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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(dòng)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(diǎn)是動(dòng)作快,，但速度不易控制,，當(dāng)載荷變化較大時(shí)，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(diǎn)是動(dòng)作不如氣缸快，但速度易于控制,，當(dāng)載荷變化較大時(shí),，采用措施得當(dāng)，一般不會(huì)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(zhǎng)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?jiǎn)蜗蜷y,、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,。可以看出,，氣液阻尼缸的輸出力應(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(shí)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(qiáng)大力量用來推動(dòng)其它機(jī)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(gè)單向閥。他在氣缸內(nèi)注入火藥,，當(dāng)點(diǎn)燃火藥后,，火藥猛烈地爆炸燃燒，推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng),，并產(chǎn)生動(dòng)力,。同時(shí)，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(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，以準(zhǔn)備進(jìn)行下一次爆炸,。當(dāng)然,，由于行程過長(zhǎng)，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(jī)”的設(shè)想,，后人在此基礎(chǔ)上才發(fā)明了氣車用的發(fā)動(dòng)機(jī),。

　　早期汽車使用單缸機(jī)

　　汽車*卡爾·奔馳和戴姆勒在當(dāng)年設(shè)計(jì)制造汽車時(shí)，他們不約而同地只用了一個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī),。就像我們現(xiàn)在認(rèn)為一輛汽車不可能使用兩臺(tái)或更多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,，估計(jì)當(dāng)時(shí)的人們也不會(huì)想象出還會(huì)用兩個(gè)氣缸或更多氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)。然而現(xiàn)在不同了,，先別說發(fā)達(dá)國(guó)家,，看看國(guó)內(nèi)汽車廣告就會(huì)發(fā)現(xiàn)，不少廠家總拿發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)而非三缸,，用v6發(fā)動(dòng)機(jī)的一定要把v字弄得醒目惹眼,，廣告宣傳確實(shí)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(dòng)機(jī)是高級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)”等概念?，F(xiàn)在國(guó)產(chǎn)車中已有近20種車裝配了v6或v8型發(fā)動(dòng)機(jī),。

　　單缸發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)極不平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大,，而且單缸發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)上,，兩缸機(jī)也不好找了,，zui少是3缸發(fā)動(dòng)機(jī)。國(guó)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(jī),。

　　1升以下的微型車上多用3缸機(jī)，1升至2升的發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用4缸或5缸機(jī),。2升以上的發(fā)動(dòng)機(jī)大多為6缸,，4升以上的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,，從而可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。另外,，增加氣缸數(shù)可以使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(dòng),，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?yàn)殡S著氣缸數(shù)的增加,，發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件數(shù)也成比例地增加，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性,，增加發(fā)動(dòng)機(jī)重量，提高制造成本和使用費(fèi)用,，增加燃料消耗,，并使發(fā)動(dòng)機(jī)的體積變大,。因此,，氣車發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)都是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)

　　直列發(fā)動(dòng)機(jī)（line engine），它的所有氣缸均肩并肩排成一個(gè)平面,，它的缸體和曲軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，而且使用一個(gè)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(diǎn)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(dòng)機(jī)代號(hào)，現(xiàn)代氣車上主要有l(wèi)3,、l4,、l5、l6型發(fā)動(dòng)機(jī),。

　　直列3缸（l3）,。

德國(guó)FESTO氣缸種類　　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。氣缸有做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的和做往復(fù)擺動(dòng)的兩類（見圖）,。做往復(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,。

  

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(dòng)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(gè)或兩個(gè)方向輸出力,。

　?、勰て綒飧祝河媚て婊钊辉谝粋€(gè)方向輸出力,，用彈簧復(fù)位,。它的密封性能好，但行程短,。

　?、軟_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(yùn)動(dòng)的動(dòng)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(chǔ)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(dòng)的氣缸稱擺動(dòng)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(dòng)運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)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(jī)械能,，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),。
FESTO氣缸分類
直線運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸,、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)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,。活塞要在缸筒內(nèi)做平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng),，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8um,。對(duì)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(qiáng)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(shí)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(jī)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(shí)的下彎量，延長(zhǎng)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,?；钊系哪湍キh(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(zhǎng)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?dòng)部分長(zhǎng)度來決定?；瑒?dòng)部分太短,，易引起早期磨損和卡死?；钊牟馁|(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(yùn)動(dòng)處的部件密封稱為動(dòng)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(shí)要靠壓縮空氣中的油霧對(duì)活塞進(jìn)行潤(rùn)滑,。也有小部分免潤(rùn)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(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：有一氣缸其使用壓力為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。

德國(guó)FESTO氣缸的應(yīng)用領(lǐng)域

　　印刷（張力控制）,、半導(dǎo)體（點(diǎn)焊機(jī),、芯片研磨）、自動(dòng)化控制,、機(jī)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(jī)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(shí)的下彎量,，延長(zhǎng)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(dòng)，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8um。對(duì)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(qiáng)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),。