气动执行元件课件

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气动执行元件气动执行元件：是将压缩空气的压力能转换为机械能的装置。包括气缸和气马达。实现直线运动和做功的是气缸；实现旋转运动和做功的是气马达。在气动自动化系统中，气缸由于其相对较低的成本、容易安装、结构简单、耐用、各种缸径尺寸及行程可选，因而是应用最广泛的一种执行元件。一、气缸的分类1、按结构分类，其分类如图。

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气动执行元件2、按尺寸分类通常将缸径为2.5～6mm的称为微型气缸8～25mm为小型气缸32～320mm为中型气缸大于320mm为大型气缸。

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气动执行元件3、按安装方式分类固定式气缸气缸安装在机体上固定不动，如图9-2（a）、（b）、（c）、（d）所示。摆动式气缸缸体围绕一个固定轴可作一定角度的摆动。如图9-2（e）、（f）、（g）所示。

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气动执行元件4、按缓冲方式分类活塞运动到行程终端的速度较大，为防止活塞在行程终端撞击端盖造成气缸损伤和降低撞击噪音，在气缸行程终端，一般都设有缓冲装置。缓冲可分为单侧缓冲和双侧缓冲，固定缓冲和可调缓冲。设有缓冲装置的气缸，称缓冲气缸；否则，就是无缓冲气缸。无缓冲气缸适用于微型气缸、小型单作用气缸和短行程气缸。气缸的缓冲可分为弹性垫缓冲(一般为固定的)和气垫缓冲(一般为可调的)。弹性垫缓冲是在活塞两侧设置橡胶垫,或者在两端缸盖上设置橡胶垫,吸收动能,常用于缸径小于25mm的气缸。气垫缓冲是利用活塞在行程终端前封闭的缓冲腔室所形成的气垫作用来吸收动能的,适用于大多数气缸的缓冲。

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气动执行元件5、按润滑方式分类可分为给油气缸和不给油气缸两种。给油气缸使用的工作介质是含油雾的压缩空气，对气缸内活塞、缸筒等相对运动部件进行润滑。不给油气缸所使用的压缩空气中不含油雾，是靠装配前预先添加在密封圈内的润滑脂使气缸运动部件润滑的。使用时应注意，不给油气缸也可以给油使用，但一旦给油使用后,则必须一直给油使用,否则将引起密封件过快磨损。这是因为压缩空气中的油雾已将润滑脂洗去,而使气缸内部处于无油润滑状态了。

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气动执行元件6、按驱动方式分类按驱动气缸时压缩空气作用在活塞端面上的方向分有单作用气缸和双作用气缸两种。

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气动执行元件（1）普通气缸普通气缸是指缸筒内只有一个活塞和一个活塞杆的气缸。有单作用和双作用气缸两种。

2.典型气缸13-1

气动执行元件双作用气缸动作原理（Double-actingcylinders）

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气动执行元件单作用气缸动作原理（Single-actingcylinders）

单作用气缸只在动作方向需要压缩空气，故可节约一半压缩空气。主要用在夹紧、退料、阻挡、压入、举起和进给等操作上。13-1

气动执行元件标准气缸如符合国际标准ISO6430、ISO6431或ISO6432的普通气缸。符合我国标准GB8103-87（ISO6431）、德国标准DINISO6431等气缸都是标准气缸。对于ISO6431标准而言，标准主要内容是对气缸的缸径系列、活塞杆伸出部分的螺纹尺寸作了规定，对同一缸径的气缸的外形尺寸（其长度、宽度、高度）作了限制，并对气缸的连接尺寸作了统一的规定。这一规定仅针对连接对外部连接尺寸的统一，而连接件与气缸的连接尺寸未作规定。因此，对于两家都符合ISO6431标准的气缸不能直接互换，而必须连同连接件一起更换。这一点在气缸选用时要特别注意。3.标准气缸

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气动执行元件气缸的缸筒内径D（简称缸径）和活塞行程L是选择气缸的重要参数。1．

缸径D：气缸的缸筒内径尺寸见表9-1(GB2348)4.气缸的规格

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2．

活塞行程L气缸活塞行程系列按照优先顺序分成三个等级选用，见表9-2至表9-4。

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气动执行元件3.

常用中小型气缸尺寸见表9-5。其中标准行程是指符合行程系列尺寸的，生产厂商能正常供货的规格。

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气动执行元件1.气缸的理论输出力普通双作用气缸的理论推力（N）为：式中,D一缸径(m)，p一气缸的工作压力(Pa)。理论拉力(N)为：式中,d一活塞杆直径（m）时,估算时可令d=0.3D。5.普通气缸的设计计算

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气动执行元件无杆气杆没有普通气缸的刚性活塞杆，它利用活塞直接或间接实现往复运动。行程为L的有活塞杆气缸，沿行程方向的实际占有安装空间约为2.2L。没有活塞杆，则占有安装空间仅为1.2L，且行程缸径比可达50至100。这种气缸的最大优点是节省了安装空间，特别适用于小缸径、长行程的场合。无杆气缸现已广泛用于数控机床、注塑机等的开门装置上及多功能坐标机器手的位移和自动输送线上工件的传送等。6.无杆气缸(Rodlesscylinder)

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气动执行元件无杆气缸主要分为机械接触式和磁性耦合式两种。通常将磁性耦合无杆气缸称为磁性气缸。

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气动执行元件图5.19绳索气缸13-1

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气动执行元件摆动气缸是出力轴被限制在某个角度内做往复摆动的一种气缸，又称为旋转气缸。摆动气缸目前在工业上应用广泛，多用于安装位置受到限制，或转动角度小于3600的回转工作部件，其动作原理也是将压缩空气的压力能转变为机械能。常用的摆动气缸的最大摆动角度分为900、1800、2700三种规格。图9-12为其应用实例。按照摆动气缸的结构特点可分为齿轮齿条式和叶片式两类。13-1

气动执行元件7.摆动气缸(Rotarycylinder)13-1

气动执行元件1.齿轮齿条式2、叶片式摆动气缸13-1

气动执行元件气爪能实现各种抓取功能，是现代气动机械手的关键部件。图9-15所示的气爪的特点是：所有的结构都是双作用的，能实现双向抓取，可自动对中，重复精度高；抓取力矩恒定；在气缸两侧可安装非接触式检测开关；有多种安装、连接方式。8.气爪（手指气缸）（Gripper）13-1

气动执行元件图（a）所示为FESTO平行气爪，平行气爪通过两个活塞工作，两个气爪对心移动。这种气爪可以输出很大的抓取力，既可用内抓取，也可用于外抓取。图（b）所示为FESTO摆动气爪，内外抓取400摆角，抓取力大，并确保抓取力矩始终恒定。图（c）所示为FESTO旋转气爪，其动作和齿轮齿条的啮合原理相似。两个气爪可同时移动并自动对中，其齿轮齿条原理确保了抓取力矩始终桓定。图（d）所示为FESTO三点气爪，三个气爪同时开闭，适合夹持圆柱体工件及工件的压入工作。13-1

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气动执行元件FESTO气爪气液阻尼缸是一种由气缸和液压缸构成的组合缸。由气缸产生驱动力，而用液压缸的阻尼调节作用获得平稳的运动。这种气缸常用于机床和切削加工的进给驱动装置,克服了普通气缸在负载变化较大时容易产生的“爬行”或“自移”现象，可以满足驱动刀具进行切削加工的要求。9.气—液阻尼缸13-1

气动执行元件气动马达是一种作连续旋转运动的气动执行元件，是一种把压缩空气的压力能转换成回转机械能的能量转换装置，其作用相当于电动机或液压马达，它输出转矩、驱动执行机构作旋转运动。在气压传动中使用广泛的是叶片式、活塞式和齿