氣缸的類型及原理結(jié)構(gòu)

1、氣缸的工作原理1 普通氣缸(1) 單作用氣缸如圖5-1所示為彈簧復(fù)位式單作用氣缸，這種氣缸在夾緊裝置中應(yīng)用較多。這種汽缸一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)由氣壓驅(qū)動(dòng)，另一方向的運(yùn)動(dòng)由其他機(jī)械力驅(qū)動(dòng)。Ao1后缸蓋 2活塞 3彈簧 4活塞桿 5密封件 6前缸蓋圖5-1彈簧復(fù)位式單作用氣缸(2) 雙作用氣缸單活塞桿雙作用氣缸的結(jié)構(gòu)原理如圖5-2所示。所謂雙作用是指活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)均由壓縮空氣來(lái)推動(dòng)。在單伸出活塞桿的動(dòng)力缸中，因活塞右邊面積比較大，當(dāng)空氣壓力作用在右邊時(shí)，提供一慢速的和作用力大的工作行程；返回行程時(shí)，由于活塞左邊的面積較小，所以速度較快而作用力變小。此類氣缸的使用最為廣泛，一般應(yīng)用于包裝機(jī)械、食品機(jī)械、加工

2、機(jī)械等設(shè)備上。1后缸蓋 2.密封圈3.緩沖密封圈4.活塞密封圈 5.活塞 6.緩沖柱塞 7.活塞桿&缸筒9.緩沖節(jié)流閥 10.導(dǎo)向套11.前缸蓋12.防塵密封圈13.磁鐵14.導(dǎo)向環(huán) 圖5-2普通型單活塞桿雙作用氣缸2.特殊氣缸(1)氣液阻尼缸氣液阻尼氣缸是由氣缸和液壓缸組合而成，它以壓縮空氣為能源， 利用油液的不可壓縮性和控制流量來(lái)獲得活塞的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)活塞的運(yùn)動(dòng)速度。圖5-3所示的工作原理。它的液壓缸和氣缸共用同一缸體，兩活塞固定在同一活塞桿上。1氣缸 2液壓缸 3單向閥 4油箱 5節(jié)流閥圖5-3 氣液阻尼缸氣液阻尼缸運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)， 停位精確，噪聲小，與液壓缸相比，它不需要液壓源，經(jīng)

3、濟(jì)性好。 同時(shí)具有氣缸和液壓缸的優(yōu)點(diǎn)。（2）薄膜式氣缸如圖5-4所示為薄膜式氣缸，它是一種利用膜片在壓縮空氣作用下產(chǎn)生變形來(lái)推動(dòng)活塞桿做直線運(yùn)動(dòng)的氣缸。它有單作用式（圖5-4a）所示和雙作用式（圖5-4b）所示兩種。薄膜式氣缸中的膜片有平膜片和盤形膜片兩種，因受膜片變形量限制， 活塞位移較小，一般都不超過(guò)50mm。Ta)b)圖5-4薄膜式氣缸1缸體2膜片3膜盤 4活塞桿（3）無(wú)活塞桿氣缸無(wú)桿氣缸沒(méi)有普通氣缸的剛性活塞桿，它利用活塞直接或間接實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，如圖5-5所示，無(wú)桿氣缸由缸筒2,防塵和抗壓密封件7、4，無(wú)桿活塞3,左右端蓋1,傳動(dòng)舌片5,導(dǎo) 架6等組成。拉制而成的鋁氣缸筒沿軸向長(zhǎng)度方向

4、開(kāi)槽，為防止內(nèi)部壓縮空氣泄漏和外部雜 物侵入，槽被內(nèi)部抗壓密封件4和外部防塵密封件7密封。內(nèi)、外密封件都是塑料擠壓成形件， 且互相夾持固定，如圖10. 10b所示。無(wú)桿活塞3的兩端帶有唇型密封圈。活塞兩端分別進(jìn)、 排氣，活塞將在缸筒內(nèi)往復(fù)移動(dòng)。 該運(yùn)動(dòng)通過(guò)缸筒槽的傳動(dòng)舌片 5被傳遞到承受負(fù)載的導(dǎo)架 6 上。此時(shí)，傳動(dòng)舌片將防塵密封件7與抗壓密封件4擠開(kāi)，但它們?cè)诟淄驳膬啥巳匀皇腔ハ鄪A 持的。因此，傳動(dòng)舌片與導(dǎo)架組件在氣缸上移動(dòng)時(shí)無(wú)壓縮空氣泄漏。無(wú)桿氣缸缸徑范圍為2563mm，行程可達(dá)10m。這種氣缸最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了安裝空間，特別適用于小缸徑長(zhǎng)行程的場(chǎng)合。在自動(dòng)化系統(tǒng)、氣動(dòng)機(jī)器人中獲得大量應(yīng)用

5、。AAa >部防塵密對(duì)7圖5-5 無(wú)桿氣缸a）無(wú)桿氣缸結(jié)構(gòu)圖b）缸筒槽密圭寸布置I一左、右缸蓋2缸筒3無(wú)桿活塞4一內(nèi)部抗壓密圭寸件5一傳動(dòng)舌片6導(dǎo)架7外部防塵密封件（4）沖擊氣缸沖擊氣缸把壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為活塞高速運(yùn)動(dòng)能量的一種氣缸。活塞最大速度可以達(dá)到10m/s以上，禾U用此動(dòng)能做功，與同尺寸的普通氣缸相比，其沖擊能要大上百倍。沖擊氣缸有普通型和快速型兩種，它們的工作原理相同，圖5-6所示為普通沖擊氣缸的結(jié)構(gòu)原理圖。圖5-6普通沖擊氣缸的結(jié)構(gòu)原理圖沖擊氣缸在結(jié)構(gòu)上分為活塞桿腔5、活塞腔4和蓄能腔1三個(gè)工作腔，以及帶有排氣小孔3的中蓋2，沖擊氣缸的工作過(guò)程一般分為如下三步。1）壓縮空氣

6、進(jìn)入沖擊氣缸活塞桿腔，蓄能腔與活塞腔通大氣，活塞上移至上限位置，封住中蓋上的噴嘴，中蓋與活塞間的環(huán)型空間經(jīng)排氣小孔3與大氣相通。2）蓄能腔進(jìn)氣，其壓力逐漸上升，在與中蓋噴嘴口相密封接觸的活塞面上，其承受的向下推力逐漸增大，與此同時(shí)，活塞桿腔排氣，其壓力逐漸變小，活塞桿腔活塞下端面上的受力逐漸減小。3）當(dāng)活塞上端推力大于下端的推力時(shí)，活塞立即離開(kāi)噴嘴口向下運(yùn)動(dòng)，在噴嘴打開(kāi)的 瞬間，活塞腔與蓄能腔立刻連通，活塞上端的承壓面突然增大為整個(gè)活塞面，于是活塞在巨大的壓力差作用下，加速向下運(yùn)動(dòng)，使活塞、活塞桿等運(yùn)動(dòng)部件在瞬間加速達(dá)到很高的速度，獲得最大沖擊速度和能量。（5）擺動(dòng)氣缸擺動(dòng)氣缸也稱擺動(dòng)氣馬達(dá)，

7、是一種在小于360°角度范圍內(nèi)做往復(fù)擺動(dòng)的氣動(dòng)執(zhí)行元件，輸出力矩使機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)。擺動(dòng)氣缸的最大擺動(dòng)角度分別為90° 180° 270°三種規(guī)格。擺動(dòng)氣缸按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為葉片式、齒輪齒條式等。葉片式擺動(dòng)氣缸分為單葉片式和雙葉片式兩種。單葉片式輸出軸擺動(dòng)角度小于360。，雙葉片式輸出軸擺動(dòng)角小于180°它是由葉片軸轉(zhuǎn)子（輸出軸）、定子、缸體和前后端蓋等組成的。圖5-7所示為葉片式擺動(dòng)氣缸的結(jié)構(gòu)原理，在輸出轉(zhuǎn)矩相同的擺動(dòng)氣缸中，葉片式 體積最小，質(zhì)量最輕。a)b)圖5-7葉片式擺動(dòng)氣缸的結(jié)構(gòu)原理圖氣缸的選用汽缸選用的基本原則是：1） 根據(jù)工作任務(wù)對(duì)

8、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要求，選擇氣缸的結(jié)構(gòu)形式及安裝方式（參考表5-1與表5-2）。2）根據(jù)工作機(jī)構(gòu)所需力的大小來(lái)確定活塞桿的推力和拉力。3）根據(jù)工作機(jī)構(gòu)任務(wù)的要求，確定行程。一般不使用滿行程。4）推薦氣缸工作速度在 0.5lm/s左右，并按此原則選擇管路及控制元件。表5-1常用氣缸的結(jié)構(gòu)及功能類型名稱簡(jiǎn)圖原理及功能單 作 用 氣 缸活塞式氣缸壓縮空氣驅(qū)動(dòng)活塞向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，借助外力復(fù)位，可以節(jié)約壓縮空氣，節(jié)省能源CLrI巾1壓縮空氣作用在膜片上，使活塞桿向一 個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，靠彈簧復(fù)位，密封性好，適用 于小行程薄膜式氣缸4壓縮空氣作用在膜片上，使活塞桿向一 個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，靠彈簧復(fù)位，密封性好，適用 于小行程柱塞式氣缸柱塞向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，靠外力返回。穩(wěn) 定性較好，用于小直徑氣缸nH普通式氣缸雙出桿氣缸作用不可調(diào)緩沖式氣缸氣缸可調(diào)式緩沖氣缸Cd利用壓縮空氣使活塞向兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng), 兩個(gè)方向箱出的力和速度不等活塞兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的速度和輸出力均 相等，適用于長(zhǎng)行程活塞臨近行程終點(diǎn)時(shí)， 減速制動(dòng)，減速 值不可調(diào)整。（a ）為單向緩沖，（b ）為雙向 緩沖活塞臨近行程終點(diǎn)時(shí)