气缸是气动系统的执行元件之一,用于实现直线往复运动或摆动。 1.气缸的分类 (1)按压缩空气作用在活塞端面上的方向,可分为单作用气缸和双作用气缸。 (2)按结构不同可分为活塞式气缸、柱塞式气缸、叶片式气缸、薄膜式气缸及气-液阻尼缸。 (3)按安装方式可分为耳座式、法兰式、轴销式、凸缘式。 (4)按气缸的功能分为普通气缸和特殊气缸。 2.几种常见气缸的工作原理和用途 (1)单作用气缸 所谓单作用气缸是指压缩空气仅在气缸的一端进气,并推动活塞(或柱塞)运动,而活塞或柱塞的返回则是借助其他外力,如重力、弹簧力等,其结构原理如图10-8所示。

这种气缸的特点是: 1)由于单边进气,所以结构简单、耗气量小。 2)由于用弹簧复位,使压缩空气的能量有一部分用来克服弹簧的弹力,因而减小了活塞杆的输出推力。 3)缸体内因安装弹簧而减小了空间,缩短了活塞的有效行程。 4)气缸复位弹簧的弹力是随其变形大小而变化的,因此活塞杆的推力和运动速度在行程中是有变化的。 基于上述特点,单作用活塞式气缸多用于短行程及对活塞杆推力、运动速度要求不高的场合,如定位和夹紧装置等。 (2)双作用气缸 所谓双作用气缸就是在相反的两个方向都要输出作用力,一端进气输出推力和拉力时,另一端排气。双活塞杆气缸用的较少,其结构与单活塞杆气缸基本相同,只是活塞两侧都装有活塞杆。因两端活塞杆直径相同,所以活塞往复运动的速度和输出力均相等。此种气缸常用于气动加工机械及包装机械等设备上。 (3)缓冲气缸 这种气缸的运动速度一般都较快,常达1m/s,为了防止活塞与气缸端盖发生碰撞,必须设置缓冲装置,使活塞接近端盖时逐渐减速。 3.特殊气缸 (1)气-液阻尼缸 普通气缸工作时,由于气体具有可压缩性,当外界负载变化较大时,气缸可能产生“爬行”或“自走”的现象,因此,气缸不易获得平衡运动;也不宜使活塞有准确的停止位置。而液压缸因液压油在通常压力下是不可压缩的,其运动平衡,且其速度调节方便。在气压传动中,需要准确的位置控制和速度控制时,可采用综合气压传动和液压传动优点的气-液阻尼缸。 气-液阻尼缸按其组合方式不同可分为串联和并联式两种。 图10-10为气液阻尼缸工作原理图。
a)串连式 b)并联式 图10-10 气-液阻尼缸 1-气缸 2-液压缸 3-高位油箱
(2)薄膜式气缸 薄膜式气缸是一种利用膜片在压缩空气作用下产生变形来推动活塞杆作直线运动的气缸。 其膜片有盘型膜片和平膜片两种。膜片材料为夹织物橡胶、钢片或磷青铜片,金属膜片只用于行程小的气缸中。 膜片式气缸与活塞式气缸相比较,具有结构紧凑、简单、制造容易、成本低、维修方便、寿命长、泄漏少、效率高等优点。但因膜片的变形量有限,故其行程短。且因膜片变形要吸收能量,其活塞杆上的输出力随着行程的加大而减小。 (3)冲击气缸 冲击气缸是把压缩空气的压力能转换为活塞、活塞杆的高速运动,输出动能,产生较大的冲击力,打击工件做功的一种气缸。 冲击气缸结构简单,成本低,耗气量小,应用广泛,可用于锻造、冲压、铆接、下料、压配等各方面。在铸造生产中,可用来破碎铸铁锭及废铸件等。 4.标准化气缸 为推动气动技术的发展,满足各行业使用气缸的需要,我国目前已经生产出五种从结构到参数都已经标准化、系列化的气缸(简称标准化气缸)供用户优先选用,在生产过程中应尽可能的选用标准化气缸。若需要自行设计时,也应尽可能的使所用的气缸与标准化气缸的结构与参数相一致,这样可使产品具有互换性,给设备的使用和维修带来方便。 标准化气缸的标记是用符号“QG”表示气缸,分别用符号:“A、B、C、D、H”表示 无缓冲气缸、细杆(标准杆)缓冲气缸、粗杆缓冲气缸、气-液阻尼缸及回转气缸。 例如标记为QGA100×125的标准化气缸,即是缸筒直径为100mm,行程为125mm的无缓冲普通气缸。 缸径D和行程S是标准化气缸的主要参数。
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