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一、氣缸種類 

氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的氣動執(zhí)行元件。氣缸有做往復(fù)直線運動的和做往復(fù)擺動的兩類。做往復(fù)直線運動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。

二、氣缸的作用: 

  將壓縮空氣得壓力能轉(zhuǎn)換為機械能,驅(qū)動機構(gòu)作直線往復(fù)運動、擺動與旋轉(zhuǎn)運動。 

三、氣缸的分類: 

   直線運動往復(fù)的運動氣缸、擺動運動的擺動氣缸、氣爪等。 

四、氣缸的結(jié)構(gòu):   

  氣缸就是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿與密封件組成

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氣缸需要電磁閥來控制氣路的通斷，使氣缸產(chǎn)生動作，電磁閥的通斷控制使用TPC定時程序控制器來控制，通過簡單的功能設(shè)置可以實現(xiàn)定時控制、位置控制、手動控制及自動控制等各種所需要的動作。下面我們來看看，電磁閥如何控制氣缸的具體方法：

　　1、無需編程，以表格設(shè)置方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)編程，是其最大的特點，適合不熟悉編程的人員使用。定時時間可在50ms-24小時內(nèi)調(diào)整，通過功能設(shè)置可以實現(xiàn)手動控制、定時控制、循環(huán)控制、傳感器位置控制及程序自動控制等各種功能。操作十分方便快捷，易于實現(xiàn)氣缸電磁閥的自動控制，給不熟悉編程的人員帶來了福音。

2、定時程序控制器很適合用于氣缸電磁閥的控制，具有多路開關(guān)量輸入和輸出通道，基本型為8路輸入、8路輸出，具有較強的定時控制和程序控制功能。輸出可直接驅(qū)動24V電磁閥，輸入端可連接開關(guān)及傳感器等開關(guān)量信號，實現(xiàn)開關(guān)控制、傳感器位置控制及程序控制。

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   氣缸的結(jié)構(gòu)

缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋、后端蓋及密封件等組成。雙作用氣缸內(nèi)部被活塞分成兩個腔。有活塞桿腔稱為有桿腔，無活塞桿腔稱為無桿腔。

無桿腔輸入壓縮空氣時，有桿腔排氣，氣缸兩腔的壓力差作用在活塞上所形成的力克服阻力負載推動活塞運動，使活塞桿伸出；當有桿腔進氣，無桿腔排氣時，使活塞桿縮回。若有桿腔和無桿腔交替進氣和排氣，活塞實現(xiàn)往復(fù)直線運動。

氣缸的基本組成和原理：

  氣缸的組成 : 缸體，活塞，密封圈，磁環(huán)（有傳感器的氣缸）

原理 : 壓力空氣使活塞移動，通過改變進氣方向，改變活塞桿的移動方向。

失效形式 : 活塞卡死，不動作；氣缸無力，密封圈磨損，漏氣。

機械接觸式無桿氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理：

機械接觸式無桿氣缸，其結(jié)構(gòu)如下圖3所示。在氣缸缸管軸向開有一條槽，活塞與滑塊在槽上部移動。為了防止泄漏及防塵需要，在開口部采用聚氨脂密封帶和防塵不銹鋼帶固定在兩端缸蓋上，活塞架穿過槽，把活塞與滑塊連成一體。活塞與滑塊連接在一起，帶動固定在滑塊上的執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)往復(fù)運動。

這種氣缸的特點是：1) 與普通氣缸相比，在同樣行程下可縮小1/2安裝位置；2) 不需設(shè)置防轉(zhuǎn)機構(gòu)；3) 適用于缸徑10～80mm，最大行程在缸徑≥40mm時可達7m；4) 速度高，標準型可達0.1～0.5m/s；高速型可達到0.3～3.0m/s。其缺點是：1) 密封性能差，容易產(chǎn)生外 泄漏。在使用三位閥時必須選用中壓式；2) 受負載力小，為了增加負載能力，必須增加導(dǎo)向機構(gòu)。

機械接觸式無桿氣缸

l－節(jié)流閥，2－緩沖柱塞，3－密封帶，4－防塵不銹鋼帶，5－活塞，6－滑塊，7－活塞架

磁性無桿氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理：

活塞通過磁力帶動缸體外部的移動體做同步移動，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。它的工作原理是：在活塞上安裝一組高強磁性的磁環(huán)，磁力線通過薄壁缸筒與套在外面的另一組磁環(huán)作用，由于兩組磁環(huán)磁性相反，具有很強的吸力。當活塞在缸筒內(nèi)被氣壓推動時，則在磁力作用下，帶動缸筒外的磁環(huán)套一起移動。氣缸活塞的推力必須與磁環(huán)的吸力相適應(yīng)。

磁性無桿氣缸

1－套筒，2－外磁環(huán)，3－外磁導(dǎo)板，4－內(nèi)磁環(huán)，5－內(nèi)磁導(dǎo)板，6－壓蓋，7－卡環(huán)，8－活塞，9－活塞軸，10－緩沖柱塞，11－氣缸筒，12－端蓋，13－進、排氣口

齒輪齒條式擺動氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理：

齒輪齒條式擺動氣缸是通過連接在活塞上的齒條使齒輪回轉(zhuǎn)的一種擺動氣缸，其結(jié)構(gòu)原理如下圖5所示。活塞僅作往復(fù)直線運動，摩擦損失少，齒輪傳動的效率較高，此擺動氣缸效率可達到95%左右。

齒輪齒條式擺動氣缸

1－齒條組件，2－彈簧柱銷，3－滑塊，4－端蓋，5－缸體，6－軸承，7－軸，8－活塞，9－齒輪

葉片式擺動氣缸和工作原理：

單葉片式擺動氣缸的結(jié)構(gòu)原理，由葉片軸轉(zhuǎn)子（即輸出軸）、定子、缸體和前后端蓋等部分組成。定子和缸體固定在一起，葉片和轉(zhuǎn)子聯(lián)在一起。在定子上有兩條氣路，當左路進氣時，右路排氣，壓縮空氣推動葉片帶動轉(zhuǎn)子順時針擺動。反之，作逆時針擺動。

葉片式擺動氣缸體積小，重量最輕，但制造精度要求高，密封困難，泄漏是較大，而且動密封接觸面積大，密封件的摩擦阻力損失較大，輸出效率較低，小于80%。因此，在應(yīng)用上受到限制，一般只用在安裝位置受到限制的場合，如夾具的回轉(zhuǎn)，閥門開閉及工作臺轉(zhuǎn)位等。

單葉片式擺動氣缸

1－葉片，2－轉(zhuǎn)子，3－定子，4－缸體

氣動手爪原理：

氣動手爪這種執(zhí)行元件是一種變型氣缸。它可以用來抓取物體，實現(xiàn)機械手各種動作。在自動化系統(tǒng)中，氣動手爪常應(yīng)用在搬運、傳送工件機構(gòu)中抓取、拾放物體。

氣動手爪有平行開合手指（如圖所示）、肘節(jié)擺動開合手爪、有兩爪、三爪和四爪等類型，其中兩爪中有平開式和支點開閉式驅(qū)動方式有直線式和旋轉(zhuǎn)式。

氣動手爪的開閉一般是通過由氣缸活塞產(chǎn)生的往復(fù)直線運動帶動與手爪相連的曲柄連桿、滾輪或齒輪等機構(gòu)，驅(qū)動各個手爪同步做開、閉運動。

薄膜氣缸

1－缸體，2－膜片 ，3－膜盤，4－活塞桿

帶閥組合氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理:

帶閥氣缸是由氣缸、換向閥和速度控制閥等組成的一種組合式氣動執(zhí)行元件。如下圖所示,它省去了連接管道和管接頭，減少了能量損耗，具有結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便等優(yōu)點。帶閥氣缸的閥有電控、氣控、機控和手控等各種控制方式。閥的安裝形式有安裝在氣缸尾部、上部等幾種。如下圖所示，電磁換向閥安裝在氣缸的上部，當有電信號時，則電磁閥被切換，輸出氣壓可直接控制氣缸動作

帶閥組合氣缸

1－管接頭，2－氣缸，3－氣管，4－電磁換向閥，5－換向閥底板，6－單向節(jié)流閥組合件，7－密封圈。

磁性開關(guān)氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理:

磁性開關(guān)氣缸是指在氣缸的活塞上安裝有磁環(huán)，在缸筒上直接安裝磁性開關(guān)，磁性開關(guān)用來檢測氣缸行程的位置，控制氣缸往復(fù)運動。因此，就不需要在缸筒上安裝行程閥或行程開關(guān)來檢測氣缸活塞位置，也不需要在活塞桿上設(shè)置擋塊。

工作原理：氣缸活塞上安裝磁環(huán)，在缸筒外殼上裝有舌簧開關(guān)。開關(guān)內(nèi)裝有舌、保護電路和動作指示燈等，均用樹脂塑封在一個盒子內(nèi)。當裝有磁鐵的活塞運動到舌附近，磁力線通過舌使其磁化，兩個被吸引接觸，則開關(guān)接通。當磁鐵返回離開時，磁場減弱，兩彈開，則開關(guān)斷開。由于開關(guān)的接通或斷開，使電磁閥換向，從而實現(xiàn)氣缸的往復(fù)運動。

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