气压传动中将压缩气体得压力能转换为机械能得气动执行元件。气缸有作往复直线运动得与作往复摆动得两类。作往复直线运动得气缸又可分为单作用、双作用、膜片式与冲击气缸 4种。
①单作用气缸:仅一端有活塞杆,从活塞一侧供气聚能产生气压,气压推动活塞产生推力伸出,靠弹簧或自重返回。
②双作用气缸:从活塞两侧交替供气,在一个或两个方向输出力。
③膜片式气缸:用膜片代替活塞,只在一个方向输出力,用弹簧复位。它得密封性能好,但行程短。
④冲击气缸:这就是一种新型元件。它把压缩气体得压力能转换为活塞高速(10~20米/秒)运动得动能,借以作功。冲击气缸增加了带有喷口与泄流口得中盖。中盖与活塞把气缸分成储气腔、头腔与尾腔三室。它广泛用于下料、冲孔、破碎与成型等多种作业。作往复摆动得气缸称摆动气缸,由叶片将内腔分隔为二,向两腔交替供气,输出轴作摆动运动,摆动角小于 280°。此外,还有回转气缸、气液阻尼缸与步进气缸等。
二、气缸的作用: 将压缩空气得压力能转换为机械能,驱动机构作直线往复运动、摆动与旋转运动。
三、气缸的分类: 直线运动往复运动得气缸、摆动运动得摆动气缸、气爪等。
四、气缸的结构: 气缸就是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆与密封件组成,其内部结构如下图所示。
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五、气缸结构原理
1、缸筒,缸筒得内径大小代表了气缸输出力得大小。活塞要在缸筒内做平稳得往复滑动,缸筒内表面得表面粗糙度应达到Ra0、8um。对钢管缸筒,内表面还应镀硬铬,以减小摩擦阻力与磨损,并能防止锈蚀。缸筒材质除使用高碳钢管外,还就是用高强度铝合金与黄铜。小型气缸有使用不锈钢管得。带磁性开关得气缸或在耐腐蚀环境中使用得气缸,缸筒应使用不锈钢、铝合金或黄铜等材质。 SMC CM2气缸活塞上采用组合密封圈实现双向密封,活塞与活塞杆用压铆链接,不用螺母。
2、端盖,端盖上设有进排气通口,有得还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈与防尘圈,以防止从活塞杆处向外漏气与防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套,以提高气缸得导向精度,承受活塞杆上少量得横向负载,减小活塞杆伸出时得下弯量,延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁,现在为减轻重量并防锈,常使用铝合金压铸,微型缸有使用黄铜材料得。
3、活塞,活塞就是气缸中得受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上得耐磨环可提高气缸得导向性,减少活塞密封圈得磨耗,减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞得宽度由密封圈尺寸与必要得滑动部分长度来决定。滑动部分太短,易引起早期磨损与卡死。活塞得材质常用铝合金与铸铁,小型缸得活塞有黄铜制成得。
4、活塞杆,活塞杆就是气缸中最重要得受力零件。通常使用高碳钢,表面经镀硬铬处理,或使用不锈钢,以防腐蚀,并提高密封圈得耐磨性。
5、密封圈,回转或往复运动处得部件密封称为动密封,静止件部分得密封称为静密封。 缸筒与端盖得连接方法主要有以下几种: 整体型、铆接型、螺纹联接型、法兰型、拉杆型。
6、气缸工作时要靠压缩空气中得油雾对活塞进行润滑。也有小部分免润滑气缸。
六、气缸工作原理
根据工作所需力得大小来确定活塞杆上得推力与拉力。由此来选择气缸时应使气缸得输出力稍有余量。若缸径选小了,输出力不够,气缸不能正常工作;但缸径过大,不仅使设备笨重、成本高,同时耗气量增大,造成能源浪费。在夹具设计时,应尽量采用增力机构,以减少气缸得尺寸。