气动执行元件

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1、第九章气动执行元件第一节气缸第二节气动马达第三节气缸的选择和使用要求1.按结构分类直线运动气缸摆动式一、气缸的分类第一节气缸2.按缸径分类微型气缸；小型气缸；中型气缸；大型气缸。3.按安装形式分类1）固定式气缸；2）轴销式气缸4.按驱动方式分类有单作用气缸和双作用气缸两种。5.按缓冲形式分类1）缓冲气缸：有单侧缓冲和双侧缓冲形式；2）无缓冲气缸：6.按润滑方式分类1）给油气缸：2）不给油气缸：第一节气缸二、普通气缸1.单作用气缸压缩空气只能在一个方向上控制气缸活塞的运动，活塞的反向动作则靠一个复位弹簧或施加外力来实现。所以称为单作用气缸。有预缩型和预伸型两种。第一节气缸单作用

2、气缸的特点如下：1）由于单边进气，因此结构简单，耗气量小。2）缸内安装了弹簧，增加了气缸长度，缩短了气缸的有效行程，由于受内装回程弹簧自由长度的影响，其行程长度一般在100mm以内。3）借助弹簧力复位，使压缩空气的能量有一部分用来克服弹簧张力，减小了活塞杆的输出力；而且输出力的大小和活塞杆的运动速度在整个行程中随弹簧的变形而变化。因此单作用气缸多用于行程较短以及对活塞杆输出力和运动速度要求不高的场合。第一节气缸2.双作用气缸双作用气缸被活塞分成两个腔室，有杆腔和无杆腔。通过无杆腔和有杆腔交替进气和排气，活塞杆伸出和缩回，气缸实现往复直线运动。1-后缸盖2—缓冲节流针阀3、7—

3、密封圈4—活塞密封5—导向环6—磁性环8—活塞9—缓冲柱塞10—活塞杆11—缸筒12—缓冲密封圈13—前缸盖14—导向套15—防尘组合密封圈第一节气缸第一节气缸三、标准气缸做为标准化、系列化、通用化的产品，气动生产厂商生产的气缸尺寸系列基本上都是符合国际标准的，其功能和规格是用户普遍采用并可被用户自由选择的，这为气动产品的使用与维护带来了方便。第一节气缸四、气缸的规格1.缸径气缸缸径尺寸系列（mm）注：括号内数据为非优先选项气缸的缸筒内径D和活塞行程L是气缸的两个重要参数，通常作为选择气缸的基本依据。第一节气缸2.气缸活塞行程气缸活塞行程系列按照优先次序分成三个等级顺序选用。

4、活塞行程第一优先系列（mm）活塞行程第二优先系列(mm)活塞行程第三优先系列（mm）第一节气缸3.活塞杆外径尺寸系列气缸活塞杆外径尺寸系列（mm）五、普通气缸的设计计算1.气缸的输出力普通双作用气缸无杆腔进气有杆腔排气时的理论推力为式中F——气缸无杆腔进气有杆腔排气时的理论推力；p——工作压力，单位为Pa；D——缸径，单位为m。第一节气缸普通双作用气缸有杆腔进气无杆腔排气时的理论拉力为五、普通气缸的设计计算1.气缸的输出力式中d——活塞杆直径，单位为m。普通单作用气缸（预缩型）理论推力为式中Ft——弹簧预压量及气缸行程所产生的弹簧力，单位为N。第一节气缸普通单作用气缸（预伸型

5、）理论拉力为1.气缸的输出力2.气缸的负载率从对气缸运行特性的研究可知，要精确确定气缸的实际输出力是困难的。于是在分析气缸性能和确定气缸的输出力时，常用到负载率的概念。气缸的负载率定义为第一节气缸2.气缸的负载率第一节气缸3.缸径计算气缸缸径的设计计算需根据其负载大小、运行速度和系统工作压力来决定。首先，根据气缸安装及驱动负载的实际工况，分析计算出气缸轴向实际负载F，再由气缸平均运行速度来选定气缸的负载率，初步选定气缸工作压力（一般为0.4MPa～0.6MPa），再由F/，计算出气缸理论输出力Ft，最后计算出缸径及活塞杆直径，并按标准圆整得到实际所需的缸径和活塞杆直径。第一节

6、气缸例有一气缸推动工件在水平导轨上运动，已知工件和运动件的质量m=250kg，工件与导轨间的摩擦系数µ=0.25，气缸行程s为300mm，动作时间为1.2s，工作压力P=0.4MPa，试选定缸径D。3.缸径计算第一节气缸3.缸径计算第一节气缸4.气缸的耗气量计算气缸的耗气量是指气缸往复运动时所消耗的压缩空气量，它是选择空压机排量的重要参数。以单杆双作用活塞气缸为例:活塞杆伸出和返回行程的耗气量分别为活塞往复一次所耗压缩空气量为第一节气缸若活塞一个往返行程所用时间为t，则单位时间内活塞运动的耗气量为4.气缸的耗气量计算实际耗气量为未经压缩的自由空气的消耗量要比该值大，当实际消耗

7、的压缩空气量为Vs时，其自由空气的耗气量Vsz可用下式计算式中P——工作压力，单位为MPa。第一节气缸六、无杆气缸机械耦合式无杆气缸:没有活塞杆，它利用活塞直接或间接地驱动缸筒上的滑块，实现往复运动.特点：节省安装空间，特别适用于小缸径8～80mm场合、长行程的场合，而且运动精度高，与其他气缸组合方便。其最大行程在缸径不小于40mm时可达6m，运动速度可高达2m/s。有较大的承载能力和抗力矩能力，活塞与滑块不会脱开，但可能有轻微泄漏。应用：在自动化系统、气动机器人中大量应用。第一节气缸结构原理：机械接触