液压与气动技术教案2-2.pdf

项目三夹紧气缸的设计

Ⅰ、引入新课

问题引入

Ⅱ、讲授新课

一、气缸的类型

气动执行元件是一种能量转换装置，它是将压缩空气的压力能转化为机械

能，驱动机构实现直线往复运动、摆动、旋转运动或冲击动作。气动执行元件

分为气缸和气马达两大类。气缸用于提供直线往复运动或摆动，输出力和直线

速度或摆动角位移。气马达用于提供连续回转运动，输出转矩和转速。

气缸的种类繁多，分类的方法也不同。

一般按压缩空气作用在活塞端面上的方向分类：

1、单作用气缸压缩空气只从一腔进入气缸推动活塞运动，而活塞的返回

是靠弹簧、膜片张力、自重或其他外力的作用。

2、双作用气缸气缸活塞的往复运动均由压缩空气来推动。

单作用气缸压缩空气只从一腔进入气缸推动活塞运动，而活塞的返回是

靠弹簧、膜片张力、自重或其他外力的作用。双作用气缸气缸活塞的往复运动

均由压缩空气来推动。

按气缸的结构特征分类：

1、活塞式气缸

2、膜片式气缸

按气缸的功能分类：

1、无缓冲气缸（普通气缸）用于无特殊使用要求的场合。

2、缓冲气缸气缸一端或两端设有缓冲装置，可减小活塞运动到行程末端

时对缸盖的撞击。

3、耐热气缸用于环境温度120~150℃，其气缸密封圈、活塞上导向环和

缓冲垫等均需用耐热材料，如密封圈和缓冲垫用氟橡胶，导向环用聚四氟就乙

烯。

4、耐腐蚀性气缸用于有腐蚀性环境下工作。其气缸外露表面的零件均需

用防腐性材料，如缸筒、活塞杆、端盖和拉杆等选用不同的耐腐蚀性材料。

5、低摩擦气缸气缸内系统摩擦力的大小会直接影响气缸运动的稳定性。

减不摩擦力的措施一般有：降低缸筒内表面和活塞杆外表面等滑动表面的粗糙

度值；减小密封圈的接触面积；采用低摩擦系数的材料等。

6、增压缸增压缸分为气增压和气液增压两种：

1.增压气缸。气缸有截面大小不同的两个活塞，利用压力与面积乘积不变

的原理，使输入压力增大。

2.气液增压缸。由气缸和液压缸组成，将低压空气转换为高压油，获得高

的输出力

还有高速气缸、摆动气缸、多位气缸、锁紧气缸、回转气缸、冲击气缸、

步进气缸、可调行程气缸、防回气缸、防落气缸、气液阻尼缸等均属于按气缸

的功能分类。

气缸可按缸径大小、安装的方式和结构形式分类。以下是按这三种方式分

类的描述。

1：按缸径分类（mm）6，10，12，16，20，25，30，32，40，50，63，80，

100，125，140，150，160，180，200，250，320，400，

2：按安装方式分类-有基本型，脚架型，前后发兰型，单双耳环型，中间

摆轴型，单耳支座。

3：按结构形式分类：有缓冲可调型，缓冲不可调型，带磁控开关型,双活

塞杆型，双活塞型,增力型,三位型,行程可调型,自锁型。

二、标准气缸简介

P37举例

三、气缸的选用

1、类型的选择

根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。要求气缸到达行程终端无冲

击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸；要求重量轻，应选轻型缸；要求安装空间

窄且行程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆气缸；要求制动精度高，

应选锁紧气缸；不允许活塞杆旋转，可选具有杆不回转功能气缸；高温环境下

需选用耐热缸；在有腐蚀环境下，需选用耐腐蚀气缸。在有灰尘等恶劣环境下，

需要活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需要选用无给油或无油润滑气缸

等。

2、安装形式

根据安装位置、使用目的等因素决定。在一般情况下，采用固定式气缸。

在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。在要求

活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。有特殊要求时，

应选择相应的特殊气缸。

3、作用力的大小

即缸径的选择。根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。一般均

按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，根据不同速度选择不同的负载率，使

气缸输出力稍有余量。缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使设备笨重，成

本提高，又增加耗气量，浪费能源。在夹具设计时，应尽量采用扩力机构，以

减小气缸的外形尺寸。

4、活塞行程

与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选满行程，防止活塞和缸盖相

碰。如用于夹紧机构等，应按计算所需的行程增加10～2