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氣缸的基本構(gòu)造

所謂,，氣動執(zhí)行元件，就是采用壓縮空氣作為動力,，驅(qū)動機構(gòu)作直線,、擺動和旋轉(zhuǎn)運動的元件。

拿常用的基本型氣缸作為例子：

單作用氣缸：

活塞僅一側(cè)供氣,，氣壓推動活塞產(chǎn)生推力伸出,，靠彈簧或自重返回。

雙作用氣缸：

氣缸活塞兩側(cè)都有氣壓力,，來實現(xiàn)前進或后退動作,。

氣缸的緩沖

但是，氣缸也有一個問題,，如果不使用緩沖裝置,，當(dāng)活塞運動到終端時，特別是行程長,、速度快的氣缸,，活塞撞擊端蓋的動能就會很大，很容易損壞零件,，縮短氣缸的壽命,。

氣缸緩沖設(shè)計：

一種液壓緩沖,，也是簡單氣缸緩沖的方法：在氣缸前端安裝液壓緩沖器。通過*的阻尼孔設(shè)計,，使用礦物油作為介質(zhì),，來平穩(wěn)實現(xiàn)從高速輕載到低速重載的轉(zhuǎn)變。特點：從小能量到大能力量的范圍都無需調(diào)節(jié),，可以實現(xiàn)佳的能量吸收,。

第二種橡膠緩沖，為了在工廠更緊湊的安裝,，第二種方法：橡膠緩沖：活塞桿的兩端設(shè)置了緩沖墊

注意事項：

1）緩沖能力固定不可變,，緩沖能力小，多用于小型氣缸,，防止作動噪音,。

2）需要注意橡膠老化而導(dǎo)致變形、剝落等現(xiàn)象,。

第三種氣緩沖,，通過活塞運動時，緩沖套及密封圈共同作用在一側(cè)形成一個封閉的氣室/緩沖腔,，來實現(xiàn)緩沖,。緩沖腔內(nèi)的氣體只能通過緩沖閥排出。當(dāng)緩沖閥的開度很小時,，腔內(nèi)壓力快速上升,，該壓力對于活塞產(chǎn)生反作用力,，從而使活塞減速,，直至停止。

注意事項：

1）通過調(diào)節(jié)緩沖閥的開度,，緩沖能力可調(diào),。開度越小，緩沖力越大,。

2）利用氣缸動作時的背壓而實現(xiàn)緩沖,。氣缸背壓小。緩沖能力也將變小,。在使用時,，須注意負(fù)載率和氣缸速度的控制方法。

磁性開關(guān)

它是判斷氣缸是否運行到位的反饋信號,，控制相應(yīng)的電磁閥完成切換動作,。

原理：隨活塞移動的磁環(huán)靠近或離開開關(guān)，開關(guān)中的被磁化相互吸引或斷開,，發(fā)出電信號,。

特點是不需要在氣缸行程兩端設(shè)置機控閥及其安裝架,，不需要在活塞桿端設(shè)置撞塊，所以使用方便,，結(jié)構(gòu)緊湊,，可靠性高，壽命長,，成本低,，開關(guān)反應(yīng)時間快，獲得了的應(yīng)用,。

氣壓傳動是指以壓縮空氣為動力源來驅(qū)動和控制各種機械設(shè)備以實現(xiàn)生產(chǎn)過程機械化和自動化的一種技術(shù),。隨著工業(yè)機械化自動化的發(fā)展，氣動技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域,。

一,、氣壓傳動的簡介：

氣動是“氣動技術(shù)"或“氣壓傳動與控制"的簡稱。氣動技術(shù)是以空氣壓縮機為動力源,，以壓縮空氣為工作介質(zhì),，進行能量傳遞或信號傳遞的工程技術(shù)．是實現(xiàn)各種生產(chǎn)控制、自動控制的重要手段,。隨著工業(yè)機械化和自動化的發(fā)展,，氣動技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域。特別是成本低廉,、結(jié)構(gòu)簡單的氣動自動裝置已得到了廣泛的普及與應(yīng)用,。

二、系統(tǒng)組成：

氣動傳動系統(tǒng)組成：

在氣壓傳動系統(tǒng)中,，根據(jù)氣動元件和裝置的不同功能,，可將氣壓傳動系統(tǒng)分成以下四個組成部分。

1,、氣源裝置,。氣源裝置將原動機提供的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能，為系統(tǒng)提供壓縮空氣,。它主要由空氣壓縮機構(gòu)成,，還配有儲氣罐、氣源凈化裝置等附屬設(shè)備,。

2,、執(zhí)行元件。執(zhí)行元件起能量轉(zhuǎn)換的作用,，把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成工作裝置的機械能,。它的主要形式有氣缸輸出直線往復(fù)式機械能、擺動氣缸和氣馬達分別輸出回轉(zhuǎn)擺動式和旋轉(zhuǎn)式的機械能。對于以真空壓力為動力源的系統(tǒng),，采用真空吸盤以完成各種吸吊作業(yè),。

3、控制元件,?？刂圃脕韺嚎s空氣的壓力、流量和流動方向凋節(jié)和控制,，使系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)按功能要求的程序和性能工作,。根據(jù)完成功能不同，控制元件種類分為很多種,，氣壓傳動系統(tǒng)中一般包括壓力,、流量、方向和邏輯等四大類控制元件,。

4,、輔助元件。輔助元件是用于元件內(nèi)部潤滑,、排氣噪聲,、元件間的連接以及信號轉(zhuǎn)換、顯示,、放大,、檢測等所需的各種氣動元件，如油霧器,、消聲器,、管件及管接頭、轉(zhuǎn)換器,、顯示器,、傳感器等。

三,、氣動傳動的特點：

1．氣壓傳動的優(yōu)點

(1)空氣來源方便,，用后直接排出,，無污染,。

(2)空氣黏度小，氣體在傳輸中摩擦力較小,，故可以集中供氣和遠距離輸送,。

(3)氣動系統(tǒng)對工作環(huán)境適應(yīng)性好。特別在易燃,、易爆,、多塵埃、強磁、輻射,、振動等惡劣工作環(huán)境工作時,，安全可靠性優(yōu)于液壓、電子和電氣系統(tǒng),。

(4)氣動動作迅速,、反應(yīng)快、調(diào)節(jié)方便,，可利用氣壓信號實現(xiàn)自動控制,。

(5)氣動元件結(jié)構(gòu)簡單、成本低且壽命長,，易于標(biāo)準(zhǔn)化,、系列化和通用化。

四,、氣動傳動的應(yīng)用：

氣動技術(shù)應(yīng)用的最典型的代表是工業(yè)機器人,。代替人類的手腕、手以及手指能正確并迅速的做抓取或放開等細微的動作,。除了工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用之外,，在游樂場的過山車上的剎車裝置，機械制作的動物表演以及人形報時鐘的內(nèi)部,，均采用了氣動技術(shù),，實現(xiàn)細小的動作。

氣動技術(shù)適用姿態(tài)控制　生命維持系統(tǒng),、氣墊床,、人造心臟 、省力產(chǎn)業(yè),、機器人,、真空搬運、空氣門,、氣控噴涂,、空氣幕簾、空調(diào)計量設(shè)備,、氣動量儀,、液面檢測裝置、紡織,、氣動精紡化學(xué)工業(yè),、過程控制、液化氣體控制,、可動元件,、純流體元件海洋開發(fā),、水中空氣呼吸器、海底送氣系統(tǒng),、潛水車輛,、氣動門、氣動離合器,、氣動剎車,、空氣輪胎礦山業(yè)、風(fēng)鎬(鑿巖機)造船,、防暴控制,、氣墊船氣動工具、氣動研磨機,、,、空氣錘農(nóng)業(yè)、娛樂產(chǎn)業(yè)　空氣墊,、充氣帳篷,、充氣船、運輸,、空氣傳送帶工業(yè)機械,、機床的自動控制、食品機械自控制,、包裝機械的自動控制,、沖壓機械的自動控制。

AIRTEC型材氣缸XL-050-0160-050,，德國愛爾泰克AIRTEC氣缸

德國愛爾泰克AIRTEC型材氣缸訂貨型號：

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方向控制回路

單作用氣缸換向回路利用電磁換向閥通斷電,，將壓縮空氣間歇送人氣缸的無桿腔，與彈簧一起推動活塞往復(fù)運動,。雙作用氣缸換向回路分別將控制信號到氣控?fù)Q向閥的 K1,、K2 的控制腔，使換向閥的換向,，從而控制壓縮空氣實現(xiàn)使氣 缸的活塞往復(fù)運動,。

1、差動控制回路是用二位三通手拉閥控制差動聯(lián)接氣缸,，實現(xiàn)氣缸的差動控制,。 

2、多位運動控制回路給各三位換向閥分別加入開關(guān)量信號時,，各氣缸可分別完成向左,、 向右、停止三種運動狀態(tài),。當(dāng)信號解除后，缸可以停止在原位；若更換不同中為機能的三位換向閥,，缸可以得到不同的停留狀態(tài),。

速度控制回路 

1、單作用氣缸速度控制回路

雙向調(diào)速回路：采用二只單向節(jié)流閥串聯(lián)分別實現(xiàn)進氣節(jié)流和排氣節(jié)流,，控制氣缸活塞的運動速度,。 

慢進快退調(diào)速回路：在圖示回路中當(dāng)有控制信號K時，換向閥換向,，其輸出經(jīng) 節(jié)流閥,、快排閥入單作用缸的無桿 腔，使活塞桿慢速伸出,，伸出速度的大小取 決于節(jié)流閥的開口量,；當(dāng)無控制信號K時，換向閥復(fù)位,，缸無桿腔余氣經(jīng)快排閥排入大氣,，活塞在彈 簧作用下縮回。

2,、雙作用氣缸速度控制回路 

雙向調(diào)速回路：在換向閥的排氣口上安裝排氣節(jié)流閥,，兩種調(diào)速回路的調(diào)速效果基本相同。 

慢進快退回路：控制活塞桿伸出時采用排氣節(jié)流控制,，活塞桿慢速伸出,；活塞桿縮回時，無桿腔余氣經(jīng)快排閥排空,，活塞桿快速退回,。

3、緩沖回路是對于氣缸行程較長速度較快的應(yīng)用場合,，可以通過回路來實現(xiàn)緩沖,；

氣—液聯(lián)動速度控制回路

在氣—液聯(lián)動速度控制回路中，采用氣—液聯(lián)動目的,，使氣缸得到平穩(wěn)的運動速度,。常用兩種方式：氣—液阻尼缸的回路；用氣—液轉(zhuǎn)換器的回路,。 慢進快退回路：在氣—液阻尼缸中,，氣缸是動力缸，油缸是阻尼缸,，氣缸與阻尼缸串聯(lián)聯(lián)接,。

變速回路 

氣液缸串聯(lián)調(diào)速回路：通過單向節(jié)流閥，利用液壓油不可壓縮的特點,，實現(xiàn)氣缸單方向的無級調(diào)速,，油杯用于補充油缸漏油,。 氣液缸串聯(lián)變速回路：當(dāng)活塞桿右行到撞塊碰到機動換向閥后開始作慢速運動。改變撞塊的安裝位置,，即可改變開始變速的位置,。

氣-液轉(zhuǎn)換器的調(diào)速回路 

氣-液轉(zhuǎn)換器是一種氣液共存又可以相互轉(zhuǎn)換的氣~液轉(zhuǎn)換元件。其作用是在一段輸入壓縮空氣時,，另一端輸出液體,。

安全保護回路

往復(fù)運動回路

氣源裝置與輔助元件

氣源系統(tǒng)的組成

氣源系統(tǒng)的輔助裝置 

一、氣動系統(tǒng)的基本組成示例 空壓機分類 

1.往復(fù)式壓縮機 b.兩級活塞式壓縮機 

2.旋轉(zhuǎn)式壓縮機 空氣干燥,，冷凍干燥法 進入干燥器的空氣首先進入熱交換器冷卻,，經(jīng)初步冷卻的空氣中析出的水份和油份經(jīng)分離器排出。然后,，空氣再進入致冷器,，這使空氣進一步冷卻到2~5℃，使空氣中含有的氣態(tài)水份,、油份等由于溫度的降低而大量進一步地析出,，經(jīng)分離器排出。冷卻后的空氣再進入熱交換器加熱輸出 空氣干燥,，吸收干燥法 吸收干燥法是一個純化學(xué)過程,。在干燥罐中，壓縮空氣中水分與干燥劑發(fā)生反應(yīng),，使干燥劑溶解,。液態(tài)干燥劑可從干燥罐底部排出。根據(jù)壓縮空氣溫度,、含濕量和流速,，必須及時填滿干燥劑。

壓縮空氣的過濾裝置

標(biāo)準(zhǔn)過濾器

壓縮空氣的調(diào)壓裝置 所有的氣動系統(tǒng)均有一個適合的工作壓力,，而在各種氣動系統(tǒng)中,，皆可出現(xiàn)或多或少的壓力波動。氣動與液壓傳動不同,，一個氣源系統(tǒng)輸出的壓縮空氣通?？晒┒嗯_氣動裝置使用。氣源系統(tǒng)輸出的空氣壓力都高于每臺裝置所需的壓力,，且壓力波動較大,。如果壓力過高，將造成能量的損失并增加損耗,；過低的壓力則出力不足,，造成不良效率。 例如空壓機的開啟與關(guān)閉所產(chǎn)生的壓力波動對系統(tǒng)的功能會產(chǎn)生不良影響,。因此每臺氣動裝置的供氣壓力都需要用減壓閥減壓,，并保持穩(wěn)定,。 溢流減壓閥 不論進氣壓力是否波動，減壓閥都可以保持工作壓力恒定不變,。當(dāng)耗氣量增加時,，工作壓力降低,，在調(diào)壓彈簧作用下,，減壓閥閥口開大 若工作壓力增大，則中間膜片打開,，壓縮空氣就經(jīng)閥體上的溢流孔排出,。

壓縮空氣的潤滑裝置

1.使壓縮空氣產(chǎn)生油霧主要由油霧器來完成。油霧器是以壓縮空氣為動力,，將潤滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中,，使該壓縮空氣具有潤滑氣動元件的能力。目前,，氣動控制系統(tǒng)中的控制閥,、氣缸和氣馬達主要是靠帶有油霧的壓縮空氣來實現(xiàn)潤滑的，其優(yōu)點是方便,、干凈,、潤滑質(zhì)量高。

2.普通型油霧器也稱為全量式油霧器,，把霧化后的油霧全部隨壓縮空氣輸出,，油霧粒徑約為20um。普通型油霧器又分為固定節(jié)流式和自動節(jié)流式兩種,，前者輸出的油霧濃度隨空氣的流量變化而變化,，后者輸出的油霧濃度基本保持恒定。不隨空氣流量的變化而變化,。 壓縮空氣的潤滑裝置 通常壓縮空氣是干燥和無油的,。對于某個氣動系統(tǒng)來說，有些地方需要潤滑的壓縮空氣,，有些地方則不需要,，因此，應(yīng)對壓縮空氣的潤滑進行限制,。 當(dāng)壓縮空氣通過油霧器時,，其在油室與視油器之間產(chǎn)生一個壓降，該壓降使油液經(jīng)吸油管上升,，并經(jīng)噴嘴引射到壓縮空氣中,，油滴被霧化，隨壓縮空氣流出,。

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空氣壓縮站(簡稱空壓站)是氣動自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分,，為氣動設(shè)備提供滿足要求的壓縮空氣動力源,。空壓站的主要組成裝置有氣壓發(fā)生裝置(空氣壓縮機,，簡稱空壓機),、貯氣罐和后冷卻器。

空壓機是氣壓發(fā)生裝置是將機械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的轉(zhuǎn)換裝置,。常見的空壓機有活塞式空壓機,、葉片式空壓機和螺桿式空壓機氣種。

活塞式空壓機的工作原理,。在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動的活塞向右移動時,，氣缸內(nèi)活塞左腔的壓力低于大氣壓力Pa，吸氣閥開啟,，外界空氣吸入缸內(nèi),，這個過程稱為壓縮過程當(dāng)缸內(nèi)壓力高于輸出空氣管道內(nèi)壓力P后，排氣閥打開,。壓縮空氣送至輸氣管內(nèi),，這個過程稱為排氣過程?；钊耐鶑?fù)運動是由電動機帶動的曲柄滑塊機構(gòu)形成的,。曲柄的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑動——活塞的往復(fù)運動。這種結(jié)構(gòu)的壓縮機在排氣過程結(jié)束時總有剩余容積存在,。在下一次吸氣時,，剩余容積內(nèi)的壓縮空氣會膨脹，從而減少了吸人的空氣量,，降低了效率,，增加了壓縮功。且由于剩余容積的存在,，當(dāng)壓.縮比增大時,，溫度急劇升高：故當(dāng)輸出壓力較高時，應(yīng)采取分級壓縮,。分級壓縮可降低排氣溫度,，節(jié)省壓縮功，提高容積效率,，增加壓縮氣體排氣量,。

葉片式空壓機的工作原理，把轉(zhuǎn)子偏心安裝在定子(機體)內(nèi),，葉片插在轉(zhuǎn)子的放射狀槽內(nèi),，葉片能在槽內(nèi)滑動二葉片、轉(zhuǎn)子和機體內(nèi)壁溝成的容積空問在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中逐漸變小，由此從進氣口吸入的空氣就逐漸被壓縮排出,。這樣,，在回轉(zhuǎn)過程中不需要活塞式空壓機中具有的吸氣閥和排氣閥：在轉(zhuǎn)子的每一次回轉(zhuǎn)中，將根據(jù)葉片的數(shù)目多次進行吸氣,、壓縮和排氣,，所以輸出壓力的脈動小。通常情況下,，葉片式空壓機需采用潤滑油對葉片,、轉(zhuǎn)子和機體內(nèi)部進行潤滑、冷卻和密封,，所以排出的壓縮空氣中含有大量的油份,。因此在排氣口需要安裝油分離器和冷卻器,，以便把油份從壓縮空氣中分離出來進行冷卻并循環(huán)使用,。通常所說的無油空壓機，是采用石墨或有機合成材料等自潤滑材料作為葉片材料,。運轉(zhuǎn)時無需添加任何潤滑油,，壓縮空氣不被污染，滿足了無油化的要求,。此外,，在進氣口設(shè)置空氣流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)排出氣體壓力的變化自動調(diào)節(jié)流量,，使輸出壓力保持恒定,。

葉片式空壓機的優(yōu)點是能連續(xù)排出脈動小的額定壓力的版縮空氣，所以一般無需設(shè)置貯氣罐,，并且結(jié)構(gòu)簡單,，制造容易，操作維修方便,，運轉(zhuǎn)噪聲小,。缺點是葉片、轉(zhuǎn)子和機體之間機械摩擦較大,。產(chǎn)生較高的能量損失,，因而效率也較低。

螺桿式空壓機的工作原理,。在殼體中裝有一對互相嚙合的螺旋轉(zhuǎn)子,，其中一根轉(zhuǎn)子具有凸面齒形，另一根轉(zhuǎn)子具有凹面齒形,，兩根轉(zhuǎn)子之間及殼體圍成的空間,，在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中沿軸向移動，其容積逐漸減小。這樣,，從進口吸人的空氣逐漸被壓縮,，并從出口排出。螺桿式空壓機與葉片式空壓機一樣,，也需要加油進行冷卻,，潤滑及密封，所以在出口處也要設(shè)置油分離器,。螺桿式空壓機的優(yōu)點是排氣壓力脈動小,，輸出流量大，無需設(shè)置貯氣罐,，結(jié)構(gòu)中無易損件,，壽命長，效率高,。缺點是制造精度要求高,，運轉(zhuǎn)噪聲大。且由于結(jié)構(gòu)剛度的限制,，只適用于中低壓范圍使用,。

貯氣罐

貯氣罐的作用是：

（1）用來貯存一定量的壓縮空氣，調(diào)節(jié)空壓機輸出氣量與用戶耗氣量之間的不平衡狀況,，保證連續(xù),、穩(wěn)定的氣流輸出。

（2）當(dāng)出現(xiàn)空壓機停機,、突然停電等意外事故時,，可用貯氣罐中貯存的壓縮空氣實施緊急處理保證安全。

（3）減小空壓機輸出氣流脈動,，穩(wěn)定空壓站管道中的壓力此外,，還能降低壓縮空氣溫度，分離壓縮空氣中的部分水份和油份,。

后冷卻器

后冷卻器的作用是使溫度高達120~180℃的空壓機排出氣體冷卻到40~50℃,，并使其中的水蒸氣和油霧冷凝成水滴和油滴，以便對壓縮空氣實施進一步凈化處理,。

后冷卻器有風(fēng)冷式和水冷式兩大類,。風(fēng)冷式是靠風(fēng)扇產(chǎn)生的冷空氣吹向帶散熱片的熱空氣管道，經(jīng)風(fēng)冷后的壓縮空氣的出口溫度大約比環(huán)境溫度高15℃左右,。水冷式是通過強迫冷卻水洽壓縮空氣流動方向的反方向流動來進行冷卻,，壓縮空氣出日溫度大約比環(huán)境溫度高10℃左右 。