氣動(dòng)執(zhí)行元件課件

第十三章

氣動(dòng)執(zhí)行元件第十三章

氣動(dòng)執(zhí)行元件1§13.1、氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)執(zhí)行元件：是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。包括氣缸和氣馬達(dá)。實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和做功的是氣缸；實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和做功的是氣馬達(dá)。在氣動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，氣缸由于其相對(duì)較低的成本、容易安裝、結(jié)構(gòu)簡單、耐用、各種缸徑尺寸及行程可選，因而是應(yīng)用最廣泛的一種執(zhí)行元件。液壓與氣動(dòng)技術(shù)§13.1、氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)執(zhí)行元件：是將壓縮空氣的壓力能2(一)、氣缸的分類1、按結(jié)構(gòu)分類，其分類如圖。

一、氣缸液壓與氣動(dòng)技術(shù)(一)、氣缸的分類1、按結(jié)構(gòu)分類，其分類如圖。一、氣缸液壓32、按尺寸分類通常將缸徑為2.5～6mm的稱為微型氣缸8～25mm為小型氣缸32～320mm為中型氣缸大于320mm為大型氣缸。

液壓與氣動(dòng)技術(shù)2、按尺寸分類液壓與氣動(dòng)技術(shù)43、按安裝方式分類液壓與氣動(dòng)技術(shù)3、按安裝方式分類液壓與氣動(dòng)技術(shù)54、按緩沖方式分類活塞運(yùn)動(dòng)到行程終端的速度較大，為防止活塞在行程終端撞擊端蓋造成氣缸損傷和降低撞擊噪音，在氣缸行程終端，一般都設(shè)有緩沖裝置。緩沖可分為單側(cè)緩沖和雙側(cè)緩沖，固定緩沖和可調(diào)緩沖。設(shè)有緩沖裝置的氣缸，稱緩沖氣缸；否則，就是無緩沖氣缸。無緩沖氣缸適用于微型氣缸、小型單作用氣缸和短行程氣缸。液壓與氣動(dòng)技術(shù)4、按緩沖方式分類液壓與氣動(dòng)技術(shù)65、按潤滑方式分類可分為給油氣缸和不給油氣缸兩種。給油氣缸使用的工作介質(zhì)是含油霧的壓縮空氣，對(duì)氣缸內(nèi)活塞、缸筒等相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行潤滑。不給油氣缸所使用的壓縮空氣中不含油霧，是靠裝配前預(yù)先添加在密封圈內(nèi)的潤滑脂使氣缸運(yùn)動(dòng)部件潤滑的。6、按驅(qū)動(dòng)方式分類按驅(qū)動(dòng)氣缸時(shí)壓縮空氣作用在活塞端面上的方向分有單作用氣缸和雙作用氣缸兩種。

液壓與氣動(dòng)技術(shù)5、按潤滑方式分類給油氣缸使用的工作介質(zhì)是含油霧的壓縮空氣，7(二）典型氣缸（1）普通氣缸缸筒內(nèi)只有一個(gè)活塞和一個(gè)活塞桿的氣缸。有單作用和雙作用氣缸兩種。

雙作用氣缸動(dòng)作原理（Double-actingcylinders）液壓與氣動(dòng)技術(shù)(二）典型氣缸（1）普通氣缸雙作用氣缸動(dòng)作原理（Double8單作用氣缸只在動(dòng)作方向需要壓縮空氣，故可節(jié)約一半壓縮空氣。主要用在夾緊、退料、阻擋、壓入、舉起和進(jìn)給等操作上。單作用氣缸動(dòng)作原理（Single-actingcylinders）

液壓與氣動(dòng)技術(shù)單作用氣缸動(dòng)作原理（Single-actingcylind9氣缸的缸筒內(nèi)徑D（簡稱缸徑）和活塞行程L是選擇氣缸的重要參數(shù)。a．

缸徑D：氣缸的缸筒內(nèi)徑尺寸見下表(GB2348)（3）氣缸的規(guī)格

液壓與氣動(dòng)技術(shù)氣缸的缸筒內(nèi)徑D（簡稱缸徑）和活塞行程L是選擇氣缸的重要參數(shù)10

b．

活塞行程L氣缸活塞行程系列按照優(yōu)先順序分成三個(gè)等級(jí)選用，見表9-2至表9-4。

液壓與氣動(dòng)技術(shù)

b．活塞行程L液壓與氣動(dòng)技術(shù)11c.

常用中小型氣缸尺寸其中標(biāo)準(zhǔn)行程是指符合行程系列尺寸的，生產(chǎn)廠商能正常供貨的規(guī)格。

液壓與氣動(dòng)技術(shù)c.常用中小型氣缸尺寸液壓與氣動(dòng)技術(shù)12氣缸的理論輸出力普通雙作用氣缸的理論推力（N）為：式中,D一缸徑(m)，p一氣缸的工作壓力(Pa)。理論拉力(N)為：式中,d一活塞桿直徑（m）時(shí),估算時(shí)可令d=0.2-0.3D。（4）.普通氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算

液壓與氣動(dòng)技術(shù)氣缸的理論輸出力（4）.普通氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓與氣動(dòng)技術(shù)13無桿氣桿沒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)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。行程為L的有活塞桿氣缸，沿行程方向的實(shí)際占有安裝空間約為2.2L。沒有活塞桿，則占有安裝空間僅為1.2L，且行程缸徑比可達(dá)50至100。這種氣缸的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了安裝空間，特別適用于小缸徑、長行程的場合。無桿氣缸主要分為機(jī)械接觸式和磁性耦合式兩種。通常將磁性耦合無桿氣缸稱為磁性氣缸。（三）.無桿氣缸(Rodlesscylinder)

液壓與氣動(dòng)技術(shù)無桿氣桿沒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)往14a.機(jī)械接觸式無桿氣桿液壓與氣動(dòng)技術(shù)a.機(jī)械接觸式無桿氣桿液壓與氣動(dòng)技術(shù)15液壓與氣動(dòng)技術(shù)液壓與氣動(dòng)技術(shù)16b.磁性耦合式無桿氣桿

液壓與氣動(dòng)技術(shù)b.磁性耦合式無桿氣桿

液壓與氣動(dòng)技術(shù)17擺動(dòng)氣缸是出力軸被限制在某個(gè)角度內(nèi)做往復(fù)擺動(dòng)的一種氣缸，又稱為旋轉(zhuǎn)氣缸。擺動(dòng)氣缸目前在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，多用于安裝位置受到限制，或轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于3600的回轉(zhuǎn)工作部件，其動(dòng)作原理也是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。常用的擺動(dòng)氣缸的最大擺動(dòng)角度分為900、1800、2700三種規(guī)格。圖9-12為其應(yīng)用實(shí)例。按照擺動(dòng)氣缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為齒輪齒條式和葉片式兩類。（四）.擺動(dòng)氣缸(Rotarycylinder)液壓與氣動(dòng)技術(shù)擺動(dòng)氣缸是出力軸被限制在某個(gè)角度內(nèi)做往復(fù)擺動(dòng)的一種氣缸，又稱18a.齒輪齒條式液壓與氣動(dòng)技術(shù)a.齒輪齒條式液壓與氣動(dòng)技術(shù)19b、葉片式擺動(dòng)氣缸

液壓與氣動(dòng)技術(shù)b、葉片式擺動(dòng)氣缸

液壓與氣動(dòng)技20氣爪能實(shí)現(xiàn)各種抓取功能，是現(xiàn)代氣動(dòng)機(jī)械手的關(guān)鍵部件。圖9-15所示的氣爪的特點(diǎn)是：所有的結(jié)構(gòu)都是雙作用的，能實(shí)現(xiàn)雙向抓取，可自動(dòng)對(duì)中，重復(fù)精度高；抓取力矩恒定；在氣缸兩側(cè)可安裝非接觸式檢測開關(guān)；有多種安裝、連接方式。（五）、氣爪（手指氣缸）（Gripper）液壓與氣動(dòng)技術(shù)氣爪能實(shí)現(xiàn)各種抓取功能，是現(xiàn)代氣動(dòng)機(jī)械手的關(guān)鍵部件。（五）21圖（a）所示為FESTO平行氣爪，平行氣爪通過兩個(gè)活塞工作，兩個(gè)氣爪對(duì)心移動(dòng)。這種氣爪可以輸出很大的抓取力，既可用內(nèi)抓取，也可用于外抓取。圖（b）所示為FESTO擺動(dòng)氣爪，內(nèi)外抓取400擺角，抓取力大，并確保抓取力矩始終恒定。圖（c）所示為FESTO旋轉(zhuǎn)氣爪，其動(dòng)作和齒輪齒條的嚙合原理相似。兩個(gè)氣爪可同時(shí)移動(dòng)并自動(dòng)對(duì)中，其齒輪齒條原理確保了抓取力矩始終桓定。圖（d）所示為FESTO三點(diǎn)氣爪，三個(gè)氣爪同時(shí)開閉，適合夾持圓柱體工件及工件的壓入工作。氣動(dòng)執(zhí)行元件液壓與氣動(dòng)技術(shù)圖（a）所示為FESTO平行氣爪，平行氣爪通過兩個(gè)活塞工作，22氣動(dòng)執(zhí)行元件FESTO氣爪液壓與氣動(dòng)技術(shù)氣動(dòng)執(zhí)行元件FESTO氣爪液壓與氣動(dòng)23氣動(dòng)人工肌肉氣動(dòng)人工肌肉是一種體積小巧、柔軟、重量輕、工作簡單、容易控制的仿生學(xué)產(chǎn)品，它由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)作推拉動(dòng)作，其過程就像人體的肌肉運(yùn)動(dòng)。氣動(dòng)人工肌肉具有變剛度特性,它的剛度可通過控制橡膠管內(nèi)的氣壓實(shí)現(xiàn),調(diào)節(jié)管內(nèi)氣壓的大小就可改變肌肉的剛度,它的剛度大小決定肌肉的驅(qū)動(dòng)力液壓與氣動(dòng)技術(shù)氣動(dòng)人工肌肉氣動(dòng)人工肌肉是一種體積小24第十三章

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氣動(dòng)執(zhí)行元件25§13.1、氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)執(zhí)行元件：是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。包括氣缸和氣馬達(dá)。實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和做功的是氣缸；實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和做功的是氣馬達(dá)。在氣動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，氣缸由于其相對(duì)較低的成本、容易安裝、結(jié)構(gòu)簡單、耐用、各種缸徑尺寸及行程可選，因而是應(yīng)用最廣泛的一種執(zhí)行元件。液壓與氣動(dòng)技術(shù)§13.1、氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)執(zhí)行元件：是將壓縮空氣的壓力能26(一)、氣缸的分類1、按結(jié)構(gòu)分類，其分類如圖。

一、氣缸液壓與氣動(dòng)技術(shù)(一)、氣缸的分類1、按結(jié)構(gòu)分類，其分類如圖。一、氣缸液壓272、按尺寸分類通常將缸徑為2.5～6mm的稱為微型氣缸8～25mm為小型氣缸32～320mm為中型氣缸大于320mm為大型氣缸。

液壓與氣動(dòng)技術(shù)2、按尺寸分類液壓與氣動(dòng)技術(shù)283、按安裝方式分類液壓與氣動(dòng)技術(shù)3、按安裝方式分類液壓與氣動(dòng)技術(shù)294、按緩沖方式分類活塞運(yùn)動(dòng)到行程終端的速度較大，為防止活塞在行程終端撞擊端蓋造成氣缸損傷和降低撞擊噪音，在氣缸行程終端，一般都設(shè)有緩沖裝置。緩沖可分為單側(cè)緩沖和雙側(cè)緩沖，固定緩沖和可調(diào)緩沖。設(shè)有緩沖裝置的氣缸，稱緩沖氣缸；否則，就是無緩沖氣缸。無緩沖氣缸適用于微型氣缸、小型單作用氣缸和短行程氣缸。液壓與氣動(dòng)技術(shù)4、按緩沖方式分類液壓與氣動(dòng)技術(shù)305、按潤滑方式分類可分為給油氣缸和不給油氣缸兩種。給油氣缸使用的工作介質(zhì)是含油霧的壓縮空氣，對(duì)氣缸內(nèi)活塞、缸筒等相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行潤滑。不給油氣缸所使用的壓縮空氣中不含油霧，是靠裝配前預(yù)先添加在密封圈內(nèi)的潤滑脂使氣缸運(yùn)動(dòng)部件潤滑的。6、按驅(qū)動(dòng)方式分類按驅(qū)動(dòng)氣缸時(shí)壓縮空氣作用在活塞端面上的方向分有單作用氣缸和雙作用氣缸兩種。

液壓與氣動(dòng)技術(shù)5、按潤滑方式分類給油氣缸使用的工作介質(zhì)是含油霧的壓縮空氣，31(二）典型氣缸（1）普通氣缸缸筒內(nèi)只有一個(gè)活塞和一個(gè)活塞桿的氣缸。有單作用和雙作用氣缸兩種。

雙作用氣缸動(dòng)作原理（Double-actingcylinders）液壓與氣動(dòng)技術(shù)(二）典型氣缸（1）普通氣缸雙作用氣缸動(dòng)作原理（Double32單作用氣缸只在動(dòng)作方向需要壓縮空氣，故可節(jié)約一半壓縮空氣。主要用在夾緊、退料、阻擋、壓入、舉起和進(jìn)給等操作上。單作用氣缸動(dòng)作原理（Single-actingcylinders）

液壓與氣動(dòng)技術(shù)單作用氣缸動(dòng)作原理（Single-actingcylind33氣缸的缸筒內(nèi)徑D（簡稱缸徑）和活塞行程L是選擇氣缸的重要參數(shù)。a．

缸徑D：氣缸的缸筒內(nèi)徑尺寸見下表(GB2348)（3）氣缸的規(guī)格

液壓與氣動(dòng)技術(shù)氣缸的缸筒內(nèi)徑D（簡稱缸徑）和活塞行程L是選擇氣缸的重要參數(shù)34

b．

活塞行程L氣缸活塞行程系列按照優(yōu)先順序分成三個(gè)等級(jí)選用，見表9-2至表9-4。

液壓與氣動(dòng)技術(shù)

b．活塞行程L液壓與氣動(dòng)技術(shù)35c.

常用中小型氣缸尺寸其中標(biāo)準(zhǔn)行程是指符合行程系列尺寸的，生產(chǎn)廠商能正常供貨的規(guī)格。

液壓與氣動(dòng)技術(shù)c.常用中小型氣缸尺寸液壓與氣動(dòng)技術(shù)36氣缸的理論輸出力普通雙作用氣缸的理論推力（N）為：式中,D一缸徑(m)，p一氣缸的工作壓力(Pa)。理論拉力(N)為：式中,d一活塞桿直徑（m）時(shí),估算時(shí)可令d=0.2-0.3D。（4）.普通氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算

液壓與氣動(dòng)技術(shù)氣缸的理論輸出力（4）.普通氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓與氣動(dòng)技術(shù)37無桿氣桿沒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)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。行程為L的有活塞桿氣缸，沿行程方向的實(shí)際占有安裝空間約為2.2L。沒有活塞桿，則占有安裝空間僅為1.2L，且行程缸徑比可達(dá)50至100。這種氣缸的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了安裝空間，特別適用于小缸徑、長行程的場合。無桿氣缸主要分為機(jī)械接觸式和磁性耦合式兩種。通常將磁性耦合無桿氣缸稱為磁性氣缸。（三）.無桿氣缸(Rodlesscylinder)

液壓與氣動(dòng)技術(shù)無桿氣桿沒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)往38a.機(jī)械接觸式無桿氣桿液壓與氣動(dòng)技術(shù)a.機(jī)械接觸式無桿氣桿液壓與氣動(dòng)技術(shù)39液壓與氣動(dòng)技術(shù)液壓與氣動(dòng)技術(shù)40b.磁性耦合式無桿氣桿

液壓與氣動(dòng)技術(shù)b.磁性耦合式無桿氣桿

液壓與氣動(dòng)技術(shù)41擺動(dòng)氣缸是出力軸被限制在某個(gè)角度內(nèi)做往復(fù)擺動(dòng)的一種氣缸，又稱為旋轉(zhuǎn)氣缸。擺動(dòng)氣缸目前在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，多用于安裝位置受到限制，或轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于3600的回轉(zhuǎn)工作部件，其動(dòng)作原理也是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。常用的擺動(dòng)氣缸的最大擺動(dòng)角度分為900、1800、2700三種規(guī)格。圖9-12為其應(yīng)用實(shí)例。按照擺動(dòng)氣缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為齒輪齒條式和葉片式兩類。（四）.擺動(dòng)氣缸(Rotarycylinder)液壓與氣動(dòng)技術(shù)擺動(dòng)氣缸是出力軸被限制在某個(gè)角度內(nèi)做往復(fù)擺動(dòng)的一種氣缸，又稱42a.齒輪齒條式液壓與氣動(dòng)技術(shù)a.齒輪齒條式液壓與氣動(dòng)技術(shù)43b、葉片式擺動(dòng)氣缸

液壓與氣動(dòng)技術(shù)b、葉片式擺動(dòng)氣缸

液壓與氣動(dòng)技44氣爪能實(shí)現(xiàn)各種抓取功能，是現(xiàn)代氣動(dòng)機(jī)械手的關(guān)鍵部件。圖9-15所示的氣爪的特點(diǎn)是：所有的結(jié)構(gòu)都是雙作用的，能實(shí)現(xiàn)雙向抓取，可自動(dòng)對(duì)中，重復(fù)精度高；抓取力矩恒定；在氣缸兩側(cè)可安裝非接觸式檢測開關(guān)；有多種安裝、連接方式。（五）、氣爪（手指氣缸）（Gr