德國費(fèi)斯托FESTO氣缸的結(jié)構(gòu)德國費(fèi)斯托FESTO氣缸的結(jié)構(gòu)
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)所示：
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,，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8μm,。
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,。活塞的寬度由密封圈尺寸和必要的滑動部分長度來決定,?；瑒硬糠痔蹋滓鹪缙谀p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,。
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。
德國費(fèi)斯托FESTO氣缸的故障解決方案：
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(lán)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(jī)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。美國AMERICAN氣缸結(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(qiáng)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)钠酌芊獠牧?br />因汽輪機(jī)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(jī)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(bǔ)焊的方法
德國費(fèi)斯托FESTO氣缸的結(jié)構(gòu) 由于FESTO氣缸結(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(bǔ)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(jìn)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(jìn)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(dá)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(diǎn)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(jìn)行打磨、除油,、拉毛,，在涂渡和噴涂后要對涂層進(jìn)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
德國費(fèi)斯托FESTO氣缸氣缸結(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zui大處或是受力變形zui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(jì)算,，但由于此計(jì)算的數(shù)據(jù)與測量的手段還在研究當(dāng)中,，沒有達(dá)到推廣，多在螺栓的允許的zui大應(yīng)力內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而定,。
7.新時期采用的高分子材料方法
隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,，高分子復(fù)合材料逐漸在氣缸維護(hù)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(jī)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,。
美國AMERICAN氣缸的技術(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(shí)現(xiàn)免維護(hù)。氣缸擅長作往復(fù)直線運(yùn)動,，尤其適于工業(yè)自動化中zui多的傳送要求——工件的直線搬運(yùn),。而且，僅僅調(diào)節(jié)安裝在美國AMERICAN氣缸兩側(cè)的單向節(jié)流閥就可簡單地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的速度控制,，也成為氣缸驅(qū)動系統(tǒng)zui大的特征和優(yōu)勢,。所以對于沒有多點(diǎn)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(diǎn)定位,，這是由于用美國AMERICAN氣缸難以實(shí)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(jìn)行控制,。但當(dāng)需要完成直線運(yùn)動時，需要通過齒形帶或絲桿等機(jī)械裝置進(jìn)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(hù)人員的專業(yè)知識都有較高要求。
1）系統(tǒng)構(gòu)成非常簡單,。由于電機(jī)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(dá)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(dá)¡0.05mm,，所以常常應(yīng)用于電子,、半導(dǎo)體等精密的行業(yè)。
（3）柔韌性強(qiáng),。毫無疑問,，電缸的柔韌性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于氣缸,。由于控制器可以與PLC直接進(jìn)行連接，對電機(jī)的轉(zhuǎn)速,、定位和正反轉(zhuǎn)都能夠?qū)崿F(xiàn)控制,，在一定程度上，電缸可以根據(jù)需要隨意進(jìn)行運(yùn)動,；由于氣體的可壓縮性和運(yùn)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德國FESTO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(rèn)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?dú)庠春蛪嚎s驅(qū)動裝置,。
（3）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,。
（4）不需要對各種氣動管線進(jìn)行安裝和維護(hù)。
（5）可以無需動力即保持負(fù)載,，而氣動執(zhí)行器需要持續(xù)不斷的壓力供給,。
（6）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(fù)載的情況下，要加裝消音器,。
（7）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。
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(jiān)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定位的情況下,，帶伺服馬達(dá)的電驅(qū)動器具有優(yōu)勢,。對于要求、同步運(yùn)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)動器是的選擇，帶閉環(huán)定位控制器的伺服或步進(jìn)馬達(dá)所組成的電驅(qū)動系統(tǒng)能夠補(bǔ)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,，美國AMERICAN氣缸占有較明顯的優(yōu)勢，但在實(shí)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(jìn)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(xì),，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,。美國AMERICAN氣缸可以簡單的實(shí)現(xiàn)快速直線循環(huán)運(yùn)動，結(jié)構(gòu)簡單,，維護(hù)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(jìn)行多點(diǎn)定位控制，而且要對執(zhí)行器的運(yùn)行速度及力矩進(jìn)行控制或同步跟蹤,，這些利用傳統(tǒng)氣動控制是無法實(shí)現(xiàn)的,，而電動執(zhí)行器就能非常輕松的實(shí)現(xiàn)此類控制