缸>@SMC氣缸<SMC/SMC氣缸資料

SMC氣缸>@SMC氣缸<SMC/SMC氣缸資料
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SMC氣缸-介紹
引導(dǎo)活塞在其中進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒形金屬機(jī)件。工質(zhì)在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中通過(guò)膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；氣體在壓縮機(jī)氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力。渦輪機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)等的殼體通常也稱“氣缸”。 　　氣缸的應(yīng)用域：印刷（張力控制）、半導(dǎo)體（點(diǎn)焊機(jī)、芯片研磨）、自動(dòng)化控制、機(jī)器人等等 　　英文名：cylinder
SMC氣缸-氣缸種類
氣壓傳動(dòng)中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的氣動(dòng)執(zhí)行元件。氣缸有作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的和作往復(fù)擺動(dòng)的兩類（見(jiàn)圖）。作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的氣缸又可分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊氣缸 4種?！　、賳巫饔脷飧祝簝H端有活塞桿，從活塞側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動(dòng)活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。 　　②雙作用氣缸：從活塞兩側(cè)交替供氣，在個(gè)或兩個(gè)方向輸出力。 　?、勰て綒飧祝河媚て婊钊?，只在個(gè)方向輸出力，用彈簧復(fù)位。它的密封好，但行程短。 　?、軟_擊氣缸：這是種新型元件。它把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞高速（10～20米／秒）運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，借以作功。沖擊氣缸增加了帶有噴口和泄流口的中蓋。中蓋和活塞把氣缸分成儲(chǔ)氣腔、頭腔和尾腔三室。它廣泛用于下料、沖孔、破碎和成型等多種作業(yè)。作往復(fù)擺動(dòng)的氣缸稱擺動(dòng)氣缸，由葉片將內(nèi)腔分隔為二，向兩腔交替供氣，輸出軸作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)角小于 280°。此外，還有回轉(zhuǎn)氣缸、氣液阻尼缸和步進(jìn)氣缸等。
SMC氣缸的作用：
將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
SMC氣缸的分類：
直線運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)氣缸、氣爪等。
SMC氣缸的結(jié)構(gòu)：
SMC氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：SMC氣缸原理圖　　1）缸筒 　　缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小?；钊诟淄矁?nèi)做平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng)，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8um。對(duì)鋼管缸筒，內(nèi)表面還應(yīng)鍍硬鉻，以減小摩擦阻力和磨損，并能防止銹蝕。缸筒材質(zhì)除使用高碳鋼管外，還是用高強(qiáng)度鋁合金和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開(kāi)關(guān)的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸，缸筒應(yīng)使用不銹鋼、鋁合金或黃銅等材質(zhì)。 　　SMC CM2氣缸活塞上采用組合密封圈實(shí)現(xiàn)雙向密封，活塞與活塞桿用壓鉚鏈接，不用螺母。 　　2）端蓋 　　端蓋上設(shè)有進(jìn)排氣通口，有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有導(dǎo)向套，以提高氣缸的導(dǎo)向精度，承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載，減小活塞桿伸出時(shí)的下彎量，延長(zhǎng)氣缸使用壽命。導(dǎo)向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過(guò)去常用可鍛鑄鐵，現(xiàn)在為減輕重量并防銹，常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材料的。 　　3）活塞 　　活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣，設(shè)有活塞密封圈。活塞上的耐磨環(huán)可提高氣缸的導(dǎo)向性，減少活塞密封圈的磨耗，減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長(zhǎng)使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹(shù)脂等材料?；钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅匾幕瑒?dòng)部分長(zhǎng)度來(lái)決定?；瑒?dòng)部分太短，易引起早期磨損和卡死?；钊牟馁|(zhì)常用鋁合金和鑄鐵，小型缸的活塞有黃銅制成的。 　　4）活塞桿 　　活塞桿是氣缸中zui重要的受力零件。通常使用高碳鋼，表面經(jīng)鍍硬鉻處理，或使用不銹鋼，以防腐蝕，并提高密封圈的耐磨性。 　　5）密封圈 　　回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)處的部件密封稱為動(dòng)密封，靜止件部分的密封稱為靜密封。 　　缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種： 　　整體型、鉚接型、螺紋聯(lián)接型、法蘭型、拉桿型。 　　6）氣缸工作時(shí)要靠壓縮空氣中的油霧對(duì)活塞進(jìn)行潤(rùn)滑。也有小部分免潤(rùn)滑氣缸。
SMC氣缸-工作原理
根據(jù)工作所需力的大小來(lái)確定活塞桿上的推力和拉力。由此來(lái)選擇氣缸時(shí)應(yīng)使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了，輸出力不夠，氣缸不能正常工作；但缸徑過(guò)大，不僅使設(shè)備笨重、成本高，同時(shí)耗氣量增大，造成能源浪費(fèi)。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用增力機(jī)構(gòu)，以減少氣缸的尺寸。 　　氣缸 　　下面是氣缸理論出力的計(jì)算公式： 　　F：氣缸理論輸出力（kgf） 　　F′：效率為85％時(shí)的輸出力（kgf）--（F′＝F×85％） 　　D：氣缸缸徑（mm） 　　P：工作壓力（kgf／cm2） 　　例：直徑340mm的氣缸，工作壓力為3kgf／cm2時(shí)，其理論輸出力為多少?芽輸出力是多少? 　　將P、D連接，找出F、F′上的點(diǎn)，得： 　　F＝2800kgf；F′＝2300kgf 　　在工程設(shè)計(jì)時(shí)選擇氣缸缸徑，可根據(jù)其使用壓力和理論推力或拉力的大小，從經(jīng)驗(yàn)表1－1中查出。 　　例：有氣缸其使用壓力為5kgf／cm2，在氣缸推出時(shí)其推力為132kgf，（氣缸效率為85％）問(wèn)：該選擇多大的氣缸缸徑? 　　●由氣缸的推力132kgf和氣缸的效率85％，可計(jì)算出氣缸的理論推力為F＝F′／85％＝155（kgf） 　　●由使用壓力5kgf／cm2和氣缸的理論推力，查出選擇缸徑為63的氣缸便可滿足使用要求。
氣動(dòng)執(zhí)行元件和控制元件氣動(dòng)執(zhí)行元件是種能量轉(zhuǎn)換裝置, 它是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能, 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),擺動(dòng),旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或沖擊動(dòng)作.氣動(dòng)執(zhí)行元件分為氣缸和氣馬達(dá)兩大類. 氣缸用于提供直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng), 輸出力和直線速度或擺動(dòng)角位移. 氣馬達(dá)用于提供連續(xù) 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速. 氣動(dòng)控制元件用來(lái)調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力流量和方向等, 以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定的程序正 常進(jìn)行工作.氣動(dòng)控制元件按功能可分為壓力控制閥,流量控制閥和方向控制閥. *節(jié) 氣缸,氣缸的工作原理,分類及安裝形式 氣缸的工作原理, 1 2 14 3 4 5 6 13 12 11 10 9 8 7 1.氣缸的典型結(jié)構(gòu)和工作原理 圖 13-1 普通雙作用氣缸 1,3-緩沖柱塞 2-活塞 4-缸筒 5-導(dǎo)向套 6-防塵圈 7-前端蓋 8-氣口 9- 傳感器 10-活塞桿 11-耐磨環(huán) 12-密封圈 13-后端蓋 14-緩沖節(jié)流閥 以氣動(dòng)系統(tǒng)中zui常使用的單活塞桿雙作用氣缸為例來(lái)說(shuō)明,氣缸典型結(jié)構(gòu)如圖 13-1 所示.它由缸筒,活塞,活塞桿,前端蓋,后端蓋及密封件等組成.雙作用氣缸內(nèi)部被活塞 分成兩個(gè)腔.有活塞桿腔稱為有桿腔,無(wú)活塞桿腔稱為無(wú)桿腔. 當(dāng)從無(wú)桿腔輸入壓縮空氣時(shí), 有桿腔排氣, 氣缸兩腔的壓力差作用在活塞上所形成的力 克服阻力負(fù)載推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng), 使活塞桿伸出; 當(dāng)有桿腔進(jìn)氣, 無(wú)桿腔排氣時(shí), 使活塞桿縮回. 若有桿腔和無(wú)桿腔交替進(jìn)氣和排氣,活塞實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng). 2.氣缸的分類 氣缸的種類很多,般按氣缸的結(jié)構(gòu)特征,功能,驅(qū)動(dòng)方式或安裝方法等進(jìn)行分類.分 類的方法也不同.按結(jié)構(gòu)特征,氣缸主要分為活塞式氣缸和膜片式氣缸兩種.按運(yùn)動(dòng)形式分 為直線運(yùn)動(dòng)氣缸和擺動(dòng)氣缸兩類. 3.氣缸的安裝形式 氣缸的安裝形式可分為 1）固定式氣缸 氣缸安裝在機(jī)體上固定不動(dòng),有腳座式和法蘭式. 2）軸銷式氣缸 缸體圍繞固定軸可作定角度的擺動(dòng),有 U 形鉤式和耳軸式. 3）回轉(zhuǎn)式氣缸 缸體固定在機(jī)床主軸上,可隨機(jī)床主軸作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).這種氣缸常 用于機(jī)床上氣動(dòng)卡盤中,以實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)裝卡. 4）嵌入式氣缸 氣缸缸筒直接制作在夾具體內(nèi). 二,常用氣缸的結(jié)構(gòu)原理 1.普通氣缸 包括單作用式和雙作用式氣缸.常用于無(wú)特殊要求的場(chǎng)合. 圖 13-2 為zui常用的單桿雙作用普通氣缸的基本結(jié)構(gòu),氣缸般由缸筒,前后缸蓋,活 塞,活塞桿,密封件和緊固件等零件組成. 缸筒 7 與前后缸蓋固定連接.有活塞桿側(cè)的缸蓋 5 為前缸蓋,缸底側(cè)的缸蓋 14 為后缸 蓋.在缸蓋上開(kāi)有進(jìn)排氣通口,有的還設(shè)有氣緩沖機(jī)構(gòu).前缸蓋上,設(shè)有密封圈,防塵圈 3, 同時(shí)還設(shè)有導(dǎo)向套 4,以提高氣缸的導(dǎo)向精度.活塞桿 6 與活塞 9 緊固相連.活塞上除有密 封圈 10,11 防止活塞左右兩腔相互漏氣外,還有耐磨環(huán) 12 以提高氣缸的導(dǎo)向性;帶磁性開(kāi) 關(guān)的氣缸,活塞上裝有磁環(huán).活塞兩側(cè)常裝有橡膠墊作為緩沖墊 8.如果是氣緩沖,則活塞 兩側(cè)沿軸線方向設(shè)有緩沖柱塞,同時(shí)缸蓋上有緩沖節(jié)流閥和緩沖套,當(dāng)氣缸運(yùn)動(dòng)到端頭時(shí), 圖 13-2 普通雙作用氣缸 1,13-彈簧擋圈 2-防塵圈壓板 3-防塵圈 4-導(dǎo)向套 5-桿側(cè)端蓋 6-活塞桿 7-缸筒 8-緩沖墊 9-活塞 10-活塞密封圈 11-密封圈 12-耐磨環(huán) 14-無(wú)桿 側(cè)端蓋 緩沖柱塞進(jìn)入緩沖套,氣缸排氣需經(jīng)緩沖節(jié)流閥,排氣阻力增加,產(chǎn)生排氣背壓,形成緩沖 氣墊,起到緩沖作用. 2.特殊氣缸 圖 13-3 1-缸體 薄膜氣缸 4-活塞桿 2-膜片 3-膜盤 為了滿足不同的工作需要,在普通氣缸的基礎(chǔ)上,通過(guò)改變或增加氣缸的部分結(jié)構(gòu),設(shè) 計(jì)開(kāi)發(fā)出多種特殊氣缸. （1） 薄膜式氣缸 圖 13-3 為膜片氣缸的工作原理圖. 膜片有平膜片和盤形膜片兩種 般用夾織物橡膠,鋼片或磷青銅片制成,厚度為 5～6mm （有用 1～2mm 厚膜片的） . 圖 13-3 所示的膜片氣缸的功能類似于彈簧復(fù)位的活塞式單作用氣缸, 工作時(shí), 膜片在 壓縮空氣作用下推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng).它的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊湊,體積小,重量輕,密封性 好,不易漏氣,加工簡(jiǎn)單,成本低,無(wú)磨損件,維修方便等,適用于行程短的場(chǎng)合.缺點(diǎn)是 行程短,般不趁過(guò) 50mm.平膜片的行程更短,約為其直徑的 1/10. （2） 磁性開(kāi)關(guān)氣缸 磁性開(kāi)關(guān)氣缸是指在氣缸的活塞上安裝有磁環(huán), 在缸筒上直接安裝 磁性開(kāi)關(guān),磁性開(kāi)關(guān)用來(lái)檢測(cè)氣缸行程的位置,控制氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng).因此,就不需要在缸筒 上安裝行程閥或行程開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)氣缸活塞位置,也不需要在活塞桿上設(shè)置擋塊. 其工作原理如圖 13-4 所示. 它是在氣缸活塞上安裝*磁環(huán), 在缸筒外殼上裝有舌簧 開(kāi)關(guān).開(kāi)關(guān)內(nèi)裝有舌簧片,保護(hù)電路和動(dòng)作指示燈等,均用樹(shù)脂塑封在個(gè)盒子內(nèi).當(dāng)裝有 *磁鐵的活塞運(yùn)動(dòng)到舌簧片附近,磁力線通過(guò)舌簧片使其磁化,兩個(gè)簧片被吸引接觸,則 開(kāi)關(guān)接通.當(dāng)*磁鐵返回離開(kāi)時(shí),磁場(chǎng)減弱,兩簧片彈開(kāi),則開(kāi)關(guān)斷開(kāi).由于開(kāi)關(guān)的接通 或斷開(kāi),使電磁閥換向,從而實(shí)現(xiàn)氣缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng). 圖 13-4 磁性開(kāi)關(guān)氣缸 1-動(dòng)作指示燈 2-保護(hù)電路 3-開(kāi)關(guān)外殼 4-導(dǎo)線 5-活塞 6-磁環(huán) 7-缸筒 8-舌簧開(kāi)關(guān) 氣缸磁性開(kāi)關(guān)與其它開(kāi)關(guān)的比較見(jiàn)表 3-1. 表 3-錯(cuò)誤!未定義書簽. 氣缸磁性開(kāi)關(guān)與其它開(kāi)關(guān)的比較 <![endif]> 開(kāi)關(guān)形式 控制原理 成本 調(diào)整安裝復(fù)雜性 （3）帶閥氣缸 帶閥氣缸是由氣缸, 磁性開(kāi)關(guān) 磁場(chǎng)變化 低 方便,不占位置 換向閥和速度控制 閥等組成的種組 低 麻煩,占位置 合式氣動(dòng)執(zhí)行元件. 行程開(kāi)關(guān) 機(jī)械觸點(diǎn) 它省去了連接管道 接近開(kāi)關(guān) 阻抗變化 高 麻煩,占位置 和管接頭, 減少了能 量損耗, 具有結(jié)構(gòu)緊 湊,安裝方便等優(yōu) 點(diǎn). 帶閥氣缸的閥有 光電開(kāi)關(guān) 光的變化 高 麻煩,占位置 電控,氣控,機(jī)控和 手控等各種控制方 式.閥的安裝形式有安裝在氣缸尾部,上部等幾種.如圖 13-5 所示,電磁換向閥安裝在氣 缸的上部,當(dāng)有電信號(hào)時(shí),則電磁閥被切換,輸出氣壓可直接控制氣缸動(dòng)作. 圖 13-5 帶閥組合氣缸 1-管接頭 2-氣缸 3-氣管 4-電磁換向閥 5-換向閥底板 6-單向節(jié)流閥組合 件 7-密封圈. （4） 帶導(dǎo)桿氣缸 圖 13-6 為帶導(dǎo)桿氣缸, 在缸筒兩側(cè)配導(dǎo)向用的滑動(dòng)軸承 （軸 瓦式或滾珠式）,因此導(dǎo)向精度高,承受橫向載荷能力強(qiáng). <![endif]> <![endif]> <![endif]> 13-6 典型帶導(dǎo)桿氣缸的結(jié)構(gòu) 13-6 典型帶導(dǎo)桿氣缸的結(jié)構(gòu) （5）無(wú)桿氣缸 無(wú)桿氣缸是指利用活塞直接或間 接方式連接外界執(zhí)行機(jī)構(gòu),并使其跟隨活塞實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸.這種氣缸的zui 大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省安裝空間. 1）磁性無(wú)桿氣缸 活塞通過(guò)磁力帶動(dòng)缸體外部的移動(dòng)體做同步移動(dòng),其結(jié)構(gòu)如 圖 13-7 所示.它的工作原理是:在活塞上安裝組高強(qiáng)磁性的*磁環(huán),磁力 線通過(guò)薄壁缸筒與套在外面的另組磁環(huán)作用,由于兩組磁環(huán)磁性相反,具有很 強(qiáng)的吸力.當(dāng)活塞在缸筒內(nèi)被氣壓推動(dòng)時(shí),則在磁力作用下,帶動(dòng)缸筒外的磁環(huán) 套起移動(dòng).氣缸活塞的推力必須與磁環(huán)的吸力相適應(yīng). 圖 13-7 磁性無(wú)桿氣缸 1-套筒 2-外磁環(huán) 3-外磁導(dǎo)板 4-內(nèi)磁環(huán) 5-內(nèi)磁導(dǎo)板 6-壓蓋 7-卡環(huán) 8 -活塞 9-活塞軸 10-緩沖柱塞 11-氣缸筒 12-端蓋 13-進(jìn),排氣口 2）機(jī)械接觸式無(wú)桿氣缸 稱機(jī)械接觸式無(wú)桿氣缸,其結(jié)構(gòu)如 13-8 所示.在氣 缸缸管軸向開(kāi)有條槽,活塞與滑塊在槽上部移動(dòng). 為了防止泄漏及防塵需要, 在開(kāi)口部采用聚氨脂密封帶和防塵不銹鋼帶固定在兩 端缸蓋上,活塞架穿過(guò)槽,把活塞與滑塊連成體.活塞與滑塊連接在起,帶 動(dòng)固定在滑塊上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng).這種氣缸的特點(diǎn)是:1） 與普通氣缸 相比,在同樣行程下可縮小 1/2 安裝位置;2） 不需設(shè)置防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);3） 適用于缸 徑 10～80mm,zui大行程在缸徑≥40mm 時(shí)可達(dá) 7m;4） 速度高,標(biāo)準(zhǔn)型可達(dá) 0.1～ 0.5m/s;高速型可達(dá)到 0.3～3.0m/s.其缺點(diǎn) 圖 13-8 機(jī)械接觸式無(wú)桿氣缸 是:1） 密封差,容易產(chǎn)生外 泄漏.在使 l-節(jié)流閥 2-緩沖柱塞 3-密封帶 4-防塵不銹鋼帶 5-活塞 6-滑塊 7-活塞架 用三位閥時(shí)必須選用中壓式;2） 受負(fù)載力小,為了增加負(fù)載能力,必須增加導(dǎo) 向機(jī)構(gòu). 圖 13-8 機(jī)械接觸式無(wú)桿氣缸 l-節(jié)流閥 2-緩沖柱塞 3-密封帶 4-防塵不銹鋼帶 5-活塞 6-滑塊 7-活塞 架 （6）鎖緊氣缸 帶有鎖緊裝置的氣缸稱為鎖緊氣缸按鎖緊位置分為行程末端鎖 緊型和任意位置鎖緊型. 1）行程末端鎖緊型氣缸 如圖 13-9 所示,當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到行程末端,氣壓釋放后,鎖 定活塞 1 在彈簧力的作用下插入活塞桿的卡槽中,活塞桿被鎖定.供氣加壓時(shí),鎖定活塞 1 縮回退出卡槽而開(kāi)鎖,活塞桿便可運(yùn)動(dòng). 圖 13-9 帶端鎖氣缸的結(jié)構(gòu)原理 a）手動(dòng)解除非鎖式 b）手動(dòng)解除鎖式. 1-鎖定活塞 2-橡膠帽 3,12-帽 4-緩沖墊圈 5-鎖用彈簧 6-密封件 7-導(dǎo)向套 8-螺釘 9-旋鈕 10-彈簧 11-限位環(huán) 2） 任意位置鎖緊型氣缸 按鎖緊方式可分為卡套錐面式, 彈簧式和偏心式等多種形式. 卡套錐面式鎖緊裝置由錐形制動(dòng)活塞 6,制動(dòng)瓦 1,制動(dòng)臂 4 和制動(dòng)彈簧 7 等構(gòu)成,其結(jié)構(gòu) 原理如圖 13-10 所示.作用在錐狀鎖緊活塞上的彈簧力由于楔的作用而被放大,再由杠桿 原理得到放大. 這個(gè)放大的作用力作用在制動(dòng)瓦 1 上, 把活塞桿鎖緊. 要釋放對(duì)活塞的鎖緊, 向供氣口 A′供應(yīng)壓縮空氣,把鎖緊彈簧力撤掉. 圖 13-10 制動(dòng)氣缸制動(dòng)裝置工作原理 a）自由狀態(tài) b）鎖緊狀態(tài) l-制動(dòng)瓦 2-制動(dòng)瓦座 3-轉(zhuǎn)軸 4-制動(dòng)臂 5-壓輪 6-錐形制動(dòng)活 塞 7-制動(dòng)彈簧 （7）氣動(dòng)手爪 氣動(dòng)手爪這種執(zhí)行元件是種變型氣缸.它可以用來(lái)抓取物體, 實(shí)現(xiàn)機(jī)械手各種動(dòng)作.在自動(dòng)化系統(tǒng)中,氣動(dòng)手 爪常應(yīng)用在搬運(yùn),傳送工件機(jī)構(gòu)中抓取,拾放物體. 圖 13-10 制動(dòng)氣缸制動(dòng)裝置工作原理 圖 13-11 平行開(kāi)合手指 a）自由狀態(tài) b）鎖緊狀態(tài) l-制動(dòng)瓦 2-制動(dòng)瓦座 3-轉(zhuǎn)軸 4-制動(dòng)臂 5-壓輪 6-錐形制動(dòng)活塞 7-制動(dòng)彈簧 圖 13-11 平行開(kāi)合手指 氣動(dòng)手爪有平行開(kāi)合手指（如圖 13-11 所示）,肘節(jié)擺動(dòng)開(kāi)合手爪,有兩爪, 三爪和四爪等類型, 其中兩爪中有平開(kāi)式和支點(diǎn)開(kāi)閉式驅(qū)動(dòng)方式有直線式和旋轉(zhuǎn) 式. 氣動(dòng)手爪的開(kāi)閉般是通過(guò)由氣缸活塞產(chǎn)生的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與手爪相連的 曲柄連桿,滾輪或齒輪等機(jī)構(gòu),驅(qū)動(dòng)各個(gè)手爪同步做開(kāi),閉運(yùn)動(dòng). （8）氣液阻尼缸 氣缸以可壓縮空氣為工作介質(zhì),動(dòng)作快,但速度穩(wěn)定性差,當(dāng)負(fù)載變 化較大時(shí),容易產(chǎn)生"爬行"或"自走"現(xiàn)象.另外,壓縮空氣的壓力較低,因而氣缸的輸 出力較小.為此,經(jīng)常采用氣缸和油缸相結(jié)合的方式,組成各種氣液組合式執(zhí)行元件,以達(dá) 到控制速度或增大輸出力的目的. 氣液阻尼缸是利用氣缸驅(qū)動(dòng)油缸,油缸除起阻尼作用 圖 13-12 氣液阻尼缸 外,還能增加氣缸的剛性（因?yàn)橛褪遣豢蓧嚎s的） ,發(fā)揮了 液壓傳動(dòng)穩(wěn)定,傳動(dòng)速度較均勻的優(yōu)點(diǎn).常用于機(jī)床和切削 裝置的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置. 串聯(lián)式氣液阻尼缸的結(jié)構(gòu)如圖 13-12 所示.它采用根活塞桿將兩活塞串在起,油 缸和氣缸之間用隔板隔開(kāi), 防止氣體串入油缸中. 當(dāng)氣缸左端進(jìn)氣時(shí), 氣缸將克服負(fù)載阻力, 帶動(dòng)油缸向右運(yùn)動(dòng),調(diào)節(jié)節(jié)流閥開(kāi)度就能改變阻尼缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度 . 圖 13-13 單葉片式擺動(dòng)氣缸 工作原理圖 1-葉片 2-轉(zhuǎn)子 3-定子 4-缸體 圖 13-12 氣液阻尼缸 （10）擺動(dòng)氣缸 擺動(dòng)氣缸 是種在小于 360°角度范圍內(nèi)做往復(fù)擺動(dòng)的氣 缸,它是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,輸出 力矩使 機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng).擺動(dòng)氣缸按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為葉片式和活塞式兩種. 1） 葉片式擺動(dòng)氣缸 單葉片式擺動(dòng)氣缸的結(jié)構(gòu)原理如圖 13-13 所示. 它是由葉片軸轉(zhuǎn) 子（即輸出軸） ,定子,缸體和前后端蓋等部分組成.定子和缸體固定在起,葉片和轉(zhuǎn)子 聯(lián)在起.在定子上有兩條氣路,當(dāng)左路進(jìn)氣時(shí),右路排氣,壓縮空氣推動(dòng)葉片帶動(dòng)轉(zhuǎn)子順 時(shí)針擺動(dòng).反之,作逆時(shí)針擺動(dòng). 葉片式擺動(dòng)氣缸體積小,重量zui輕,但制造精度要求高,密封困難,泄漏是較大,而且 動(dòng)密封接觸面積大,密封件的摩擦阻力損失較大,輸出效率較低,小于 80%.因此,在應(yīng)用 上受到限制,般只用在安裝位置受到限制的場(chǎng)合,如夾具的回轉(zhuǎn),閥門開(kāi)閉及工作臺(tái)轉(zhuǎn)位 等. 圖 13-13 單葉片式擺動(dòng)氣缸工作原理圖 1-葉片 2-轉(zhuǎn)子 3-定子 4-缸體 2）活塞式擺動(dòng)氣缸圖 13-14 活塞式擺動(dòng)氣缸是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵?軸的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng).按結(jié)構(gòu)不同可分為齒輪齒條 式, 齒輪齒條式擺動(dòng)氣缸結(jié)構(gòu)原理 螺桿式和曲柄式等幾種. 1-齒條組件 2-彈簧柱銷 3-滑塊 4-端蓋 5-缸體 6-軸承 7-軸 8-活塞 9-齒輪 圖 13-14 齒輪齒條式擺動(dòng)氣缸結(jié)構(gòu)原理 1-齒條組件 2-彈簧柱銷 3-滑塊 4-端蓋 5-缸體 6-軸承 7-軸 8-活塞 9- 齒輪 齒輪齒條式擺動(dòng)氣缸是通過(guò)連接在活塞上的齒條使齒輪回轉(zhuǎn)的種擺動(dòng)氣缸, 其 結(jié)構(gòu)原理如圖 13-14 所示.活塞僅作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng), 摩擦損失少,齒輪傳動(dòng)的效率較高,此擺動(dòng)氣缸效率可達(dá)到 95%左右. 三,氣缸的技術(shù)參數(shù) 1）氣缸的輸出力 氣缸理論輸出力的設(shè)計(jì)計(jì)算與液壓缸類似,可參見(jiàn)液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì) 算.如雙作用單活塞桿氣缸推力計(jì)算如下: 理論推力（活塞桿伸出） Ft1=A1p （13-1） 理論拉力（活塞桿縮回） Ft2=A2p 式中 （13-2） Ft1,Ft2——氣缸理論輸出力（N） ; A1,A2——無(wú)桿腔,有桿腔活塞面積（m2） ; p — 氣缸工作壓力（Pa） . 實(shí)際中, 由于活塞等運(yùn)動(dòng)部件的慣性力以及密封等部分的摩擦力, 活塞桿的實(shí)際輸出力 小于理論推力,稱這個(gè)推力為氣缸的實(shí)際輸出力. 氣缸的效率 η 是氣缸的實(shí)際推力和理論推力的比值,即 F η= Ft （13-3） 所以 F = η （ A1 p ） （13-4） 氣缸的效率取決于密封的種類,氣缸內(nèi)表面和活塞桿加工的狀態(tài)及潤(rùn)滑狀態(tài).此外,氣 缸的運(yùn)動(dòng)速度,排氣腔壓力,外載荷狀況及管道狀態(tài)等都會(huì)對(duì)效率產(chǎn)生定的影響. 2） 負(fù)載率β 從對(duì)氣缸運(yùn)行特性的研究可知, 要確定氣缸的實(shí)際輸出力是困難的. 于是在研究氣缸和確定氣缸的出力時(shí),常用到負(fù)載率的概念.氣缸的負(fù)載率β定義為 β= 氣缸的實(shí)際負(fù)載 F × 100 % 氣缸的理論輸出力 Ft （l3-5） 氣缸的實(shí)際負(fù)載是由實(shí)際工況所決定的,若確定了氣缸負(fù)載率 θ,則由定義就能確定氣 缸的理論輸出力,從而可以計(jì)算氣缸的缸徑. 對(duì)于阻性負(fù)載,如氣缸用作氣動(dòng)夾具,負(fù)載不產(chǎn)生慣性力,般選取負(fù)載率β為 0.8; 對(duì)于慣性負(fù)載,如氣缸用來(lái)推送工件,負(fù)載將產(chǎn)生慣性力,負(fù)載率β的取值如下 β<0.65 當(dāng)氣缸低速運(yùn)動(dòng),v <100 mm/s 時(shí); β<0.5 當(dāng)氣缸中速運(yùn)動(dòng),v=100～500 mm/s 時(shí); β<0.35 當(dāng)氣缸高速運(yùn)動(dòng),v >500 mm/s 時(shí). 3）氣缸耗氣量 氣缸的耗氣量是活塞每分鐘移動(dòng)的容積,稱這個(gè)容積為壓縮空氣耗氣 量,般情況下,氣缸的耗氣量是指自由空氣耗氣量. 4）氣缸的特性 氣缸的特性分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性.氣缸的靜態(tài)特性是指與缸的輸 出力及耗氣量密切相關(guān)的zui低工作壓力,zui高工作壓力,摩擦阻力等參數(shù).氣缸的動(dòng)態(tài)特性 是指在氣缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中氣缸兩腔內(nèi)空氣壓力,溫度,活塞速度,位移等參數(shù)隨時(shí)間的變化情 況.它能真實(shí)地反映氣缸的工作. 四,氣缸的選型及計(jì)算 1.氣缸的選型步驟 氣缸的選型應(yīng)根據(jù)工作要求和條件, 正確選擇氣缸的類型. 下面以單活塞桿雙作用缸為 例介紹氣缸的選型步驟. （1）氣缸缸徑.根據(jù)氣缸負(fù)載力的大小來(lái)確定氣缸的輸出力,由此計(jì)算出氣缸的缸徑. （2）氣缸的行程.氣缸的行程與使用的場(chǎng)合和機(jī)構(gòu)的行程有關(guān),但般不選用滿行程. （3）氣缸的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算 （4）氣缸的安裝形式.氣缸的安裝形式根據(jù)安裝位置和使用目的等因素決定.般情況 下,采用固定式氣缸.在需要隨工作機(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)（如車床,磨床等） ,應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸. 在活塞桿除直線運(yùn)動(dòng)外,還需作圓弧擺動(dòng)時(shí),則選用軸銷式氣缸.有特殊要求時(shí),應(yīng)選用相 應(yīng)的特種氣缸. （5）氣缸的緩沖裝置.根據(jù)活塞的速度決定是否應(yīng)采用緩沖裝置. （6）磁性開(kāi)關(guān).當(dāng)氣動(dòng)系統(tǒng)采用電氣控制方式時(shí),可選用帶磁性開(kāi)關(guān)的氣缸. （7）其它要求.如氣缸工作在有灰塵等惡劣環(huán)境下,需在活塞桿伸出端安裝防塵罩. 要求無(wú)污染時(shí)需選用無(wú)給油或無(wú)油潤(rùn)滑氣缸. 2.氣缸直徑計(jì)算 氣缸直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算需根據(jù)其負(fù)載大小,運(yùn)行速度和系統(tǒng)工作壓力來(lái)決定.,根據(jù) 氣缸安裝及驅(qū)動(dòng)負(fù)載的實(shí)際工況,分析計(jì)算出氣缸軸向?qū)嶋H負(fù)載 F,再由氣缸平均運(yùn)行速度 來(lái)選定氣缸的負(fù)載率 θ,初步選定氣缸工作壓力（般為 0.4 MPa～0.6 MPa） ,再由 F/θ, 計(jì)算出氣缸理論出力 Ft, zui后計(jì)算出缸徑及桿徑, 并按標(biāo)準(zhǔn)圓整得到實(shí)際所需的缸徑和桿徑. 例題 氣缸推動(dòng)工件在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng).已知工件等運(yùn)動(dòng)件為 m=250 kg,工件與 導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù) =0.25,氣缸行程 s 為 400 mm,經(jīng) 1.5 s 時(shí)間工件運(yùn)動(dòng)到位,系統(tǒng) 工作壓力 p = 0.4 MPa,試選定氣缸直徑. 解:氣缸實(shí)際軸向負(fù)載 F = mg =0.25 × 250 × 9.81=613.13 N 氣缸平均速度 s 400 v= = ≈ 267 mm/s t 1.5 選定負(fù)載率 θ =0.5 則氣缸理論輸出力 F1 = F 雙作用氣缸理論推力 θ = 613.13 = 1226.6 N 0.5 1 F1 = πD 2 p 4 氣缸直徑 按標(biāo)準(zhǔn)選定氣缸缸徑為 63 mm. D= 4 Ft 4 ×1226.3 = ≈ 62.48 mm πp 3.14 × 0.4