气动执行元件和控制元件7周ppt课件.ppt
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1、气动执行元件-气缸和气马达,气缸的分类; 典型气缸的结构特点及工作原理; 气缸的设计计算; 气动马达; 气缸的选择和使用。,在气动系统中,将压缩空气的压力能转换成机械能的元件被称为气动执行元件。 可以实现往复直线运动和往复摆动运动的气动执行元件称为气缸; 可以实现连续旋转运动的气动执行元件称为气马达。,0.绪论,1.气缸的分类(Cylinder types),1、按结构分类,其分类如图。,2、按尺寸分类 通常将缸径为2.56mm的称为微型气缸 825mm为小型气缸 32320mm为中型气缸 大于320mm为大型气缸。,1.气缸的分类(Cylinder types),6、按驱动方式分类 按驱动气
2、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。,1.气缸的分类(Cylinder types),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.典型气缸的介绍普通气缸,双作用气缸动作原理(Double-acting cylinders),2.典型气缸的介绍普通气缸,单作用气缸动作原理(Single-acting cylinders) 单作用气缸在缸盖一端气口输入压缩空气使活塞杆伸出(或缩回),而另一端靠弹簧、自重或其它外力等使活塞杆恢复到初始位置。 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
3、、举起和进给等操作上。,2.典型气缸的介绍普通气缸,单作用气缸动作原理(Single-acting cylinders) 跟据复位弹簧位置,单作用气缸分为预缩型气缸和预伸型气缸。 当弹簧装在有杆腔内,由于弹簧的作用力使气缸活塞杆初始位置处于缩回的位置,这种气缸称为预缩型单作用气缸; 当弹簧装在无杆腔内,气缸活塞杆初始位置为伸出位置的,称为预伸型气缸。 如图9-4(b)所示为预缩型单作用气缸结构原理图,这种气缸在活塞杆侧装有复位弹簧,在前缸盖上开有呼吸用的气口。除此之外,其结构基本上和双作用气缸相同。图示单作用气缸的缸筒和前后缸盖之间采用滚压铆接方式固定。单作用缸行程受内装回程弹簧自由长度的影响
4、,其行程长度一般在100mm以内。图9-4(a)所示是几种型号单作用缸的外形图。,2.典型气缸的介绍普通气缸,单作用气缸动作原理(Single-acting cylinders),2.典型气缸的介绍普通气缸,活塞式气缸主要由缸筒、活塞杆、活塞、导向套、前后缸盖及密封等元件组成。 (1) 缸筒 一般采用圆筒形结构,但随着气缸品种发展、加工工艺技术的提高,已广泛采用方形、矩形的异形管材及用于防转气缸的矩形或椭圆孔的异形管材。 缸筒材料一般采用冷拔钢管、铝合金管、不锈钢管、铜管和工程塑料管,中小型气缸大多用铝合金管和不锈钢管,对于广泛使用的开关气缸的缸筒要求用非导磁材料,用于冶金、汽车等行业的重型气
5、缸一般采用冷拔精拉钢管,也有用铸铁管的。,3.气缸的基本结构(Cylinder construction),(2)活塞杆 活塞杆是用来传递力的重要零件,要求能承受拉伸、压缩、振动等负载,表面耐磨,不生锈。活塞杆材质一般选用35、45碳钢,特殊场合用精轧不锈钢等材料,钢材表面需镀铬及调质热处理。 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;多数场合活塞杆承受的是推力负载,必须考虑细长杆的压杆稳定性。气缸水平安装时,应考虑活塞杆伸出因自重而引起活塞杆头部下垂的问题。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,
6、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吸收装置,以及消除活塞杆上承受的不合理的作用力。,3.气缸的基本结构(Cylinder construction),(3)活塞 气缸活塞受气压作用产生推力并在缸筒内做摩擦滑动,且必须承受冲击。在高速运动场合,活塞有可能撞击缸盖。因此,要求活塞具有足够的强度和良好的滑动特性。对气缸用的活塞应充分重视其滑动性能,特别是耐磨性和不发生“咬缸”现象。 活塞的宽度与采用密封圈的数量、导向环的形式等因素有关。一般活塞宽度越小,气缸的总长就越短。活塞的滑动面小容易引起早期磨损和卡死,如“咬缸”现象。 一般对标准气缸而言,活塞宽度约为缸径的2025%,该
7、值需综合考虑使用条件,由活塞与缸筒、活塞杆与导向套的间隙尺寸等因素来决定。活塞的材质常用铝合金和铸铁,小型气缸的活塞有用黄铜制造的。,3.气缸的基本结构(Cylinder construction),(4)导向套 导向套用作活塞杆往复运动时的导向。因此,同对活塞的要求一样,要求导向套具有良好的滑动性能,能承受由于活塞杆受重载时引起的弯曲、振动及冲击。在粉尘等杂物进入活塞杆和导向套之间的间隙时,要求活塞杆表面不被划伤。导向套一般采用聚四氟乙烯和其它的合成树脂材料,也可用铜颗粒烧结的含油轴承材料。 导向套内径尺寸容许公差一般取H8,表面粗糙度Ra0.4。,3.气缸的基本结构(Cylinder co
8、nstruction),(5)密封:动密封和静密封。 缸筒和缸盖等固定部分的密封称为静密封; 活塞在缸筒里作回转或往复运动处的部件密封称为动密封。,3.气缸的基本结构(Cylinder construction),(5)气缸的密封 缸盖和缸筒连接的密封 一般采用形密封圈安装在缸盖与缸筒配合的沟槽内,构成静密封。有时也采用橡胶等平垫圈安装在连接止口上,构成平面密封。 活塞的密封 活塞有两处地方需密封:一处是活塞与缸筒间的动密封,除了用形圈和唇形圈外,也有用W形密封,它是把活塞与橡胶硫化成一体的一种密封结构,W形密封是双向密封,轴向尺寸小。另一处是活塞与活塞杆连接处的静密封,一般用形密封圈。图9-
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