气体气缸的工作原理

气体气缸的 工作原理 数字放映机工作原理变压器基本工作原理叉车的结构和工作原理袋收尘器工作原理主动脉球囊反搏护理 气缸的工作原理 1.2.1 单作用气缸 单作用气缸只有一腔可输入压缩空气，实现一个方向运动。其活塞杆只能借助外力将其推回;通常借助于弹簧力，膜片张力，重力等。 。 其原理及结构见图42.2-2 图42.2-2 单作用气缸 1—缸体;2—活塞;3—弹簧;4—活塞杆; 单作用气缸的特点是: 1)仅一端进(排)气，结构简单，耗气量小。 2)用弹簧力或膜片力等复位，压缩空气能量的一部分用于克服弹簧力或膜片张力，因而减小了活塞杆的输出力。 3)缸双活塞杆双作用气缸 a)缸体固定;b)活塞杆固定 1—缸体;2—工作台;3—活塞;4—活塞杆;5—机架 双活塞杆气缸因两端活塞杆直径相等，故活塞两侧受力面积相等。当输入压力、流量相同时，其往返运动输出力及速度均相等。 2)缓冲气缸对于接近行程末端时速度较高的气缸，不采取必要措施，活塞就会以很大的力(能量)撞击端盖，引起振动和损坏机件。为了使活塞在行程末端运动平稳，不产生冲击现象。在气缸两端加设缓冲装置，一般称为缓冲气缸。缓冲气缸见图42.2-4，主要由活塞杆1、活塞2、缓冲柱塞3、单向阀5、节流阀6、端盖7等组成。其工作原理是:当活塞在压缩空气推动下向右运动时，缸右腔的气体经柱塞孔4及缸盖上的气孔8排出。在活塞运动接近行程末端时，活塞右侧的缓冲柱塞3将柱塞孔4堵死、活塞继续向右运动时，封在气缸右腔缓冲气缸 1—活塞杆;2—活塞;3—缓冲柱塞;4—柱塞孔;5—单向阀 6—节流阀;7—端盖;8—气孔 气缸所设缓冲装置种类很多，上述只是其中之一，当然也可以在气动回路上采取措施，达到缓冲目的。 1.2.3 组合气缸 组合气缸一般指气缸与液压缸相组合形成的气-液阻尼缸、气-液增压缸等。众所周知，通常气缸采用的工作介质是压缩空气，其特点是动作快，但速度不易控制，当载荷变化较大时，容易产生“爬行”或“自走”现象;而液压缸采用的工作介质是通常认为不可压缩的液压油，其特点是动作不如气缸快，但速度易于控制，当载荷变化较大时，采用措施得当，一般不会产生“爬行”和“自走”现象。把气缸与液压缸巧妙组合起来，取长补短，即成为气动系统中普遍采用的气-液阻尼缸。 气-液阻尼缸工作原理见图42.2-5。实际是气缸与液压缸串联而成，两活塞固定 在同一活塞杆上。液压缸不用泵供油，只要充满油即可，其进出口间装有液压单向阀、节流阀及补油杯。当气缸右端供气时，气缸克服载荷带动液压缸活塞向左运动(气缸左端排气)，此时液压缸左端排油，单向阀关闭，油只能通过节流阀流入液压缸右腔及油杯内，这时若将节流阀阀口开大，则液压缸左腔排油通畅，两活塞运动速度就快，反之，若将节流阀阀口关小，液压缸左腔排油受阻，两活塞运动速度会减慢。这样，调节节流阀开口大小，就能控制活塞的运动速度。可以看出，气液阻尼缸的输出力应是气缸中压缩空气产生的力(推力或拉力)与液压缸中油的阻尼力之差。 图42.2-5 气-液阻尼缸 1—节流阀;2—油杯;3—单向阀;4—液压缸;5—气缸;6—外载荷 气-液阻尼缸的类型有多种。 按气缸与液压缸的连接形式，可分为串联型与并联型两种。前面所述为串联型，图42.2-6为并联型气-液阻尼缸。串联型缸体较长;加工与安装时对同轴度要求较高;有时两缸间会产生窜气窜油现象。并联型缸体较短、结构紧凑;气、液缸分置，不会产生窜气窜油现象;因液压缸工作压力可以相当高，液压缸可制成相当小的直径(不必与气缸等直径);但因气、液两缸安装在不同轴线上，会产生附加力矩，会增加导轨装置磨损，也可能产生“爬行”现象。串联型气-液阻尼缸还有液压缸在前或在后之分，液压缸在后参见图42.2-5，液压缸活塞两端作用面积不等，工作过程中需要储油或补油，油杯较大。如将液压缸放在前面(气缸在后面)，则液压缸两端都有活塞杆，两端作用面积相等，除补充泄漏之外就不存在储油、补油问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，油杯可以很小。 图42.2-6 并联型气-液阻尼缸 1—液压缸;2—气缸 按调速特性可分为: 1)慢进慢退式; 2)慢进快退式; 3)快进慢进快退式。 其调速特性及应用见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 42.2-3。 就气-液阻尼缸的结构而言，尚可分为多种形式:节流阀、单向阀单独设置或装于缸盖上;单向阀装在活塞上(如挡板式单向阀);缸壁上开孔、开沟槽、缸内滑柱式、机械浮动联结式、行程阀控制快速趋近式等。活塞上有挡板式单向阀 的气-液阻尼缸见图42.2-7。活塞上带有挡板式单向阀，活塞向右运动时，挡板离开活塞，单向阀打开，液压缸右腔的油通过活塞上的孔(即挡板单向阀孔)流至左腔，实现快退，用活塞上孔的多少和大小来控制快退时的速度。活塞向左运动时，挡板挡住活塞上的孔，单向阀关闭，液压缸左腔的油经节流阀流至右腔(经缸外管路)。调节节流阀的开度即可调节活塞慢进的速度。其结构较为简单，制造加工较方便。 图42.2-8为采用机械浮动联接的快速趋近式气-液阻尼缸原理图。靠液压缸活塞杆端部的T形顶块与气缸活塞杆端部的拉钩间有一空行程s1，实现空程快速趋近，然后再带动液压缸活塞，通过节流阻尼，实现慢进。返程时也是先走空行程s1，再与液压活塞一起运动，通过单向阀，实现快退。 图42.2-7 活塞上有挡板式单向阀的气-液阻尼缸 图42.2-8 浮动联接气-液阻尼缸原理图 1—气缸;2—顶丝;3—T形顶块;4—拉钩;5—液压缸 图42.2-9 是又一种浮动联接气-液阻尼缸。与前者的区别在于:T形顶块和拉钩装设位置不同，前者设置在缸外部。后者设置在气缸活塞杆内，结构紧凑但不易调整空行程s1(前者调节顶丝即可方便调节s1的大小)。 1.2.4 特殊气缸 (1)冲击气缸 图42.2-9 浮动联接气- 液阻尼缸 冲击气缸是把压缩空气的能量转化为活塞、活塞杆高速运动的能量，利用此动能去做功。 冲击气缸分普通型和快排型两种。 1)普通型冲击气缸普通型冲击气缸的结构见图42.2-10。与普通气缸相比，此种冲击气缸增设了蓄气缸1和带流线型喷气口4及具有排气孔3的中盖2。其工作原理及工作过程可简述为如下五个阶段(见图42.2-11): 第一阶段:复位段。见图42.2-10和图42.2-11a，接通气源，换向阀处复位状态，孔A进气，孔B排气，活塞5在压差的作用下，克服密封阻力及运动部件重量而上移，借助活塞上的密封胶垫封住中盖上的喷气口4。中盖和活塞之间的环形空间C经过排气小孔3与大气相通。最后，活塞有杆腔压力升高至气源压力，蓄气缸内压力降至大气压力。 第二阶段:储能段。见图42.2-10和图42.2-11b，换向阀换向，B孔进气充入蓄气缸腔内，A孔排气。由于蓄气缸腔内压力作用在活塞上的面积只是喷气口4的面积，它比有杆腔压力作用在活塞上的面积要小得多，故只有待蓄气缸内压力上升，有杆腔压力下降，直到下列力平衡方程成立时，活塞才开始移动。 式中 d——中盖喷气口直径(m); p30——活塞开始移动瞬时蓄气缸腔内压力(绝对压力)(Pa); p20——活塞开始移动瞬时有杆腔内压力(绝对压力)(Pa); G——运动部件(活塞、活塞杆及锤头号模具等)所受的重力(N); D——活塞直径(m); d1——活塞杆直径(m); Fƒ0——活塞开始移动瞬时的密封摩擦力(N)。 若不计式(42.2-1)中G和Fƒ0项，且令d=d1，，则当 时，活塞才开始移动。这里的p20、p30均为绝对压力。可见活塞开始移动瞬时，蓄气缸腔与有杆腔的压力差很大。这一点很明显地与普通气缸不同。 图42.2-10 普通型冲击气缸 第三阶段:冲击段。活塞开始移动瞬时，蓄气缸腔内压力p30可认为已达气源压力ps，同时，容积很小的无杆腔(包括环形空间C)通过排气孔3与大气相通，故无杆腔压力p10等于大气压力pa。由于pa/ps大于临界压力比0.528，所以活塞开始移动后，在最小流通截面处(喷气口与活塞之间的环形面)为声速流动，使无杆腔压力急剧增加，直至与蓄气缸腔内压力平衡。该平衡压力略低于气源压力。以上可以称为冲击段的第I区段。第I区段的作用时间极短(只有几毫秒)。在第I区段，有杆腔压力变化很小，故第I区段末，无杆腔压力p1(作用在活塞全面积上)比有杆腔压力p2(作用在活塞杆侧的环状面积上)大得多，活塞在这样大的压差力作用下，获得很高的运动加速度，使活塞高速运动，即进行冲击。在此过程B口仍在进气，蓄气缸腔至无杆腔已连通且压力 相等，可认为蓄气-无杆腔蓄气缸;2—中盖;3—排气孔;4—喷气口;5—活塞 第四阶段:弹跳段。在冲击段之后，从能量观点来说，蓄气缸腔内压力能转化成活塞动能，而活塞的部分动能又转化成有杆腔的压力能，结果造成有杆腔压力比蓄气-无杆腔压力还高，即形成“气垫”，使活塞产生反向运动，结果又会使蓄气-无杆腔压力增加，且又大于有杆腔压力。如此便出现活塞在缸体内来回往复运动—即弹跳。直至活塞两侧压力差克服不了活塞阻力不能再发生弹跳为止。待有杆腔气体由A排空后，活塞便下行至终点。 第五阶段:耗能段。活塞下行至终点后，如换向阀不及时复位，则蓄气-无杆腔内会继续充气直至达到气源压力。再复位时，充入的这部分气体又需全部排掉。可见这种充气不能作用有功，故称之为耗能段。实际使用时应避免此段(令换向阀及时换向返回复位段)。 对内径D=90mm的气缸，在气源压力0.65MPa下进行实验，所得冲击气缸特性曲线见图42.2-12。上述 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 基本与特性曲线相符。 对冲击段的分析可以看出，很大的运动加速使活塞产生很大的运动速度，但由于必须克服有杆腔不断增加的背压力及摩擦力，则活塞速度又要减慢，因此，在某个冲程处，运动速度必达最大值，此时的冲击能也达最大值。各种冲击作业应在这个冲程附近进行(参见图42.2-11c)。 冲击气缸在实际工作时，锤头模具撞击工件作完功，一般就借助行程开关发出信号使换向阀复位换向，缸即从冲击段直接转为复位段。这种状态可认为不存在弹跳段和耗能段。 2)快排型冲击气缸由上述普通型冲击气缸原理可见，其一部分能量(有时是较大部分能量)被消耗于克服背压(即p2)做功，因而冲击能没有充分利用。假如冲击一开始，就让有杆腔气体全排空，即使有杆腔压力降至大气压力，则冲击过程中，可节省大量的能量，而使冲击气缸发挥更大的作用，输出更大的冲击能。这种在冲击过程中，有杆腔压力接近于大气压力的冲击气缸，称为快排型冲击气缸。其结构见图42.2-13a。 快排型冲击气缸是在普通型冲击气缸的下部增加了“快排机构”构成。快排机构是由快排导向盖1、快排缸体 、密封胶垫2等零件组成。 4、快排活塞3 快排型冲击气缸的气控回路见图42.2-13b。接通气源，通过阀F1同时向K1、K3充气，K2通大气。阀F1输出口A用直管与K1孔连通，而用弯管与K3孔连通，弯管气阻大于直管气阻。这样，压缩空气先经K1使快排活塞3推到上边，由快排活塞3与密封胶垫2一起切断有杆腔与排气口T的通道。然后经K3孔向有杆腔进气，蓄气一无杆腔气体经K4孔通过阀F2排气，则活塞上移。当活塞封住中盖喷气口时，装在锤头上的压块触动推杆6，切换阀F3，发出信号控制阀F2使之切换，这样气源便经阀F2和K4孔向蓄气腔内充气，一直充至气源压力。 图42.2-12 冲击气缸特性曲线 图42.2-13 快排型冲击气缸结构及控制回路 a)结构图;b)控制回路 1—快排导向盖;2—密封胶垫;3—快排活塞;4—快排缸体;5—中盖 T— 方孔;C—环形空间; 6—推杆;7—气阻;8—气容 冲击工作开始时，使阀F1切换，则K2进气，K1和K3排气，快排活塞下移， 有杆腔的压缩空气便通过快排导向盖1上的多个圆孔(8个)，再经过快排缸体4上的多个方孔T(10余个)及K3直接排至大气中。因为上述多个圆孔和方孔的通流面积远远大于K3的通流面积，所以有杆腔的压力可以在极短的时间内降低到接近于大气压力。当降到一定压力时，活塞便开始下移。锤头上压块便离开行 ，阀3在弹簧的作用下复位。由于接有气阻7和气容8，阀3程阀F3的推杆6 虽然复位，但F2却延时复位，这就保证了蓄气缸腔内的压缩空气用来完成 使活塞迅速向下冲击的工作。否则，若F3复位，F2同时复位的话，蓄气缸腔数字气缸 1—活塞;2—缸体;3—活塞杆 图42.2-15 回转气缸 a)原理图;b)结构图 1—活塞杆;2、5—密封圈;3—缸体;4—活塞;6—缸盖;7、8—轴承 —导气头芯;11—中盖;12—螺栓 9—导气头体;10 图42.2-16 普通挠性气缸 第二种挠性气缸是滚子挠性气缸见图42.2-17。由夹持滚子代替活塞及活塞杆，夹持滚子设在挠性缸筒外表面，A端进气时，左端挠性筒膨胀，B端排气，缸左端收缩，夹持在缸筒外部的滚子在膨胀端的作用下，向右移动，滚子夹带动载荷运动。可称为挠性筒滚子气缸。这种气缸的特点是所占空间小，输出力较小，载荷率较低，可实现双作用。 图42.2-17 滚子挠性气缸 (5)钢索式气缸 钢索式气缸见图42.2-18，是以柔软的、弯曲性大的钢丝绳代替刚性活塞杆的一种气缸。活塞与钢丝绳连在一起，活塞在压缩空气推动下往复运动，钢丝绳带动载荷运动，安装两个滑轮，可使活塞与载荷的运动方向相反。 这种气缸的特点是可制成行程很长的气缸，如制成直径为25mm ，行程为6m 左右的气缸也不困难。钢索与导向套间易产生泄漏。 图42.2-18 钢索式气缸