膜氣缸 4-活塞桿 2-膜片 3-膜盤 為了滿足不同的工作需要,在普通氣缸的基礎(chǔ)上,通過改變或增加氣缸的部分結(jié)構(gòu),設(shè) 計開發(fā)出多種特殊氣缸. （1） 薄膜式氣缸 圖 13-3 為膜片氣缸的工作原理圖. 膜片有平膜片和盤形膜片兩種 般用夾織物橡膠,鋼片或磷青銅片制成,厚度為 5～6mm （有用 1～2mm 厚膜片的） . 圖 13-3 所示的膜片氣缸的功能類似于彈簧復(fù)位的活塞式單作用氣缸, 工作時, 膜片在 壓縮空氣作用下推動活塞桿運動.它的優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單,緊湊,體積小,重量輕,密封性 好,不易漏氣,加工簡單,成本低,無磨損件,維修方便等,適用于行程短的場合.缺點是 行程短,般不趁過 50mm.平膜片的行程更短,約為其直徑的 1/10. （2） 磁性開關(guān)氣缸 磁性開關(guān)氣缸是指在氣缸的活塞上安裝有磁環(huán), 在缸筒上直接安裝 磁性開關(guān),磁性開關(guān)用來檢測氣缸行程的位置,控制氣缸往復(fù)運動.因此,就不需要在缸筒 上安裝行程閥或行程開關(guān)來檢測氣缸活塞位置,也不需要在活塞桿上設(shè)置擋塊. 、39529829、39529839
其工作原理如圖 13-4 所示. 它是在氣缸活塞上安裝*磁環(huán), 在缸筒外殼上裝有舌簧 開關(guān).開關(guān)內(nèi)裝有舌簧片,保護電路和動作指示燈等,均用樹脂塑封在個盒子內(nèi).當裝有 *磁鐵的活塞運動到舌簧片附近,磁力線通過舌簧片使其磁化,兩個簧片被吸引接觸,則 開關(guān)接通.當*磁鐵返回離開時,磁場減弱,兩簧片彈開,則開關(guān)斷開.由于開關(guān)的接通 或斷開,使電磁閥換向,從而實現(xiàn)氣缸的往復(fù)運動. 圖 13-4 磁性開關(guān)氣缸 1-動作指示燈 2-保護電路 3-開關(guān)外殼 4-導線 5-活塞 6-磁環(huán) 7-缸筒 8-舌簧開關(guān) 氣缸磁性開關(guān)與其它開關(guān)的比較見表 3-1. 表 3-錯誤!未定義書簽. 氣缸磁性開關(guān)與其它開關(guān)的比較 <![endif]> 開關(guān)形式 控制原理 成本 調(diào)整安裝復(fù)雜性 （3）帶閥氣缸 帶閥氣缸是由氣缸, 磁性開關(guān) 磁場變化 低 方便,不占位置 換向閥和速度控制 閥等組成的種組 低 麻煩,占位置 合式氣動執(zhí)行元件. 行程開關(guān) 機械觸點 它省去了連接管道 接近開關(guān) 阻抗變化 高 麻煩,占位置 和管接頭, 減少了能 量損耗, 具有結(jié)構(gòu)緊 湊,安裝方便等優(yōu) 點. 帶閥氣缸的閥有 光電開關(guān) 光的變化 高 麻煩,占位置 電控,氣控,機控和 手控等各種控制方 式.閥的安裝形式有安裝在氣缸尾部,上部等幾種.如圖 13-5 所示,電磁換向閥安裝在氣 缸的上部,當有電信號時,則電磁閥被切換,輸出氣壓可直接控制氣缸動作. 圖 13-5 帶閥組合氣缸 1-管接頭 2-氣缸 3-氣管 4-電磁換向閥 5-換向閥底板 6-單向節(jié)流閥組合 件 7-密封圈. （4） 帶導桿氣缸 圖 13-6 為帶導桿氣缸, 在缸筒兩側(cè)配導向用的滑動軸承 （軸 瓦式或滾珠式）,因此導向精度高,承受橫向載荷能力強. <![endif]> <![endif]> <![endif]> 13-6 典型帶導桿氣缸的結(jié)構(gòu) 13-6 典型帶導桿氣缸的結(jié)構(gòu) （5）無桿氣缸 無桿氣缸是指利用活塞直接或間 、39529829、39529839
接方式連接外界執(zhí)行機構(gòu),并使其跟隨活塞實現(xiàn)往復(fù)運動的氣缸.這種氣缸的zui 大優(yōu)點是節(jié)省安裝空間. 1）磁性無桿氣缸 活塞通過磁力帶動缸體外部的移動體做同步移動,其結(jié)構(gòu)如 圖 13-7 所示.它的工作原理是:在活塞上安裝組高強磁性的*磁環(huán),磁力 線通過薄壁缸筒與套在外面的另組磁環(huán)作用,由于兩組磁環(huán)磁性相反,具有很 強的吸力.當活塞在缸筒內(nèi)被氣壓推動時,則在磁力作用下,帶動缸筒外的磁環(huán) 套起移動.氣缸活塞的推力必須與磁環(huán)的吸力相適應(yīng). 圖 13-7 磁性無桿氣缸 1-套筒 2-外磁環(huán) 3-外磁導板 4-內(nèi)磁環(huán) 5-內(nèi)磁導板 6-壓蓋 7-卡環(huán) 8 -活塞 9-活塞軸 10-緩沖柱塞 11-氣缸筒 12-端蓋 13-進,排氣口 2）機械接觸式無桿氣缸 稱機械接觸式無桿氣缸,其結(jié)構(gòu)如 13-8 所示.在氣 缸缸管軸向開有、39529829、39529839
條槽,活塞與滑塊在槽上部移動. 為了防止泄漏及防塵需要, 在開口部采用聚氨脂密封帶和防塵不銹鋼帶固定在兩 端缸蓋上,活塞架穿過槽,把活塞與滑塊連成體.活塞與滑塊連接在起,帶 動固定在滑塊上的執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)往復(fù)運動.這種氣缸的特點是:1） 與普通氣缸 相比,在同樣行程下可縮小 1/2 安裝位置;2） 不需設(shè)置防轉(zhuǎn)機構(gòu);3） 適用于缸 徑 10～80mm,zui大行程在缸徑≥40mm 時可達 7m;4） 速度高,標準型可達 0.1～ 0.5m/s;高速型可達到 0.3～3.0m/s.其缺點 圖 13-8 機械接觸式無桿氣缸 是:1） 密封差,容易產(chǎn)生外 泄漏.在使 l-節(jié)流閥 2-緩沖柱塞 3-密封帶 4-防塵不銹鋼帶 5-活塞 6-滑塊 7-活塞架 用三位閥時必須選用中壓式;2） 受負載力小,為了增加負載能力,必須增加導 向機構(gòu). 圖 13-8 機械接觸式無桿氣缸 l-節(jié)流閥 2-緩沖柱塞 3-密封帶 4-防塵不銹鋼帶 5-活塞 6-滑塊 7-活塞 架 （6）鎖緊氣缸 帶有鎖緊裝置的氣缸稱為鎖緊氣缸按鎖緊位置分為行程末端鎖 緊型和任意位置鎖緊型. 1）行程末端鎖緊型氣缸 如圖 13-9 所示,當活塞運動到行程末端,氣壓釋放后,鎖 定活塞 1 在彈簧力的作用下插入活塞桿的卡槽中,活塞桿被鎖定.供氣加壓時,鎖定活塞 1 縮回退出卡槽而開鎖,活塞桿便可運動. 圖 13-9 帶端鎖氣缸的結(jié)構(gòu)原理 a）手動解除非鎖式 b）手動解除鎖式. 1-鎖定活塞 2-橡膠帽 3,12-帽 4-緩沖墊圈 5-鎖用彈簧 6-密封件 7-導向套 8-螺釘 9-旋鈕 10-彈簧 11-限位環(huán) 2） 任意位置鎖緊型氣缸 按鎖緊方、39529829、39529839
式可分為卡套錐面式, 彈簧式和偏心式等多種形式. 卡套錐面式鎖緊裝置由錐形制動活塞 6,制動瓦 1,制動臂 4 和制動彈簧 7 等構(gòu)成,其結(jié)構(gòu) 原理如圖 13-10 所示.作用在錐狀鎖緊活塞上的彈簧力由于楔的作用而被放大,再由杠桿 原理得到放大. 這個放大的作用力作用在制動瓦 1 上, 把活塞桿鎖緊. 要釋放對活塞的鎖緊, 向供氣口 A′供應(yīng)壓縮空氣,把鎖緊彈簧力撤掉. 圖 13-10 制動氣缸制動裝置工作原理 a）自由狀態(tài) b）鎖緊狀態(tài) l-制動瓦 2-制動瓦座 3-轉(zhuǎn)軸 4-制動臂 5-壓輪 6-錐形制動活 塞 7-制動彈簧 （7）氣動手爪 氣動手爪這種執(zhí)行元件是種變型氣缸.它可以用來抓取物體, 實現(xiàn)機械手各種動作.在自動化系統(tǒng)中,氣動手 爪常應(yīng)用在搬運,傳送工件機構(gòu)中抓取,拾放物體. 圖 13-10 制動氣缸制動裝置工作原理 圖 13-11 平行開合手指 a）自由狀態(tài) b）鎖緊狀態(tài) l-制動瓦 2-制動瓦座 3-轉(zhuǎn)軸 4-制動臂 5-壓輪 6-錐形制動活塞 7-制動彈簧 圖 13-11 、39529829、39529839
平行開合手指 氣動手爪有平行開合手指（如圖 13-11 所示）,肘節(jié)擺動開合手爪,有兩爪, 三爪和四爪等類型, 其中兩爪中有平開式和支點開閉式驅(qū)動方式有直線式和旋轉(zhuǎn) 式. 氣動手爪的開閉般是通過由氣缸活塞產(chǎn)生的往復(fù)直線運動帶動與手爪相連的 曲柄連桿,滾輪或齒輪等機構(gòu),驅(qū)動各個手爪同步做開,閉運動. （8）氣液阻尼缸 氣缸以可壓縮空氣為工作介質(zhì),動作快,但速度穩(wěn)定性差,當負載變 化較大時,容易產(chǎn)生"爬行"或"自走"現(xiàn)象.另外,壓縮空氣的壓力較低,因而氣缸的輸 出力較小.為此,經(jīng)常采用氣缸和油缸相結(jié)合的方式,組成各種氣液組合式執(zhí)行元件,以達 到控制速度或增大輸出力的目的. 氣液阻尼缸是利用氣缸驅(qū)動油缸,油缸除起阻尼作用 圖 13-12 氣液阻尼缸 外,還能增加氣缸的剛性（因為油是不可壓縮的） ,發(fā)揮了 液壓傳動穩(wěn)定,傳動速度較均勻的優(yōu)點.常用于機床和切削 裝置的進給驅(qū)動裝置. 串聯(lián)式氣液阻尼缸的結(jié)構(gòu)如圖 13-12 所示.它采用根活塞桿將兩活塞串在起,油 缸和氣缸之間用隔板隔開, 防止氣體串入油缸中. 當氣缸左端進氣時, 氣缸將克服負載阻力, 帶動油缸向右運動,調(diào)節(jié)節(jié)流閥開度就能改變阻尼缸活塞的運動速度、39529829、39529839
 . 圖 13-13 單葉片式擺動氣缸 工作原理圖 1-葉片 2-轉(zhuǎn)子 3-定子 4-缸體 圖 13-12 氣液阻尼缸 （10）擺動氣缸 擺動氣缸 是種在小于 360°角度范圍內(nèi)做往復(fù)擺動的氣 缸,它是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成機械能,輸出 力矩使 機構(gòu)實現(xiàn)往復(fù)擺動.擺動氣缸按結(jié)構(gòu)特點可分為葉片式和活塞式兩種. 1） 葉片式擺動氣缸 單葉片式擺動氣缸的結(jié)構(gòu)原理如圖 13-13 所示. 它是由葉片軸轉(zhuǎn) 子（即輸出軸） ,定子,缸體和前后端蓋等部分組成.定子和缸體固定在起,葉片和轉(zhuǎn)子 聯(lián)在起.在定子上有兩條氣路,當左路進氣時,右路排氣,壓縮空氣推動葉片帶動轉(zhuǎn)子順 時針擺動.反之,作逆時針擺動. 葉片式擺動氣缸體積小,重量zui輕,但制造精度要求高,密封困難,泄漏是較大,而且 動密封接觸面積大,密封件的摩擦阻力損失較大,輸出效率較低,小于 80%.因此,在應(yīng)用 上受到限制,般只用在安裝位置受到限制的場合,如夾具的回轉(zhuǎn),閥門開閉及工作臺轉(zhuǎn)位 等. 圖 13-13 單葉片式擺動氣缸工作原理圖 1-葉片 2-轉(zhuǎn)子 3-定子 4-缸體 2）活塞式擺動氣缸圖 、39529829、39529839
13-14 活塞式擺動氣缸是將活塞的往復(fù)運動通過機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵?軸的擺動運動.按結(jié)構(gòu)不同可分為齒輪齒條 式, 齒輪齒條式擺動氣缸結(jié)構(gòu)原理 螺桿式和曲柄式等幾種. 1-齒條組件 2-彈簧柱銷 3-滑塊 4-端蓋 5-缸體 6-軸承 7-軸 8-活塞 9-齒輪 圖 13-14 齒輪齒條式擺動氣缸結(jié)構(gòu)原理 1-齒條組件 2-彈簧柱銷 3-滑塊 4-端蓋 5-缸體 6-軸承 7-軸 8-活塞 9- 齒輪 齒輪齒條式擺動氣缸是通過連接在活塞上的齒條使齒輪回轉(zhuǎn)的種擺動氣缸, 其 結(jié)構(gòu)原理如圖 13-14 所示.活塞僅作往復(fù)直線運動, 摩擦損失少,齒輪傳動的效率較高,此擺動氣缸效率可達到 95%左右. 三,氣缸的技術(shù)參數(shù) 1）氣缸的輸出力 氣缸理論輸出力的設(shè)計計算與液壓缸類似,可參見液壓缸的設(shè)計計 算.如雙作用單活塞桿氣缸推力計算如下: 理論推力（活塞桿伸出） Ft1=A1p （13-1） 理論拉力（活塞桿縮回） Ft2=A2p 式中 （13-2） Ft1,Ft2——氣缸理論輸出力（N） ; A1,A2——無桿腔,有桿腔活塞面積（m2） ; p — 氣缸工作壓力（Pa） . 實際中, 由于活塞等運動部件的慣性力以及密封等部分的摩擦力, 活塞桿的實際輸出力 小于理論推力,稱這個推力為氣缸的實際輸出力. 氣缸的效率 η 是氣缸的實際推力和理論推力的比值,即 F η= Ft （13-3） 所以 F = η （ A1 p ） （13-4） 氣缸的效率取決于密封的種類,氣缸內(nèi)表面和活塞桿加工的狀態(tài)及潤滑狀態(tài).此外,氣 缸的運動速度,排氣腔壓力,外載荷狀況及管道狀態(tài)等都會對效率產(chǎn)生定的影響. 2） 負載率β 從對氣缸運行特性的研究可知, 要確定氣缸的實際輸出力是困難的. 于是在研究氣缸和確定氣缸的出力時,常用到負載率的概念.氣缸的負載率β定義為 β= 氣缸的實際負載 F × 100 % 氣缸的理論輸出力 Ft （l3-5） 氣缸的實際負載是由實際工況所決定的,若確定了氣缸負載率 θ,則由定義就能確定氣 缸的理論輸出力,從而可以計算氣缸的缸徑. 對于阻性負載,如氣缸用作氣動夾具,負載不產(chǎn)生慣性力,般選取負載率β為 0.8; 對于慣性負載,如氣缸用來推送工件,負載將產(chǎn)生慣性力,負載率β的取值如下 β<0.65 當氣缸低速運動,v <100 mm/s 時; 、39529829、39529839
β<0.5 當氣缸中速運動,v=100～500 mm/s 時; β<0.35 當氣缸高速運動,v >500 mm/s 時. 3）氣缸耗氣量 氣缸的耗氣量是活塞每分鐘移動的容積,稱這個容積為壓縮空氣耗氣 量,般情況下,氣缸的耗氣量是指自由空氣耗氣量. 4）氣缸的特性 氣缸的特性分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性.氣缸的靜態(tài)特性是指與缸的輸 出力及耗氣量密切相關(guān)的zui低工作壓力,zui高工作壓力,摩擦阻力等參數(shù).氣缸的動態(tài)特性 是指在氣缸運動過程中氣缸兩腔內(nèi)空氣壓力,溫度,活塞速度,位移等參數(shù)隨時間的變化情 況.它能真實地反映氣缸的工作. 四,氣缸的選型及計算 1.氣缸的選型步驟 氣缸的選型應(yīng)根據(jù)工作要求和條件, 正確選擇氣缸的類型. 下面以單活塞桿雙作用缸為 例介紹氣缸的選型步驟. （1）氣缸缸徑.根據(jù)氣缸負載力的大小來確定氣缸的輸出力,由此計算出氣缸的缸徑. （2）氣缸的行程.氣缸的行程與使用的場合和機構(gòu)的行程有關(guān),但般不選用滿行程. （3）氣缸的強度和穩(wěn)定性計算 （4）氣缸的安裝形式.氣缸的安裝形式根據(jù)安裝位置和使用目的等因素決定.般情況 下,采用固定式氣缸.在需要隨工作機構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時（如車床,磨床等） ,應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸. 在活塞桿除直線運動外,還需作圓弧擺動時,則選用軸銷式氣缸.有特殊要求時,應(yīng)選用相 應(yīng)的特種氣缸. （5）氣缸的緩沖裝置.根據(jù)活塞的速度決定是否應(yīng)采用緩沖裝置. （6）磁性開關(guān).當氣動系統(tǒng)采用電氣控制方式時,可選用帶磁性開關(guān)的氣缸. 、39529829、39529839
（7）其它要求.如氣缸工作在有灰塵等惡劣環(huán)境下,需在活塞桿伸出端安裝防塵罩. 要求無污染時需選用無給油或無油潤滑氣缸. 2.氣缸直徑計算 氣缸直徑的設(shè)計計算需根據(jù)其負載大小,運行速度和系統(tǒng)工作壓力來決定.,根據(jù) 氣缸安裝及驅(qū)動負載的實際工況,分析計算出氣缸軸向?qū)嶋H負載 F,再由氣缸平均運行速度 來選定氣缸的負載率 θ,初步選定氣缸工作壓力（般為 0.4 MPa～0.6 MPa） ,再由 F/θ, 計算出氣缸理論出力 Ft, zui后計算出缸徑及桿徑, 并按標準圓整得到實際所需的缸徑和桿徑. 例題 氣缸推動工件在水平導軌上運動.已知工件等運動件為 m=250 kg,工件與 導軌間的摩擦系數(shù) =0.25,氣缸行程 s 為 400 mm,經(jīng) 1.5 s 時間工件運動到位,系統(tǒng) 工作壓力 p = 0.4 MPa,試選定氣缸直徑. 解:氣缸實際軸向負載 F = mg =0.25 × 250 × 9.81=613.13 N 氣缸平均速度 s 400 v= = ≈ 267 mm/s t 1.5 選定負載率 θ =0.5 則氣缸理論輸出力 F1 = F 雙作用氣缸理論推力 θ = 613.13 = 1226.6 N 0.5 1 F1 = πD 2 p 4 氣缸直徑 按標準選定氣缸缸徑為 63 mm. D= 4 Ft 4 ×1226.3 = ≈ 62.48 mm πp 3.14 × 0.4 、39529829、39529839