⊙相关知识：气动夹紧机构执行元件的选用

气缸和气马达是气压传动中所用的执行元件，是将压缩空气的压力能转变为机械能的能量转换装置。

一、气缸

（一）气缸的分类

（1）按压缩空气在活塞端面作用力的方向不同，分为单作用气缸和双作用气缸。

（2）按结构特点不同，分为活塞式、薄膜式、柱塞式和摆动式气缸等。

（3）按安装方式不同，可分为耳座式、法兰式、轴销式、凸缘式、嵌入式和回转式等。

（4）按功能分为普通式、缓冲式、气-液阻尼式、冲击和步进气缸等。

表 常见普通气缸的图形符号

（二）几种常见气缸的工作原理和用途

1.单作用气缸

特点：

1）由于单边进气，所以结构简单、耗气量小；

2）由于用弹簧复位，使压缩空气的能量有一部分用来克服弹簧的弹力，因而减小了活塞杆的输出推力；

3）缸体内因安装弹簧而减小了空间，使活塞的有效行程缩短了；

4）气缸复位弹簧的弹力是随其变形大小而变化的，因此活塞杆的推力和运动速度在行程中是有变化的。

气缸工作时，活塞杆上输出的推力必须克服弹簧的弹力及各种阻力，推力可用下式计算：

式中，F——活塞杆上的推力（工作载荷）；

      D——活塞直径；

      p——气缸工作压力；

      Ft——弹簧力；

      η——考虑总阻力损失时的效率

2.双作用气缸

⑴单活塞杆双作用气缸

图 普通型单活塞杆双作用气缸

1—后缸盖 2—缓冲节流针阀 3、7—密封圈 4—活塞密封圈 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

这种气缸工作时活塞杆上的输出力用下式计算

式中，F1——当无杆腔进气时活塞杆上的输出力；

      F2——当有杆腔进气时活塞杆上的输出力；

      D——活塞直径；

      d——活塞杆直径；

      p——气缸工作压力；

     η——考虑总阻力损失时的效率。

⑵双活塞杆双作用气缸

    这种气缸常用于气动加工机械及包装机械等设备上。

⑶缓冲气缸

3.组合气缸

    组合气缸是指气缸与液压缸的组合。

4.特殊气缸

■无杆气缸

 在压缩空气作用下，活塞——滑块机械组合装置可以作往复运动。

■双端双活塞气缸

 这个双活塞杆气缸具有两个双端活塞杆。

■双活塞杆气缸

这个双活塞杆气缸具有两个双端活塞杆。

■双端活塞杆气缸

   在压缩空气作用下，双端活塞杆气缸的活塞杆可以双端伸出或回缩。

■多位气缸

   通过将缸径相同但行程不同的两个气缸连接起来，可以使组合后的气缸具有三个停止位置。

■薄膜气缸实图

   膜片气缸的功能类似于弹簧复位的活塞式单向作用气缸。工作时，膜片在压缩空气作用下推动活塞杆运动。

                                             图  薄膜式气缸           

它的优点是：结构简单、紧凑、体积小、重量轻；密封性好，不易漏气；加工简单，成本低，无磨损件，维修方便等。适用于行程短的场合。

缺点是：行程短，一般不超过50mm。平膜片的行程更短，约为其直径的1/10。

（三）标准气缸简介

我国目前已生产出从结构到参数都已标准化、系列化的气缸，简称标准化气缸。

（1）标准化气缸的标记

标准化气缸的标记是用符号“QG”表示，用符号“A、B、C、D、H”表示五种系列。

QGA————无缓冲普通气缸；

QGB————细杆（标准杆）缓冲气缸；

QGC————粗杆缓冲气缸；

QGD————气液阻尼缸；

QGH————回转缸；

例： QGA100X135表示：直径为100mm，行程为135mm的无缓冲普通气缸。

⑵标准化气缸的主要参数

标准化气缸的主要参数是缸径D和行程s。

 标准化气缸的缸径D（mm）有如下数值：

    40、50、63、80、100、125、160、200、250、320、400

行程s（mm）的数值：

• 对无缓冲气缸 S=（0.5-2）D

• 对有缓冲气缸S=（1-10）D

（四）气缸的选择及使用要求

1.气缸的选择要点

⑴气缸输出力的大小

⑵气缸行程的长度

⑶活塞（或缸）的运动速度

⑷安装方式

2.气缸的使用要求

⑴气缸工作条件：周围介质温度-35~80℃，工作压力为0.4~0.6MPa。

⑵安装时要注意运动方向。

⑶行程中负载有变化时，使用输出力有足够余量的气缸，并附加缓冲装置。

⑷不使用满行程。

⑸应在气缸进气口设置油雾器进行润滑。

二、气动马达

气缸用于实现直线往复运动或摆动，气动马达简称气马达，气马达则用于实现连接回转运动。

作用是把压缩空气的压力能转换为机械能，实现输出轴的旋转运动并输出转矩，驱动作旋转运动的执行机械。

（一）气马达的分类和工作原理

㈠叶片式气马达的工作原理

1、叶片式马达结构原理图

1—定子排气孔  2—转子  3—叶片  4—定子（缸体）  5—密封盖  A、B—进、排气口

2、叶片式马达工作原理

当压缩空气从左气口进入气室后立即喷向叶片，作用在叶片的外伸部分，产生转矩带动转子顺进针旋转运动，输出旋转的机械能，废气从中间气口排出，残余气体则从右气排出；若左、右气口互换，则转子反转，输出相反方向的机械能。转子转动的离心力和叶片低部的气压力、弹簧力使得叶片紧密的抵在气功马达的内壁上，以保证密封，提高容积效率。

（二）叶片式马达的特点

1）具有防爆性能；

2）马达本身的软特性使之能长期满载工作 ，温升较小，具有过载保护的性能。

3）有较高的起动转矩，能带载启动。

4）换向容易，操作简单，可以实现无级调速。

5）与电动机相比，单位功率尺寸小重量轻，适用于安装在位置狭小的场合及手工工具上。但气功马达也具有输出功率小，耗气量大，效率低、噪声大和易产生震动等缺点。 

（三）气马达的选择及使用要求

⑴气马达的选择

    从负载的状态要求出发选择适用的马达。

 叶片式气马达适用于低转矩、向转速场合；

 活塞式气马达适用于中、高转矩，中低转速的场合；

 薄膜式气马达适用于高转矩、低转速的小功率机械。

⑵气马达的使用要求

    润滑是气马达正常工作不可缺少的一个环节。

    气马达在得到正确、良好润滑的情况下，可在两次检修之间

至少运转2500~3000小时。

    一般应在气马达的换向阀前装置油雾器，以进行不间断润滑。