气动执行件的结构、原理

单作用微型气缸

结构图

1—缸筒；2—轴承盖；3—端盖；4—活塞杆

说明

小型气缸的细小结构使得它特别适合紧凑、多功能的装配系统，例如手机键盘测试系统。微型气缸直径为f 2.5mm、f 4mm、f 6mm，行程为5~25mm，它的工作压力范围为3.5~7bar，推力分别为1.7N、6N、14N，最大弹簧复位力分别为1.2N、2.9N、5.3N

微型扁平气缸

结构图

1—壳体；2—端盖；3—矩形活塞；4—密封

说明

该气缸是目前世界上最小的抗转矩的微型气缸。它的工作压力范围为3~6bar

活塞面积为1.5mm×6.5mm时，行程为10mm；推力为3N，弹簧复位力为1N

活塞面积为2.5mm×9mm时，行程为10mm或20mm；推力为7.5~6N，弹簧复位力为3~2.8N

活塞面积为5mm×20mm时，行程为25mm或50mm；推力为42~38N，弹簧复位力为8~10.6N

活塞面积为10mm×40mm时，行程为40mm(可安装接近传感器)；推力为205N，弹簧复位力为28N

螺纹气缸

结构图

1—壳体；2—端盖；3—活塞杆

说明

该微型螺纹气缸直径为f 6mm、f 10mm、f 16mm；行程为5mm、10mm、15mm。工作压力范围为1.5~8bar。6bar时，推力分别为14N、42N、109N，最大弹簧复位力分别为2N、4N、10N。气缸外表面为螺纹，可直接旋入带有进气孔的部件中，也可通过壳体外部两个拼紧螺母与气缸支架或耳轴连接

单作用小型

圆形气缸

结构图

1—活塞杆；2—轴承端盖；3—缸筒；4—端盖

说明

该气缸符合ISO6432标准，直径范围f 8mm、f 10mm、f 16mm、f 20mm、f 25mm。对于单作用气缸而言，它的工作压力范围为1.5~10bar，行程在10~50mm之间。最大推力分别为24N、41N、61N、107N、169N及270N。弹簧返回力(行程在50mm时)分别为2.8N、4.8N、3.9N、9.8N、13.6N、18.5N。目前已派生了f 32mm、f 40mm、f 50mm、f 63mm。根据力平衡原理，单作用气缸输出推力必须克服弹簧的反作用力和气缸工作时的总阻力。为了防止活塞杆扭转，可采用方形活塞杆

单作用紧凑型气缸

结构图

1—端盖；2—缸筒；3—活塞杆；4—法兰螺钉；5—密封

说明

紧凑型气缸(ISO标准称谓)。2004年第一次颁发此类气缸尺寸标准ISO21287(直径f 20~100mm)。紧凑型气缸的特点是结构紧凑，与普通气缸相比，可节省50%的空间。有的日本气动制造厂商称其薄型气缸，缸径为f 4~125mm。对于单作用气缸而言，其工作压力范围根据气缸缸径而定，f 20~125mm缸径的工作压力为1~10bar；f 12~16mm缸径的工作压力为1.5~10bar；f 4~6mm缸径的工作压力为2.5(2.0)~8bar。气缸行程从2.5~25mm。选用时注意不同缸径下的推力、弹簧复位力

该单作用气缸的弹簧可安装在活塞正面，使活塞杆处于回缩状态，也可放在活塞后面，使活塞杆处于伸出状态；活塞杆有内螺纹和外螺纹，单出杆或双出杆(包括中间通孔的中空双出杆)。耐高温型气缸可派生耐低温紧凑型气缸。通常抗扭转双出杆的一端为方形活塞杆，另一端为圆形活塞杆及多种形式气缸

单作用普通型气缸

结构图

说明

单作用气缸是双作用普通气缸的派生。它的连接安装界面尺寸符合ISO15552标准。缸径f 32~100mm，行程在25~100mm之内。它的工作压力范围在2~10bar。在6bar工作压力下，f 32缸径的推力为392N、弹簧返回力为50N；f 100缸径的推力为4492N、弹簧返回力为130N

单作用气缸的派生有：活塞杆抗扭转、活塞杆加长、内螺纹连接或特殊螺纹连接等形式

膜片式气缸

(单作用)：橡胶

夹紧膜片气缸

结构图

1—壳体；2—膜片

说明

有矩形和圆形两类橡胶膜片。形状多为扁平状，节省空间。常用于夹紧应用场合。复位靠膜片的预张力完成

圆形：f 12~63mm(即夹紧时作用力面积，非外形尺寸)；行程为3~5mm；夹紧力为55~1640N

矩形：10×3~20×180mm(即夹紧作用力面积，非外形尺寸)；行程为3~5mm；夹紧力为95~1690N

注意：为防止夹紧膜片在气压作用下过度变形损坏，应选用防护板，以确保膜片变形不超过防护板确定的行程范围处

气囊气缸(单作用)

结构图

说明

气囊式气缸也属于单作用气缸，有单层(鼓形)和双层(波鼓形)两种。它的负载能力高，为2~50kN。安装高度小，运动平稳，无爬行现象。国际上许多公司有此产品。可在恶劣、充满粉尘或水下环境正常工作。此气囊式气缸上下两块是金属钢板，伸缩运动靠橡胶材质的气囊。由于气囊由柔性材质制成，上面钢板承载时允许有一定的倾角(详见各公司样本)。它的尺寸规格可参见各公司样本(如缸径f 145~385mm)

注意：为了防止气囊在气压作用下过度伸张变形损坏，气缸的行程终点应安装有行程限位挡板

气动肌肉(单作用)

结构图

1—管接螺母；2—法兰；3—内部圆锥；4—盘形弹簧；5—密封圈；6—隔膜软管

说明

气动肌肉是国际上新开发的一种单作用拉伸驱动器。它的初始力比同缸径气缸大10倍。该驱动器内部无可动部件，运动时平稳，无爬行现象。根据气压力不同，产生变形位置也不同。因此，其定位简单。它的复位靠排除气动肌肉内的空气，并由特殊材质编织的橡胶管靠自身收缩完成

小型圆形气缸

结构图

1—活塞杆；2—轴承端盖；3—缸筒；4—端盖

说明

小型圆形气缸是常用的气动执行组件之一。国际标准ISO 6432详细规定其连接的界面尺寸。许多气动制造厂商生产的小型圆形气缸，端盖与缸体采用一体化的加工工艺(缸体与端盖滚压在一起工艺)，结构简单。活塞杆通常采用不锈钢材质(也有的缸体为铝合金)，活塞均为铝合金。其缓冲形式为弹性缓冲和可调气缓冲。它的直径在f 8~25mm，行程在500mm左右

气缸派生形式多样，如方形活塞杆防扭转、活塞杆加长或缩短、活塞杆内螺纹或特殊螺纹、耐腐蚀、行程可调、带活塞杆锁紧装置等功能

为了承受大径向力，可与导向装置配合使用(见图a)

(b)金属箍锁紧装置

1—活塞杆；2—轴承端盖；3—夹紧单元的壳体；4—夹头；5—缸筒

(c)轴瓦式锁紧装置(轴瓦式锁紧装置的夹紧力比金属箍锁紧装置大得多)

备注：水平安装。电磁阀直接安装在锁紧装置气口(或附近)。负载在允许范围内

紧凑型气缸

结构图

1—缸筒；2—端盖；3—活塞杆；4—法兰螺钉；5—动态密封

说明

紧凑型气缸的特点是结构紧凑，在相同的驱动力情况下(与同缸径普通气缸相比)，可节省50%的空间。但它的径向承载能力比普通气缸小

紧凑型气缸的国际标准是ISO21287，有的日本气动制造厂商称其薄型气缸。需要注意的是以夹紧为主要功能的短行程气缸(行程为10~30mm)与紧凑型气缸的区别，短行程气缸并不受ISO21287紧凑型气缸标准关于连接、安装界面尺寸规定的限制

紧凑型气缸派生形式多，有防扭转方形活塞杆、前端连接板附导向轴(见图d)、中空双出杆(活塞杆中芯为通孔形式)、耐高温、耐腐蚀、不含铜及聚四氟乙烯材质，并可组成倍力气缸(见图d)和多位置气缸(见图e)

f 32~100mm紧凑型气缸在前后端盖处的连接附件可与ISO15552标准的普通气缸的连接安装附件通用

(e)多位置气缸原理(三个位置　　　　　　　　　　(f)四个位置(两个不同行

两个相同行程长度气缸终端相连)　　　　　　　　　程长度气缸终端相连)

普通型气缸

结构图

1—缸筒；2—前后端盖；3—活塞杆

说明

普通型气缸是气动系统中应用最广泛的气动执行器之一。普通型气缸的国际标准是ISO15552(取代原有的ISO6431标准)，缸径在f 32~320mm，行程最长在2000mm左右。目前国际上应用最多的是f 32~125mm气缸。该标准还规定双出杆的连接尺寸界面，其缸筒均采用铝合金材质。普通型气缸在缓冲形式上有固定缓冲、带可调气缓冲及不带缓冲。常用的是带可调的气缓冲，以防运动终点冲击力。目前普通型气缸从外形轮廓来看，有型材气缸(端盖通过螺钉与缸体连接)，也有四拉杆气缸(包括外形看似型材气缸，实质上型材内部均采用四拉杆形式)。当普通型气缸外表面具有沟槽型材均可直接安装位置行程开关。对圆筒形缸体、则需四拉杆连接，拉杆上需要配置位置行程开关附件和传感器。位置行程开关有气动舌簧行程开关、电子舌簧式行程开关、电感式行程开关。普通型气缸的派生形式很多，有活塞杆抗扭转、活塞杆加长、内螺纹连接或特殊螺纹连接、阳极氧化铝质活塞杆(防焊接飞溅)、活塞杆防下坠、活塞杆带锁紧装置、低速(3mm/s)、低摩擦、耐高温(150℃)、耐低温(-40℃)、耐腐蚀、不含铜及聚四氟乙烯材质(电子行业特殊场合)或带阀气缸等。为了承受大径向力，可与导向装置配合使用。多个普通气缸组合可形成倍力气缸、多位置气缸

注意：合适的使用气缸连接件(即活塞杆连接采用柔性连接杆)与导向装置配合使用(径向负载、修正系数、自重造成挠度及每10N负载造成变形挠度见下列图h~图j)

(g)

(h)通过物体重心最大径向力与伸出行程的关系

(i)自重造成的变形(j)每10N负载造成的变形

行程可调气缸

行程可调气缸是指活塞杆在伸出或缩进位置可进行适当调节的一种气缸。其调节结构有两种形式：图k，伸出位置可调；图l，缩进位置可调。它们分别由缓冲垫1、调节螺母2、锁紧螺母3和调节杆6或调节螺杆4和调节螺母5组成，4接工作机构

带皮囊保护装置气缸

保护活塞杆不受尘埃、焊渣飞溅等影响。一些日本气动制造厂商称其为带伸缩防护套型，耐热帆布防护套的耐温可达110℃

活塞杆防下坠气缸

活塞杆防下坠气缸可分为活塞杆伸出时防下坠(图m)、活塞杆缩回时防下坠或活塞杆伸出/缩回都需要防下坠三种状况。下面以活塞杆伸出防下坠为例

活塞杆伸出防下坠气缸的工作原理图如下(图m)：当活塞杆在伸出状态下，坠落装置内的坠落销子在弹簧的作用下，插入气缸缓冲活塞的沟槽。用人力推活塞杆缩回无效。只有当前端盖进口处进入压缩空气后(如图n)，使防坠落装置壳体内活塞往上运动，带动坠落销子抬起，使坠落销子与气缸的缓冲活塞沟槽脱离，活塞杆才能缩回。同样，当活塞杆伸出运动时，缓冲活塞左端面的倾斜倒角帮助其继续向左移动。一旦缓冲活塞的沟槽处于坠落销子位置时，坠落销子在弹簧作用下，使坠落销子卡入缓冲活塞

图n表明防坠销子脱开、活塞杆缩回的运动状态。当压缩空气进入前端盖进气口1时，单向阀2处于关闭状态，压缩空气进入通道3，进入防坠装置壳体的腔内，推动活塞4上移，使坠落销子5抬起，并使坠落销子5的十字通孔与压缩空气相通。此时压缩空气便进入气缸的进气腔室，推动气缸活塞运动

图o表明活塞杆伸出运动时，气缸腔内压缩空气通过单向阀快速排气的状态

活塞杆锁气缸

金属箍锁紧装置

1—缸筒；2—前后端盖；3—活塞杆；4—锁紧装置壳体；5—夹头；6—弹簧；7—活塞

当锁紧装置内无压缩空气时，活塞7在弹簧的作用下处于复位状态，夹头5在其内部弹簧作用下，夹头呈开启状态，此时夹头5与活塞杆相接触的配合夹头部件夹紧其活塞杆，活塞杆不能运动

当压缩空气进入锁紧装置4时，活塞7向下运动，夹头5合拢。其夹头5与活塞杆相配的夹头部件与活塞杆脱开，活塞杆可自由移动。当压缩空气消失后，弹簧6使其活塞向上移动，夹头5再次呈开启状态，活塞杆再次被夹紧不能运动

活塞杆锁紧气缸

活塞杆锁紧气缸与活塞杆防下坠气缸之间的区别：活塞杆防下坠气缸是指活塞杆的锁紧只能在活塞杆伸出到终点或活塞杆缩回到终点时才有效。而活塞杆锁紧气缸可以在活塞的整个行程中有效。当活塞杆锁紧气缸用于运动中间位置刹车时，其定位精度、重复精度取决于气缸的运动速度、运动惯量、控制锁紧装置的电磁阀的换向时间及活塞杆的硬度、润滑状况等因素

轴瓦式锁紧装置(轴瓦式锁紧装置的夹紧力比金属箍锁紧装置大得多)

三个位置运动原理四个位置运动原理

(两个相同行程长度气缸终端相连)　　　　　　　　　　(两个不同行程长度气缸终端相连)

扁平型气缸

扁平型气缸的特点是采用了特殊活塞形状，如椭圆形活塞结构，以达到活塞杆抗扭转效果。有的日本气动制造厂商称其为椭圆活塞气缸。通常该类气缸的缸径在f 12~63mm，气缸行程在1000mm以下，最大抗转矩为2N·m

扁平型气缸可派生双出杆(活塞杆中芯为通孔形式)、耐高温(150℃)

扁平型气缸有前、后法兰，双耳环支座，直角双耳环支座等连接件配用

注意：当扁平型气缸并列安装时，要注意其中某一气缸运动时，其活塞内磁铁会影响附近其他气缸的位置行程开关，因此要注意两气缸的安全间隔距离

多面安装型气缸

多面安装型气缸的特点是结构紧凑。带多面安装功能的气缸，通常不通过气缸连接件安装，往往被直接安装在所需位置上。有的日本气动制造厂商称其为自由安装气缸。此类气缸直径一般在f 6~32mm，行程在50mm之内。多面安装型气缸可有单作用或双作用之分

对于单作用气缸，应注意弹簧预紧力，参见下列图表

多面安装型气缸可派生双出杆(活塞杆中芯为通孔形式)、耐高温(150℃)

有些公司在活塞杆前端装有法兰连接板，活塞杆配备简易导向拉杆，以防活塞杆扭转(最大抗转矩为0.02N·m)

1—f 10；2—f 16；3—f 20；4—f 25；5—f 32

伸缩气缸

伸缩气缸的活塞杆由多段套筒状气缸组合而成，其特点是行程长但轴向尺寸小，径向尺寸较大。推力和速度随工作行程的变化而变化。气缸推力的计算以最后一级(直径最小)为基础。图p为单作用多层伸缩气缸简图，图q为双作用多层伸缩气缸简图

进给分离装置

1—壳体；2—端盖；3—活塞；4—挡块；5—活塞杆

进给分离装置是一个在自动化输送过程中间隔分离工件的驱动装置。有的日本气动厂商称之为挡料气爪。该装置内集成了两个驱动器，以确保其中一个活塞杆挡板在完成一个往复运动之后，另一个活塞杆挡板才能开始运动，如图r所示。采用一个电磁阀和两个接近开关构成的气动系统，无需编程

原理介绍：电磁阀输出分两路，一路作用在B缸下端，另一路在A缸上端。作用在A缸上端的压缩空气使A缸活塞杆回缩。回缩后锁紧挡块4的一端作用在A缸粗活塞杆表面，另一端紧贴在B缸细活塞杆表面(嵌入B缸粗、细分界端面上)，阻止B缸的活塞杆向下运动(挡块4的长度＝两个气缸中心距-粗活塞杆-细活塞杆)。此时工件在输送带作用下向右移动，当电磁阀换向，压缩空气一路作用在B缸上端，另一路作用在A缸下端。B缸上端得到压缩空气也不能立即使其活塞杆向下运动，此时，活塞杆被锁紧挡块4锁住，必须待A缸活塞杆伸出，挡块4的一边靠在A缸细活塞杆表面时，B缸活塞杆才能回缩

进给分离装置一般应用在小工件的流水线上，一般被分离的工件最大重达1.5kg，在6bar时的驱动推力最大为200N左右，驱动时间最长为20ms，最大力矩为9N·m左右。进给分离装置外壳有装位置传感器的沟槽

冲击气缸

冲击气缸是一种结构简单、体积小、耗气功率较小，但能产生相当大的冲击力，能完成多种冲压和锻造作业的气动执行元件

图s为普通型冲击气缸。其中盖和活塞把气缸分成三个腔：蓄能腔、尾腔和前腔。前盖和后盖有气口以便进气和排气；中盖下面有一个喷嘴，其面积为活塞面积的1/9左右。原始状态时，活塞上面的密封垫把喷嘴堵住，尾腔和蓄能腔互不串气。其工作过程分三个阶段

(1)第一阶段见图u的Ⅰ，控制阀处于原始状态，压缩空气由A孔输入前腔、蓄能腔，经B孔排气，活塞上移，封住喷嘴，尾腔经排气小孔与大气相通

(2)第二阶段见图u的Ⅱ，气控信号使换向阀动作，压缩空气经B孔进入蓄能腔，前腔经A孔排气，由于活塞上端受力面积只有喷嘴口这一小面积，一般为活塞面积的1/9，故在一段时间内，活塞下端向上的作用力仍大于活塞上端向下的作用力，此时为蓄能腔充气过程

(3)第三阶段见图u的Ⅲ，蓄能腔压力逐渐增加，前腔压力逐渐减小，当蓄能腔压力高于活塞前腔压力9倍时，活塞开始向下移动。活塞一旦离开喷嘴，蓄能腔内的高压气体迅速充满尾腔，活塞上端受力面积突然增加近9倍，于是活塞在很大压差作用下迅速加速，在冲程达到一定值(例如50~75mm)时，获得最大冲击速度和能量。冲击速度可达到普通气缸的5~10倍，冲击能量很大，如内径200mm、行程400mm的冲击气缸，能实现400~500kN的机械冲床完成的工作，因此是一种节能且体积小的产品

经以上三个阶段，冲击缸完成冲击工作，控制阀复位，准备下一个循环

图t是快排型冲击气缸，是在气缸的前腔增加了“快排机构”。它由开有多个排气孔的快排导向盖2、快排缸体4、快排活塞5等零件组成。快排机构的作用是当活塞需要向下冲时，能够使活塞下腔从流通面积足够大的通道迅速与大气相通，使活塞下腔的背压尽可能小。加速冲程长，故其冲击力及工作冲程都远远大于普通型冲击气缸。其工作过程是：(1)先使K₁孔充气，K₂孔通大气，快排活塞被推到上面，由快排密封垫3切断从活塞下腔到快排口T的通道。然后K₂孔充气，K₃孔排气，活塞上移。当活塞封住中盖1的喷气孔后，K₄孔开始充气，一直充到气源压力。(2)先使K₂孔进气，K₁孔排气，快排活塞5下移，这时活塞下腔的

1—蓄能气缸；2—中盖；

3—中盖喷气口；

4—排气小孔；5—活塞；

A、B—进、排气孔；C—环形空间

1—中盖；2—快排导向盖；

3—快排密封垫；4—快排缸体；

5—快排活塞

压缩空气通过快排导向盖2上的八个圆孔，再经过快排缸体4上的八个方孔T直接排到大气中。因为这个排气通道的流通面积较大(缸径为200mm的快排型冲击气缸快排通道面积是36cm²，大于活塞面积的1/10)，所以活塞下腔的压力可以在较短的时间内降低，当降到低于蓄气孔压力的1/9时，活塞开始下降。喷气孔突然打开，蓄能气缸内压缩空气迅速充满整个活塞上腔，活塞便在最短压差作用下以极高的速度向下冲击

这种气缸活塞下腔气体已经不像非快排型冲击气缸那样被急剧压缩，使有效工作行程可以加长十几倍甚至几十倍，加速行程很大，故冲击能量远远大于非快排型冲击气缸，冲击频率比非快排型提高约一倍

1—工件；2—模具；3—模具座；4—打击柱塞；

5—压紧活塞；6，7—气控阀；8—压力顺序阀；

9，10—按钮阀；11—单向节流阀；

12—手动选择阀；13—背压传感器

图v是压紧活塞式冲击气缸，它有一个压紧工件用的压紧活塞和一个施加打击力的打击柱塞。压紧活塞先将模具压紧在工件上，然后打击柱塞以很大的能量打击模具进行加工。由于它有压紧工件的功能，打击时可避免工件弹跳，故工作更加安全可靠

其工作原理为：图示状态压紧活塞处于上止点位置，打击柱塞被压紧活塞弹起。若同时操作按钮阀9和10，使其换向，则主控阀7换向，使压紧活塞下降，下降速度可用单向节流阀11适当调节

打击柱塞的上端是一个直径较大的头部，插入气缸上端盖的凹室内，凹室内此时为大气压力。当压紧活塞的上腔充气时，气压也作用在打击柱塞头部的下端面上，使它仍保持在上止点。这样打击柱塞保持不动，压紧活塞下降直到模具2压紧工件为止，如图w所示

当压紧活塞上腔压力急剧上升，下腔压力急剧下降，压紧力达到一定值时，差压式压力顺序阀8接通，如果事先已将手动阀12置于接通位置，则差压顺序阀的输出压力就加到背压式传感器13上，如工件已被压紧，背压传感器的排气孔被工具座封住，传感器的输出压力使换向阀6换向，这时，压缩空气充入气缸上端盖的凹室，使打击柱塞启动，打击柱塞的头部一脱离凹室，预先已充入压紧活塞上腔的压缩空气就作用在它的上端面上，即压紧活塞的内部为大气压力，在很大的压差力作用下，打击柱塞便高速运动，获得很大的动能来打击模具而做功，如图x所示

打击完毕，松开阀9、10、12，则气控阀6、7复位，压紧活塞就托着打击柱塞一起向上，恢复到图v所示状态

若在压紧活塞下降和压紧过程中，放开任一个按钮阀，压紧活塞能立即返回到起始状态，如果手动阀12置于断开位置，则只有压紧动作，而无打击动作。特别是设置了判别工件是否已被压紧用的背压传感器，当模具与工件不接触时，阀6不能换向，故没有空打的危险

止动气缸

1．通过活塞杆上的液压缓冲器，重物轻柔地止动

2．滚轮杠杆缩回到终端位置时被卡紧，使得工件小车不会被缓冲器推回

3．在压缩空气作用下，工件小车被释放，滚轮杠杆同时被释放

4．活塞杆在弹簧力或压缩空气作用下伸出。为防止工件小车被举起，滚轮杠杆向后倾

5．滚轮杠杆在弹簧力作用下升起，以准备阻挡下一辆工件小车

止动气缸是阻止自动线上工件随输送带移动，并使其停在某一工位的阻挡气缸，有的日本气动厂商称其为定程杆气缸，有单作用、双作用两种形式。通常缸径在f 20~80mm，工作压力在10bar。被阻挡的工件质量与运行速度关系，见图y

气动增压器

1—插头盖；

2—圆形螺母；

3—阀；

4—旋转手柄；

5—防护盖；

6—中间件；

7—壳体；

8—缸筒

增压器是将原来的压缩空气压力增加2倍或4倍

当原来某一压力的压缩空气接入增压器时，分两路：一路气源通过两个单向阀直接接入小气缸(增压用)两端(A腔、B腔)，另一路气源则通过减压阀、换向阀通入大气缸(驱动用)的B腔。大气缸A腔通过电磁阀排气。当大气缸活塞向左移动时，小气缸的B腔增压，并通过单向阀向出口处输出高压气体；小活塞运动到终点，触动换向阀换向，大气缸A腔右移，B腔通过换向阀排气。同时，小气缸A腔增压，增压的压缩空气通过单向阀向出口处输出高压气体。出口的高压压缩空气反馈到调压阀，可使出口压力自动保持在某一值，调节减压阀手柄，便能得到增压范围内的任意设定的出口压力

若出口反馈压力与调压阀的可调弹簧力相平衡，增压阀就停止运转，不再输出流量

气液增压缸

1—气缸体后盖；2—活塞；3—显示杆支承板；4—活塞杆；

5—气缸体；6—防尘密封圈；7—气缸体前盖；8—油缸端套；

9—Y形密封圈；10—油缸体；11—油缸端盖；12—螺栓；

13—圆形油标；14—油缸前座；15—油筒；16—油筒后座；

17—加油口盖；18—行程显示杆；19—O形密封圈；

20—压板；21—行程显示管；22—显示管支架

气液增压缸是以低压压缩空气为动力，按增压比转换为高压油的装置。其工作原理如图a′所示。压缩空气从气缸a口输入，推动活塞带动柱塞向前移动，当与负载平衡时，根据帕斯卡原理：“封闭的液体能把外加的压强大小不变地向各个方向传递”，如不计摩擦阻力及弹簧反力，则由气缸活塞受力平衡求得输出的油压p₂

式中　p₁——输入气缸的空气压力，MPa

p₂——缸内的油压力，MPa

D——气缸活塞直径，m

d——气缸柱塞直径，m

D²/d²称为增压比，由此可见油缸的油压为气压的D²/d²倍，D/d越大，则增压比也越大。但由于刚度和强度的影响，油缸直径不可能太小。因此通常取D/d＝3.0~5.5，一般取d＝30~50mm。机械效率为80%~85%

气液增压缸的优点如下

(1)能将0.4~0.6MPa低压空气的能量很方便地转换成高压油压能量，压力可达8~15MPa，从而使夹具外形尺寸小，结构紧凑，传递总力可达(1~8)×10³N，可取代用液压泵等复杂的机械液压装置

(2)由于一般夹具的动作时间短，夹紧工作时间长，采用气液增加装置的夹具，在夹紧工作时间内，只需要保持压力而无需消耗流量，在理论上是不消耗功率的，这一点是一般液压传动夹具所不能达到的

(3)油液只在装卸工件的短时间内流动一次，所以油温与室温接近，且漏油很少

图b′是直动式气液增压缸。由气缸和油缸两部分组成，气缸由气动换向阀控制前后往复直线运动，气缸活塞杆就是油缸活塞。气缸活塞处于初始位置(缸压位置)时，油缸活塞处油缸脱开，此时增加缸上部的油筒内油液与夹具油路沟通，使夹具充满压力油，电磁阀通电后，压缩空气进入增压腔内，使气缸活塞2前进，先将油筒与夹具的油路封闭，活塞继续前进，就使夹具体内的油压逐步升高，起到增压、夹紧工件的作用。电磁阀失电后，增压缸活塞返回到初始位置，油压下降，气液夹具在弹簧力作用下使液压油回到油筒内

气液阻尼缸

1—负载；2—气缸；3—油缸；

4—信号油杯

1，5—活塞；2，4—油腔；3—控制装置；6—补偿弹簧；

7，9—进排气口；8—压力容器

气缸的工作介质通常是可压缩的空气，气缸动作快，但速度较难控制，当负载变化较大时，容易产生“爬行”或“自走”现象。油缸的工作介质通常是不可压缩的液压油，动作不如气缸快，但速度易于控制，当负载变化较大时，不易产生“爬行”或“自走”现象。充分利用气动和液压的优点，用气缸产生驱动力，用油缸进行阻尼，可调节运动速度。工作原理是：当气缸活塞左行时，带动油缸活塞一起运动，油缸左腔排油，单向阀关闭，油只能通过节流阀排入油缸的右腔内，调节节流阀开度，控制排油速度，达到调节气-液阻尼气缸活塞的运动速度。液压单向节流阀可以实现慢速前进及快速退回。气控开关阀可在前进过程中的任意段实现快速运动

调速特性类型

类型

作用原理

结构示意图

特性曲线

应用

结构图例

双向

节流

在阻尼缸油路上装节流阀，使活塞往复运动的速度相同

采用节流阀调速

适用于空行程及工作行程都较短的场合(L＜20mm)

1—单向阀；2—节流阀

1—气缸；2—顶丝；3—T形顶块；

4—拉钩；5—油缸

单向

节流

在调速油路中又并联了一只单向阀；慢进时单向阀关闭，快退时则打开，实现快速退回

采用单向阀与节流阀并联而成的速度控制阀调速

适用于空行程较短而工作行程较长的场合。见图e′(缸径大于60mm)和图f′(小径)

快速

趋进

在油缸 f 点开小孔，开始时，右腔油从fgea回路流入 a 端，快速趋近。活塞移过 f点后，油液只能经节流阀流入a端，实现慢进。退回时，单向阀打开，实现快退

采用快速趋进式线路连接调速

是常用的一种类型。快速趋进节省了空程时间，提高了劳动生产率。见图g′和图h′

需要匀速或低速(＜20mm/s)运动时，可采用气动-液压阻尼缸

无杆绳索气缸

绳索气缸的活塞杆采用柔性的钢丝绳代替，钢丝绳外包裹一层尼龙，表面光洁，尺寸均匀，以确保绳索与气缸端盖的密封。当外部气压作用在活塞上时，绳索带动移动连接件运动

绳索气缸可采用小缸径、长行程的形式

无杆磁耦合气缸

主要技术参数

是在活塞上安装一组强磁性的永久磁环，一般为稀土磁性材料。磁力线通过薄壁缸筒(不锈钢或铝合金无导磁材料等)与套在外面的另一组磁环作用，由于两组磁环极性相反，具有很强的吸力。当活塞在缸筒内被气压推动时，则在磁力作用下，带动缸筒外的磁环套一起移动。因此，气缸活塞的推力必须与磁环的吸力相适应。为增加吸力可以增加相应的磁环数目，磁力气缸中间不可能增加支撑点，当缸径≥25mm时，最大行程只能≤2m；当速度快、负载重时，内外磁环易脱开，因此必须按图j′所示的负载和速度关系选用。这种气缸重量轻、体积小、无外部泄漏，适用于无泄漏的场合，维修保养方便，但只限用于小缸径(6~40mm)的规格，可用于开闭门(如汽车车门，数控机床门)、机械手坐标移动定位、组合机床进给装置、无心磨床的零件传送，自动线输送料、切割布匹和纸张等

在气缸缸管轴向开有一条槽，活塞与滑块在槽上部移动。为了防止泄漏及防尘需要，在开口部采用聚氨酯密封带和防尘不锈钢带固定在两端缸盖上，活塞与滑块连接为一体，带动固定在滑块上的执行机构实现往复运动。无活塞杆气缸最小缸径为f 8mm，最大为f 80mm，工作压力在1MPa以下，行程小于10m。其输出力比磁性无活塞杆气缸要大，标准型速度可达0.1~1.5m/s；高速型可达0.3~3.0m/s。但因结构复杂，必须有特殊的设备才能制造，密封带1及2的材料及安装都有严格的要求，否则不能保证密封及寿命。受负载力小，为了增加负载能力，必须增加导向机构

1—密封、防尘带；2—密封带；3—滑块；

4—缸筒；5—活塞；6—缓冲柱塞

最大许用支撑跨距L和负载F的关系

在气缸行程较长的情况下，需要中间支撑件以提高最大许用负载力

1—缸径18；3—缸径32；

2—缸径25；4—缸径40

1—缸径50；3—缸径80；

2—缸径63

最大许用活塞速度υ与移动负载m的关系

带导轨无杆气缸

许用力与转矩的关系

气动制造厂商通常会提供该产品许用力与转矩的技术参数，如下表所示。无杆气缸的选择必须考虑其受力情况。当无杆气缸同时受到多个力或力矩的作用，除了满足负载条件(表格中的负载条件)以外，还必须满足其方程公式。当力和力矩不能满足要求时，可采用带重载导向装置

活塞直径f

许用力和转矩

18

25

32

40

50

63

80

F_ymax/N

—

F_zmax/N

120

330

480

800

1200

1600

5000

M_xmax/N·m

0.5

1

2

4

7

8

32

M_ymax/N·m

11

20

40

60

120

120

750

M_zmax/N·m

1

3

5

8

15

24

140

带重载导向装置

气动制造厂商通常会提供该产品许用力与转矩的技术参数，如下表所示。带重载导向装置的选择，必须考虑其受力情况。当带重载导向装置的滑块同时受到多个力或力矩的作用，除了满足负载条件(表格中的负载条件)以外，还必须满足其方程公式

活塞直径f

许用力和转矩

HD18

HD25

HD40

F_ymax/N

1820

5400

5400

F_zmax/N

1820

5600

5600

M_xmax/N·m

70

260

375

M_ymax/N·m

115

415

560

M_zmax/N·m

112

400

540

带锁紧机构

的无杆气缸

带锁紧机构的无杆气缸在无锁紧状态下，如图m′所示。图l′为锁紧状态。此时管子内无压缩空气，安装在滑台内的自动弹簧产生弹簧力，压下制动保持器及制动瓦1，并紧压制动板传递到制动瓦2产生摩擦阻力，阻止无杆气缸滑台运动。当管子接入压缩空气后，上下两个气流通道内的压缩空气同时作用，两个制动膜片向上运动，制动膜片使制动保持器向上移动，制动弹簧受到压缩，制动瓦1脱开制动板及制动瓦2，无杆气缸可自由移动

刹车精度如下表所示

活塞速度/mm·s^-1

100

300

500

800

1000

刹车精度/mm

±0.5

±1.0

±2.0

±3.0

±4.0

制动夹紧力为气缸驱动力的1.25倍

叶片式摆动气缸

叶片式摆动气缸

1—定块；2—叶片轴；3—端盖；

4—缸体；5—轴承盖；6—键

叶片式摆动气缸分为单叶片式和双叶片式两种。单叶片输出轴摆动角度大，小于360°，双叶片输出轴摆动角小于180°

它是由叶片轴转子(输出轴)、定子、缸体和前后端盖等组成。定子和缸体固定在一起，叶片轴密封圈整体硫化在叶片轴上，前后端盖装有滑动轴承。这种摆动气缸输出效率η较低，因此，在应用上受到限制，一般只用在安装受到限制的场合，如夹具的回转、阀门开闭及工作转位等

在定子上有两条气路，单叶片左路进气时，右路排气，双叶片右路进气时，左路排气，压缩空气推动叶片带动转子顺时针摆动，反之，作逆时针摆动。通过换向阀改变进排气。因为单叶片式摆动气缸的气压力p是均匀分布作用在叶片上(图r′)，产生的转矩即理论输出转矩T

式中　p——供气压力，MPa

b——叶片轴向长度，m

d——输出轴直径，m

D——缸体内径，m

在输出转矩相同的摆动气缸中，叶片式体积最小，重量最轻，但制造精度要求高，较难实现理想的密封，防止叶片棱角部分泄漏是困难的，而且动密封接触面积大，阻力损失较大，故输出效率η低，小于80%

实际输出转矩

T_实＝η(T)(N·m)

齿轮齿条式气缸

齿轮齿条式气缸可分为单活塞齿轮齿条式气缸(单活塞齿条、单齿轮)和双活塞齿轮齿条式气缸(双活塞齿条、单齿轮)

由于双齿轮齿条式气缸体积小，输出转矩比单齿轮齿条式气缸大得多。目前工业上较多采用双齿轮齿条式气缸，双齿轮齿条式气缸的原理见图u′

1—缸筒(中心部分)；2—连接件端盖；3—齿轮齿条；4—小齿轮；5—活塞；6—可调节轴套；7—活塞密封；

8—终端位置缓冲橡胶；9—中位模块位置阻挡杆；10—中位模块缸筒；11—中位模块大活塞

齿轮齿条式气缸

双齿轮齿条气缸的每一个进/排气口各分两路，分别交叉作用于两个气缸的活塞腔室。上下两齿条均与左右活塞组合成一个整体。位于中间的齿轮分别与上下两个齿条啮合，因此当外部电磁阀其中一路输出工作压力分两路交叉进入两个气缸的活塞时，上下两个齿条分别相向运动，产生双倍的推力，使得齿轮旋转

双齿轮齿条气缸的旋转角度可分90°、180°、360°。如与中位模块组合使用，可使原旋转角度在中间位置时产生停顿功能，即当中位模块中的活塞11在气压作用下向右推进，使得位置阻挡杆9向右移动，并伸进双齿轮齿条气缸的腔室，阻止下面一组齿条活塞5在下一循环向左继续运动时不能停在原来终端位置，此时缓冲橡胶接触到9即为中间位置。中间位置停顿原理见图v'

双活塞齿轮齿条摆动气缸的缸径为f 6~50mm，共9个系列，符合ISO标准缸径系列，根据样本资料，它的转矩为0.16~50N·m。比如，对于f 50mm缸径的最大许用转动惯量为2000×

10⁴kg·m²左右，指选用液压缓冲器最大许用转动惯量为2000×104kg·m²，最大许用转动惯量与摆动时间有关(见图w' )

通常制造厂商提供该产品的最大许用转动惯量、最大径向力、最大动态径向力等具体的技术参数

例以f 16mm齿轮齿条摆动气缸为例，现有两个静态负载，一个是作用于离开法兰平面朝Z方向15mm的径向力Fy＝300N；另一个是作用于离X轴中心朝V方向25mm的轴向力(推力)Fx＝100N。f 16mm缸径的齿轮齿条气缸是否满足上述负载

解：根据样本资料查得图表最大静态径向力F_y与Z方向距离的承载关系图，当Z＝15mm时，F_y＝400N

图表最大静态轴向力(推力)F_x与V方向距离的承载关系图，当V＝25mm时，F_y＝550N

根据合力负载计算公式

该气缸可以承受上述静态合力

直线摆动夹紧气缸/直线摆动组合式气缸

直

线

摆

动

夹

紧

气

缸

1—活塞杆；2—轴承和端盖；3—缸筒；4—法兰螺钉；5—导向套筒；6—销钉；7—压紧块

图y′为导向套筒三种槽形：左旋运动、右旋运动或直线运动

通常导向套筒5具有两条导向螺旋槽，通过销钉与活塞杆1固定连接，气缸缸筒3上旋入法兰螺钉4，并使法兰螺钉4嵌入导向套筒的螺旋槽内。当压缩空气进入前腔(或后腔)时，推动活塞运动，使得活塞杆及导向套筒一起运动。由于法兰螺钉4在缸体上处于固定状态，迫使导向套筒的螺旋槽相对法兰螺钉4做旋转/直线组合运动。此时，固定在活塞杆前端的压紧块7便可完成直线或螺旋旋转运动

导向套筒有左旋和右旋两个螺旋槽。如果选定某一旋转方向，只需松开法兰螺钉，重新确认所需旋转方向的螺旋槽，然后使法兰螺钉嵌入该螺旋槽便可。下表为直线摆动夹紧气缸的夹紧行程和夹紧力

直

线

摆

动

组

合

式

气

缸

1—缸筒；2—叶片摆动气缸方形主轴；3—旋转叶片；

4—止动挡块；5—活塞杆；6—活塞轴承

1—齿轮齿条摆动气缸；2—气缸盖；3—方形活塞杆；4—主活塞

图a″为直线摆动组合气缸，有多种组合结构，一种是普通型气缸与叶片摆动气缸组合而成(称直线摆动组合式气缸)；另一种是普通型气缸和齿轮齿条组合而成(有些气动厂商称其为伸摆气缸)。叶片摆动气缸的主轴2为方形，与普通气缸的活塞杆5连成一体，叶片摆动气缸的旋转叶片3在旋转摆动时，带动活塞杆5使之摆动。它的直线靠作用在普通气缸部分的活塞6，使其活塞杆伸出、缩回运动。直线摆动组合气缸分别由两组进、排气口控制直线和旋转摆动运动

该气缸的规格以普通气缸的缸径来命名(f 16mm、f 20mm、f 25mm、f 32mm、f 40mm)。直线行程在20~160mm之间，最大基本摆角为270°(活塞杆回转最大偏差为2°)。根据缸径规格，它的转矩为1.25N·m、2.5N·m、5N·m、10N·m、20N·m。

图b″为普通型气缸与齿轮齿条组合的伸摆气缸。它采用方形截面的活塞杆(普通气缸活塞杆)，在气缸前端盖处设计一个齿轮齿条摆动气缸，其摆动角度为90°或180°，齿轮内为正方形孔与普通气缸的方形活塞杆相配。因此，该驱动器的活塞杆上便可得到一个直线/旋转的复合运动。需要说明的是，直线运动的主活塞与方形活塞杆为铰接连接，即方形活塞杆作旋转摆动时，主活塞本身不作旋转运动，它的直线行程在5~100mm之间，缸径f 32的转矩为1N·m，缸径f 40的转矩为1.9N·m

导向装置(配普通气缸)/导杆止动气缸/高精度导杆气缸

导向装置(配普通气缸)

导向装置可防止活塞杆产生旋转并能承受较高的负载和转矩，所以与普通气缸配合使用十分广泛，符合ISO15552的气缸连接界面尺寸。有的欧洲气动厂商也称其为气缸导向架。导向装置内的两个导杆的导向系统可采用滑动轴承或滚珠轴承，滑动轴承承载能力大，但运动速度不如滚珠轴承的导向系统

导杆止动气缸

1—壳体；2—连接板；3—轴承和端盖；4—活塞杆；5—导杆

导杆止动气缸的名称有很多，一些欧洲公司称其为导向驱动器、导向和止动气缸，也有些日本气动厂商称其为新薄型带导杆气缸。这是一种驱动和导向系统均在一个壳体内的气缸。由于采用一组直径较大的导杆作导向系统，可承受较大的转矩和径向力。对于滑动轴承结构，导杆止动气缸有较大的刚度；对于循环滚珠轴承的导向系统，适用于低摩擦或速度特别高的运动状态。此类气缸直径在f 12~100mm之间，行程在10~200mm之间。一些公司派生出小型导杆止动气缸，直径在f 4~10mm之间，行程在5~30mm之间。通常气动组件制造厂商会提供它的最大负载、转矩及耐冲击能量，见下表

导杆止动气缸

滑动轴承GF和循环滚珠轴承KF导向装置的最大有效负载F(N)图表

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　N

活塞直径f

/mm

XS

/mm

行程/mm

10

20

25

30

40

50

80

100

125

160

200

12

GF

25

28

24

23

21

31

28

22

19

—

—

—

KF

27

23

21

20

23

22

20

19

—

—

—

16

GF

50

63

56

53

51

73

67

55

49

—

—

—

KF

45

31

27

24

58

56

51

48

—

—

—

20

GF

50

—

67

64

61

110

103

86

77

—

—

—

KF

—

45

39

35

91

88

80

75

—

—

—

25

GF

50

—

121

116

112

123

115

96

86

—

—

—

KF

—

88

86

84

100

97

89

85

—

—

—

32

GF

50

—

188

180

173

161

150

166

150

168

146

127

KF

—

120

118

116

112

109

134

128

144

135

126

40

GF

50

—

—

180

—

—

150

166

150

168

146

127

KF

—

—

118

—

—

109

134

128

144

135

126

50

GF

50

—

—

257

—

—

216

234

212

229

200

174

KF

—

—

182

—

—

168

201

193

211

199

188

63

GF

50

—

—

257

—

—

216

234

212

229

200

174

KF

—

—

182

—

—

168

201

193

211

199

188

80

GF

125

—

—

276

—

—

311

352

329

304

274

245

KF

—

—

220

—

—

275

329

318

306

291

277

100

GF

125

—

—

452

—

—

509

568

533

494

446

400

KF

—

—

332

—

—

415

495

480

463

442

422

滑动轴承GF和循环滚珠轴承KF导向装置的许用转矩负载

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　N·m

活塞直径f

/mm

行程/mm

10

20

25

30

40

50

80

100

125

160

200

12

GF

0.60

0.50

0.48

0.45

0.65

0.60

0.45

0.40

—

—

—

KF

0.55

0.47

0.44

0.42

0.47

0.45

0.41

0.38

—

—

—

16

GF

1.44

1.30

1.23

1.18

1.68

1.56

1.28

1.14

—

—

—

KF

1.03

0.71

0.62

0.55

1.34

1.29

1.18

1.12

—

—

—

20

GF

—

1.85

1.75

1.70

3.00

2.80

2.35

2.10

—

—

—

KF

—

1.30

1.13

1.01

2.64

2.56

2.34

2.23

—

—

—

25

GF

—

4.15

3.95

3.80

4.20

3.90

3.25

2.90

—

—

—

KF

—

3.00

2.92

2.85

3.40

3.30

3.02

2.89

—

—

—

32

GF

—

7.30

7.00

6.70

6.20

5.80

6.40

5.80

6.50

5.70

5.00

KF

—

4.70

4.60

4.55

4.40

4.25

5.25

5.00

5.60

5.25

4.90

40

GF

—

—

7.90

—

—

6.55

7.25

6.55

7.35

6.40

5.55

KF

—

—

5.20

—

—

4.80

5.90

5.65

6.35

5.95

5.55

50

GF

—

—

14.15

—

—

11.85

12.85

11.65

12.55

11.00

9.60

KF

—

—

10.00

—

—

9.30

11.00

10.60

11.60

11.00

10.30

63

GF

—

—

15.90

—

—

13.30

14.45

13.10

14.10

12.30

10.70

KF

—

—

11.30

—

—

10.50

12.50

12.00

13.20

12.40

11.70

80

GF

—

—

21.40

—

—

24.20

27.20

25.50

23.50

21.30

19.00

KF

—

—

17.10

—

—

21.30

25.50

24.70

23.70

22.60

21.50

100

GF

—

—

42.40

—

—

47.80

53.40

50.10

46.40

42.00

37.60

KF

—

—

25.70

—

—

32.20

38.40

37.20

35.90

34.20

32.70

导杆止动气缸

冲击质量m与冲击速度υ之间的关系

高精度导杆气缸

说

明

1—壳体；2—轴承端盖；3—缸筒；4—端盖

高精度导杆气缸的特点是气缸外形类同普通气缸，只是前端盖较长。其内部具有高精度导向装置(活塞杆与气缸前端盖之间运动摩擦副采用循环滚珠轴承)，因此该气缸外形紧凑、导向精度高、活塞杆受径向力负载后挠度较小、抗转矩能力强，一些欧洲气动厂商称其为导向气缸，也有些日本气动厂商称其为高精度气缸。气缸的缸径在f 10~80mm之间，工作行程在25~500mm之间。最大动态力矩在0.2~75N·m。缸体外壳有行程开关安装槽，它的安装方式在前端盖处

通过内螺纹的安装方式

通过通孔的安装方式

实

例

下面以缸径f 50mm的高精度导杆气缸为例。气动制造厂商提供的活塞杆上最大许用动态径向力F_q和力臂L、活塞杆的挠度f和径向力F_q及活塞杆的扭转角度α和转矩M的关系

小型短行程滑块驱动器/扁平型无杆直线驱动器

小型短行程滑块驱动器(紧凑/狭窄/扁平)

紧

凑

型

滑

块

驱

动

器

概

述

小型短行程滑块驱动器根据其外廓形状可分为紧凑型、狭窄型和扁平型滑块驱动器。一些欧美气动厂商统称其为小型滑台(精密/精巧性线性滑台)；一些日本气动厂商称其为气动滑台(窄型气动滑台、气动滑台、双缸型、分直线导轨、十字滚珠导轨、循环直线导轨等)。小型短行程滑块驱动器主要特性是滑块相对运动无间隙，并具有高转矩和高负载。由于小型短行程滑块驱动器为模块化设计，外形结构十分紧凑，不仅在普通场合下有良好的应用特性，在模块化的导向装置、气动机械手上均是不可缺少的重要组件之一

说

明

1—活塞杆；2—插头盖；3—壳体；4—滑块；5—导向装置

紧凑型滑块驱动器是一个大功率驱动器。它采用双缸同时推动滑台的紧凑型结构型式，气缸缸体上可安装弹性缓冲或液压缓冲器。大多数气动制造厂商将其设计成模块化结构，即滑台平面和前面均已设计有定位销孔及连接内螺纹。通过一些连接板可十分方便安装/被安装在其他驱动器上。它本身也可通过连接板与气爪等部件组合在一起使用。气缸缸径在f 6~25mm之间，行程在10~200mm之间，最大运动速度0.8m/s，重复精度为0.2mm

实

例

下面给出制造厂商提供的以缸径f 16mm的紧凑型滑块驱动器为例：轴向、侧向和径向的动态、静态力矩及修正系数表

许用负载

修正系数

活塞

直径

f /mm

行程

/mm

静态

动态

A

/mm

B

/mm

C

/mm

M₀₁

/N·m

M₀₂

/N·m

M₀₃

/N·m

M₀₁

/N·m

M₀₂

/N·m

M₀₃

/N·m

16

10

18

18

19

6.1

6.1

4.2

20.7

33

15.3

20

4.7

4.7

3.4

30

4.2

4.2

3.0

40

3.8

3.8

2.7

50

21

21

20

4.6

4.6

2.8

80

34

34

27

6

6

3.2

24

100

60

60

36

9.1

9.1

31

125

109

109

49

12.6

12.6

3.5

41

150

54

以f 16mm的紧凑型滑块驱动器为例：当该驱动器行程为30mm，力臂L₁＝40mm，需知道其F₀₁最大负载力

解：根据表格中的技术参数查得，M₀₁＝18N·m，修正系数A＝20.7mm

由此得出，f 16mm的紧凑型滑块驱动器的轴向最大负载F₀₁不得大于296.54N

图f″给出制造厂商提供不同规格的活塞速度与工作负载质量的关系

狭

窄

型

滑

块

驱

动

器

说

明

1—活塞杆；2—插头盖；3—壳体；4—滑块；5—导向装置

狭窄型滑块驱动器是一个单气缸与滑台(内置精密滚珠轴承)组合的驱动器，是由气缸推动滑台的一种结构方式，气缸终端为固定弹性缓冲。滑台平面和前面均有定位销孔和连接内螺纹。气缸缸径在f 6~16mm之间，行程在5~30mm之间。下图给出不同规格的狭长型驱动器的工作负载与活塞速度的关系。该狭窄型滑块驱动器的轴向、侧向和径向的动态、静态许用力矩的计算与紧凑型滑块驱动器一样，可从气动制造厂商给出的图表数据查得

图g" 给出制造厂商提供不同规格的活塞速度与工作负载质量的关系

扁

平

型

滑

块

驱

动

器

说

明

1—活塞杆；2—插头盖；3—壳体；4—滑块；5—导向装置

扁平型滑块驱动器是一个气缸与滑台(内置精密滚珠轴承)结合的驱动器。气缸推动滑台的一种结构方式，气缸终端为固定弹性缓冲，滑台平面及前面均有定位销孔和连接内螺纹。气缸缸径为f 6~16mm，行程在10~80mm。图h″给出不同规格的扁平型滑块驱动器的工作负载质量与活塞速度的关系。该扁平型滑块驱动器的轴向、侧向和径向的动态、静态许用力矩的计算与紧凑型滑块驱动器一样，可从气动制造厂商给出的图表数据查得

扁

平

型

无

杆

直

线

驱

动

器

扁平型无杆直线驱动器是扁平的、具有精密导向单元(内置了精密的滚珠轴承)的无杆气缸，负载能力强。它的主要特性是非常扁平：当缸径为f 8mm、宽为53.5mm，它的高度仅为15mm；当缸径为f 12mm、宽为64.5mm，它的高度仅为18.5mm；当缸径为f 18mm、宽为85.5mm，它的高度仅为25.5mm，特别适合于对高度空间要求苛刻条件下的应用，它的工作行程按缸径系列分别为100~500mm、100~700mm、100~900mm。最大运动速度为1~1.5m/s。采用模块化设计及该驱动器具有多个中间停顿位置。停顿位置是由多个中间停顿位置模块来实现的，它是一个双作用90°的摆动气缸(齿轮齿条原理制成)；停顿的位置可由用户使用螺钉和沟槽螺母将其固定在导轨上。一个中间停顿模块可实现一个中间位置。通过中间停顿位置模块上的带锁紧螺母的止动螺钉，可对中间定位位置进行精密微调，扁平型无杆直线驱动器两端配有终端挡块，终端挡块可对其终端位置进行精密的调节。该驱动器滑块两边装有带橡胶缓冲器或液压缓冲器

注意选用合适的液压缓冲器与其相配。对某些空间要求苛刻的场合(如电子工业、小零件输送线)，它能和其他小型滑块驱动器方便地组合成二轴、三轴的控制系统

双活塞气缸/双缸滑台驱动器

双活塞气缸和双缸滑台驱动器都是由两缸并列安装而成，驱动力增加一倍，空间节省一半。双活塞气缸的运动特征是缸体固定，活塞杆(含前法兰或后法兰)移动；对于双活塞气缸，一些欧洲公司称其为双活塞滑块驱动单元，一些日本气动制造厂商把两端方向出杆称为滑动装置气缸、单端方向出杆称为双联气缸。双活塞气缸和双缸滑台驱动器可组成两维运动

1—壳体；2—连接板；3—插头盖；4—活塞杆

双

活

塞

气

缸

双活塞气缸可分为活塞杆单方向伸出(含前法兰)，或活塞杆贯穿缸体两端伸出(含前、后法兰)。缸径为f 10~32mm，行程在10~100mm之间。活塞杆贯穿缸体的双活塞气缸的承载能力比活塞杆单方向伸出的高。由于该类驱动器可组成两维空间运动，主要技术特性是负载的径向力Fg(由径向力作用下，不同行程产生的活塞杆挠度)及其许用转矩M。双活塞气缸的导向装置可分为滑动轴承和循环滚珠轴承两种形式，滑动轴承的承载能力比循环滚珠轴承高，但循环滚珠轴承的运动阻力小，适用于高速运动

许

用

转

矩

M

和

行

程

l

的

关

系

图i" 中曲线参考了FESTO公司的DPZ单向伸出杆、DPZJ两端伸出杆产品(GF为滑动轴承导轨、KF为滚珠球轴承导轨)

双

缸

滑

台

驱

动

器

双缸滑台驱动器的运动特征是活塞杆(含前法兰或后法兰)固定，缸体(滑台)移动。一些日本气动制造厂商称其为滑动装置气缸。双缸滑台驱动器由于滑台运动，只有双活塞杆贯穿缸体一种形式。缸径为f 10~32mm，行程在10~100mm之间。其导向装置可分为滑动轴承和循环滚珠轴承两种形式，滑动轴承的承载能力比循环滚珠轴承高，但循环滚珠轴承的运动阻力小，适用于高速运动