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氣缸是引導(dǎo)活塞在缸內(nèi)進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒形金屬機(jī)件,。空氣在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中通過(guò)膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,；氣體在壓縮機(jī)氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力,。渦輪機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)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(diǎn)焊機(jī)、芯片研磨）,、自動(dòng)化控制、機(jī)器人等等,。

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。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。

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,。

②雙作用氣缸：從活塞兩側(cè)交替供氣,，在一個(gè)或兩個(gè)方向輸出力。

③膜片式氣缸：用膜片代替活塞,，只在一個(gè)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(yùn)動(dòng)的動(dòng)能,，借以做功,。

⑤無(wú)桿氣缸：沒(méi)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(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。

氣壓傳動(dòng)與控制技術(shù)簡(jiǎn)稱氣動(dòng),，是以壓縮空氣為工作介質(zhì)來(lái)進(jìn)行能量與信號(hào)的傳遞,，是實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)過(guò)程、自動(dòng)控制的一門(mén)技術(shù),。它是流體傳動(dòng)與控制學(xué)科的一個(gè)重要組成部分,。

氣動(dòng)在實(shí)際運(yùn)用中擁有諸多優(yōu)點(diǎn)

1.使用方便

空氣作為工作介質(zhì)，空氣到處都有,，來(lái)源方便,，用過(guò)以后直接排入大氣，不會(huì)污染環(huán)境,，可少設(shè)置或不必設(shè)置回氣管道,。

2.系統(tǒng)組裝方便

使用快速接頭可以非常簡(jiǎn)單地進(jìn)行配管，因此系統(tǒng)的組裝,、維修以及元件的更換比較簡(jiǎn)單,。

3.快速性好

動(dòng)作迅速反應(yīng)快，可在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到所需的壓力和速度,。在一定的超載運(yùn)行下也能保證系統(tǒng)安全工作,，并且不易發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象。

4.安全可靠

壓縮空氣不會(huì)爆炸或著火,，在易燃,、易爆場(chǎng)所使用不需要昂貴的防爆設(shè)施?？砂踩煽康貞?yīng)用于易燃,、易爆、多塵埃,、輻射,、強(qiáng)磁、振動(dòng),、沖擊等惡劣的環(huán)境中,。

5.儲(chǔ)存方便

氣壓具有較高的自保持能力，壓縮空氣可儲(chǔ)存在貯氣罐內(nèi),，隨時(shí)取用,。即使壓縮機(jī)停止運(yùn)行，氣閥關(guān)閉,，氣動(dòng)系統(tǒng)仍可維持一個(gè)穩(wěn)定的壓力,。故不需壓縮機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

6.可遠(yuǎn)距離傳輸

由于空氣的粘度小，流動(dòng)阻力小,，管道中空氣流動(dòng)的沿程壓力損失小,，有利于介質(zhì)集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送?？諝獠徽摼嚯x遠(yuǎn)近,，極易由管道輸送。

7.能過(guò)載保護(hù)

氣動(dòng)機(jī)構(gòu)與工作部件,，可以超載而停止不動(dòng),，因此無(wú)過(guò)載的危險(xiǎn)。

8.清潔

基本無(wú)污染,，對(duì)于要求高凈化,、無(wú)污染的場(chǎng)合，如食品,、印刷,、木材和紡織工業(yè)等是極為重要的，氣動(dòng)具有*的適應(yīng)能力,，優(yōu)于液壓、電子,、電氣控制,。

氣動(dòng)元件-氣缸的分類

氣缸作為氣動(dòng)元件之一，分類方法有許多種,。按壓縮空氣對(duì)活塞的施力方式可分為：?jiǎn)巫饔脷飧缀碗p作用氣缸,；按氣缸的結(jié)構(gòu)特征可分為：活塞式、柱塞和薄膜式等,。按氣缸的功能可分為：普通氣缸,、薄膜氣缸、沖擊氣缸,、氣液阻尼氣缸,、氣液增壓缸、數(shù)字氣缸,、伺服氣缸,、緩沖氣缸、擺動(dòng)氣缸,、耐熱氣缸,、耐腐蝕氣缸、低摩擦氣缸,、高速氣缸,、直線驅(qū)動(dòng)單元?dú)飧住⒛K化驅(qū)動(dòng)裝氣缸和氣動(dòng)機(jī)械手氣缸等數(shù)十種。

在這介紹單作用氣缸和雙作用氣缸,。

雙作用氣缸

雙作用氣缸一般由缸筒,、前缸蓋、后缸蓋,、活塞,、活塞桿、密封件和緊固件等零件組成,，缸筒與前后缸蓋之間由四根螺桿將其緊固鎖定,。缸內(nèi)有與活塞桿相連的活塞，活塞上裝有活塞密封圈,。為防止漏氣和外部灰塵的侵入,，前缸蓋上裝有活塞桿密封圈和防塵密封圈。這種雙作用氣缸被活塞分成兩個(gè)腔室：有桿腔（簡(jiǎn)稱頭腔或前腔）和無(wú)桿腔（簡(jiǎn)稱尾腔或后腔）,。有活塞桿的腔室稱為有桿腔,，無(wú)活塞桿的腔室稱為無(wú)桿腔。

從無(wú)桿腔端的氣囗輸入壓縮空氣時(shí),，若氣壓作用在活塞左端面上的力克服了運(yùn)動(dòng)摩擦力,、負(fù)載等各種反作用力，則當(dāng)活塞前進(jìn)時(shí),，有桿腔內(nèi)的空氣經(jīng)該端氣囗排出,，使活塞桿伸出。同樣,，當(dāng)有桿腔端氣囗輸入壓縮空氣時(shí),，活塞桿縮回至初始位置。通過(guò)無(wú)桿腔和有桿腔交替進(jìn)氣和排氣,，活塞桿伸出和縮回,，氣缸實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。

氣缸缸蓋上未設(shè)置緩沖裝置的氣缸稱為無(wú)緩沖氣缸,，缸蓋上設(shè)置緩沖裝置的氣缸稱為緩沖氣缸,。緩沖裝置由緩沖節(jié)流閥、緩沖柱塞和緩沖密封圈等組成,。當(dāng)氣缸行程接近終端時(shí),，由于緩沖裝置的作用，可以防止高速運(yùn)動(dòng)的活塞撞擊缸蓋的現(xiàn)象發(fā)生,。

單作用氣缸

單作用氣缸在缸蓋一端氣囗輸入壓縮空氣使活塞桿伸出〔或縮回）,，而另一端靠彈簧力、自重或其他外力等使活塞桿恢復(fù)到初始位置,。單作用氣缸只在動(dòng)作方向需要壓縮空氣,，故可節(jié)約一半壓縮空氣,。主要用在夾緊、退料,、阻擋,、壓入、舉起和進(jìn)給等操作上,。

根據(jù)復(fù)位彈簧位置將作用氣缸分為預(yù)縮型氣缸和預(yù)伸型氣缸,。當(dāng)彈簧裝在有桿腔內(nèi)時(shí)，由于彈簧的作用力而使氣缸活塞桿初始位置處于縮回位置,，我們將這種氣缸稱為預(yù)縮型單作

用氣缸,；當(dāng)彈簧裝在無(wú)桿腔內(nèi)時(shí)，氣缸活塞桿初始位置為伸出位置的稱為預(yù)伸型氣缸,。

這種氣缸在活塞桿側(cè)裝有復(fù)位彈簧,，在前缸蓋上開(kāi)有呼吸用的氣囗。除此之外,，其結(jié)構(gòu)基本上和雙作用氣缸相同,。缸的缸筒和前后缸蓋之間采用滾壓鉚接方式固定。單作用缸行程受內(nèi)裝回程彈簧目由長(zhǎng)度的影響,，其行程長(zhǎng)度一般在100mm以內(nèi),。

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氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)按氣動(dòng)元件和裝置功能不同,，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)可分成4個(gè)組成部門(mén),。

1，氣源裝置,。

起源裝置是產(chǎn)生壓縮空氣的裝置，通常指空氣壓縮機(jī)和起源凈化設(shè)備,?？諝鈮嚎s機(jī)是原動(dòng)機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成空氣的壓力能。氣源凈化設(shè)備是用來(lái)降低壓縮空氣的溫度,，除去壓縮空氣中的水分,，油分及污染物等。一般氣動(dòng)設(shè)備較多的廠里會(huì)將起源裝置集中在空壓站內(nèi),，由氣壓站統(tǒng)一向各分車間或用氣設(shè)備分配供應(yīng)壓縮空氣,。

2，執(zhí)行元件

執(zhí)行元件以壓縮空氣的壓力能作為能量,，將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)需要的機(jī)械能,。氣動(dòng)執(zhí)行元件有可以實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)氣缸，實(shí)現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的氣馬達(dá)和不連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)馬達(dá)等,。

3,，控制元件

在生產(chǎn)中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件的操縱，運(yùn)算和檢測(cè)等，可以控制壓縮空氣的壓力,，流量和流動(dòng)方向,，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定的運(yùn)動(dòng)來(lái)滿足生產(chǎn)需求。通常包括各種壓力閥,，流量閥,，邏輯元件，射流元件,，行程閥,，轉(zhuǎn)換器和傳感器等。

4,，輔助元件

輔助元件可以凈化壓縮空氣,，對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行潤(rùn)滑和消聲，以及連接元件的一些裝置,。通常包括分水過(guò)濾器,，油霧器，消聲器以及各種管路附件等,。

氣動(dòng)執(zhí)行元件

氣缸的分類

無(wú)桿氣桿沒(méi)有普通氣缸的剛性活塞桿,，它利用活塞直接或間接實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。行程為L(zhǎng)的有活塞桿氣缸,，沿行程方向的實(shí)際占有安裝空間約為2.2L,。沒(méi)有活塞桿，則占有安裝空間僅為1.2L,，且行程缸徑比可達(dá)50至100,。 這種氣缸的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了安裝空間，特別適用于小缸徑,、長(zhǎng)行程的場(chǎng)合,。 無(wú)桿氣缸主要分為機(jī)械接觸式和磁性耦合式兩種。通常將磁性耦合無(wú)桿氣缸稱為磁性氣缸,。 a.機(jī)械接觸式無(wú)桿氣桿 氣爪能實(shí)現(xiàn)各種抓取功能,，是現(xiàn)代氣動(dòng)機(jī)械手的關(guān)鍵部件。 圖9-15所示的氣爪的特點(diǎn)是： 所有的結(jié)構(gòu)都是雙作用的,，能實(shí)現(xiàn)雙向抓取,，可自動(dòng)對(duì)中，重復(fù)精度高,； 抓取力矩恒定,； 在氣缸兩側(cè)可安裝非接觸式檢測(cè)開(kāi)關(guān)； 有多種安裝,、連接方式,。

平行氣爪通過(guò)兩個(gè)活塞工作,，兩個(gè)氣爪對(duì)心移動(dòng)。這種氣爪可以輸出很大的抓取力,，既可用內(nèi)抓取,，也可用于外抓取。

擺動(dòng)氣爪,，內(nèi)外抓取400擺角 ,，抓取力大，并確保抓取力矩始終恒定,。 

氣動(dòng)控制元件與基本回路 氣動(dòng)控制元件：控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力,、流量、流動(dòng)方向和發(fā)送信號(hào)的重要元件 方向控制閥,，壓力控制閥和流量控制閥 氣動(dòng)基本回路：方向控制回路,，壓力控制回路和速度（流量）控制回路 方向控制閥與方向控制回路 壓力控制閥與壓力控制回路 流量控制閥與流量控制回路 氣動(dòng)邏輯元件簡(jiǎn)介 其它氣動(dòng)基本回路 §14.1方向控制閥與方向控制回路 方向控制閥 單向型控制閥 換向型控制閥：通過(guò)改變氣體通路使氣流方向發(fā)生改變 換向型控制閥按驅(qū)動(dòng)方式可分為氣壓控制閥、電磁控制閥,、機(jī)械控制閥,、手動(dòng)控制閥和時(shí)間控制閥 方向控制回路 單作用氣缸換向回路 雙作用氣缸換向回路 壓力控制閥與壓力控制回路 壓力控制閥的功能：控制系統(tǒng)中壓縮空氣的壓力,以滿足系統(tǒng)對(duì)不同壓力的需要。

壓力控制閥的工作原理：均是利用空氣壓力和彈簧力相平衡的原理來(lái)工作的,。壓力控制閥的分類: 減壓閥,、定值器：降壓穩(wěn)壓作用，安全閥,、限壓切斷閥：限壓安全保護(hù)作用,；順序閥、平衡閥：根據(jù)氣路壓力不同進(jìn)行某種控制,。節(jié)流閥：通過(guò)改變閥的通流面積來(lái)調(diào)節(jié)流量,。

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電磁閥應(yīng)用

1、2位3通電磁閥控制單作用氣缸:

初始狀態(tài):電磁閥為常閉電磁閥,，處于失電狀態(tài),，單作用氣缸活塞由彈簧作用在氣缸左側(cè)。

工作狀態(tài):電磁閥得電,，電磁閥P口與A口通，氣源由A口進(jìn)入氣缸,，氣缸活塞右移,。

失電狀態(tài):電磁閥失電，電磁閥A口與R口通,，氣缸通過(guò)電磁閥放氣,，活塞在彈簧作用下回到左側(cè)。

2,、2位3通電磁閥控制氣動(dòng)薄膜驅(qū)動(dòng)部:

初始狀態(tài):電磁閥為常閉電磁閥,，處于失電狀態(tài),，氣動(dòng)薄膜驅(qū)動(dòng)部的推桿由彈簧作用下停在上位；

工作狀態(tài):電磁閥得電,，電磁閥P口與A口通,，氣源由A口進(jìn)入薄膜驅(qū)動(dòng)部上氣室，推動(dòng)推桿下移,；

失電狀態(tài):電磁閥失電,，電磁閥A口與R口通，薄膜氣室通過(guò)電磁閥放氣,，推桿在彈簀作用下回到上位,。

3、 2位5通單電控電磁閥控制雙作用氣缸:

初始狀態(tài):電磁閥失電狀態(tài),，電磁閥P口與A口相通,， 氣源通過(guò)A口進(jìn)入雙作用氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部左側(cè)氣室，活塞停在右側(cè),，B口與S口相通,，與B口相通的氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部的右側(cè)氣室為排氣狀態(tài)；

工作狀態(tài):電磁閥得電,，電磁閥P口與B口通,，氣源由B口進(jìn)入雙作用氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部右側(cè)氣室，活塞移動(dòng)到左側(cè),，A口與R口相通,， 與R口相通的氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部的左側(cè)氣室為排氣狀態(tài)；

失電狀態(tài):電磁閥恢復(fù)初始狀態(tài),。

4,、 2位5通雙電控電磁閥控制雙作用氣缸:左側(cè)線圈得電狀態(tài):電磁閥左側(cè)線圈得電，電磁閥P口與A口通,，氣源由A口進(jìn)入雙作用氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部-側(cè)氣室,，推動(dòng)活塞到氣缸另一側(cè)，B口與S口相通,，與B口相通的氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部的另一側(cè)氣室為排氣狀態(tài),，在另一側(cè)線圈不得電之前會(huì)保持該狀態(tài)不動(dòng)；

右側(cè)線圈得電狀態(tài):電磁閥右側(cè)線圈得電,，電磁閥P口與B口通,，氣源由B口進(jìn)入雙作用氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部一側(cè)氣室， 推動(dòng)活塞到氣缸另一側(cè),，A口與R口相通,，與A口相通的氣動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)部的另一側(cè)氣室為排氣狀態(tài)，在另一側(cè)線圈不得電之前會(huì)保持該狀態(tài)不動(dòng),。