作為氣動驅動的主要元件之一,氣缸在工業發展中的作用不言而喻。但是用了這麼多的氣缸,你真的了解氣缸嗎?
氣缸的基本構造
所謂氣動執行元件,就是採用壓縮空氣作為動力,驅動機構作直線、擺動和旋轉運動的元件。拿最常用的基本型氣缸作為例子,看看內部到底是啥結構。
1、3-緩衝柱塞2-活塞 4-缸筒 5-導向套 6-防塵圈7-前端蓋 8-氣口 9-傳感器 10-活塞杆11-耐磨環 12-密封圈 13-後端蓋 14-緩衝節流閥
1)缸筒
缸筒的一個關鍵參數就是內徑大小,筒經的大小決定著氣缸輸出力的大小。缸筒內壁表面粗糙度至少要達到Ra0.8um,這樣才能保證活塞在缸筒內做平穩的往復滑動。缸筒材質除使用高碳鋼管外,還會使用用高強度鋁合金和黃銅。
2)端蓋
缸筒兩端裝有端蓋,在端蓋上設置進排氣口,有的還設有緩衝機構。為了防止活塞杆向外漏氣或者外部灰塵進入缸體內,會在端蓋上設置密封圈和防塵圈。為了提高氣缸的導向精度,還會在杆側端蓋上設有導向套 。
3)活塞
作為直接運動元件,活塞毫無疑問是受壓力的零件。為了防止活塞串氣,通常會裝上活塞密封圈。而在活塞上裝有耐磨環,可以提高氣缸的導向性。
4) 活塞杆
活塞杆是直接的執行元件,也是最重要的受力元件。因此它的材料要求也比較高,通常會使用經過鍍硬洛處理的高碳鋼或者不鏽鋼,以提高耐腐蝕性並提高密封圈耐磨性。
5) 緩衝柱塞、緩衝節流閥
緩衝裝置是保證氣缸壽命的重要零件,具體作用我們後面再講。
氣缸的分類
氣缸有單作用氣缸和雙作用氣缸之分。
單作用氣缸顧名思義,單作用氣缸就是僅在一側供氣,氣壓推動活塞促使活塞杆伸出,靠彈簧或者自重複位。
有一個比喻非常好,這就好比你是一個單身狗,但是你也可以在壁球館打個痛快,以為壁球會通過牆壁反彈回你這裡。
雙作用氣缸:雙作用氣缸就是在活塞兩側供氣,兩側都是通過氣壓實現前進和後退。
而這是我們的比喻就要換一換了,你美美的找了一個女朋友,終於有人可以和你一起打羽毛球了。
氣缸的緩衝
前面我們也提到了氣缸的緩衝問題。如果沒有緩衝裝置,活塞運動到終端時就會以很大的動能撞擊端蓋,用不了多久零件就會損壞,大大縮短了氣缸的壽命。
除此之外,由於撞擊而造成的噪音也是非常大的。一個氣缸的噪音或許不大,但一個工廠的氣缸噪音甚至可以達到人類無法忍受的程度,就像處在正在發動的噴氣式飛機的旁邊。
為此,聰明的設計師就為氣缸做了緩衝裝置。1、液壓緩衝液壓緩衝是最簡單的緩衝方法,液壓緩衝器安裝在氣缸的前端。
液壓緩衝裝置利用礦物油作為介質,通過獨特的阻尼設計,可以實現高速輕載到低速重載的平穩轉變。
2、橡膠緩衝橡膠緩衝安裝更加緊湊,但是它的緩衝能力固定不變,緩衝能力比較小。因此多用於小型氣缸。
3、 氣緩衝氣緩衝是通過緩衝閥實現緩衝的。通過下圖我們可以看出牆體內的氣體只能通過緩衝閥排出。緩衝閥的開度很小,活塞運動時,腔內壓力快速上升,對活塞產生反作用,從而使活塞減速直至停止。
氣缸的限位
磁性開關是判斷氣缸是否到位的元件,它可以控制相應的電磁閥實現切換動作。當活塞移動,上面的磁環會靠近或者離開開關,開關中的電流被磁化相互吸引或斷開,從而發出電信號。
氣缸的潤滑
氣缸潤滑通常有兩種方式,一種是給油潤滑,即將潤滑油混入壓縮空氣輸送給氣缸。使用這種方式潤滑需要一直使用,一旦停用,壽命會急劇下降。另一種就是使用潤滑脂潤滑,目前,大部分廠家已經全面實現了非給油氣缸。