氣動執行元件和控制元件-红世一足天工

氣動執行元件是一種能量轉換裝置，它是將壓縮空氣的壓力能轉化爲機械能，驅動機構實現直線往復運動、擺動、旋轉運動或衝擊動作。氣動執行元件分爲氣缸和氣馬達兩大類。氣缸用於提供直線往復運動或擺動，輸出力和直線速度或擺動角位移。氣馬達用於提供連續迴轉運動，輸出轉矩和轉速。

氣動控制元件用來調節壓縮空氣的壓力流量和方向等，以保證執行機構按規定的程序正常進行工作。氣動控制元件按功能可分爲壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。

一、氣缸的工作原理、分類及安裝形式

1.氣缸的典型結構和工作原理

以氣動系統中最常使用的單活塞桿雙作用氣缸爲例來說明，氣缸典型結構如圖1－1所示。它由缸筒、活塞、活塞桿、前端蓋、後端蓋及密封件等組成。雙作用氣缸內部被活塞分成兩個腔。有活塞桿腔稱爲有杆腔，無活塞桿腔稱爲無杆腔。

當從無杆腔輸入壓縮空氣時，有杆腔排氣，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；當有杆腔進氣，無杆腔排氣時，使活塞桿縮回。若有杆腔和無杆腔交替進氣和排氣，活塞實現往復直線運動。

2.氣缸的分類

氣缸的種類很多，一般按氣缸的結構特徵、功能、驅動方式或安裝方法等進行分類。分類的方法也不同。按結構特徵，氣缸主要分爲活塞式氣缸和膜片式氣缸兩種。按運動形式分爲直線運動氣缸和擺動氣缸兩類。

3.氣缸的安裝形式

氣缸的安裝形式可分爲

1）固定式氣缸   氣缸安裝在機體上固定不動，有腳座式和法蘭式。

2）軸銷式氣缸   缸體圍繞固定軸可作一定角度的擺動，有U形鉤式和耳軸式。

3）迴轉式氣缸   缸體固定在機牀主軸上，可隨機牀主軸作高速旋轉運動。這種氣缸常用於機牀上氣動卡盤中，以實現工件的自動裝卡。

4）嵌入式氣缸   氣缸缸筒直接製作在夾具體內。

二、常用氣缸的結構原理

1.普通氣缸

包括單作用式和雙作用式氣缸。常用於無特殊要求的場合。

圖1－2爲最常用的單杆雙作用普通氣缸的基本結構，氣缸一般由缸筒、前後缸蓋、活塞、活塞桿、密封件和緊固件等零件組成。

缸筒7與前後缸蓋固定連接。有活塞桿側的缸蓋5爲前缸蓋，缸底側的缸蓋14爲後缸蓋。在缸蓋上開有進排氣通口，有的還設有氣緩衝機構。前缸蓋上，設有密封圈、防塵圈3，同時還設有導向套4，以提高氣缸的導向精度。活塞桿6與活塞9緊固相連。活塞上除有密封圈10，11防止活塞左右兩腔相互漏氣外，還有耐磨環12以提高氣缸的導向性；帶磁性開關的氣缸，活塞上裝有磁環。活塞兩側常裝有橡膠墊作爲緩衝墊8。如果是氣緩衝，則活塞兩側沿軸線方向設有緩衝柱塞，同時缸蓋上有緩衝節流閥和緩衝套，當氣缸運動到端頭時，緩衝柱塞進入緩衝套，氣缸排氣需經緩衝節流閥，排氣阻力增加，產生排氣背壓，形成緩衝氣墊，起到緩衝作用。

2.特殊氣缸

爲了滿足不同的工作需要，在普通氣缸的基礎上，通過改變或增加氣缸的部分結構，設計開發出多種特殊氣缸。

它是在氣缸活塞上安裝永久磁環，在缸筒外殼上裝有舌簧開關。開關內裝有舌簧片、保護電路和動作指示燈等，均用樹脂塑封在一個盒子內。當裝有永久磁鐵的活塞運動到舌簧片附近，磁力線通過舌簧片使其磁化，兩個簧片被吸引接觸，則開關接通。當永久磁鐵返回離開時，磁場減弱，兩簧片彈開，則開關斷開。由於開關的接通或斷開，使電磁閥換向，從而實現氣缸的往復運動。

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