氣缸的類型及原理結構

1、氣缸的工作原理1 普通氣缸(1) 單作用氣缸如圖5-1所示為彈簧復位式單作用氣缸，這種氣缸在夾緊裝置中應用較多。這種汽缸一個方向的運動由氣壓驅動，另一方向的運動由其他機械力驅動。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彈簧復位式單作用氣缸(2) 雙作用氣缸單活塞桿雙作用氣缸的結構原理如圖5-2所示。所謂雙作用是指活塞的往復運動均由壓縮空氣來推動。在單伸出活塞桿的動力缸中，因活塞右邊面積比較大，當空氣壓力作用在右邊時，提供一慢速的和作用力大的工作行程；返回行程時，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，一般應用于包裝機械、食品機械、加工

2、機械等設備上。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.導向套11.前缸蓋12.防塵密封圈13.磁鐵14.導向環(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獲得活塞的平穩(wěn)運動，調(diào)節(jié)活塞的運動速度。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動平穩(wěn)， 停位精確，噪聲小，與液壓缸相比，它不需要液壓源，經(jīng)

3、濟性好。 同時具有氣缸和液壓缸的優(yōu)點。（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)生變形來推動活塞桿做直線運動的氣缸。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）無活塞桿氣缸無桿氣缸沒有普通氣缸的剛性活塞桿，它利用活塞直接或間接實現(xiàn)直線運動，如圖5-5所示，無桿氣缸由缸筒2,防塵和抗壓密封件7、4，無桿活塞3,左右端蓋1,傳動舌片5,導 架6等組成。拉制而成的鋁氣缸筒沿軸向長度方向

4、開槽，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。無桿活塞3的兩端帶有唇型密封圈?；钊麅啥朔謩e進、 排氣，活塞將在缸筒內(nèi)往復移動。 該運動通過缸筒槽的傳動舌片 5被傳遞到承受負載的導架 6 上。此時，傳動舌片將防塵密封件7與抗壓密封件4擠開，但它們在缸筒的兩端仍然是互相夾 持的。因此，傳動舌片與導架組件在氣缸上移動時無壓縮空氣泄漏。無桿氣缸缸徑范圍為2563mm，行程可達10m。這種氣缸最大的優(yōu)點是節(jié)省了安裝空間，特別適用于小缸徑長行程的場合。在自動化系統(tǒng)、氣動機器人中獲得大量應用

5、。AAa >部防塵密對7圖5-5 無桿氣缸a）無桿氣缸結構圖b）缸筒槽密圭寸布置I一左、右缸蓋2缸筒3無桿活塞4一內(nèi)部抗壓密圭寸件5一傳動舌片6導架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化為活塞高速運動能量的一種氣缸。活塞最大速度可以達到10m/s以上，禾U用此動能做功，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構原理圖。圖5-6普通沖擊氣缸的結構原理圖沖擊氣缸在結構上分為活塞桿腔5、活塞腔4和蓄能腔1三個工作腔，以及帶有排氣小孔3的中蓋2，沖擊氣缸的工作過程一般分為如下三步。1）壓縮空氣

6、進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，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）當活塞上端推力大于下端的推力時，活塞立即離開噴嘴口向下運動，在噴嘴打開的 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活塞面，于是活塞在巨大的壓力差作用下，加速向下運動，使活塞、活塞桿等運動部件在瞬間加速達到很高的速度，獲得最大沖擊速度和能量。（5）擺動氣缸擺動氣缸也稱擺動氣馬達，

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

8、機構運動要求，選擇氣缸的結構形式及安裝方式（參考表5-1與表5-2）。2）根據(jù)工作機構所需力的大小來確定活塞桿的推力和拉力。3）根據(jù)工作機構任務的要求，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常用氣缸的結構及功能類型名稱簡圖原理及功能單 作 用 氣 缸活塞式氣缸壓縮空氣驅動活塞向一個方向運動，借助外力復位，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 個方向運動，靠彈簧復位，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 個方向運動，靠彈簧復位，密封性好，適用 于小行程柱塞式氣缸柱塞向一個方向運動，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方向運動, 兩個方向箱出的力和速度不等活塞兩個方向運動的速度和輸出力均 相等，適用于長行程活塞臨近行程終點時， 減速制動，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時