FESTO 氣缸所設(shè)緩沖裝置種類很多,，上述只是其中之一，當(dāng)然也可以在氣動回路上采取措施,，達(dá)到緩沖目的,。 組合組合氣缸一般指氣缸與液壓缸相組合形成的氣-液阻尼缸、氣-液增壓缸等,。*,，通常氣缸采用的工作介質(zhì)是壓縮空氣，其特點是動作快,，但速度不易控制,，當(dāng)載荷變化較大時，容易產(chǎn)生“爬行”或“自走”現(xiàn)象,；而液壓缸采用的工作介質(zhì)是通常認(rèn)為不可壓縮的液壓油,，其特點是動作不如氣缸快，但速度易于控制,，當(dāng)載荷變化較大時,，采用措施得當(dāng)，一般不會產(chǎn)生“爬行”和“自走”現(xiàn)象,。把氣缸與液壓缸巧妙組合起來,，取長補短,，即成為氣動系統(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,。實際是氣缸與液壓缸串聯(lián)而成,，兩活塞固定在同一活塞桿上。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)流閥及補油杯,。當(dāng)氣缸右端供氣時,，氣缸克服載荷帶動液壓缸活塞向左運動（氣缸左端排氣），此時液壓缸左端排油,，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)，這時若將節(jié)流閥閥口開大,，則液壓缸左腔排油通暢,，兩活塞運動速度就快，反之,，若將節(jié)流閥閥口關(guān)小,，液壓缸左腔排油受阻，兩活塞運動速度會減慢,。這樣,，調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口大小，就能控制活塞的運動速度,?？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,。

  

氣缸

FESTO氣缸的發(fā)展歷程

　　氣缸原理源于大炮：

　　氣缸源于大炮,？這并不是聳人聽聞。你車上的氣缸戰(zhàn)士確實與大炮有關(guān),。

　　1680年,，荷蘭科學(xué)家霍因斯受到大炮原理的啟發(fā)，心想如將炮彈的強大力量用來推動其它機械不是挺好嗎,？他一開始仍用火藥作燃燒爆炸物,，將炮彈改成“活塞”,，把炮筒作“氣缸”，并開一個單向閥。他在氣缸內(nèi)注入火藥,，當(dāng)點燃火藥后，火藥猛烈地爆炸燃燒，推動活塞向上運動，并產(chǎn)生動力,。同時，爆炸氣巨大的壓力還推開單向閥,，排出廢氣,。而后，氣缸內(nèi)殘余廢氣逐漸變冷,，氣壓變低,，氣缸外部的大氣壓又推動活塞向下運動，以準(zhǔn)備進(jìn)行下一次爆炸,。當(dāng)然，由于行程過長,，效率太低,，他zui終沒有取得成功。但是,，正是霍因斯首先提出了“內(nèi)燃機”的設(shè)想,，后人在此基礎(chǔ)上才發(fā)明了氣車用的發(fā)動機。

　　早期汽車使用單缸機

　　汽車*卡爾·奔馳和戴姆勒在當(dāng)年設(shè)計制造汽車時,，他們不約而同地只用了一個氣缸的發(fā)動機,。就像我們現(xiàn)在認(rèn)為一輛汽車不可能使用兩臺或更多臺發(fā)動機一樣，估計當(dāng)時的人們也不會想象出還會用兩個氣缸或更多氣缸的發(fā)動機,。然而現(xiàn)在不同了,，先別說發(fā)達(dá)國家，看看國內(nèi)汽車廣告就會發(fā)現(xiàn),，不少廠家總拿發(fā)動機的氣缸數(shù)目和排列形式來說事,，賣微型車的極力吹鼓他的車用的是四缸機而非三缸，用v6發(fā)動機的一定要把v字弄得醒目惹眼,，廣告宣傳確實起到了很大效果,，現(xiàn)在不少車迷已認(rèn)同了 “4缸比3缸好”、“6缸比4缸好”,、“v型比直列好”,、“v型發(fā)動機是高級發(fā)動機”等概念。現(xiàn)在國產(chǎn)車中已有近20種車裝配了v6或v8型發(fā)動機,。

　　單缸發(fā)動機的曲軸每轉(zhuǎn)兩周才能產(chǎn)生一次燃燒做功,，這樣它的聲音聽起來也不連續(xù)順暢，聽一聽小排量摩托車的聲音就知道了,。zui為不能讓人接受的是它的運轉(zhuǎn)極不平穩(wěn),，轉(zhuǎn)速波動較大，而且單缸發(fā)動機的外形也不適合裝在氣車上。為此,，現(xiàn)在的氣車上已見不到單缸發(fā)動機上,，兩缸機也不好找了，zui少是3缸發(fā)動機,。國內(nèi)生產(chǎn)的華利面包車,、老款夏利車、吉利豪情和奧拓,、福萊爾上,，裝的都是3缸機。

　　1升以下的微型車上多用3缸機,，1升至2升的發(fā)動機一般采用4缸或5缸機,。2升以上的發(fā)動機大多為6缸，4升以上的發(fā)動機使用8缸的占絕大多數(shù),。

　　在相同排量的情況下,，增加氣缸數(shù)可以提高發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，從而可以提高發(fā)動機的輸出功率,。另外,，增加氣缸數(shù)可以使發(fā)動機運轉(zhuǎn)更平穩(wěn)，使其輸出扭矩和輸出功率更加穩(wěn)定,。增加氣缸數(shù)可以使氣車更容易起動,，加速響應(yīng)性更好。為了提高氣車的性能,，必須增加氣缸數(shù),。因此，豪華轎車,、跑車,、賽車等高性能氣車的氣缸數(shù)都在6缸以上，zui多者已達(dá)到16缸,。

　　但是,，氣缸數(shù)的增加不能無限制。因為隨著氣缸數(shù)的增加,，發(fā)動機的零部件數(shù)也成比例地增加,，從而使發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，降低發(fā)動機的可靠性,，增加發(fā)動機重量,，提高制造成本和使用費用，增加燃料消耗,，并使發(fā)動機的體積變大,。因此,，氣車發(fā)動機的氣缸數(shù)都是根據(jù)發(fā)動機的用途和性能要求，在權(quán)衡各種利弊之后做出的合適選擇,。

　　肩并肩站成一排,。

　　直列發(fā)動機

　　直列發(fā)動機（line engine），它的所有氣缸均肩并肩排成一個平面,，它的缸體和曲軸結(jié)構(gòu)簡單,，而且使用一個氣缸蓋，制造成本較低,，穩(wěn)定性高,，低速扭矩特性好，燃料消耗少,，尺寸緊湊,，應(yīng)用比較廣泛。其缺點是功率較低,。“直列”可用l代表,，后面加上氣缸數(shù)就是發(fā)動機代號，現(xiàn)代氣車上主要有l(wèi)3,、l4、l5,、l6型發(fā)動機,。

　　直列3缸（l3）。

德國FESTO氣缸種類　　氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的氣動執(zhí)行元件,。氣缸有做往復(fù)直線運動的和做往復(fù)擺動的兩類（見圖）,。做往復(fù)直線運動的氣缸又可分為單作用、雙作用,、膜片式和沖擊氣缸4種,。

  

氣缸

①單作用氣缸：僅一端有活塞桿，從活塞一側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓,，氣壓推動活塞產(chǎn)生推力伸出,，靠彈簧或自重返回。

　?、陔p作用氣缸：從活塞兩側(cè)交替供氣,，在一個或兩個方向輸出力。

　?、勰て綒飧祝河媚て婊钊?，只在一個方向輸出力，用彈簧復(fù)位,。它的密封性能好,，但行程短。

　　④沖擊氣缸：這是一種新型元件,。它把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞高速（10～20米/秒）運動的動能,，借以做功。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)。做往復(fù)擺動的氣缸稱擺動氣缸,，由葉片將內(nèi)腔分隔為二,，向兩腔交替供氣，輸出軸做擺動運動,，擺動角小于 280°,。此外，還有回轉(zhuǎn)氣缸,、氣液阻尼缸和步進(jìn)氣缸等,。

FESTO氣缸作用
將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動機構(gòu)作直線往復(fù)運動,、擺動和旋轉(zhuǎn)運動,。
FESTO氣缸分類
直線運動往復(fù)運動的氣缸、擺動運動的擺動氣缸,、氣爪等,。
FESTO氣缸結(jié)構(gòu)
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，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8um,。對鋼管缸筒,，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，還是用高強度鋁合金和黃銅,。小型氣缸有使用不銹鋼管的,。帶磁性開關(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,，減小活塞桿伸出時的下彎量，延長氣缸使用壽命,。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)長使用聚氨酯,、聚四氟乙烯,、夾布合成樹脂等材料?；钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅匾幕瑒硬糠珠L度來決定,。滑動部分太短,，易引起早期磨損和卡死,。活塞的材質(zhì)常用鋁合金和鑄鐵,，小型缸的活塞有黃銅制成的,。

  

氣缸

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)運動處的部件密封稱為動密封,，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）氣缸工作時要靠壓縮空氣中的油霧對活塞進(jìn)行潤滑。也有小部分免潤滑氣缸,。

FESTO氣缸的工作原理

　　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，同時耗氣量增大,，造成能源浪費,。在夾具設(shè)計時，應(yīng)盡量采用增力機構(gòu),，以減少氣缸的尺寸,。

　　氣缸

　　下面是氣缸理論出力的計算公式：

　　F：氣缸理論輸出力（kgf）

　　F′：效率為85%時的輸出力（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,，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,，得：

　　F=2800kgf；F′=2300kgf

　　在工程設(shè)計時選擇氣缸缸徑,，可根據(jù)其使用壓力和理論推力或拉力的大小,，從經(jīng)驗表1－1中查出。

　　例：有一氣缸其使用壓力為5kgf/cm2,，在氣缸推出時其推力為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,。

德國FESTO氣缸的應(yīng)用領(lǐng)域

　　印刷（張力控制）,、半導(dǎo)體（點焊機、芯片研磨）,、自動化控制,、機器人等等。

FESTO產(chǎn)品系列

　　日本SMC標(biāo)準(zhǔn)氣缸 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,，減小活塞桿伸出時的下彎量,，延長氣缸使用壽命。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。

　　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，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8um,。對鋼管缸筒,，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,，還是用高強度鋁合金和黃銅,。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開關(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)。