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气缸选型手册 |
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气动系统构成
气动系统概述
气动系统由下面几种元件及装置组成
气源装置 压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、净化的辅助装置。它为系统提供合乎质量要求的压缩空气。
执行元件 将气体压力能转换成机械能并完成做功动作的元件，如气缸、气马达。
控制元件 控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀类（电磁阀，速度控制阀）。
气动辅件 气动系统中的辅助元件，如消声器、管道、接头等。
气缸
组成 : 缸体，活塞，密封圈，磁环（有sensor的气缸）
原理 : 压力空气使活塞移动，通过改变进气方向，改变活塞杆的移动方向。
气缸分类
按驱动方式分（单作用、双作用）
按活塞杆分（单出杆、双出杆）
按缓冲方式分（无缓冲、垫缓冲、带液压、气缓冲、缓冲器）
按润滑方式（给油气缸、不给油气缸）
按形状分（方形、圆形、长方形等）
按标准分（美标气缸、欧标气缸等）
按尺寸分（2.5,4,6,8,10…）
……
典型气缸的结构和工作原理
普通双作用气缸
当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，气缸两腔的压力差作用在活塞上所形成的力克服阻力负载推动活塞运动，使活塞杆伸出；当有杆腔进气，无杆腔排气时，使活塞杆缩回。若有杆腔和无杆腔交替进气和排气，活塞实现往复直线运动。
机械接触式无杆气缸
在气缸缸管轴向开有一条槽，活塞与滑块在槽上部移动。为了防止泄漏及防尘需要，在开口部采用聚氨脂密封带和防尘不锈钢带固定在两端缸盖上，活塞架穿过槽，把活塞与滑块连成一体。活塞与滑块连接在一起，带动固定在滑块上的执行机构实现往复运动。
磁性无杆气缸
活塞通过磁力带动缸体外部的移动体做同步移动，其结构如图所示。它的工作原理是：在活塞上安装一组高强磁性的永久磁环，磁力线通过薄壁缸筒与套在外面的另一组磁环作用，由于两组磁环磁性相反，具有很强的吸力。当活塞在缸筒内被气压推动时，则在磁力作用下，带动缸筒外的磁环套一起移动。气缸活塞的推力必须与磁环的吸力相适应。
两种无杆杠的区别
齿轮齿条式摆动气缸
是通过连接在活塞上的齿条使齿轮回转的一种摆动气缸，其结构原理如下图7所示。活塞仅作往复直线运动，摩擦损失少，齿轮传动的效率较高，此摆动气缸效率可达到95%左右。
磁性开关气缸
磁性开关气缸是指在气缸的活塞上安装有磁环，在缸筒上直接安装磁性开关，磁性开关用来检测气缸行程的位置，控制气缸往复运动。因此，就不需要在缸筒上安装行程阀或行程开关来检测气缸活塞位置，也不需要在活塞杆上设置挡块。
其工作原理如下图所示。它是在气缸活塞上安装永久磁环，在缸筒外壳上装有舌簧开关。开关内装有舌簧片、保护电路和动作指示灯等，均用树脂塑封在一个盒子内。当装有永久磁铁的活塞运动到舌簧片附近，磁力线通过舌簧片使其磁化，两个簧片被吸引接触，则开关接通。当永久磁铁返回离开时，磁场减弱，两簧片弹开，则开关断开。由于开关的接通或断开，使电磁阀换向，从而实现气缸的往复运动。
气缸的特性
气缸的特性分为静态特性和动态特性。气缸的静态特性是指与缸的输出力及耗气量密切相关的最低工作压力、最高工作压力、摩擦阻力等参数。气缸的动态特性是指在气缸运动过程中气缸两腔内空气压力，温度，活塞速度、位移等参数随时间的变化情况。它能真实地反映气缸的工作性能。
气缸的选型步骤
气缸的选型应根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。下面以单活塞杆双作用缸为例介绍气缸的选型步骤。
（1）气缸直径。根据气缸负载力的大小来确定气缸的输出力，由此计算出气缸的直径。
（2）气缸的行程。气缸的行程与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选用满行程。
（3）气缸的强度和稳定性计算
（4）气缸的安装形式。气缸的安装形式根据安装位置和使用目的等因素决定。一般情况下，采用固定式气缸。在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。有特殊要求时，应选用相应的特种气缸。不同系列有不同安装方式，主要有基本型、脚座型、法兰型、U型钩、轴耳型（5）气缸的缓冲装置。根据活塞的速度决定是否应采用缓冲装置。无缓冲、橡胶缓冲、气缓冲、油压吸震器（6）磁性开关。当气动系统采用电气控制方式时，可选用带磁性开关的气缸。主要是作位置检测用，要求气缸内置磁环（7）选定气缸配件，包括相关接头 。如气缸工作在有灰尘等恶劣环境下，需在活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需选用无给油或无油润滑气缸。
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