【精品课件】气动执行元件
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(b) (c) 分度盘的驱动； (d) 阀门的开闭
1. 齿轮齿条式摆动气缸
(a)
1—缓冲节流阀；
12
3
4
5
67
8
2—缓冲柱塞； 3—齿条组件；
(c)
4—齿轮；
5—输出轴；
6—活塞；
7—缸体；
8—端盖；
(b)
图10-13 (a) 外观； (b) 结构； (c) 职能符号
2. 叶片式摆动气缸
1—叶片；2—定子；3—挡块； 3
第10章 气动执行元件
10 9 8
4
57
2
1
3
6
1—缸筒；2—后缸盖；3—前缸盖；4—活塞杆；5—防尘密封圈； 6—导向套；7—密封圈；8—活塞；9—缓冲柱塞；10—缓冲节流阀；
(a)
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
图10-5 (a) “O”型密封圈； (b) 异型密封圈； (b) (c) 方型密封圈； (c) (d) 唇型密封圈， 两侧安装； (e) 滑动环支撑沟槽密封圈； (f) “L”型密封圈； (g) “W”型密封圈
10-6 单杆双作用气缸内径D=125 mm，活塞杆直径 d=36 mm，工作压力p=0.5 MPa，气缸负载率为0.5， 求该气缸的拉力和推力各为多少。
10.3
气缸的合理选用，是保证气动系统正常稳定工作 的前提。所谓合理选用气缸，就是指要根据各生产厂 家要求的选用原则，使气缸符合正常的工作条件，这 些条件主要包括工作压力范围，负载要求，工作行程， 工作介质温度，环境条件(温度等)，润滑条件及安装要 求等。
1.
(1） 根据气缸的负载状态和负载运动状态确定负 载力F和负载率η，再根据使用压力应小于气源压力 85%的原则，按气源压力确定使用压力p。对单作用缸 按杆径与缸径比为0.5，双作用缸杆径与缸径比为0.3～ 0.4预选，并根据式（10-2）至式（10-4）便可求得缸 径D， 将所求出的D值标准化即可。如D尺寸过大， 可 采用机械扩力机构。
67 1 2 345
8
(b)
(c)
图10-9 (a) 外观； (b) 结构； (c) 职能符号
10.1.6磁性无活塞杆气缸
1—套 筒 (移 动 支 架 )； 2—外 磁 环 (永 久 磁 铁 )； 3—外 磁 导 板 ； 4—内 磁 环 (永 久 磁 铁 )； 5—内 导 磁 板 ； 6—压 盖 ； 7—卡 环 ； 8—活 塞 ； 9—活 塞 轴 ； 10—缓 冲 柱 塞 ； 11—气 缸 筒 ； 12— 端 盖 ； 13—进 排 气 口 (a) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
(4）不使用满行程工作(特别在活塞伸出时), 以避免撞击 损坏零件。
(5）注意合理润滑，除无油润滑气缸外，应正确设置和调 整油雾器，否则将严重影响气缸的运动性能， 甚至不能工作。
(6）气缸使用时必须注意活塞杆强度问题。由于活塞杆头 部的螺纹受冲击而遭受破坏， 大多数场合活塞杆承受的是推力 负载， 因此必须考虑细长杆的压杆稳定性和气缸水平安装时， 活塞杆伸出因自重而引起活塞杆头部下垂的问题。 安装时还要 注意受力方向， 活塞杆不允许承受径向载荷。
2.
(1）气缸的一般工作条件是周围环境及介质温度在5 ℃～60 ℃范围内，工作压力在0.4～0.6 MPa范围内（表压）。 超出此范围时， 应考虑使用特殊密封材料及十分干燥的空气。
(2）安装前应在1.5倍的工作压力下试压，不允许有泄 漏。
(3）在整个工作行程中， 负载变化较大时应使用有足够 出力余量的气缸。
密封圈唇部 缸筒
密
封
压缩空气
圈
无气压力时
有气压力时
活塞
(a)
(b)
图10-6 (a) 压缩密封； (b) 气压密封
10.1.6无杆气缸
(a)
1—节 流 阀 ； 2—缓 冲 柱 塞 ； 3—内 侧 密 封 带 ； 4—外 侧 密 封 带 ； 5—活 塞 ； 6—滑 块 ； 7—活 塞 轭 ； 8— 缸筒
2
1
(a)
(b)
图10-14 (a) 外观； (b)、 (c) 结构原理
1 2 3
(c)
10.1.10气爪（手指气缸）
图10-15 (a) 平行气爪； (b) 摆动气爪； (b) (c) 旋转气爪； (d) 三点气爪
10.1.11气、 液阻尼缸
气缸
油箱 单向 阀
来自百度文库
液压 缸
节流 阀
图10-16串联式气、 液阻尼缸
液压缸 液 压 缸
气 缸
图10-17并联式气、 液阻尼缸
10.2 气动马达
1. 叶片式气动马达的工作原理
A 1
B
1—叶 片 ；
2—转 子 ；
3—定 子 ；
3
2
C
(a)
(b)
图10-18 (a) 结构； (b) 职能符号
(a)
(b)
(c)
图10-19 (a) 阀； (b) 升降机； (c) 搅拌机
(b)
(c)
图10-10 (a) 外观； (b) 结构； (c) 职能符号
10.1.8带磁性开关的气缸
动作指示灯 保护电路 开关外壳
导线
舌 簧开 关
缸 筒 磁 环 (永 久 磁 环 ) 活 塞
图10-11 带磁性开关气缸的工作原理图。
10.1.9摆动气缸
(a)
(b)
(c)
(d)
图10-12 (a) 输送线的翻转装置； (b) 机械手的驱动；
(7） 活塞杆头部连接处，在大惯性负载运动停止时，往往 伴随着冲击。由于冲击作用而容易引起活塞杆头部遭受破坏， 因此， 在使用时应检查负载的惯性力， 设置负载停止的阻挡 装置和缓冲装置， 以及消除活塞杆上承受的不合理的作用力。
思考题与习题
10-1 简述气缸需要缓冲装置的原因。 10-2 在行程较长的场合， 如上升台等， 应采用哪 一种形式的气缸? 10-3 气缸的安装形式有哪几种? 10-4 简述叶片式气动马达的工作原理。 10-5 单作用气缸内径D=63 mm，复位弹簧最大反 力F=150 N， 工作压力p=0.5 MPa，负载率为0.4，该气 缸的推力为多少？
(2） 根据气缸及传动机构的实际运行距离来预选
气缸的行程， 为便于安装调试， 对计算出的距离以加
大10～20 mm为宜， 但不能太长， 以免增大耗气量。
(3） 根据使用目的和安装位置确定气缸的品种和安
装形式。
。
(4） 活塞(或缸筒)的运动速度主要取决于气缸进、 排气口及导管内径， 选取时以气缸进、 排气口连接螺 纹尺寸为基准。 为获得缓慢而平稳的运动可采用气、 液阻尼缸。 普通气缸的运动速度为0.5～1 m/s左右， 对高速运动的气缸应选用缓冲缸或在回路中加缓冲。
1. 齿轮齿条式摆动气缸
(a)
1—缓冲节流阀；
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2—缓冲柱塞； 3—齿条组件；
(c)
4—齿轮；
5—输出轴；
6—活塞；
7—缸体；
8—端盖；
(b)
图10-13 (a) 外观； (b) 结构； (c) 职能符号
2. 叶片式摆动气缸
1—叶片；2—定子；3—挡块； 3
第10章 气动执行元件
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1—缸筒；2—后缸盖；3—前缸盖；4—活塞杆；5—防尘密封圈； 6—导向套；7—密封圈；8—活塞；9—缓冲柱塞；10—缓冲节流阀；
(a)
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
图10-5 (a) “O”型密封圈； (b) 异型密封圈； (b) (c) 方型密封圈； (c) (d) 唇型密封圈， 两侧安装； (e) 滑动环支撑沟槽密封圈； (f) “L”型密封圈； (g) “W”型密封圈
10-6 单杆双作用气缸内径D=125 mm，活塞杆直径 d=36 mm，工作压力p=0.5 MPa，气缸负载率为0.5， 求该气缸的拉力和推力各为多少。
10.3
气缸的合理选用，是保证气动系统正常稳定工作 的前提。所谓合理选用气缸，就是指要根据各生产厂 家要求的选用原则，使气缸符合正常的工作条件，这 些条件主要包括工作压力范围，负载要求，工作行程， 工作介质温度，环境条件(温度等)，润滑条件及安装要 求等。
1.
(1） 根据气缸的负载状态和负载运动状态确定负 载力F和负载率η，再根据使用压力应小于气源压力 85%的原则，按气源压力确定使用压力p。对单作用缸 按杆径与缸径比为0.5，双作用缸杆径与缸径比为0.3～ 0.4预选，并根据式（10-2）至式（10-4）便可求得缸 径D， 将所求出的D值标准化即可。如D尺寸过大， 可 采用机械扩力机构。
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(b)
(c)
图10-9 (a) 外观； (b) 结构； (c) 职能符号
10.1.6磁性无活塞杆气缸
1—套 筒 (移 动 支 架 )； 2—外 磁 环 (永 久 磁 铁 )； 3—外 磁 导 板 ； 4—内 磁 环 (永 久 磁 铁 )； 5—内 导 磁 板 ； 6—压 盖 ； 7—卡 环 ； 8—活 塞 ； 9—活 塞 轴 ； 10—缓 冲 柱 塞 ； 11—气 缸 筒 ； 12— 端 盖 ； 13—进 排 气 口 (a) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
(4）不使用满行程工作(特别在活塞伸出时), 以避免撞击 损坏零件。
(5）注意合理润滑，除无油润滑气缸外，应正确设置和调 整油雾器，否则将严重影响气缸的运动性能， 甚至不能工作。
(6）气缸使用时必须注意活塞杆强度问题。由于活塞杆头 部的螺纹受冲击而遭受破坏， 大多数场合活塞杆承受的是推力 负载， 因此必须考虑细长杆的压杆稳定性和气缸水平安装时， 活塞杆伸出因自重而引起活塞杆头部下垂的问题。 安装时还要 注意受力方向， 活塞杆不允许承受径向载荷。
2.
(1）气缸的一般工作条件是周围环境及介质温度在5 ℃～60 ℃范围内，工作压力在0.4～0.6 MPa范围内（表压）。 超出此范围时， 应考虑使用特殊密封材料及十分干燥的空气。
(2）安装前应在1.5倍的工作压力下试压，不允许有泄 漏。
(3）在整个工作行程中， 负载变化较大时应使用有足够 出力余量的气缸。
密封圈唇部 缸筒
密
封
压缩空气
圈
无气压力时
有气压力时
活塞
(a)
(b)
图10-6 (a) 压缩密封； (b) 气压密封
10.1.6无杆气缸
(a)
1—节 流 阀 ； 2—缓 冲 柱 塞 ； 3—内 侧 密 封 带 ； 4—外 侧 密 封 带 ； 5—活 塞 ； 6—滑 块 ； 7—活 塞 轭 ； 8— 缸筒
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(b)
图10-14 (a) 外观； (b)、 (c) 结构原理
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(c)
10.1.10气爪（手指气缸）
图10-15 (a) 平行气爪； (b) 摆动气爪； (b) (c) 旋转气爪； (d) 三点气爪
10.1.11气、 液阻尼缸
气缸
油箱 单向 阀
来自百度文库
液压 缸
节流 阀
图10-16串联式气、 液阻尼缸
液压缸 液 压 缸
气 缸
图10-17并联式气、 液阻尼缸
10.2 气动马达
1. 叶片式气动马达的工作原理
A 1
B
1—叶 片 ；
2—转 子 ；
3—定 子 ；
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(a)
(b)
图10-18 (a) 结构； (b) 职能符号
(a)
(b)
(c)
图10-19 (a) 阀； (b) 升降机； (c) 搅拌机
(b)
(c)
图10-10 (a) 外观； (b) 结构； (c) 职能符号
10.1.8带磁性开关的气缸
动作指示灯 保护电路 开关外壳
导线
舌 簧开 关
缸 筒 磁 环 (永 久 磁 环 ) 活 塞
图10-11 带磁性开关气缸的工作原理图。
10.1.9摆动气缸
(a)
(b)
(c)
(d)
图10-12 (a) 输送线的翻转装置； (b) 机械手的驱动；
(7） 活塞杆头部连接处，在大惯性负载运动停止时，往往 伴随着冲击。由于冲击作用而容易引起活塞杆头部遭受破坏， 因此， 在使用时应检查负载的惯性力， 设置负载停止的阻挡 装置和缓冲装置， 以及消除活塞杆上承受的不合理的作用力。
思考题与习题
10-1 简述气缸需要缓冲装置的原因。 10-2 在行程较长的场合， 如上升台等， 应采用哪 一种形式的气缸? 10-3 气缸的安装形式有哪几种? 10-4 简述叶片式气动马达的工作原理。 10-5 单作用气缸内径D=63 mm，复位弹簧最大反 力F=150 N， 工作压力p=0.5 MPa，负载率为0.4，该气 缸的推力为多少？
(2） 根据气缸及传动机构的实际运行距离来预选
气缸的行程， 为便于安装调试， 对计算出的距离以加
大10～20 mm为宜， 但不能太长， 以免增大耗气量。
(3） 根据使用目的和安装位置确定气缸的品种和安
装形式。
。
(4） 活塞(或缸筒)的运动速度主要取决于气缸进、 排气口及导管内径， 选取时以气缸进、 排气口连接螺 纹尺寸为基准。 为获得缓慢而平稳的运动可采用气、 液阻尼缸。 普通气缸的运动速度为0.5～1 m/s左右， 对高速运动的气缸应选用缓冲缸或在回路中加缓冲。