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氣缸是引導(dǎo)活塞在缸內(nèi)進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動的圓筒形金屬機(jī)件?？諝庠诎l(fā)動機(jī)氣缸中通過膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；氣體在壓縮機(jī)氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力。渦輪機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)等的殼體通常也稱“氣缸”。氣缸的應(yīng)用領(lǐng)域：印刷（張力控制）、半導(dǎo)體（點(diǎn)焊機(jī)、芯片研磨）、自動化控制、機(jī)器人等等。

氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的氣動執(zhí)行元件。氣缸有做往復(fù)直線運(yùn)動的和做往復(fù)擺動的兩類。做往復(fù)直線運(yùn)動的氣缸又可分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊氣缸4種。
①單作用氣缸：僅一端有活塞桿，從活塞一側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。
②雙作用氣缸：從活塞兩側(cè)交替供氣，在一個(gè)或兩個(gè)方向輸出力。
③膜片式氣缸：用膜片代替活塞，只在一個(gè)方向輸出力，用彈簧復(fù)位。它的密封性能好，但行程短。
④沖擊氣缸：這是一種新型元件。它把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞高速（10～20米/秒）運(yùn)動的動能，借以做功。
⑤無桿氣缸：沒有活塞桿的氣缸的總稱。有磁性氣缸，纜索氣缸兩大類。
做往復(fù)擺動的氣缸稱擺動氣缸，由葉片將內(nèi)腔分隔為二，向兩腔交替供氣，輸出軸做擺動運(yùn)動，擺動角小于 280°。此外，還有回轉(zhuǎn)氣缸、氣液阻尼缸和步進(jìn)氣缸等。

氣動技術(shù)在各工業(yè)部門已經(jīng)獲得了應(yīng)用，但是，在許多應(yīng)用之間還是存在著相當(dāng)大差異的。就應(yīng)用氣動技術(shù)來說，基本條件就是要有一臺空氣壓縮機(jī)，對已有用于其它用途的空氣壓縮機(jī)的地方，應(yīng)用氣動技術(shù)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(jī)器設(shè)備制造領(lǐng)域中，大多數(shù)場合都有空氣壓縮機(jī)，且氣動技術(shù)已有應(yīng)用，每個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目在本質(zhì)上也有許多相似之處，因此，我們可以對機(jī)器設(shè)備制造中的氣動技術(shù)應(yīng)用情況進(jìn)行歸納終結(jié)，并列成表格形式。

氣動技術(shù)適用、醫(yī)療器械、氣墊床、省力產(chǎn)業(yè)、機(jī)器人、真空搬運(yùn)、空氣門、氣控噴涂、空氣幕簾、空調(diào)計(jì)量設(shè)備、氣動量儀、液面檢測裝置紡織、氣動精紡化學(xué)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(fēng)鎬(鑿巖機(jī))造船、氣墊船氣動工具、氣動研磨機(jī)、空氣錘、空氣傳送帶工業(yè)機(jī)械、機(jī)床的自動控制、食品機(jī)械自控制、包裝機(jī)械的自動控制、沖壓機(jī)械的自動控制。

氣動控制系統(tǒng)與液壓控制系統(tǒng)頗為相近，氣動平口鉗系統(tǒng)是通過氣缸驅(qū)動的，氣缸活塞桿伸出則平口鉗夾緊；氣缸活塞桿縮回則平口鉗松開。 
氣缸只是氣動系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，就像液壓系統(tǒng)中的液壓缸一樣，除此之外，氣動系統(tǒng)還包括哪些組成部分呢？它與液壓系統(tǒng)又有哪些不同？數(shù)控銑床為什么要選擇氣動系統(tǒng)而非液壓系統(tǒng)作為夾緊裝置的控制系統(tǒng)呢？ 

一、氣動系統(tǒng)的組成
組成部分
氣源裝置：氣泵、氣站、三聯(lián)件等；主要是把空氣壓縮到原來體積的1/7左右形成壓縮空氣，并對壓縮空氣進(jìn)行處理，終可以向系統(tǒng)供應(yīng)干凈、干燥的壓縮空氣
執(zhí)行元件：氣缸、擺動缸、氣動馬達(dá)等；利用壓縮空氣實(shí)現(xiàn)不同的動作，來驅(qū)動不同 的機(jī)械裝置，可以實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動及擺動等
控制元件：換向閥、順序閥、壓力控制閥、調(diào)速；氣動控制元件由末級主控元件及信號處理及控制元件組成，其中主控元件主要控制執(zhí)行元件 的運(yùn)動方向，信號處理及控制元件主要控制執(zhí)行元件的運(yùn)動速度、時(shí)間、順序、行程及系統(tǒng)壓力等。
輔助元件：氣管、過濾器、油霧器、靜音器等；連接元件之間所需的一些元器件，以及對系 統(tǒng)進(jìn)行消聲、冷卻、測量等。
壓縮空氣：空氣；向系統(tǒng)提供動力的工作介質(zhì)。

二、氣動系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；信號執(zhí)行→信號輸出→信號處理→信號輸入→輔助元件→輔助元件→信號處理及控制元件→氣動執(zhí)行元件→信號處理及控制元件→未級主控元件

三、氣源裝置及氣源調(diào)節(jié)裝置
1、氣源裝置的組成：空氣壓縮機(jī)→后冷卻器→油水分離器→儲氣罐→初過濾器→干燥器→精密過濾器→系統(tǒng)
2、氣源調(diào)節(jié)裝置的組成
從空氣壓縮機(jī)輸出的壓縮空氣并不能*氣動元件對氣源質(zhì)量的要求。通常在氣動系統(tǒng)前面安裝氣源調(diào)節(jié)裝置。 
氣源調(diào)節(jié)裝置的組成：
氣源→過濾器→調(diào)壓閥（減壓閥）→壓力表→油霧器（噴霧潤滑器）→換向閥

四、氣動技術(shù)的特點(diǎn)
1.氣動技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
（1）工作介質(zhì)是壓縮空氣，空氣到處都有，用量不受限制， 排氣處理簡單，*。
（2）壓縮空氣為快速流動的工作介質(zhì)，故可獲得較高的工 作速度。
（3）純氣動控制具有防火、防爆、耐潮等優(yōu)點(diǎn)。
（4）氣動裝置結(jié)構(gòu)簡單、輕便、安裝維護(hù)簡單。
（5）輸出力及工作速度調(diào)節(jié)方便，大小可無限變化。
（6）因?yàn)榭諝獾目蓧嚎s性，黏度很小(約為液壓油的萬分之一)，且流動阻力小，在管道中流動的壓力損失較小，所以氣動 系統(tǒng)可儲存能量，實(shí)現(xiàn)集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送。
 2.氣動技術(shù)的缺點(diǎn)
（1）空氣具有可壓縮性，不易實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位和速度控
（2）氣缸輸出的力能滿足許多應(yīng)用場合，但其輸出力較小，限制在20～30kN之間。
（3）氣動裝置中的信號傳動速度比光、電控制速度慢 ，所以不宜用于信號傳遞速度要求十分高的復(fù)雜線路中， 且實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的遙控也比較困難，但對一般的機(jī)械設(shè)備 來說，氣動信號的傳遞速度是能滿足工作要求。
（4）排氣噪聲較大，現(xiàn)在這個(gè)問題已因吸聲材料和消 聲器的發(fā)展獲得了解決。

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氣源系統(tǒng)輸出的壓縮空氣雖然進(jìn)行了很大程度的凈化，但壓縮空氣的質(zhì)量仍然很差：一是壓力的波動幅度太大，根本談不上穩(wěn)定。二是通過主管路長距離送氣后，隨著壓縮空氣的溫度逐步降為室溫，壓縮空氣中的水含量又會趨向一新的飽和狀態(tài)。所以，從氣源系統(tǒng)輸出的壓縮空氣必須經(jīng)氣源后處理系統(tǒng)處理之后，才能供儀器、儀表和自動控制系統(tǒng)用氣。 氣源后處理系統(tǒng)通常都安放在分支傳輸管路終端的用氣設(shè)備旁邊，它由空氣干燥器和氣動三聯(lián)件組成。
空氣干燥器主要用于清除因主管路長距離送氣，壓縮空氣的溫度進(jìn)一步降低，在壓縮空氣中所凝聚的水分。
空氣干燥器的干燥形式很多，目前較常用的主要是冷凍式空氣干燥器和吸附式空氣干燥器。 
（1）冷凍式空氣干燥器
冷凍式空氣干燥器有三個(gè)內(nèi)腔，一是熱交換器，二是冷卻器，三是空氣過濾器。冷卻器是冷凍式空氣干燥器的主腔，腔里充有被冷凍機(jī)冷凍到接近０℃的冷卻水；熱交換器因?yàn)橛欣錃夤芡ㄟ^，所以溫度低于室溫，卻高于冷卻器的冷卻水溫。
壓縮空氣的送氣管先進(jìn)入熱交換器預(yù)冷，然后再經(jīng)冷卻器將壓縮空氣冷卻到２～５℃。壓縮空氣在冷卻過程中凝結(jié)出來的水分，可從空氣過濾器中的自動排水器排出。然后，經(jīng)空氣過濾器過濾后，再一次進(jìn)入熱交換器，對壓縮空氣預(yù)熱，使壓縮空氣的水含量遠(yuǎn)離飽和狀態(tài)后，再送往“氣動三聯(lián)件”。

吸附式空氣干燥器是利用具有吸附性能的吸附劑 (如硅膠、活性氧化鋁、分子篩等)來吸附空氣中水蒸氣的一種空氣凈化裝置。吸附式干燥器的工作原理，前置過濾器用于過濾壓縮空氣中的部分灰塵，過濾后的壓縮濕空氣再經(jīng)截止閥進(jìn)入吸附劑斗，利用吸斗中的吸附劑吸除空氣中的水分，后，經(jīng)過截止閥將壓縮空氣送往“氣動三聯(lián)件”。
吸附式空氣干燥器通常有兩個(gè)吸附劑斗，可在一個(gè)斗吸附時(shí)，對另一個(gè)進(jìn)行干燥處理。如圖中利用風(fēng)扇和加熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)，對吸附劑斗進(jìn)行干燥。兩個(gè)吸附劑斗的吸附和干燥過程可通過手動換向閥和手動截止閥進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。 吸附劑有一定的使用壽命，所以要經(jīng)常予以更換。

氣源系統(tǒng)和氣源后處理系統(tǒng)
氣源系統(tǒng)
在氣壓傳動系統(tǒng)中，氣源系統(tǒng)由氣壓發(fā)生器 (空氣壓縮機(jī))、后冷卻器、油水分離器、儲氣罐和傳輸管路五部分組成。
氣壓發(fā)生器(空氣壓縮機(jī)) 目前在氣壓傳動中使用較廣的空氣壓縮機(jī)主要是活塞式空氣壓縮機(jī)和螺桿式空氣壓縮機(jī)。
活塞式空氣壓縮機(jī)
活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理 活塞式空氣壓機(jī)通常分為單級活塞式空氣壓縮機(jī)和兩級活塞式空氣壓縮機(jī)。 
單級活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理。 1-連桿；2-活塞；3-排氣閥；4-進(jìn)氣閥；5-氣缸
單級活塞式空氣壓縮機(jī)，由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)帶動活塞上下往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)活塞向下運(yùn)動時(shí)，壓縮缸容積快速增加，缸內(nèi)壓力小于大氣壓力，排氣閥3被關(guān)閉，空氣從進(jìn)氣閥4吸入缸內(nèi)；當(dāng)活塞達(dá)到下位，反程向上運(yùn)動時(shí)，進(jìn)氣閥４被關(guān)閉，排氣閥3被推開，壓縮空氣從閥門3排出。

兩級活塞式空氣壓縮機(jī)可由兩個(gè)壓縮缸或三個(gè)壓縮缸組成。由兩個(gè)壓縮缸組成的兩級活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理。 
1-一級活塞；2-中間冷卻器；3-二級活塞 11-2兩級活塞式空氣壓縮機(jī)
兩級活塞式空氣壓縮機(jī)是由兩級壓縮缸組合而成。在兩級活塞式空氣壓縮機(jī)中，一級壓縮缸將壓縮空氣經(jīng)中間冷卻器2輸送到第二級壓縮缸時(shí)，可將壓縮空氣壓縮到0.3 MPa左右，然后，再由第二級壓縮缸對外輸出壓力更高的壓縮空氣。 二級活塞式空氣壓縮機(jī)一級壓縮缸吸氣時(shí)，第二級壓縮缸對外輸出壓縮空氣，兩缸互不相通；但是，當(dāng)一級壓縮缸壓氣時(shí)，第二級壓縮缸則在同時(shí)吸氣，兩缸相互連通。為了使一級壓縮缸在兩缸相互連通的狀態(tài)下能對第二級壓縮缸施壓，所以一級壓縮缸的體積較大，第二級壓縮缸體積較小。 

由活塞式空氣壓縮機(jī)組成的簡單氣源系統(tǒng) 為了便于氣源可自由轉(zhuǎn)移，通常將活塞式空氣壓縮機(jī)與氣源系統(tǒng)的其余各部件組合成一個(gè)可便于移動的整體，且簡稱為活塞式空壓機(jī)，活塞式空壓機(jī)的外觀 
單級活塞式空壓機(jī) 
兩級活塞式空壓機(jī)
所示的兩種便于移動的活塞空氣壓縮機(jī)雖然結(jié)構(gòu)都非常緊湊，但仍然都是可直接為氣動系統(tǒng)提供普通工業(yè)用氣的氣源系統(tǒng)。
可移動兩級活塞式空壓機(jī)的組成，兩級活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。其中，氣壓發(fā)生器是兩級活塞式空壓機(jī)；后冷卻器是飛輪風(fēng)扇片對彎曲的可散熱型輸氣管道進(jìn)行風(fēng)冷；為了簡化結(jié)構(gòu)，省略了油水分離器，采用儲氣罐取代了油水分離的作用；供氣口外的氣管即為傳輸管路。 便于移動的活塞空氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)移方便，價(jià)格便宜，使用非常廣泛。但活塞式空氣壓縮機(jī)的噪音很大，所以通常都安裝在離用氣設(shè)備較遠(yuǎn)的場所。

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氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件等組成：
1）缸筒
缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小。活塞要在缸筒內(nèi)做平穩(wěn)的往復(fù)滑動，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8μm。
2）端蓋
端蓋上設(shè)有進(jìn)排氣通口，有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有導(dǎo)向套，以提高氣缸的導(dǎo)向精度，承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載，減小活塞桿伸出時(shí)的下彎量，延長氣缸使用壽命。導(dǎo)向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過去常用可鍛鑄鐵，為減輕重量并防銹，常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材料的。
3）活塞
活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣，設(shè)有活塞密封圈?；钊系哪湍キh(huán)可提高氣缸的導(dǎo)向性，減少活塞密封圈的磨耗，減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂等材料?；钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅匾幕瑒硬糠珠L度來決定?；瑒硬糠痔?，易引起早期磨損和卡死。活塞的材質(zhì)常用鋁合金和鑄鐵，小型缸的活塞有黃銅制成的。
4）活塞桿
活塞桿是氣缸中重要的受力零件。通常使用高碳鋼、表面經(jīng)鍍硬鉻處理、或使用不銹鋼、以防腐蝕，并提高密封圈的耐磨性。
5）密封圈
回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動處的部件密封稱為動密封，靜止件部分的密封稱為靜密封。
缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種：
整體型、鉚接型、螺紋聯(lián)接型、法蘭型、拉桿型。
6）氣缸工作時(shí)要靠壓縮空氣中的油霧對活塞進(jìn)行潤滑。也有小部分免潤滑氣缸。

帶有制動裝置的氣缸稱為制動氣缸，也稱鎖緊氣缸，下面介紹下鎖緊氣缸的原理和狀態(tài)。
制動氣缸為卡套錐面式制動裝置，它由制動閘瓦、制動活塞和彈簧等構(gòu)成。制動裝置一般安裝在普通氣缸的前端，其結(jié)構(gòu)有卡套錐面式、彈簧式和偏心式等多種形式。
鎖緊氣缸在工作中其制動裝置有兩個(gè)工作狀態(tài)，即放松狀態(tài)和制動夾緊狀態(tài)。
夾緊狀態(tài)，當(dāng)氣缸由運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)入制動狀態(tài)時(shí)，C口迅速排氣，壓縮彈簧迅速使制動活塞復(fù)位并壓緊制動閘瓦。此時(shí)制動閘瓦緊抱活塞桿使之停止運(yùn)動。
放松狀態(tài)，氣缸運(yùn)動時(shí)，在C口輸入氣壓，使制動活塞受壓右移，則制動機(jī)構(gòu)處于放松狀態(tài)，氣缸活塞桿可以自由運(yùn)動。
鎖緊氣缸的原理：
制動裝置是靠壓縮彈簧力使活塞桿停在任意位置的。因此，在工作過程中即使動力氣源出現(xiàn)故障，仍能鎖定活塞桿不使其移動。這種制動氣缸夾緊力大，動作可靠，如缸徑為40mm的制動氣缸，其夾緊力為1400N。
在氣動系統(tǒng)中，采用三位閥能控制氣缸活塞在中間任意位置停止。但在外界負(fù)載較大且有波動，或氣缸豎直安裝使用，及其定位精度與重復(fù)精度要求較高時(shí)，可選用制動氣缸。