气动执行元件

第10章气动执行元件第10章气动执行元件1图10-5气缸常用的密封结构“O”型密封圈；(b)异型密封圈；(c)方型密封圈；(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”型密封圈图10-5气缸常用的密封结构2图10-6两种密封原理(a)压缩密封；(b)气压密封图10-6两种密封原理3图10-9无杆气缸(a)外观；(b)结构；(c)职能符号10.1.6无杆气缸图10-9无杆气缸10.1.6无杆气缸4 10.1.6磁性无活塞杆气缸 图10-10磁性无活塞杆气缸(a)外观；(b)结构；(c)职能符号 10.1.6磁性无活塞杆气缸 图10-10磁性无活塞5图10-11带磁性开关气缸的工作原理图。10.1.8带磁性开关的气缸图10-11带磁性开关气缸的工作原理图。10.6图10-12摆动气缸的应用实例输送线的翻转装置；(b)机械手的驱动；(c)分度盘的驱动；(d)阀门的开闭10.1.9摆动气缸图10-12摆动气缸的应用实例10.1.9摆动气缸7图10-13齿轮齿条式摆动气缸结构原理(a)外观；(b)结构；(c)职能符号1.齿轮齿条式摆动气缸图10-13齿轮齿条式摆动气缸结构原理1.齿轮齿条式摆动8图10-14叶片式摆动气缸(a)外观；(b)、(c)结构原理2.叶片式摆动气缸图10-14叶片式摆动气缸2.叶片式摆动气缸9图10-15气爪平行气爪；(b)摆动气爪；(c)旋转气爪；(d)三点气爪10.1.10气爪（手指气缸）图10-15气爪10.1.10气爪（手指气缸）10

图10-16串联式气、液阻尼缸10.1.11气、液阻尼缸 图10-16串联式气、液阻尼缸10.1.11气、液阻11图10-17并联式气、液阻尼缸图10-17并联式气、液阻尼缸12图10-18双向旋转的叶片式马达(a)结构；(b)职能符号10.2气动马达1.叶片式气动马达的工作原理图10-18双向旋转的叶片式马达10.2气动马达1.13图10-19气动马达应用实例(a)阀；(b)升降机；(c)搅拌机图10-19气动马达应用实例1410.3气缸的选择和使用要求 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。10.3气缸的选择和使用要求 气缸的合理选用，是保证气15 1.气缸的选择要点 一般对气缸有如下几个选择要点： (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。 1.气缸的选择要点16 (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10～20mm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。可参考相关手册或产品样本。 (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0.5～1m/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。 (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17 2.气缸的使用要求 气缸一般有如下几个使用要求： (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0.4～0.6MPa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。 (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。 2.气缸的使用要求18 (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。 (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。 (5）注意合理润滑，除无油润滑气缸外，应正确设置和调整19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=63mm，复位弹簧最大反力F=150N，工作压力p=0.5MPa，负载率为0.4，该气缸的推力为多少？思考题与习题 10-1简述气缸需要缓冲装置的原因。20 10-6单杆双作用气缸内径D=125mm，活塞杆直径d=36mm，工作压力p=0.5MPa，气缸负载率为0.5，求该气缸的拉力和推力各为多少。 10-7单杆双作用气缸内径D=100mm，活塞杆直径d=40mm，行程L=450mm，进退压力均为p=0.5MPa，在运动周期下ηV=0.9（容积效率）连续运转，求一个往返行程所消耗的自由空气量为多少。 10-6单杆双作用气缸内径D=125mm，活塞杆直径21第10章气动执行元件第10章气动执行元件22图10-5气缸常用的密封结构“O”型密封圈；(b)异型密封圈；(c)方型密封圈；(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”型密封圈图10-5气缸常用的密封结构23图10-6两种密封原理(a)压缩密封；(b)气压密封图10-6两种密封原理24图10-9无杆气缸(a)外观；(b)结构；(c)职能符号10.1.6无杆气缸图10-9无杆气缸10.1.6无杆气缸25 10.1.6磁性无活塞杆气缸 图10-10磁性无活塞杆气缸(a)外观；(b)结构；(c)职能符号 10.1.6磁性无活塞杆气缸 图10-10磁性无活塞26图10-11带磁性开关气缸的工作原理图。10.1.8带磁性开关的气缸图10-11带磁性开关气缸的工作原理图。10.27图10-12摆动气缸的应用实例输送线的翻转装置；(b)机械手的驱动；(c)分度盘的驱动；(d)阀门的开闭10.1.9摆动气缸图10-12摆动气缸的应用实例10.1.9摆动气缸28图10-13齿轮齿条式摆动气缸结构原理(a)外观；(b)结构；(c)职能符号1.齿轮齿条式摆动气缸图10-13齿轮齿条式摆动气缸结构原理1.齿轮齿条式摆动29图10-14叶片式摆动气缸(a)外观；(b)、(c)结构原理2.叶片式摆动气缸图10-14叶片式摆动气缸2.叶片式摆动气缸30图10-15气爪平行气爪；(b)摆动气爪；(c)旋转气爪；(d)三点气爪10.1.10气爪（手指气缸）图10-15气爪10.1.10气爪（手指气缸）31

图10-16串联式气、液阻尼缸10.1.11气、液阻尼缸 图10-16串联式气、液阻尼缸10.1.11气、液阻32图10-17并联式气、液阻尼缸图10-17并联式气、液阻尼缸33图10-18双向旋转的叶片式马达(a)结构；(b)职能符号10.2气动马达1.叶片式气动马达的工作原理图10-18双向旋转的叶片式马达10.2气动马达1.34图10-19气动马达应用实例(a)阀；(b)升降机；(c)搅拌机图10-19气动马达应用实例3510.3气缸的选择和使用要求 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。10.3气缸的选择和使用要求 气缸的合理选用，是保证气36 1.气缸的选择要点 一般对气缸有如下几个选择要点： (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。 1.气缸的选择要点37 (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10～20mm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。可参考相关手册或产品样本。 (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0.5～1m/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。 (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38 2.气缸的使用要求 气缸一般有如下几个使用要求： (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0.4～0.6MPa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。 (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。 2.气缸的使用要求39 (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。 (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。 (5）注意合理润滑，除无油润滑气缸外，应正确设置和调整40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=63mm，复位弹簧最大反力F=150N，工作压力p=0.5MPa，负载率为