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普通汽缸的工作原理
普通型沖擊氣缸的工作原理
1— 蓄氣缸,；2—中蓋,；3—排氣孔,；4—噴氣口,；5—活塞
第四階段：彈跳段。在沖擊段之后,，從能量觀點(diǎn)來(lái)說(shuō),，蓄氣缸腔內(nèi)壓力能轉(zhuǎn)化成活塞動(dòng)能,，而活塞的部分動(dòng)能又轉(zhuǎn)化成有桿腔的壓力能，結(jié)果造成有桿腔壓力比蓄氣-無(wú)桿腔壓力還高,，即形成“氣墊”,，使活塞產(chǎn)生反向運(yùn)動(dòng)，結(jié)果又會(huì)使蓄氣-無(wú)桿腔壓力增加,，且又大于有桿腔壓力。如此便出現(xiàn)活塞在缸體內(nèi)來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)—即彈跳,。直至活塞兩側(cè)壓力差克服不了活塞阻力不能再發(fā)生彈跳為止,。待有桿腔氣體由A排空后，活塞便下行至終點(diǎn),。
第五階段：耗能段,。活塞下行至終點(diǎn)后,，如換向閥不及時(shí)復(fù)位,，則蓄氣-無(wú)桿腔內(nèi)會(huì)繼續(xù)充氣直至達(dá)到氣源壓力。再?gòu)?fù)位時(shí),，充入的這部分氣體又需全部排掉,。可見這種充氣不能作用有功,，故稱之為耗能段,。實(shí)際使用時(shí)應(yīng)避免此段（令換向閥及時(shí)換向返回復(fù)位段）。
對(duì)內(nèi)徑D=90mm的氣缸,，在氣源壓力0.65MPa下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),，所得沖擊氣缸特性曲線，上述分析基本與特性曲線相符,。
對(duì)沖擊段的分析可以看出,，很大的運(yùn)動(dòng)加速使活塞產(chǎn)生很大的運(yùn)動(dòng)速度，但由于必須克服有桿腔不斷增加的背壓力及摩擦力,，則活塞速度又要減慢,，因此，在某個(gè)沖程處,，運(yùn)動(dòng)速度必達(dá)zui大值,，此時(shí)的沖擊能也達(dá)zui大值。各種沖擊作業(yè)應(yīng)在這個(gè)沖程附近進(jìn)行,。
沖擊氣缸在實(shí)際工作時(shí),，錘頭模具撞擊工件作完功，一般就借助行程開關(guān)發(fā)出信號(hào)使換向閥復(fù)位換向,，缸即從沖擊段直接轉(zhuǎn)為復(fù)位段,。這種狀態(tài)可認(rèn)為不存在彈跳段和耗能段,。
2）快排型沖擊氣缸由上述普通型沖擊氣缸原理可見，其一部分能量（有時(shí)是較大部分能量）被消耗于克服背壓（即p2）做功,，因而沖擊能沒有充分利用,。假如沖擊一開始，就讓有桿腔氣體全排空,，即使有桿腔壓力降至大氣壓力,，則沖擊過(guò)程中，可節(jié)省大量的能量,，而使沖擊氣缸發(fā)揮更大的作用,，輸出更大的沖擊能。這種在沖擊過(guò)程中,，有桿腔壓力接近于大氣壓力的沖擊氣缸,，稱為快排型沖擊氣缸?？炫判蜎_擊氣缸是在普通型沖擊氣缸的下部增加了“快排機(jī)構(gòu)”構(gòu)成,。快排機(jī)構(gòu)是由快排導(dǎo)向蓋1,、快排缸體4,、快排活塞3、密封膠墊2等零件組成,。
快排型沖擊氣缸的氣控回路見圖42.2-13b,。接通氣源，通過(guò)閥F1同時(shí)向K1,、K3充氣,，K2通大氣。閥F1輸出口A用直管與K1孔連通,，而用彎管與K3孔連通,，彎管氣阻大于直管氣阻。這樣,，壓縮空氣先經(jīng)K1使快排活塞3推到上邊,，由快排活塞3與密封膠墊2一起切斷有桿腔與排氣口T的通道。然后經(jīng)K3孔向有桿腔進(jìn)氣,，蓄氣一無(wú)桿腔氣體經(jīng)K4孔通過(guò)閥F2排氣,，則活塞上移。當(dāng)活塞封住中蓋噴氣口時(shí),，裝在錘頭上的壓塊觸動(dòng)推桿6,，切換閥F3，發(fā)出信號(hào)控制閥F2使之切換，這樣氣源便經(jīng)閥F2和K4孔向蓄氣腔內(nèi)充氣,，一直充至氣源壓力,。
沖擊工作開始時(shí)，使閥F1切換,，則K2進(jìn)氣,，K1和K3排氣，快排活塞下移,，有桿腔的壓縮空氣便通過(guò)快排導(dǎo)向蓋1上的多個(gè)圓孔（8個(gè)）,，再經(jīng)過(guò)快排缸體4上的多個(gè)方孔T（10余個(gè)）及K3直接排至大氣中。因?yàn)樯鲜龆鄠€(gè)圓孔和方孔的通流面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于K3的通流面積,，所以有桿腔的壓力可以在極短的時(shí)間內(nèi)降低到接近于大氣壓力,。當(dāng)降到一定壓力時(shí)，活塞便開始下移,。錘頭上壓塊便離開行程閥F3的推桿6，閥3在彈簧的作用下復(fù)位,。由于接有氣阻7和氣容8,，閥3雖然復(fù)位，但F2卻延時(shí)復(fù)位,，這就保證了蓄氣缸腔內(nèi)的壓縮空氣用來(lái)完成使活塞迅速向下沖擊的工作,。否則，若F3復(fù)位,，F(xiàn)2同時(shí)復(fù)位的話,，蓄氣缸腔內(nèi)壓縮空氣就會(huì)在錘頭沒有運(yùn)動(dòng)到行程終點(diǎn)之前已經(jīng)通過(guò)K4孔和閥F2排氣了，所以當(dāng)錘頭開始沖擊后,，F(xiàn)2的復(fù)位動(dòng)作需延時(shí)幾十毫秒,。因所需延時(shí)時(shí)間不長(zhǎng)，沖擊缸沖擊時(shí)間又很短,，往往不用氣阻,、氣容也可以，只要閥F2的換向時(shí)間比沖擊時(shí)間長(zhǎng)就可以了,。
在活塞向下沖擊的過(guò)程中,，由于有桿腔氣體能充分地被排空，故不存在普通型沖擊氣缸有桿腔出現(xiàn)的較大背壓,，因而快排型沖擊氣缸的沖擊能是同尺寸的普通型沖擊氣缸沖擊能的3～4倍,。
（2）數(shù)字氣缸
它由活塞1、缸體2,、活塞桿3等件組成,。活塞的右端有T字頭,，活塞的左端有凹形孔,，后面活塞的T字頭裝入前面活塞的凹形孔內(nèi),，由于缸體的限制，T字頭只能在凹形孔內(nèi)沿缸軸向運(yùn)動(dòng),，而兩者不能脫開,，若干活塞如此順序串聯(lián)置于缸體內(nèi)，T字頭在凹形孔中左右可移動(dòng)的范圍就是此活塞的行程量,。不同的進(jìn)氣孔A1～Ai（可能是A1,，或是A1和A2，或A1,、A2和A3,，還可能是A1和A3，或A2和A3等等）輸入壓縮空氣（0.4～0.8MPa）時(shí),，相應(yīng)的活塞就會(huì)向右移動(dòng),，每個(gè)活塞的向右移動(dòng)都可推動(dòng)活塞桿3向右移動(dòng)，因此,，活塞桿3每次向右移動(dòng)的總距離等于各個(gè)活塞行程量的總和,。這里B孔始終與低壓氣源相通（0.05～0.1MPa），當(dāng)A1～Ai孔排氣時(shí),，在低壓氣的作用下,，活塞會(huì)自動(dòng)退回原位。各活塞的行程大小,，可根據(jù)需要的總行程s按幾何級(jí)數(shù)由小到大排列選取,。設(shè)s=35mm，采用3個(gè)活塞,，則各活塞的行程分別取α1=5mm,；α2=10mm；α3=20mm,。如s=31.5mm,，可用6個(gè)活塞，則α1,、α2,、α3……α6分別設(shè)計(jì)為0.5、1,、2,、4、8,、16mm,，由這些數(shù)值組合起來(lái)，就可在0.5～31.5mm范圍內(nèi)得到0.5mm整數(shù)倍的任意輸出位移量。而這里的α1,、α2,、α3……αi可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成各種不同數(shù)列，就可以得到各種所需數(shù)值的行程量,。
（3）回轉(zhuǎn)氣缸
主要由導(dǎo)氣頭,、缸體、活塞,、活塞桿組成,。這種氣缸的缸體3連同缸蓋6及導(dǎo)氣頭芯10被其他動(dòng)力（如車床主軸）攜帶回轉(zhuǎn)，活塞4及活塞桿1只能作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),，導(dǎo)氣頭體9外接管路,，固定不動(dòng)。
固轉(zhuǎn)氣缸的結(jié)構(gòu),。為增大其輸出力采用兩個(gè)活塞串聯(lián)在一根活塞桿上,，這樣其輸出力比單活塞也增大約一倍，且可減小氣缸尺寸,，導(dǎo)氣頭體與導(dǎo)氣頭芯因需相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),，裝有滾動(dòng)軸承，并以研配間隙密封,，應(yīng)設(shè)油杯潤(rùn)滑以減少摩擦,，避免燒損或卡死,。
回轉(zhuǎn)氣缸主要用于機(jī)床夾具和線材卷曲等裝置上,。
（4）撓性氣缸
撓性氣缸是以撓性軟管作為缸筒的氣缸。常用撓性氣缸有兩種,。一種是普通撓性氣缸見圖42.2-16,，由活塞、活塞桿及撓性軟管缸筒組成,。一般都是單作用活塞氣缸,，活塞的回程靠其他外力。其特點(diǎn)是安裝空間小,，行程可較長(zhǎng),。
第二種撓性氣缸是滾子撓性氣缸。由夾持滾子代替活塞及活塞桿,，夾持滾子設(shè)在撓性缸筒外表面,，A端進(jìn)氣時(shí)，左端撓性筒膨脹,，B端排氣,，缸左端收縮，夾持在缸筒外部的滾子在膨脹端的作用下，向右移動(dòng),，滾子夾帶動(dòng)載荷運(yùn)動(dòng),。可稱為撓性筒滾子氣缸,。這種氣缸的特點(diǎn)是所占空間小,，輸出力較小，載荷率較低,，可實(shí)現(xiàn)雙作用,。
（5）鋼索式氣缸
鋼索式氣缸，是以柔軟的,、彎曲性大的鋼絲繩代替剛性活塞桿的一種氣缸,。活塞與鋼絲繩連在一起,，活塞在壓縮空氣推動(dòng)下往復(fù)運(yùn)動(dòng),，鋼絲繩帶動(dòng)載荷運(yùn)動(dòng)，安裝兩個(gè)滑輪,，可使活塞與載荷的運(yùn)動(dòng)方向相反,。
這種氣缸的特點(diǎn)是可制成行程很長(zhǎng)的氣缸，如制成直徑為25mm ,，行程為6m左右的氣缸也不困難,。鋼索與導(dǎo)向套間易產(chǎn)生泄漏。
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