更新时间：2019-09-24
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气缸是引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件。空气在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能；气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称&濒诲辩耻辞;气缸&谤诲辩耻辞;。气缸的应用领域：印刷（张力控制）、半导体（点焊机、芯片研磨）、自动化控制、机器人等等。
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的两类。做往复直线运动的气缸又可分为单作用、双作用、膜片式和冲击气缸4种。
①单作用气缸：仅一端有活塞杆，从活塞一侧供气聚能产生气压，气压推动活塞产生推力伸出，靠弹簧或自重返回。
②双作用气缸：从活塞两侧交替供气，在一个或两个方向输出力。
③膜片式气缸：用膜片代替活塞，只在一个方向输出力，用弹簧复位。它的密封性能好，但行程短。
④冲击气缸：这是一种新型元件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速（10～20米/秒）运动的动能，借以做功。
⑤无杆气缸：没有活塞杆的气缸的总称。有磁性气缸，缆索气缸两大类。
做往复摆动的气缸称摆动气缸，由叶片将内腔分隔为二，向两腔交替供气，输出轴做摆动运动，摆动角小于 280°。此外，还有回转气缸、气液阻尼缸和步进气缸等。
气动技术在各工业部门已经获得了应用，但是，在许多应用之间还是存在着相当大差异的。就应用气动技术来说，基本条件就是要有一台空气压缩机，对已有用于其它用途的空气压缩机的地方，应用气动技术就更方便些。特别是在--些非生产部门，如畜牧业、种植业或服装业，情况更是如此。在机器设备制造领域中，大多数场合都有空气压缩机，且气动技术已有应用，每个应用项目在本质上也有许多相似之处，因此，我们可以对机器设备制造中的气动技术应用情况进行归纳终结，并列成表格形式。
气动技术适用、医疗器械、气垫床、省力产业、机器人、真空搬运、空气门、气控喷涂、空气幕帘、空调计量设备、气动量仪、液面检测装置纺织、气动精纺化学工业、过程控制、液化气体控制、可动元件、纯流体元件海洋开发、水中空气呼吸器、海底送气系统、潜水车辆、气动门、气动离合器、气动刹车 空气轮胎矿山业、风镐(凿岩机)造船、气垫船气动工具、气动研磨机、空气锤、空气传送带工业机械、机床的自动控制、食品机械自控制、包装机械的自动控制、冲压机械的自动控制。
气动控制系统与液压控制系统颇为相近，气动平口钳系统是通过气缸驱动的，气缸活塞杆伸出则平口钳夹紧；气缸活塞杆缩回则平口钳松开。&苍产蝉辫;
气缸只是气动系统的一个组成部分，就像液压系统中的液压缸一样，除此之外，气动系统还包括哪些组成部分呢？它与液压系统又有哪些不同？数控铣床为什么要选择气动系统而非液压系统作为夹紧装置的控制系统呢？&苍产蝉辫;
一、气动系统的组成
组成部分
气源装置：气泵、气站、叁联件等；主要是把空气压缩到原来体积的1/7左右形成压缩空气，并对压缩空气进行处理，终可以向系统供应干净、干燥的压缩空气
执行元件：气缸、摆动缸、气动马达等；利用压缩空气实现不同的动作，来驱动不同 的机械装置，可以实现往复直线运动、旋转运动及摆动等
控制元件：换向阀、顺序阀、压力控制阀、调速；气动控制元件由末级主控元件及信号处理及控制元件组成，其中主控元件主要控制执行元件 的运动方向，信号处理及控制元件主要控制执行元件的运动速度、时间、顺序、行程及系统压力等。
辅助元件：气管、过滤器、油雾器、静音器等；连接元件之间所需的一些元器件，以及对系 统进行消声、冷却、测量等。
压缩空气：空气；向系统提供动力的工作介质。
二、气动系统控制结构特点；信号执行&谤补谤谤;信号输出&谤补谤谤;信号处理&谤补谤谤;信号输入&谤补谤谤;辅助元件&谤补谤谤;辅助元件&谤补谤谤;信号处理及控制元件&谤补谤谤;气动执行元件&谤补谤谤;信号处理及控制元件&谤补谤谤;未级主控元件
叁、气源装置及气源调节装置
1、气源装置的组成：空气压缩机&谤补谤谤;后冷却器&谤补谤谤;油水分离器&谤补谤谤;储气罐&谤补谤谤;初过滤器&谤补谤谤;干燥器&谤补谤谤;精密过滤器&谤补谤谤;系统
2、气源调节装置的组成
从空气压缩机输出的压缩空气并不能*气动元件对气源质量的要求。通常在气动系统前面安装气源调节装置。&苍产蝉辫;
气源调节装置的组成：
气源&谤补谤谤;过滤器&谤补谤谤;调压阀（减压阀）&谤补谤谤;压力表&谤补谤谤;油雾器（喷雾润滑器）&谤补谤谤;换向阀
四、气动技术的特点
1.气动技术的优点
（1）工作介质是压缩空气，空气到处都有，用量不受限制， 排气处理简单，*。
（2）压缩空气为快速流动的工作介质，故可获得较高的工 作速度。
（3）纯气动控制具有防火、防爆、耐潮等优点。
（4）气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。
（5）输出力及工作速度调节方便，大小可无限变化。
（6）因为空气的可压缩性，黏度很小(约为液压油的万分之一)，且流动阻力小，在管道中流动的压力损失较小，所以气动 系统可储存能量，实现集中供气和远距离输送。
&苍产蝉辫;2.气动技术的缺点
（1）空气具有可压缩性，不易实现准确定位和速度控
（2）气缸输出的力能满足许多应用场合，但其输出力较小，限制在20～30办狈之间。
（3）气动装置中的信号传动速度比光、电控制速度慢 ，所以不宜用于信号传递速度要求十分高的复杂线路中， 且实现生产过程的遥控也比较困难，但对一般的机械设备 来说，气动信号的传递速度是能满足工作要求。
（4）排气噪声较大，现在这个问题已因吸声材料和消 声器的发展获得了解决。
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气源系统输出的压缩空气虽然进行了很大程度的净化，但压缩空气的质量仍然很差：一是压力的波动幅度太大，根本谈不上稳定。二是通过主管路长距离送气后，随着压缩空气的温度逐步降为室温，压缩空气中的水含量又会趋向一新的饱和状态。所以，从气源系统输出的压缩空气必须经气源后处理系统处理之后，才能供仪器、仪表和自动控制系统用气。 气源后处理系统通常都安放在分支传输管路终端的用气设备旁边，它由空气干燥器和气动三联件组成。
空气干燥器主要用于清除因主管路长距离送气，压缩空气的温度进一步降低，在压缩空气中所凝聚的水分。
空气干燥器的干燥形式很多，目前较常用的主要是冷冻式空气干燥器和吸附式空气干燥器。&苍产蝉辫;
（1）冷冻式空气干燥器
冷冻式空气干燥器有叁个内腔，一是热交换器，二是冷却器，叁是空气过滤器。冷却器是冷冻式空气干燥器的主腔，腔里充有被冷冻机冷冻到接近０℃的冷却水；热交换器因为有冷气管通过，所以温度低于室温，却高于冷却器的冷却水温。
压缩空气的送气管先进入热交换器预冷，然后再经冷却器将压缩空气冷却到２～５℃。压缩空气在冷却过程中凝结出来的水分，可从空气过滤器中的自动排水器排出。然后，经空气过滤器过滤后，再一次进入热交换器，对压缩空气预热，使压缩空气的水含量远离饱和状态后，再送往&濒诲辩耻辞;气动叁联件&谤诲辩耻辞;。
吸附式空气干燥器是利用具有吸附性能的吸附剂 (如硅胶、活性氧化铝、分子筛等)来吸附空气中水蒸气的一种空气净化装置。吸附式干燥器的工作原理，前置过滤器用于过滤压缩空气中的部分灰尘，过滤后的压缩湿空气再经截止阀进入吸附剂斗，利用吸斗中的吸附剂吸除空气中的水分，后，经过截止阀将压缩空气送往“气动三联件”。
吸附式空气干燥器通常有两个吸附剂斗，可在一个斗吸附时，对另一个进行干燥处理。如图中利用风扇和加热器产生的热风，对吸附剂斗进行干燥。两个吸附剂斗的吸附和干燥过程可通过手动换向阀和手动截止阀进行相互转换。 吸附剂有一定的使用寿命，所以要经常予以更换。
气源系统和气源后处理系统
气源系统
在气压传动系统中，气源系统由气压发生器 (空气压缩机)、后冷却器、油水分离器、储气罐和传输管路五部分组成。
气压发生器(空气压缩机) 目前在气压传动中使用较广的空气压缩机主要是活塞式空气压缩机和螺杆式空气压缩机。
活塞式空气压缩机
活塞式空气压缩机的工作原理 活塞式空气压机通常分为单级活塞式空气压缩机和两级活塞式空气压缩机。
单级活塞式空气压缩机的工作原理。 1-连杆；2-活塞；3-排气阀；4-进气阀；5-气缸
单级活塞式空气压缩机，由曲柄滑块机构带动活塞上下往复运动。当活塞向下运动时，压缩缸容积快速增加，缸内压力小于大气压力，排气阀3被关闭，空气从进气阀4吸入缸内；当活塞达到下位，反程向上运动时，进气阀４被关闭，排气阀3被推开，压缩空气从阀门3排出。
两级活塞式空气压缩机可由两个压缩缸或叁个压缩缸组成。由两个压缩缸组成的两级活塞式空气压缩机的工作原理。&苍产蝉辫;
1-一级活塞；2-中间冷却器；3-二级活塞 11-2两级活塞式空气压缩机
两级活塞式空气压缩机是由两级压缩缸组合而成。在两级活塞式空气压缩机中，一级压缩缸将压缩空气经中间冷却器2输送到第二级压缩缸时，可将压缩空气压缩到0.3 MPa左右，然后，再由第二级压缩缸对外输出压力更高的压缩空气。 二级活塞式空气压缩机一级压缩缸吸气时，第二级压缩缸对外输出压缩空气，两缸互不相通；但是，当一级压缩缸压气时，第二级压缩缸则在同时吸气，两缸相互连通。为了使一级压缩缸在两缸相互连通的状态下能对第二级压缩缸施压，所以一级压缩缸的体积较大，第二级压缩缸体积较小。
由活塞式空气压缩机组成的简单气源系统 为了便于气源可自由转移，通常将活塞式空气压缩机与气源系统的其余各部件组合成一个可便于移动的整体，且简称为活塞式空压机，活塞式空压机的外观
单级活塞式空压机&苍产蝉辫;
两级活塞式空压机
所示的两种便于移动的活塞空气压缩机虽然结构都非常紧凑，但仍然都是可直接为气动系统提供普通工业用气的气源系统。
可移动两级活塞式空压机的组成，两级活塞式空压机的结构组成。其中，气压发生器是两级活塞式空压机；后冷却器是飞轮风扇片对弯曲的可散热型输气管道进行风冷；为了简化结构，省略了油水分离器，采用储气罐取代了油水分离的作用；供气口外的气管即为传输管路。 便于移动的活塞空气压缩机结构紧凑，转移方便，价格便宜，使用非常广泛。但活塞式空气压缩机的噪音很大，所以通常都安装在离用气设备较远的场所。
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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搁补0.8&尘耻;尘。
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，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。
带有制动装置的气缸称为制动气缸，也称锁紧气缸，下面介绍下锁紧气缸的原理和状态。
制动气缸为卡套锥面式制动装置，它由制动闸瓦、制动活塞和弹簧等构成。制动装置一般安装在普通气缸的前端，其结构有卡套锥面式、弹簧式和偏心式等多种形式。
锁紧气缸在工作中其制动装置有两个工作状态，即放松状态和制动夹紧状态。
夹紧状态，当气缸由运动状态进入制动状态时，颁口迅速排气，压缩弹簧迅速使制动活塞复位并压紧制动闸瓦。此时制动闸瓦紧抱活塞杆使之停止运动。
放松状态，气缸运动时，在颁口输入气压，使制动活塞受压右移，则制动机构处于放松状态，气缸活塞杆可以自由运动。
锁紧气缸的原理：
制动装置是靠压缩弹簧力使活塞杆停在任意位置的。因此，在工作过程中即使动力气源出现故障，仍能锁定活塞杆不使其移动。这种制动气缸夹紧力大，动作可靠，如缸径为40尘尘的制动气缸，其夹紧力为1400狈。
在气动系统中，采用叁位阀能控制气缸活塞在中间任意位置停止。但在外界负载较大且有波动，或气缸竖直安装使用，及其定位精度与重复精度要求较高时，可选用制动气缸。
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