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氣缸的基本構造
所謂，氣動執(zhí)行元件，就是采用壓縮空氣作為動力，驅(qū)動機構作直線、擺動和旋轉(zhuǎn)運動的元件。
拿常用的基本型氣缸作為例子：
單作用氣缸：
活塞僅一側(cè)供氣，氣壓推動活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。
雙作用氣缸：
氣缸活塞兩側(cè)都有氣壓力，來實現(xiàn)前進或后退動作。
氣缸的緩沖
但是，氣缸也有一個問題，如果不使用緩沖裝置，當活塞運動到終端時，特別是行程長、速度快的氣缸，活塞撞擊端蓋的動能就會很大，很容易損壞零件，縮短氣缸的壽命。
氣缸緩沖設計：
一種液壓緩沖，也是簡單氣缸緩沖的方法：在氣缸前端安裝液壓緩沖器。通過*的阻尼孔設計，使用礦物油作為介質(zhì)，來平穩(wěn)實現(xiàn)從高速輕載到低速重載的轉(zhuǎn)變。特點：從小能量到大能力量的范圍都無需調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)佳的能量吸收。
第二種橡膠緩沖，為了在工廠更緊湊的安裝，第二種方法：橡膠緩沖：活塞桿的兩端設置了緩沖墊
注意事項：
1）緩沖能力固定不可變，緩沖能力小，多用于小型氣缸，防止作動噪音。
2）需要注意橡膠老化而導致變形、剝落等現(xiàn)象。
第三種氣緩沖，通過活塞運動時，緩沖套及密封圈共同作用在一側(cè)形成一個封閉的氣室/緩沖腔，來實現(xiàn)緩沖。緩沖腔內(nèi)的氣體只能通過緩沖閥排出。當緩沖閥的開度很小時，腔內(nèi)壓力快速上升，該壓力對于活塞產(chǎn)生反作用力，從而使活塞減速，直至停止。
注意事項：
1）通過調(diào)節(jié)緩沖閥的開度，緩沖能力可調(diào)。開度越小，緩沖力越大。
2）利用氣缸動作時的背壓而實現(xiàn)緩沖。氣缸背壓小。緩沖能力也將變小。在使用時，須注意負載率和氣缸速度的控制方法。
磁性開關
它是判斷氣缸是否運行到位的反饋信號，控制相應的電磁閥完成切換動作。
原理：隨活塞移動的磁環(huán)靠近或離開開關，開關中的被磁化相互吸引或斷開，發(fā)出電信號。
特點是不需要在氣缸行程兩端設置機控閥及其安裝架，不需要在活塞桿端設置撞塊，所以使用方便，結構緊湊，可靠性高，壽命長，成本低，開關反應時間快，獲得了的應用。

氣動技術具有響應速度快、元件結構簡單、抗環(huán)境污染、成本低廉、便于集中供氣和工作時無污染等特點，被廣泛應用于化工、醫(yī)藥、紡織、微電子、生物工 程等工業(yè)自動化領域中，作為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的重要手段之一廣受重視。 隨著現(xiàn)代*制造技術和傳感技術的進一步發(fā)展，,現(xiàn)代氣動技術也有迅猛的發(fā) 展,與其它傳動技術相比,已有了更多的優(yōu)勢。僅在可靠性和元件使用壽命方面, 一般氣動電磁閥的壽命已高于3000 萬次,小型閥更起過1 億次,已高于一般電器元 件(數(shù)百萬次)的壽命。更由于氣壓傳動具有防火、防爆、安全性好、無污染等優(yōu) 越性,因此在工業(yè)領域中的應用正日益拓寬。 
氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理是利用空氣壓縮機將電動機或其它原動機輸出的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝獾膲毫δ?，然后在控制元件的控制和輔助元件的配合下，通過執(zhí) 行元件把空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，從而完成直線或回轉(zhuǎn)運動并對外作功.
氣動元件主要由氣源發(fā)生和處理元件、氣動控制元件、氣動執(zhí)行元件和氣動輔助元件等四部分組成。
氣源發(fā)生和處理元件
氣源設備包括空氣壓縮機、后冷卻器、氣罐等,它提供氣壓傳動與控制的動力源,將電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的壓力能，供氣動系統(tǒng)使用。氣源處理元件包括過濾器、 干燥器等,過濾器可清除壓縮空氣中的水分、油污和灰塵等,提高氣動元件的使用 壽命和氣動系統(tǒng)的可靠性;干燥器可進一步清除壓縮空氣中的水分。
1、氣體壓縮機是氣壓發(fā)上裝置的主要設備。其按結構主要分為葉輪型和容積型兩大類。葉輪型是通過葉輪轉(zhuǎn)動，把空氣動量轉(zhuǎn)換成壓力;容積型是通過壓縮封閉空間的空氣來提高空氣壓力，在一般工程中均使用容積型壓縮機。
2、后冷卻器是為了防止氣動裝置內(nèi)有冷凝水，應把壓縮機排出的高溫空氣經(jīng)冷卻后產(chǎn)生的冷凝水分離出去。與氣罐裝在一起的小型壓縮機只靠氣罐的表面空氣冷卻進行水分離。大型壓縮機要用后冷卻器以分離水。后冷卻器一般和壓縮機采用 同一冷卻方式?？绽涫胶罄鋮s器的結構與簡單的翅片管汽車散熱器一樣，是通過 驅(qū)動風扇旋轉(zhuǎn)送風冷卻的。水冷式結構使用列管式或蛇管式熱交換器，強迫通水 進行冷卻，生成的冷凝水用排水閥排出。
3、氣罐的作用是減小壓縮機排氣壓力脈動，為瞬時大量耗氣進行貯備，進一步分離壓縮機空氣中的水分和油分。當壓縮機發(fā)生異常停機時，可用于對氣動 裝置進行緊急處理。因此，一般氣動系統(tǒng)中均使用氣罐。一般氣動系統(tǒng)中的氣罐 多為立式，它用鋼板焊接而成，并裝有放泄過剩壓力的安全閥、指示罐內(nèi)壓力的 壓力表和排放冷凝水的排水閥。氣罐屬于壓力容器，應使用經(jīng)有關監(jiān)督部門檢查 并出具證明書的產(chǎn)品。
4、干燥器是用于除去壓縮空氣中的水分，得到干燥空氣的裝置，根據(jù)除去水分的方法，有冷凍式、吸附式等。冷凍式干燥器用冷凍機強制冷卻壓縮空氣， 使水分凝結后分離出去。由圖1-6 可知，入口進來的壓縮空氣先在空氣預冷卻器 中靠已除濕的干冷空氣預先冷卻，然后進入冷卻室，被氟利昂氣體冷卻到2-5 以除濕。后，冷凝變成的水滴被自動排水器排走，而除濕后的冷空氣進入預冷 卻器，被由入口進來的暖空氣加熱，其濕度降低后由出口輸出。冷卻室內(nèi)冷凍螺 旋管外周如掛滿油污和灰塵，將使冷卻效率大為降低，因此在干燥器前應裝有除 去灰塵和油污的過濾器。
5、過濾器來自氣壓發(fā)生裝置的空氣中含有水分、灰塵等，為了防止其進入氣動控制回路，在入口處設置空氣過濾器。典型的空氣過濾器如圖1-7 所示。由 入口進入的壓縮空氣通過旋風葉片使氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。旋風效應使較大的游離 水滴和灰塵等雜質(zhì)撞擊到存水杯內(nèi)壁上并沿壁面落到存水杯的底部。這樣，大部 分雜質(zhì)都被除去，壓縮空氣再經(jīng)過由燒結金屬(或合成樹脂)制成的有無數(shù)微孔的 濾芯，進一步除去微細的灰塵顆粒后由出口處流出。分離出來的污水貯存在存水 杯底部，在底端裝有手控排水閥或自動排水閥，可將污水排到大氣中去。
6、除油器通常使用的過濾器很難分離自壓縮機來的油霧，因為油滴直徑小于2-3mm時已很難附著在物體上，要分離這些微滴油霧，需要使用凝聚式濾芯。除油器就是使用這種濾芯來除油的。在除油器結構中，除濾芯以外，其余和普通過濾器 基本一樣 一般含有油霧的空氣從其內(nèi)側(cè)流向外側(cè)通過濾層時，使油滴經(jīng)過沖撞、合并]，逐漸形成較大油滴，并自濾芯表面分離，落到杯底。
7、油霧器在氣動元件中，氣缸、氣馬達或氣閥等內(nèi)部常有滑動部分，為使其動作圓滑、耐久性好，一般需加入潤滑油。但是，對于無給油式氣動元件，由于已 預先封入了潤滑脂，故無需另外加潤滑油。油霧器是利用流動的壓縮空氣將潤滑 油噴成霧狀后送到氣動元件的，其結構如圖1-9 所示。壓縮空氣流經(jīng)文丘里管， 靠產(chǎn)生的差壓使貯油杯內(nèi)的潤滑油通過吸油導管壓送，油從滴管滴入文丘里管 后，借助氣流被吹散呈霧狀，和空氣一起被送到氣動元件中。油的滴下量可由透 明的視油器看到，并可借助針形閥調(diào)節(jié)。

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氣源裝置與輔助元件
氣源系統(tǒng)的組成
氣源系統(tǒng)的輔助裝置 
一、氣動系統(tǒng)的基本組成示例 空壓機分類 
1.往復式壓縮機 b.兩級活塞式壓縮機 
2.旋轉(zhuǎn)式壓縮機 空氣干燥，冷凍干燥法 進入干燥器的空氣首*入熱交換器冷卻，經(jīng)初步冷卻的空氣中析出的水份和油份經(jīng)分離器排出。然后，空氣再進入致冷器，這使空氣進一步冷卻到2~5℃，使空氣中含有的氣態(tài)水份、油份等由于溫度的降低而大量進一步地析出，經(jīng)分離器排出。冷卻后的空氣再進入熱交換器加熱輸出 空氣干燥，吸收干燥法 吸收干燥法是一個純化學過程。在干燥罐中，壓縮空氣中水分與干燥劑發(fā)生反應，使干燥劑溶解。液態(tài)干燥劑可從干燥罐底部排出。根據(jù)壓縮空氣溫度、含濕量和流速，必須及時填滿干燥劑。
壓縮空氣的過濾裝置
標準過濾器
壓縮空氣的調(diào)壓裝置 所有的氣動系統(tǒng)均有一個較適合的工作壓力，而在各種氣動系統(tǒng)中，皆可出現(xiàn)或多或少的壓力波動。氣動與液壓傳動不同，一個氣源系統(tǒng)輸出的壓縮空氣通常可供多臺氣動裝置使用。氣源系統(tǒng)輸出的空氣壓力都高于每臺裝置所需的壓力，且壓力波動較大。如果壓力過高，將造成能量的損失并增加損耗；過低的壓力則出力不足，造成不良效率。 例如空壓機的開啟與關閉所產(chǎn)生的壓力波動對系統(tǒng)的功能會產(chǎn)生不良影響。因此每臺氣動裝置的供氣壓力都需要用減壓閥減壓，并保持穩(wěn)定。 溢流減壓閥 不論進氣壓力是否波動，減壓閥都可以保持工作壓力恒定不變。當耗氣量增加時，工作壓力降低，在調(diào)壓彈簧作用下，減壓閥閥口開大 若工作壓力增大，則中間膜片打開，壓縮空氣就經(jīng)閥體上的溢流孔排出。

壓縮空氣的潤滑裝置
1.使壓縮空氣產(chǎn)生油霧主要由油霧器來完成。油霧器是以壓縮空氣為動力，將潤滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中，使該壓縮空氣具有潤滑氣動元件的能力。目前，氣動控制系統(tǒng)中的控制閥、氣缸和氣馬達主要是靠帶有油霧的壓縮空氣來實現(xiàn)潤滑的，其優(yōu)點是方便、干凈、潤滑質(zhì)量高。
2.普通型油霧器也稱為全量式油霧器，把霧化后的油霧全部隨壓縮空氣輸出，油霧粒徑約為20um。普通型油霧器又分為固定節(jié)流式和自動節(jié)流式兩種，前者輸出的油霧濃度隨空氣的流量變化而變化，后者輸出的油霧濃度基本保持恒定。不隨空氣流量的變化而變化。 壓縮空氣的潤滑裝置 通常壓縮空氣是干燥和無油的。對于某個氣動系統(tǒng)來說，有些地方需要潤滑的壓縮空氣，有些地方則不需要，因此，應對壓縮空氣的潤滑進行限制。 當壓縮空氣通過油霧器時，其在油室與視油器之間產(chǎn)生一個壓降，該壓降使油液經(jīng)吸油管上升，并經(jīng)噴嘴引射到壓縮空氣中，油滴被霧化，隨壓縮空氣流出。

氣動三聯(lián)件
從空壓機輸出的壓縮空氣要通過管路系統(tǒng)被輸送到各氣動設備上，管路系統(tǒng)如同人體的血管。輸送空氣的管路配置如設計不合理，將產(chǎn)生下列問題： ①壓降大，空氣流量不足； ②冷凝水無法排放； ③氣動設備動作不良，可靠性降低； ④維修保養(yǎng)困難。
主管路配管方式按照供氣可靠性和經(jīng)濟性考慮，一般有兩種主要的配置：終端管道和環(huán)狀管道。 普通氣動設備大多采用不高于8巴的壓縮空氣源，故一般按照只有一種壓力要求來處理，采用同一壓力管道，用減壓閥來滿足用氣設備的壓力要求。
1.終端管道 這種系統(tǒng)簡單，經(jīng)濟性好。多用于間斷供氣，一條支路上可安裝一個截止閥，用于關閉系統(tǒng)。管道應在流動方向上有1：100的斜度以利于排水,并在低位置設置排水器。
主管路配管方式 
2.環(huán)狀管道 這種系統(tǒng)供氣可靠性高，壓力損失小，壓力穩(wěn)定，但投資較高。在環(huán)狀主管道系統(tǒng)中空氣從兩邊輸入到達高的消耗點，這可將減壓力降至低。這種系統(tǒng)中冷凝水會流向各個方向，因此必須設置足夠的自動排水裝置。另外，每條支路上及支路間都要設置截止閥。這樣，當關閉支路時，整個系統(tǒng)仍能供氣。 

安沃馳AVENTICS氣動元件應用領域：
印刷和印染加工
化學工業(yè)
回收利用和垃圾處理
海洋能源
汽車
近海工程
交通技術
工程機械
采礦
水工鋼結構
水泥工業(yè)
制糖工業(yè)
制漿和造紙
成型機床和壓機
石油和天然氣鉆井設備（陸基）
切削機床
船舶技術
船廠設備
塑料機械和壓鑄機
裝配和搬運
太陽能
道路車輛和商用車輛
橡膠加工
能源技術
波浪實驗室
半導體和電子
舞臺技術
物料搬運技術
物料搬運和轉(zhuǎn)運技術
包裝和加工
模擬技術
木材加工和處理
冶金
玻璃制造
隧道掘進機
農(nóng)業(yè)和林業(yè)機械
臥式鉆床
發(fā)動機
挖泥機
檢測技術
礦石處理
運動中的結構
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氣動執(zhí)行元件
氣動執(zhí)行器是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變成機械能，實現(xiàn)往復直線運動或旋轉(zhuǎn)、擺動運動的裝置。它包括氣缸、氣馬達和擺動式氣馬達。
氣缸
氣缸是將氣體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，實現(xiàn)直線運動的執(zhí)行器，廣泛應用于氣動機械中的夾緊、送料等場合。氣缸具有結構簡單、維修方便、運動速度快等特點， 與其他能源的執(zhí)行器柑比，更多地被用在自動化機械中。通常氣缸采用壓力為 0.4MPa 至0.6MPa 的氣源，因而其輸出力不可能很大，同時又由于空氣介質(zhì)有壓 縮性，受外界負載變化的影響較大，所以在需要精確的速度控制、減少負載變化 對運動的影響時，常與液壓缸配合組成氣-液阻尼缸使用。
氣缸的種類很多，根據(jù)使用的要求不同，可制成內(nèi)徑3-400mm 的各種結構氣 缸。其中較常用的是雙作用單活塞桿氣缸，它利用空氣壓力輪流作用在活塞兩側(cè) 面上，產(chǎn)生伸出和縮回力。由于活塞桿的影響，兩側(cè)面的有效面積不等，所以內(nèi) 縮行程的拉力比外伸出程的推力小，這在以相同氣壓推、拉相同負載時才要考慮。 氣缸缸筒通常山金屬無縫管制成。缸筒內(nèi)表面加工成很高光潔度或鍍有硬鉻，使 摩擦和磨損減至小一般端蓋由鋁合金壓鑄而成并借助拉桿螺栓夾緊缸筒，小型 氣缸用螺紋或碾邊固定缸筒氣缸密封件的好壞直接影響氣缸的性能和使用壽命， 因此，正確地選擇和使用各種用途的密封件，對保證氣缸的可靠工作是十分重要的。
緩沖機構
當活塞運動接近行程末端時，由于具有較高的速度，如不采取措施，活塞就會以很大的力量撞擊端蓋，引起振動或損壞機件，為此，在氣缸內(nèi)常加入緩沖裝置。 對小氣缸常用橡膠減震墊來吸收沖擊，對于大氣缸可用氣墊緩沖來減振，即在活 塞端部增加緩沖柱塞，端蓋上開有柱塞孔并加裝節(jié)流閥和單向閥。 當活塞運動到接近行程末端，緩沖柱塞1進入端蓋上的柱塞孔3 時，在排氣腔 內(nèi)的剩余氣體只能從節(jié)流閥 排出衫成背壓.成為氣墊.使活塞的運動速度減慢、因此.它實際[是利用腔內(nèi)空氣被壓縮以吸收運句部件的動能來達到緩沖的。調(diào)整 節(jié)流閥的開度可控制活塞的緩沖程度。當活塞反向運動時，氣流經(jīng)過單向閥 
氣缸的安裝方式 根據(jù)工作要求，氣缸的安裝分固定和軸銷兩種方式。固定式氣缸指氣缸本體固定，活塞桿只在本體的軸心上移動，有底座式和法蘭式;軸銷式氣缸指氣缸本體 以軸銷為支持點，隨負載的動作要求而擺動。表1 表示了氣缸的安裝方式。
常用氣缸的計算 這里以較常用的雙作用單活塞桿氣缸為例，介紹一些常用的計算公式。氣缸理論輸出力的計算公式為 式中F1—活塞桿伸出時的理論推力，N;F2—活塞桿縮回時的理論拉力，N;D—活塞直徑(氣缸 式中Q—自由空氣消耗量，m3/min;D—氣缸內(nèi)徑，m;d—活塞桿直徑，m L—行程，m;P—氣缸工作壓力(表壓)，MPa;pa—標準大氣壓，pa=0.1013MPan 氣缸每分鐘動作次數(shù)根據(jù)氣缸自由空氣消耗量即可選用壓縮機容量。

氣動技術，全稱氣壓傳動與控制技術，是以空氣壓縮機為動力源，以壓縮空氣為工作介質(zhì)，進行能量傳遞和信息傳遞的工程技術。氣動技術是生產(chǎn)過程自動化和機械化的較有效手段之一，具有高速高效、清潔安全、低成本、易維護等優(yōu)點，被廣泛應用于輕工機械領域中，在食品包裝及生產(chǎn)過程中也正在發(fā)揮越來越重要的作用。

氣動技術應用的典型的代表是工業(yè)機器人。代替人類的手腕、手以及手指能正確并迅速的做抓取或放開等細微的動作。除了工業(yè)生產(chǎn)上的應用之外，在游樂場的過山車上的剎車裝置，機械制作的動物表演以及人形報時鐘的內(nèi)部，均采用了氣動技術，實現(xiàn)細小的動作。

液壓可以得到巨大的輸出力但靈敏度不夠；另一方面要用電能來驅(qū)動物體，總需要用一些齒輪，同時不能忽視漏電所帶來的危險。而與此相比，使用氣動技術即安全又對周圍環(huán)境無污染，即使在很小的空間里，也可以實現(xiàn)細小的動作。如果尺寸相同，其功率能超過電氣。與此特性所帶來的需求*相*的就是半導體產(chǎn)業(yè)。在生產(chǎn)線上，實現(xiàn)前進、停止、轉(zhuǎn)動等細小簡單的動作，在自動化設備中*。在其它方面，如制造硅晶片生產(chǎn)線上*的電阻液涂抹工序中使用的定量輸出泵以及與此相配合的周邊機器。

另外，雖然氣動技術在各工業(yè)部門已經(jīng)獲得了應用，但是，在許多應用之間還是存在著相當大差異的。就應用氣動技術來說，基本條件就是要有一臺空氣壓縮機，對已有用于其它用途的空氣壓縮機的地方，應用氣動技術就更方便些。特別是在--些非生產(chǎn)部門，如畜牧業(yè)、種植業(yè)或服裝業(yè)，情況更是如此。在機器設備制造領域中，大多數(shù)場合都有空氣壓縮機，且氣動技術已有應用，每個應用項目在本質(zhì)上也有許多相似之處，因此，我們可以對機器設備制造中的氣動技術應用情況進行歸納終結，并列成表格形式。

氣動技術適用、醫(yī)療器械、氣墊床、省力產(chǎn)業(yè)、機器人、真空搬運、空氣門、氣控噴涂、空氣幕簾、空調(diào)計量設備、氣動量儀、液面檢測裝置紡織、氣動精紡化學工業(yè)、過程控制、液化氣體控制、可動元件、純流體元件海洋開發(fā)、水中空氣呼吸器、海底送氣系統(tǒng)、潛水車輛、氣動門、氣動離合器、氣動剎車 空氣輪胎礦山業(yè)、風鎬(鑿巖機)造船、氣墊船氣動工具、氣動研磨機、空氣錘、空氣傳送帶工業(yè)機械、機床的自動控制、食品機械自控制、包裝機械的自動控制、沖壓機械的自動控制。