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氣缸AM20-0DAD31
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引導(dǎo)活塞在缸內(nèi)進行直線往復(fù)運動的圓筒形金屬機件,?？諝庠诎l(fā)動機氣缸中通過膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機械能；氣體在壓縮機氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力,。

渦輪機,、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機等的殼體通常也稱“氣缸”。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,。

內(nèi)燃機缸體上安放活塞的空腔。是活塞運動的軌道,，燃氣在其中燃燒及膨脹,，通過氣缸壁還能散去一部分燃氣傳給的爆發(fā)余熱,，使發(fā)動機保持正常的工作溫度。氣缸的型式有整體式和單鑄式,。單鑄式又分為干式和濕式兩種,。氣缸和缸體鑄成一個整體時稱整體式氣缸;氣缸和缸體分別鑄造時，單鑄的氣缸筒稱為氣缸套,。氣缸套與冷卻水直接接觸的稱作濕式氣缸套;不與冷卻水直接接觸的稱作干式氣缸套,。為了保持氣缸與活塞接觸的嚴(yán)密性，減少活塞在其中運動的摩擦損失,，氣缸內(nèi)壁應(yīng)有較高的加工精度和精確的形狀尺寸,。 [1] 

種類

編輯

氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械

氣缸(10張)

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)擺動兩種類型（見圖）,。做往復(fù)直線運動的氣缸又可分為單作用氣缸,、雙作用氣缸、膜片式氣缸和沖擊氣缸4種,。

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,。

②雙作用氣缸：從活塞兩側(cè)交替供氣，在一個或兩個方向輸出力,。

③膜片式氣缸：用膜片代替活塞,，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。

⑤無桿氣缸：沒有活塞桿的氣缸的總稱,。有磁性氣缸,，纜索氣缸兩大類。

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,、氣液阻尼缸和步進氣缸等,。

結(jié)構(gòu)

編輯

氣缸是由缸筒、端蓋,、活塞,、活塞桿和密封件等組成，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)達到Ra0.8μm,。

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，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,。

4）活塞桿

活塞桿是氣缸中重要的受力零件。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行潤滑,。也有小部分免潤滑氣缸,。 [2] 

發(fā)展歷程

編輯

氣缸原理源于大炮。

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？他一開始仍用作燃燒,，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,，當(dāng)點燃后，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)備進行下一次爆炸,。當(dāng)然，由于行程過長,，效率太低,，他終沒有取得成功。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)明了汽車用的發(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,。就像我們認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,，不少車迷已認同了 “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。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,。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汽車上,。為此,，汽車上已見不到單缸發(fā)動機上，兩缸機也不好找了,，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，多者已達到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,。

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)代汽車上主要有l(wèi)3,、l4,、l5、l6型發(fā)動機,。

常見故障

編輯

問題

1. 汽缸是鑄造而成的,，汽缸出廠后都要經(jīng)過時效處理，使汽缸在住鑄造過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力*消除,。如果時效時間短,，那么加工好的汽缸在以后的運行中還會變形。

2. 汽缸在運行時受力的情況很復(fù)雜,，除了受汽缸內(nèi)外氣體的壓力差和裝在其中的各零部件的重量等靜載荷外,，還要承受蒸汽流出靜葉時對靜止部分的反作用力，以及各種連接管道冷熱狀態(tài)下對汽缸的作用力,，在這些力的相互作用下,，汽缸易發(fā)生塑性變形造成泄漏。

3. 汽缸的負荷增減過快,，特別是快速的啟動,、停機和工況變化時溫度變化大、暖缸的方式不正確,、停機檢修時打開保溫層過早等,，在汽缸中和法蘭上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。

4. 汽缸在機械加工的過程中或經(jīng)過補焊后產(chǎn)生了應(yīng)力,，但沒有對汽缸進行回火處理加以消除,，致使汽缸存在較大的殘余應(yīng)力，在運行中產(chǎn)的變形,。

5. 在安裝或檢修的過程中,，由于檢修工藝和檢修技術(shù)的原因，使內(nèi)缸,、汽缸隔板,、隔板套及汽封套的膨脹間隙不合適,，或是掛耳壓板的膨脹間隙不合適，運行后產(chǎn)生巨大的膨脹力使汽缸變形,。

6. 使用的汽缸密封劑質(zhì)量不好,、雜質(zhì)過多或是型號不對；汽缸密封劑內(nèi)若有堅硬的雜質(zhì)顆粒就會使密封面難以緊密的結(jié)合,。

7. 汽缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質(zhì)不合格,。汽缸結(jié)合面的嚴(yán)密性主要靠螺栓的緊力來實現(xiàn)的。機組的起?；蚴窃鰷p負荷時產(chǎn)生的熱應(yīng)力和高溫會造成螺栓的應(yīng)力松弛,，如果應(yīng)力不足，螺栓的預(yù)緊力就會逐漸減小,。如果汽缸的螺栓材質(zhì)不好,，螺栓在長時間的運行當(dāng)中，在熱應(yīng)力和汽缸膨脹力的作用下被拉長,，發(fā)生塑性變形或斷裂,，緊力就會不足，使汽缸發(fā)生泄漏的現(xiàn)象,。

8. 汽缸螺栓緊固的順序不正確,。一般的汽缸螺栓在緊固時是從中間向兩邊同時緊固，也就是從垂弧大處或是受力變形大的地方緊固,，這樣就會把變形大的處的間隙向汽缸前后的自由端轉(zhuǎn)移,，后間隙漸漸消失。如果是從兩邊向中間緊,，間隙就會集中于中部,，汽缸結(jié)合面形成弓型間隙，引起蒸汽泄漏,。 [3] 

原因

1. 氣缸出現(xiàn)內(nèi),、外泄漏，一般是因活塞桿安裝偏心,，潤滑油供應(yīng)不足,，密封圈和密封環(huán)磨損或損壞，氣缸內(nèi)有雜質(zhì)及活塞桿有傷痕等造成的,。所以,，當(dāng)氣缸出現(xiàn)內(nèi)、外泄漏時,，應(yīng)重新調(diào)整活塞桿的中心,，以保證活塞桿與缸筒的同軸度；須經(jīng)常檢查油霧器工作是否可靠,，以保證執(zhí)行元件潤滑良好,；當(dāng)密封圈和密封環(huán)出現(xiàn)磨損或損環(huán)時,，須及時更換；若氣缸內(nèi)存在雜質(zhì),，應(yīng)及時清除,；活塞桿上有傷痕時，應(yīng)換新,。

2. 氣缸的輸出力不足和動作不平穩(wěn),，一般是因活塞或活塞桿被卡住、潤滑不良,、供氣量不足,，或缸內(nèi)有冷凝水和雜質(zhì)等原因造成的。對此,，應(yīng)調(diào)整活塞桿的中心,；檢查油霧器的工作是否可靠；供氣管路是否被堵塞,。當(dāng)氣缸內(nèi)存有冷凝水和雜質(zhì)時，應(yīng)及時清除,。

3. 氣缸的緩沖效果不良,，一般是因緩沖密封圈磨損或調(diào)節(jié)螺釘損壞所致。此時,，應(yīng)更換密封圈和調(diào)節(jié)螺釘,。

4. 氣缸的活塞桿和缸蓋損壞，一般是因活塞桿安裝偏心或緩沖機構(gòu)不起作用而造成的,。對此,，應(yīng)調(diào)整活塞桿的中心位置；更換緩沖密封圈或調(diào)節(jié)螺釘,。

解決方案

1.汽缸變形較大或漏汽嚴(yán)重的結(jié)合面,，采用研刮結(jié)合面的方法

如果上缸結(jié)合面變形在0.05mm范圍內(nèi)，以上缸結(jié)合面為基準(zhǔn)面,，在下缸結(jié)合面涂紅丹或是壓印藍紙,，根據(jù)痕跡研刮下缸。如果上缸的結(jié)合面變形量大,，在上缸涂紅丹,，用大平尺研出痕跡，把上缸研平,?；蚴遣扇C械加工的方法把上缸結(jié)合面找平，再以上缸為基準(zhǔn)研刮下缸結(jié)合面,。汽缸結(jié)合面的研刮一般有兩種方法：

⑴是不緊結(jié)合面的螺栓,，用千斤頂微微推動上缸前后移動,，根據(jù)下缸結(jié)合面紅丹的著情況來研刮。這種方法適合結(jié)構(gòu)剛性強的高壓缸,。

⑵是緊結(jié)合面的螺栓,，根據(jù)塞尺的檢查結(jié)合面的嚴(yán)密性，測出數(shù)值及壓出的痕跡,，修刮結(jié)合面,，這種方法可以排除汽缸垂弧對間隙的影響。

2.采用適當(dāng)?shù)?strong>汽缸密封材料

因汽輪機汽缸密封劑還沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，制作原料和配方也各不相同,，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊；在選擇汽輪機汽缸密封劑時,，就要選在行業(yè)內(nèi)有口碑,，產(chǎn)品質(zhì)量有保證的正規(guī)生產(chǎn)廠家，以保證檢修處理后汽缸的嚴(yán)密性,。

3.局部補焊的方法

由于汽缸結(jié)合面被蒸汽沖刷或腐蝕出溝痕,，選用適當(dāng)?shù)暮笚l把溝痕添平，用平板或平尺研出痕跡,，研刮焊道和結(jié)合面在同一平面內(nèi),。汽缸結(jié)合面變形較大或是漏汽嚴(yán)重時，在下缸的結(jié)合面補焊一條或兩條10—20mm寬的密消除間隙封帶,，然后用平尺或是扣上缸測量,，并涂紅丹研刮，直到消除間隙,。此操作的工藝也很簡單,，焊前預(yù)熱汽缸至150℃，然后在室溫下進行分段退焊或跳焊,。選用奧氏體焊條,，如A407、A412,，焊后用石棉布覆蓋保溫緩冷,。待冷卻室溫后進行打磨修刮。

4.汽缸結(jié)合面的涂鍍或噴涂

當(dāng)汽缸結(jié)合面大面積漏汽,，間隙在0.50mm左右時,，為了減少研刮的工作量，可用涂鍍的工藝,。用汽缸做陽極,，涂具做陰極，在汽缸的結(jié)合面上反復(fù)涂刷電解溶液,，涂層的厚度要根據(jù)汽缸結(jié)合面間隙的大小而定,，涂層的種類要根據(jù)汽缸的材料和修刮的工藝而定,。噴涂就是用的高溫火焰噴槍把金屬粉末加熱至熔化或達到塑性狀態(tài)后噴射于處理過的汽缸表面，形成一層具有所需性能的涂層方法,。其特點就是設(shè)備簡單,，操作方便涂層牢固，噴涂后汽缸溫度僅為70℃—80℃不會使汽缸產(chǎn)生變形,，而且可獲得耐熱,，耐磨，抗腐蝕的涂層,。注意的是在涂渡和噴涂前都要對缸面進行打磨,、除油、拉毛,，在涂渡和噴涂后要對涂層進行研刮,，保證結(jié)合面的嚴(yán)密。

5.結(jié)合面加墊的方法

如果結(jié)合面的局部間隙泄漏不是很大,，可用80—100目的銅網(wǎng)經(jīng)熱處理使其硬度降低,，然后剪成適當(dāng)?shù)男螤睿佋诮Y(jié)合面的漏汽處,，再配以汽缸密封劑,。如果結(jié)合面的間隙較大，泄漏嚴(yán)重,，可在上下結(jié)合面開寬50mm深5mm的槽，中間鑲嵌IGr18Ni9Ti的齒形墊,，齒形墊的厚度一般比槽的深度大0.05—0.08mm左右,，并可用同等形狀的不銹鋼墊片做以調(diào)整。

6.控制螺栓應(yīng)力的方法

如果汽缸結(jié)合面的變形較小,，而且很均勻,，可在有間隙處更換新的螺栓，或是適當(dāng)?shù)募哟舐菟ǖ念A(yù)緊力,。按從中間向兩邊同時緊固,，也就是從垂弧大處或是受力變形大的地方緊固螺栓。理論上來說,，控制螺栓的預(yù)緊力可用公式d/L≤A來計算,，但由于此計算的數(shù)據(jù)與測量的手段還在研究當(dāng)中，沒有達到推廣,，多在螺栓的允許的大應(yīng)力內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗而定,。

7.新時期采用的高分子材料方法

隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，高分子復(fù)合材料逐漸在氣缸維護中取得了成功的應(yīng)用,。相對于傳統(tǒng)手段相比,，高分子復(fù)合材料具有較為優(yōu)異的耐溫性能,，良好的耐壓性能，以及更為出色的密封性能,，且具有良好的塑變性,，受熱不會固化，密封膜不會被破壞,，從而保證了機件密封面的密封,；加之易于清除，使用過的密封面可以用無水乙醇或丙酮輕易的擦去,，而不會附著于密封面,；由于其優(yōu)異的性能，逐漸受到越來越多氣缸企業(yè)的青睞,。

常見故障分析與排除方法

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氣缸與電動執(zhí)行器的區(qū)別

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從傳統(tǒng)觀念來看,，氣缸與電動執(zhí)行器一直被認為是屬于兩個*不同領(lǐng)域的自動化產(chǎn)品,，但是近年來，隨著電氣化程度的不斷提高,，電動執(zhí)行器卻慢慢浸入氣動領(lǐng)域,，二者在應(yīng)用中既有競爭又相互補充。在本期欄目中,，我們將從技術(shù)性能,、購買和應(yīng)用成本、能源效率、應(yīng)用場合及市場形勢等幾個方面來對比氣缸與電動執(zhí)行器各自的優(yōu)勢

技術(shù)性能

*,，相比電動執(zhí)行器,，氣缸可在惡劣條件下可靠地工作，且操作簡單,，基本可實現(xiàn)免維護,。氣缸擅長作往復(fù)直線運動，尤其適于工業(yè)自動化中多的傳送要求——工件的直線搬運,。而且,，僅僅調(diào)節(jié)安裝在氣缸兩側(cè)的單向節(jié)流閥就可簡單地實現(xiàn)穩(wěn)定的速度控制，也成為氣缸驅(qū)動系統(tǒng)大的特征和優(yōu)勢,。所以對于沒有多點定位要求的用戶,，絕大多數(shù)從使用便利性角度更傾向于使用氣缸。目前工業(yè)現(xiàn)場使用電動執(zhí)行器的應(yīng)用大部分都是要求高精度多點定位,，這是由于用氣缸難以實現(xiàn),，退而求其次的結(jié)果。
　　而電動執(zhí)行器主要用于旋轉(zhuǎn)與擺動工況,。其優(yōu)勢在于響應(yīng)時間快,，通過反饋系統(tǒng)對速度、位置及力矩進行精確控制,。但當(dāng)需要完成直線運動時,，需要通過齒形帶或絲桿等機械裝置進行傳動轉(zhuǎn)化，因此結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜,，而且對工作環(huán)境及操作維護人員的專業(yè)知識都有較高要求,。

優(yōu)勢

（1）對使用者的要求較低。氣缸的原理及結(jié)構(gòu)簡單,，易于安裝維護,，對于使用者的要求不高。電缸則不同,，工程人員必需具備一定的電氣知識，否則極有可能因為誤操作而使之損壞,。
　?。?）輸出力大。氣缸的輸出力與缸徑的平方成正比,；而電缸的輸出力與三個因素有關(guān),，缸徑、電機的功率和絲桿的螺距,，缸徑及功率越大,、螺距越小則輸出力越大。一個缸徑為50mm的氣缸，理論上的輸出力可達2000N,，對于同樣缸徑的電缸,，雖然不同公司的產(chǎn)品各有差異，但是基本上都不超過1000N,。顯而易見,，在輸出力方面氣缸更具優(yōu)勢。
　?。?）適應(yīng)性強,。氣缸能夠在高溫和低溫環(huán)境中正常工作且具有防塵、防水能力,，可適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境,。而電缸由于具有大量電氣部件的緣故，對環(huán)境的要求較高,，適應(yīng)性較差,。
　　電缸的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下3個方面：
　　（1）系統(tǒng)構(gòu)成非常簡單,。由于電機通常與缸體集成在一起,，再加上控制器與電纜，電缸的整個系統(tǒng)就是由這三部分組成的,，簡單而緊湊,。
　　（2）停止的位置數(shù)多且控制精度高,。一般電缸有低端與之分,，低端產(chǎn)品的停止位置有3、5,、16,、64個等，根據(jù)公司不同而有所變化,；產(chǎn)品則更是可以達到幾百甚至上千個位置,。在精度方面，電缸也具有的優(yōu)勢,，定位精度可達¡0.05mm,，所以常常應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體等精密的行業(yè),。
　?。?）柔韌性強。毫無疑問,，電缸的柔韌性遠遠強于氣缸,。由于控制器可以與PLC直接進行連接，對電機的轉(zhuǎn)速、定位和正反轉(zhuǎn)都能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制,，在一定程度上,，電缸可以根據(jù)需要隨意進行運動；由于氣體的可壓縮性和運動時產(chǎn)生的慣性,，即使換向閥與磁性開關(guān)之間配合地再好也不能做到氣缸的準(zhǔn)確定位,，柔韌性也就無從談起了。

在技術(shù)性能方面,，本人認為電動和氣動各有所長,，首先電動執(zhí)行器的優(yōu)勢主要包括：
　　（1）結(jié)構(gòu)緊湊,，體積小巧,。比起氣動執(zhí)行器，電動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)相對簡單,，一個基本的電子系統(tǒng)包括執(zhí)行器,，三位置DPDT開關(guān)、熔斷器和一些電線,，易于裝配,。
　　（2）電動執(zhí)行器的驅(qū)動源很靈活,，一般車載電源即可滿足需要,，而氣動執(zhí)行器需要氣源和壓縮驅(qū)動裝置。
　?。?）電動執(zhí)行器沒有“漏氣”的危險,，可靠性高，而空氣的可壓縮性使得氣動執(zhí)行器的穩(wěn)定性稍差,。
　?。?）不需要對各種氣動管線進行安裝和維護。
　?。?）可以無需動力即保持負載,，而氣動執(zhí)行器需要持續(xù)不斷的壓力供給。
　?。?）由于不需要額外的壓力裝置,，電動執(zhí)行器更加安靜。通常,，如果氣動執(zhí)行器在大負載的情況下，要加裝消音器,。
　?。?）電動執(zhí)行器在控制的精度方面更勝*。
　　（8）氣動裝置中的通常需要把電信號轉(zhuǎn)化為氣信號,，然后再轉(zhuǎn)化為電信號,，傳遞速度較慢，不宜用于元件級數(shù)過多的復(fù)雜回路,。

而氣缸的優(yōu)勢則在于以下4個方面：
　?。?）負載大，可以適應(yīng)高力矩輸出的應(yīng)用（不過,，現(xiàn)在的電動執(zhí)行器已經(jīng)逐漸達到目前的氣動負載水平了）,。
　　（2）動作迅速,、反應(yīng)快,。
　　（3）工作環(huán)境適應(yīng)性好,，特別在易燃,、易爆、多塵埃,、強磁,、輻射和振動等惡劣工作環(huán)境中，比液壓,、電子,、電氣控制更*。
　?。?）行程受阻或閥桿被扎住時電機容易受損,。

購買和應(yīng)用成本比較

　　從總體上來講，電伺服驅(qū)動比氣動伺服驅(qū)動要貴,，但也要因具體要求及場合而定,。有些小功率的直流電機構(gòu)成電動滑臺(電伺服系統(tǒng))實際上比氣動伺服系統(tǒng)要便宜。
　　如：當(dāng)負載為1.5kg,、工作行程為80mm,、速度在2~170mm/s之間、精度為¡0.1mm,、加速度2.5m/s2等工況條件時,，F(xiàn)ESTO公司采用小型電動滑臺、控制器,、馬達電纜,、控制電纜、編程電纜以及電源電纜等組成的電伺服系統(tǒng),，其價格就比氣動伺服系統(tǒng)便宜25%,。同樣,，對于帶活塞桿電缸也是如此。需要說明的是如果采用交流電機的話,，所組成的電伺服系統(tǒng)的價格要比氣動伺服系統(tǒng)高出40%左右,。
　　從購買和應(yīng)用成本來看，目前氣缸還是具有比較明顯的優(yōu)勢的,。對于氣動系統(tǒng)來說,，控制系統(tǒng)及執(zhí)行機構(gòu)都非常簡單,，每個氣缸只需配置一個電磁閥就可完成氣路的切換,，進行運動控制,，氣缸發(fā)生故障的概率也比較小,，維護簡單方便,，成本也低,。
　　而對于電動執(zhí)行器來說,，雖然電能的獲得比較簡單,，能量成本較低,，但購買及應(yīng)用成本較高,，不僅需要配置電機，還需要一套機械傳動機構(gòu)以及相應(yīng)的驅(qū)動元件,。同時使用電動執(zhí)行器需要很多保護措施,，錯誤的電路連接、電壓的波動及負載的超載都會對電驅(qū)動器造成損壞,，因此需要在電路及機械上加裝保護系統(tǒng),，增加了很多額外的費用支出。另外,，由于電動執(zhí)行器驅(qū)動單元的參數(shù)化設(shè)置較多,，且集成度高，所以其一旦發(fā)生故障,，就要更換整個元件,。而且當(dāng)系統(tǒng)需要的驅(qū)動力增加時，也要成套更換元件才能實現(xiàn),。因此綜合比較可以看出氣缸在購買及維護成本上有較大優(yōu)勢,。

能源效率比較

　　我們研究的結(jié)果表明，在往復(fù)運動周期較短（小于1min）的水平往復(fù)運動中,，電動執(zhí)行器的運行能耗通常低于氣缸的運行能耗,，即更節(jié)能。而在往復(fù)運動周期較長（大于1min）時,，氣缸竟然變得更節(jié)能,。這首先是由于終端停止時電動執(zhí)行器的控制器通常需要消耗約10W的電力，而氣缸僅有電磁閥耗電和氣體泄露,，一般低于1W,，即終端停止時間越長,，對氣缸越有利；其次電機在連續(xù)旋轉(zhuǎn)條件下的額定效率可達90%以上,，但在直線往復(fù)運動（絲杠轉(zhuǎn)換）中的臺形加減速旋轉(zhuǎn)條件下的平均效率卻不到50%。在豎直往復(fù)運動時,，夾持工件的保持動作要求不斷供給電流給電動執(zhí)行器以克服重力,，而氣缸只需關(guān)閉電磁閥即可，耗電極少,。因此在豎直往復(fù)運動時電動執(zhí)行器相比氣缸的能耗優(yōu)勢不是很大,。
　　由上可見，電機本身效率很高,，但在往復(fù)直線運動中考慮其效率下降及控制器的電力消耗,，電動執(zhí)行器未必一定比氣缸節(jié)能，具體比較取決于實際的工作條件,，即安裝方向,、往復(fù)運動周期和負載率等。

應(yīng)用場合比較

　　氣動系統(tǒng)和電動系統(tǒng)并不互相排斥,。相反,，這只是一個要求不同的問題。氣動驅(qū)動器的優(yōu)勢顯而易見,，當(dāng)面臨諸如灰塵,、油脂、水或清潔劑等惡劣的環(huán)境條件時,，氣動驅(qū)動器就顯得較適應(yīng)惡劣環(huán)境,，而且非常堅固耐用。氣動驅(qū)動器容易安裝,，能提供典型的抓取功能,，價格便宜且操作方便。
　　在作用力快速增大且需要精確定位的情況下,，帶伺服馬達的電驅(qū)動器具有優(yōu)勢,。對于要求精確、同步運轉(zhuǎn),、可調(diào)節(jié)和規(guī)定的定位編程的應(yīng)用場合,，電驅(qū)動器是好的選擇，帶閉環(huán)定位控制器的伺服或步進馬達所組成的電驅(qū)動系統(tǒng)能夠補充氣動系統(tǒng)的不足之處,。
　　從技術(shù)和使用成本的角度來說,，氣缸占有較明顯的優(yōu)勢，但在實際使用中究竟應(yīng)該選用哪種技術(shù)做驅(qū)動控制,，還是應(yīng)從多方因素進行綜合考量?，F(xiàn)代控制中各種系統(tǒng)越來越復(fù)雜,、越來越精細，并不是某種驅(qū)動控制技術(shù)就可滿足系統(tǒng)的多種控制功能,。氣缸可以簡單的實現(xiàn)快速直線循環(huán)運動,，結(jié)構(gòu)簡單，維護便捷,，同時可以在各種惡劣工作環(huán)境中使用,，如有防爆要求、多粉塵或潮濕的工況,。
　　電動執(zhí)行器主要用于需要精密控制的應(yīng)用場合,，現(xiàn)在自動化設(shè)備中柔性化要求在不斷提升，同一設(shè)備往往要求適應(yīng)不同尺寸工件的加工需要,，執(zhí)行器需要進行多點定位控制,，而且要對執(zhí)行器的運行速度及力矩進行精確控制或同步跟蹤，這些利用傳統(tǒng)氣動控制是無法實現(xiàn)的,，而電動執(zhí)行器就能非常輕松的實現(xiàn)此類控制,。由此可見氣缸比較適用于簡單的運動控制，而電執(zhí)行器則多用于精密運動控制的場合,。

市場形勢比較

　　氣缸驅(qū)動系統(tǒng)自70年代以來就在工業(yè)自動化領(lǐng)域得到了迅速普及,。今天，氣缸已成為國內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中PTP（PointToPoint）搬運的主流執(zhí)行器,，以氣缸驅(qū)動系統(tǒng)為核心的氣動元器件市場規(guī)模已達到110億美元的規(guī)模,。
　　九十年代開始，電機及其微電子控制技術(shù)迅速發(fā)展,，使電動執(zhí)行器在工業(yè)自動化中的應(yīng)用成為可能,。而且，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起也直接促進了能實現(xiàn)高精度多點定位的電動執(zhí)行器在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的擴大,。
　　九十年代末期,，日本等主要工業(yè)發(fā)達國家，甚至一度出現(xiàn)了電動執(zhí)行器即將取代氣缸,，氣缸將退出歷史舞臺的論調(diào),。因為人們普遍認為電動執(zhí)行器中電機的能量轉(zhuǎn)換效率高，而氣缸能量轉(zhuǎn)換效率較低,，低效的產(chǎn)品必將被淘汰出局,。然而，十年過去了,，電動執(zhí)行器在工業(yè)現(xiàn)場并未得到普及,，其市場規(guī)模與氣動相比還有很大差距。而且，無論是在工業(yè)發(fā)達國家,，還是在中國等新興工業(yè)國家,，氣缸的銷量不僅沒有減少，而且還在穩(wěn)步地增長,。在中國,，近幾年氣缸銷量的年增長速度一直維持在20%以上。
　　如需要科學(xué),、客觀地評價兩者,，必須采用全生命周期評價（LifeCycleAssessment）手法，考慮比較制造階段,、使用階段、廢棄階段三個階段的綜合指標(biāo),。具體指標(biāo)有成本,、能耗、對環(huán)境的負擔(dān)（主要是排放物等）,。譬如成本,，電動執(zhí)行器在運行能耗（使用階段）成本上有優(yōu)勢，但維護成本（使用階段）和購置成本（制造階段）都比氣缸要高得多,，在該指標(biāo)上的比較應(yīng)建立在所有成本的總和上,。

在總成本上，我們的研究結(jié)果表明,，氣缸在大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用場合具有一定優(yōu)勢,。
　　綜合以上分析，我們應(yīng)該看出,，氣缸與電動執(zhí)行器各有特點,，不可單純地用效率的高低來評價其優(yōu)劣。隨著電氣技術(shù)的發(fā)展,，電動執(zhí)行器的成本還會進一步下降,，預(yù)期其應(yīng)用領(lǐng)域還會進一步拓廣，但要完自吸無堵塞排污泵全取代氣缸是不現(xiàn)實的,。
　　從市場形式來看,，前面己經(jīng)提到若電缸從一開始就參照氣缸的外形及安裝連接尺寸生產(chǎn)，是一個很好的開端,。而對于目前還未有ISO標(biāo)準(zhǔn)的無桿氣缸和氣動滑臺,，則同樣采用相對應(yīng)的外形及安裝連接尺寸，這個便利的措施能夠杜絕氣驅(qū)動與電驅(qū)動在安裝,、添置或更換方面無謂的競爭,。FESTO公司的電驅(qū)動產(chǎn)品包含了300多種可自由組合的抓取模塊和多軸系統(tǒng)。在Festo,，電驅(qū)動器不是氣動驅(qū)動器的競爭產(chǎn)品,，而是對氣動驅(qū)動器性能的完美補充,。電驅(qū)動器的特點是精確和靈活。在作用力快速消失和需要精確定位的應(yīng)用場合,，電驅(qū)動器是無堵塞自吸排污泵理想的決方案,。
　　因此今后氣缸與電動執(zhí)行器的發(fā)展應(yīng)該是處于非常良性狀況和互補的，也一定會按照這兩門技術(shù)自身的科學(xué)自然發(fā)展規(guī)律發(fā)展,。