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气缸的工作原理及分类

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作者:JZ Editor来源:JZ Robot网址:http://www.jiezhongcnc.com

引言:涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。气缸的应用领域在印刷(张力控制)、半导体(点焊机、芯片研磨)、自动化控制、机器人等领域。气缸在生产生活中的应用也是十分广泛的,那么什么是气缸?气缸又有哪些种类呢?


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       气缸的基本概念


       内燃机缸体上安放活塞的空腔。是活塞运动的轨道,燃气在其中燃烧及膨胀,通过气缸壁还能散去一部分燃气传给的爆发余热,使发动机保持正常的工作温度。气缸的型式有整体式和单铸式。单铸式又分为干式和湿式两种。气缸和缸体铸成一个整体时称整体式气缸;气缸和缸体分别铸造时,单铸的气缸筒称为气缸套。气缸套与冷却水直接接触的称作湿式气缸套;不与冷却水直接接触的称作干式气缸套。为了保持气缸与活塞接触的严密性,减少活塞在其中运动的摩擦损失,气缸内壁应有较高的加工精度和精确的形状尺寸。


       气缸的运动速度主要由所驱动的工作机构的需要来决定。要求速度缓慢、平稳时,宜采用气液阻尼缸或采用节流调速。节流调速的方式有:水平安装推力载荷推荐用排气节流;垂直安装升举载荷推荐用进气节流;具体回路见基本回路一节。用缓冲气缸可使缸在行程终点不发生冲击现象,通常缓冲气缸在阻力载荷且速度不高时,缓冲效果才明显。如果速度高,行程终端往往会产生冲击。



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       气缸的分类


       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两种类型,如图《气缸》所示。做往复直线运动的气缸又可分为单作用气缸、双作用气缸、膜片式气缸和冲击气缸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。


       气缸原理源于大炮,1680年,荷兰科学家霍因斯受到大炮原理的启发,心想如将炮弹的强大力量用来推动其它机械不是挺好吗?他一开始仍用火药作燃烧爆炸物,将炮弹改成“活塞”,把炮筒作“气缸”,并开一个单向阀。他在气缸内注入火药,当点燃火药后,火药猛烈地爆炸燃烧,推动活塞向上运动,并产生动力。同时,爆炸气巨大的压力还推开单向阀,排出废气。


       而后,气缸内残余废气逐渐变冷,气压变低,气缸外部的大气压又推动活塞向下运动,以准备进行下一次爆炸。当然,由于行程过长,效率太低,他最终没有取得成功。但是,正是霍因斯首先提出了“内燃机”的设想,后人在此基础上才发明了汽车用的发动机。


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