第三章液压与气压执行元件.ppt

任务三 气缸 气缸是气动系统的执行元件之一。它是将压缩空气的压力能转换为机械能并驱动工作机构作往复直线运动或摆动的装置。与液压缸比较，它具有结构简单，制造容易，工作压力低和动作迅速等优点。 阶段一 气缸的分类及工作原理 气缸的分类气缸种类很多，结构各异，分类方法也多，常用的有以下几种。 ①按压缩空气在活塞端面作用力的方向不同分为单作用气缸和双作用气缸。 ②按结构特点不同分为活塞式、薄膜式、柱塞式、摆动式等。 ③按安装方式可分为耳座式、法兰式、轴销式和凸缘式、嵌入式、回转式等。 ④按功能分为普通式、缓冲式、气—液阻尼式、冲击式、步进式等。 1．双作用气缸 1．双作用气缸 双作用气缸就是双向作用气缸，即是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。其结构形式有双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式等，此类气缸应用广泛。 (1)单活塞杆双作用气缸 就是普通气缸，它的两个方向均需要压缩空气的能量来推动，以输出力和速度，但两个方向因活塞有效作用面积不一样，所以输出的力与速度也不同。 (2)双活塞杆双作用气缸 此气缸又分为缸体固定式和活塞固定式两种。 1．双作用气缸 双活塞杆气缸因为两端活塞杆直径相同，所以两端的有效面积也就相等。气缸往复运动时的速度和输出力均相等。一般适用于气动加工机械及包装机械上。 2．单作用气缸 单作用气缸是指气缸仅有一端进出气口，即压缩空气从此口进入，推动活塞(柱塞)向一个方向运动，而返回时要借助外力如弹簧力、膜片张力、重力等。 2．单作用气缸 单作用气缸具有如下特点： (1)进气口只有一个，结构简单、耗气量少； (2)输出外力小。因为用弹簧、膜片复位，在此起背压作用。压缩空气的能量不能全部用于做有用功，有一部分能量需要用来克服弹簧或膜片的弹力，所以活塞杆推力减少。 (3)行程短。缸内因为安有弹簧或膜片，占有一定的空问，故活塞的有效行程缩短。 (4)输出力与运动速度稳定性较差。弹簧等弹性元件的弹力是随其大小的变化而变化，而使推力与运动速度在行程中有变化。 所以，单作用气缸适用于行程小、输出力和运动速度要求不高的场合，如定位、夹具等。 3．薄膜式气缸 薄膜式气缸是一种利用膜片在压缩空气作用下产生的变形来推动活塞杆作直线运动的气缸。 薄膜式气缸的优点是结构紧凑、成本低、维修方便、寿命长、效率高；缺点是变形小，行程小(不超过40～50mm)，而且输出力随行程加大而减小。其应用范围受到一定限制。 4．气—液阻尼缸 气—液阻尼缸是属于特殊功能气缸，它克服了普通气缸“爬行”与“自走”的缺点，综合了气压传动与液压传动的优点，即气压传动动作快，液压传动平稳易调节，使该缸组合后运动平稳，速度增快且调节方便。 气—液阻尼缸按组合形式又分为串联式和并联式两种 5．冲击汽缸 冲击汽缸是一种较新型的气动执行元件。它是把压缩空气的压力能转换为活塞、活塞杆的高速运动，输出动能，产生较大的冲击力，打击工件做功的一种汽缸。 冲击汽缸与普通汽缸相比较，结构上增加了一个具有一定容积的蓄能腔和喷嘴。 阶段二 标准化气缸 标准化气缸是气动技术发展到一定程度的必然产物。为了满足飞速发展的气动技术的广泛应用，国家和有关部门及厂家共同努力，指定了国家标准，也生产出从结构到参数均标准化、系列化的气缸。在设计生产中，尽量选用标准化气缸，不但互换性好，而且还易使用与维修。 阶段二 标准化气缸 标准化气缸的标记是用符号“QG”表示气缸，用符号“A，B，C，D，H”表示五种系列。具体标记方法是： QG A，B，C，D，H 缸径×行程 五种标准化气缸系列为： QGA——无缓冲气缸 QGB——细杆(标准件)缓冲气缸 QGc——粗杆缓冲气缸 QGD——气—液阻尼缸 QGH——回转气缸 阶段三 气缸的选择与使用 (1)气缸的选择要点 气缸的选择尽量选用标准化气缸，容易保养与维修的，但必须在满足使用要求的前提下。具体选择要点如下： ①输出力的大小。气缸的输出力应根据负载大小再乘上适当的安全系数n(n=1．5～2高速取大值，低速取小值)来定，从而确定气缸内径。为避免气缸容积过大，应采用扩力机构，以减少气缸尺寸。 ②活塞行程。活塞行程与使用场合和机构有关，也受加工和结构的限制。行程不能太满，应比实际大些。如夹紧机构等，应按计算的行程扩大l0mm—20mm的行程余量。 ③运动速度。活塞(缸)的运动速度主要取决于进气孔和导管内径的大小，若要高速的，内径选大的；若要平稳运行，选带节流的气—液阻尼缸。 ④安装形式。按安装位置、使用目的等因素决定。一般场合均选用固定式安装，特殊需要的按客户要求安装。 (2)气缸使用要点 气缸的选择是重要的，但使用也是不能轻视的