活塞桿氣缸AVENTICS結(jié)構(gòu)及用途

活塞桿氣缸中通過膨脹將熱能轉(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。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。①單作用氣缸：僅端有活塞桿，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。③膜片式氣缸：用膜片代替活塞，只在個(gè)方向輸出力，用彈簧復(fù)位。它的密封好，但行程短。④沖擊氣缸：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.
活塞桿氣缸巧妙組合起來，取長補(bǔ)短，即成為氣動(dòng)系統(tǒng)中普遍采用的氣-液阻尼缸。氣-液阻尼缸工作原理見圖42.2-5。實(shí)際是氣缸與液壓缸串聯(lián)而成，兩活塞固定在同活塞桿上。液壓缸不用泵供油，只要充滿油即可，其進(jìn)出口間裝有液壓單向閥、節(jié)流閥及補(bǔ)油杯。當(dāng)氣缸右端供氣時(shí)，氣缸克服載荷帶動(dòng)液壓缸活塞向左運(yùn)動(dòng)（氣缸左端排氣），此時(shí)液壓缸左端排油，單向閥關(guān)閉，油只能通過節(jié)流閥流入液壓缸右腔及油杯內(nèi)，這時(shí)若將節(jié)流閥閥口開大，則液壓缸左腔排油通暢，兩活塞運(yùn)動(dòng)速度就快，反之，若將節(jié)流閥閥口關(guān)小，液壓缸左腔排油受阻，兩活塞運(yùn)動(dòng)速度會(huì)減慢。這樣，調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口大小，就能控制活塞的運(yùn)動(dòng)速度?？梢钥闯觯瑲庖鹤枘岣椎妮敵隽?yīng)是氣缸中壓縮空氣產(chǎn)生的力（推力或拉力）與液壓缸中油的阻尼力之差。
活塞桿氣缸分為磁偶無桿氣缸和機(jī)械接觸式無桿氣缸。無桿氣缸是指利用活塞直接或方式連接外界執(zhí)行的機(jī)械，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。磁偶無桿氣缸：活塞通過磁力帶動(dòng)缸體外部的移動(dòng)體做同步移動(dòng)。它的工作原理：在活塞上安裝組高強(qiáng)磁性的*磁環(huán)，磁力線通過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)。機(jī)械接觸式無桿氣缸：在氣缸缸管軸向開有條槽，活塞與尚志在槽上部移動(dòng)。為了防止泄漏及防塵需要，在開口部采用不銹鋼封帶和防塵不銹鋼帶固定在兩端缸蓋上，活塞架穿過槽地，把活塞與尚志連成體?；钊c尚志連接在起，帶動(dòng)固定在尚志上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng).特氣缸的排列形式：般5缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸多采用直列方式排列，少數(shù)6缸發(fā)動(dòng)機(jī)也有直列方式的。直列發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體成字排開，缸體、缸蓋和曲軸結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸緊湊，應(yīng)用比較廣泛，缺點(diǎn)是功率較低。
活塞桿氣缸是指利用活塞直接或方式連接外界執(zhí)行的機(jī)械，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。磁偶無桿氣缸：活塞通過磁力帶動(dòng)缸體外部的移動(dòng)體做同步移動(dòng)。它的工作原理：在活塞上安裝組高強(qiáng)磁性的*磁環(huán)，磁力線通過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)。機(jī)械接觸式無桿氣缸：在氣缸缸管軸向開有條槽，活塞與尚志在槽上部移動(dòng)。為了防止泄漏及防塵需要，在開口部采用不銹鋼封帶和防塵不銹鋼帶固定在兩端缸蓋上，活塞架穿過槽地，把活塞與尚志連成體?；钊c尚志連接在起，帶動(dòng)固定在尚志上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng).特氣缸的排列形式：般5缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸多采用直列方式排列，少數(shù)6缸發(fā)動(dòng)機(jī)也有直列方式的。
活塞桿氣缸腔內(nèi)壓力p30可認(rèn)為已達(dá)氣源壓力ps，同時(shí)，容積很小的無桿腔（包括環(huán)形空間C）通過排氣孔3與大氣相通，故無桿腔壓力p10等于大氣壓力pa。由于pa/ps大于臨界壓力比0.528，所以活塞開始移動(dòng)后，在zui小流通截面處（噴氣口與活塞之間的環(huán)形面）為聲速流動(dòng)，使無桿腔壓力急劇增加，直與蓄氣缸腔內(nèi)壓力平衡。該平衡壓力略低于氣源壓力。以上可以稱為沖擊段的I區(qū)段。I區(qū)段的作用時(shí)間極短（只有幾毫秒）。在I區(qū)段，有桿腔壓力變化很小，故I區(qū)段末，無桿腔壓力p1（作用在活塞全面積上）比有桿腔壓力p2（作用在活塞桿側(cè)的環(huán)狀面積上）大得多，活塞在這樣大的壓差力作用下，獲得很高的運(yùn)動(dòng)加速度，使活塞高速運(yùn)動(dòng)，即進(jìn)行沖擊。REXROTH活塞桿氣缸礎(chǔ)上發(fā)展起來的種新型氣動(dòng)執(zhí)行元件。 氣壓傳動(dòng)與控制作為低成本的自動(dòng)化手段，得到日益廣泛的應(yīng)用。隨著應(yīng)用域的擴(kuò)展，新型氣動(dòng)元件層出不窮。氣缸是氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)中使用zui廣泛的種將氣壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的執(zhí)行元件。活塞上帶有活塞桿的氣缸（簡稱有桿氣缸）早已為人們所熟知并得到廣泛應(yīng)用[1][2]。然而，對于無活塞桿氣缸（簡稱無桿氣缸）這種近年發(fā)展起來的新型氣動(dòng)執(zhí)行元件則了解不多。與有桿氣缸相比，無桿氣缸具有節(jié)省節(jié)省安裝空間等*優(yōu)點(diǎn)，故在各類機(jī)械裝備自動(dòng)化中的應(yīng)用日趨廣泛，已涉足有桿氣缸的大部分應(yīng)用域及其怯于問津的域。毫無疑問，每個(gè)機(jī)械工程師和設(shè)計(jì)師都應(yīng)像熟悉有桿氣缸或液壓缸那樣了解無桿氣缸，以便在機(jī)械設(shè)計(jì)中拓寬執(zhí)行元件的選擇范圍，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選用和設(shè)計(jì)更為合理。
活塞桿氣缸根據(jù)工作所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力。由此來選擇氣缸時(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：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。
活塞桿氣缸右腔的氣體經(jīng)柱塞孔4及缸蓋上的氣孔8排出。在活塞運(yùn)動(dòng)接近行程末端時(shí)，活塞右側(cè)的緩沖柱塞3將柱塞孔4堵死、活塞繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，封在氣缸右腔內(nèi)的剩余氣體被壓縮，緩慢地通過節(jié)流閥6及氣孔8排出，被壓縮的氣體所產(chǎn)生的壓力能如果與活塞運(yùn)動(dòng)所具有的全部能量相平衡，即會(huì)取得緩沖效果，使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不產(chǎn)生沖擊。調(diào)節(jié)節(jié)流閥6閥口開度的大小，即可控制排氣量的多少，從而決定了被壓縮容積（稱緩沖室）內(nèi)壓力的大小，以調(diào)節(jié)緩沖效果。若令活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，從氣孔8輸入壓縮空氣，可直接頂開單向閥5，推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng)。如節(jié)流閥6閥口開度固定，不可調(diào)節(jié)，即稱為不可調(diào)緩沖氣缸。
活塞桿氣缸指兩腔可以分別輸入壓縮空氣，實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)的氣缸。其結(jié)構(gòu)可分為雙活塞桿式、單活塞桿式、雙活塞式、緩沖式和非緩沖式等。此類氣缸使用。 氣缸雙活塞桿氣缸有缸體固定和活塞桿固定兩種。缸體固定時(shí)，其所帶載荷（如工作臺(tái)）與氣缸兩活塞桿連成體，壓縮空氣依次進(jìn)入氣缸兩腔（腔進(jìn)氣另腔排氣），活塞桿帶動(dòng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍等于其行程s的3倍。安裝所占空間大，般用于小型設(shè)備上?；钊麠U固定時(shí)，為管路連接方便，活塞桿制成空心，缸體與載荷（工作臺(tái)）連成體，壓縮空氣從空心活塞桿的左端或右端進(jìn)入氣缸兩腔，使缸體帶動(dòng)工作臺(tái)向左或向左運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍為其行程s的2倍。適用于中、大型設(shè)備。 氣缸因兩端活塞桿直徑相等，故活塞兩側(cè)受力面積相等。

活塞桿氣缸AVENTICS結(jié)構(gòu)及用途