气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。气缸有做往复直线运动的和做往复摆动两种类型,做往复直线运动的气缸又可分为单作用气缸、双作用气缸、膜片式气缸和冲击气缸4种。
气缸工作原理:
根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。由此来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了,输出力不够,气缸不能正常工作;但缸径过大,不仅使设备笨重、成本高,同时耗气量,造成能源浪费。在夹具设计时,应尽量采用增力机构,以减少气缸的尺寸。
气缸结构:
气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成。
1、缸筒:
缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动,缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8um。对钢管缸筒,内表面还应镀硬铬,以减小摩擦阻力和磨损,并能防止锈蚀。缸筒材质除使用高碳钢管外,还是用高强度铝合金和黄铜。小型气缸有使用不锈钢管的。带磁性开关的气缸或在耐腐蚀环境中使用的气缸,缸筒应使用不锈钢、铝合金或黄铜等材质。
2、端盖:
端盖上设有进排气通口,有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈,以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套,以提高气缸的导向精度,承受活塞杆上少量的横向负载,减小活塞杆伸出时的下弯量,延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁,现在为减轻重量并防锈,常使用铝合金压铸,微型缸有使用黄铜材料的。
3、活塞:
活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性,减少活塞密封圈的磨耗,减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短,易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁,小型缸的活塞有黄铜制成的。
4、活塞杆:
活塞杆是气缸中重要的受力零件。通常使用高碳钢,表面经镀硬铬处理,或使用不锈钢,以防腐蚀,并提高密封圈的耐磨性。
5、密封圈:
回转或往复运动处的部件密封称为动密封,静止件部分的密封称为静密封。
缸筒与端盖的连接方法主要有以下几种:整体型、铆接型、螺纹联接型、法兰型、拉杆型。
6、气缸工作时要靠压缩空气中的油雾对活塞进行润滑。也有小部分免润滑气缸。
气缸常见故障的判断及维修技巧:
1、好的气缸:
用手紧紧堵住气孔,然后用手拉活塞轴,拉的时候有很大的反向力,放的时候活塞会自动弹回原位;拉出推杆再堵住气孔,用手压推杆时也有很大的反向力,放的时候活塞会自动弹回原位。
2、坏的气缸:
拉的时候无阻力或力很小,放的时候活塞无动作或动作无力缓慢,拉出的时候有反向力但连续拉的时候慢慢减小;压的时候没有压力或压力很小,有压力但越压力越小。
3、一般磁性开关是不容易坏的,但是我们在实际操作当中经常会遇到磁性开关不工作,没有信号输出的现象,这是因为磁性开关的位置安装发生了变化,导致其感应不到气缸中的磁铁,这要求我们要经常检查它是否紧固。
气缸的优势:
(1)对使用者的要求较低。气缸的原理及结构简单,易于安装维护,对于使用者的要求不高。
(2)输出力大。气缸的输出力与缸径的平方成正比;
(3)适应性强。气缸能够在高温和低温环境中正常工作且具有防尘、防水能力,可适应各种恶劣的环境。
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