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氣缸是引導活塞在缸內(nèi)進行直線往復運動的圓筒形金屬機件。空氣在發(fā)動機氣缸中通過膨脹將熱能轉化為機械能；氣體在壓縮機氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力。渦輪機、旋轉活塞式發(fā)動機等的殼體通常也稱“氣缸”。氣缸的應用領域：印刷（張力控制）、半導體（點焊機、芯片研磨）、自動化控制、機器人等等。

氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉換為機械能的氣動執(zhí)行元件。氣缸有做往復直線運動的和做往復擺動的兩類。做往復直線運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：從活塞兩側交替供氣，在一個或兩個方向輸出力。
③膜片式氣缸：用膜片代替活塞，只在一個方向輸出力，用彈簧復位。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換為活塞高速（10～20米/秒）運動的動能，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，輸出軸做擺動運動，擺動角小于 280°。此外，還有回轉氣缸、氣液阻尼缸和步進氣缸等。

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。

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，并對壓縮空氣進行處理，終可以向系統(tǒng)供應干凈、干燥的壓縮空氣
執(zhí)行元件：氣缸、擺動缸、氣動馬達等；利用壓縮空氣實現(xiàn)不同的動作，來驅動不同 的機械裝置，可以實現(xiàn)往復直線運動、旋轉運動及擺動等
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 的運動方向，信號處理及控制元件主要控制執(zhí)行元件的運動速度、時間、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。

二、氣動系統(tǒng)控制結構特點；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→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
從空氣壓縮機輸出的壓縮空氣并不能*氣動元件對氣源質量的要求。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、氣動技術的特點
1.氣動技術的優(yōu)點
（1）工作介質是壓縮空氣，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，故可獲得較高的工 作速度。
（3）純氣動控制具有防火、、耐潮等優(yōu)點。
（4）氣動裝置結構簡單、輕便、安裝維護簡單。
（5）輸出力及工作速度調(diào)節(jié)方便，大小可無限變化。
（6）因為空氣的可壓縮性，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，實現(xiàn)集中供氣和遠距離輸送。
 2.氣動技術的缺點
（1）空氣具有可壓縮性，不易實現(xiàn)準確定位和速度控
（2）氣缸輸出的力能滿足許多應用場合，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雜線路中， 且實現(xiàn)生產(chǎn)過程的遙控也比較困難，但對一般的機械設備 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行了很大程度的凈化，但壓縮空氣的質量仍然很差：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，腔里充有被冷凍機冷凍到接近０℃的冷卻水；熱交換器因為有冷氣管通過，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入熱交換器預冷，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，再一次進入熱交換器，對壓縮空氣預熱，使壓縮空氣的水含量遠離飽和狀態(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吸附劑斗，可在一個斗吸附時，對另一個進行干燥處理。如圖中利用風扇和加熱器產(chǎn)生的熱風，對吸附劑斗進行干燥。兩個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行相互轉換。 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)、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) 目前在氣壓傳動中使用較廣的空氣壓縮機主要是活塞式空氣壓縮機和螺桿式空氣壓縮機。
活塞式空氣壓縮機
活塞式空氣壓縮機的工作原理 活塞式空氣壓機通常分為單級活塞式空氣壓縮機和兩級活塞式空氣壓縮機。 
單級活塞式空氣壓縮機的工作原理。 1-連桿；2-活塞；3-排氣閥；4-進氣閥；5-氣缸
單級活塞式空氣壓縮機，由曲柄滑塊機構帶動活塞上下往復運動。當活塞向下運動時，壓縮缸容積快速增加，缸內(nèi)壓力小于大氣壓力，排氣閥3被關閉，空氣從進氣閥4吸入缸內(nèi)；當活塞達到下位，反程向上運動時，進氣閥４被關閉，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可由兩個壓縮缸或三個壓縮缸組成。由兩個壓縮缸組成的兩級活塞式空氣壓縮機的工作原理。 
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
兩級活塞式空氣壓縮機是由兩級壓縮缸組合而成。在兩級活塞式空氣壓縮機中，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，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一級壓縮缸吸氣時，第二級壓縮缸對外輸出壓縮空氣，兩缸互不相通；但是，當一級壓縮缸壓氣時，第二級壓縮缸則在同時吸氣，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組成的簡單氣源系統(tǒng) 為了便于氣源可自由轉移，通常將活塞式空氣壓縮機與氣源系統(tǒng)的其余各部件組合成一個可便于移動的整體，且簡稱為活塞式空壓機，活塞式空壓機的外觀 
單級活塞式空壓機 
兩級活塞式空壓機
所示的兩種便于移動的活塞空氣壓縮機雖然結構都非常緊湊，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的組成，兩級活塞式空壓機的結構組成。其中，氣壓發(fā)生器是兩級活塞式空壓機；后冷卻器是飛輪風扇片對彎曲的可散熱型輸氣管道進行風冷；為了簡化結構，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結構緊湊，轉移方便，價格便宜，使用非常廣泛。但活塞式空氣壓縮機的噪音很大，所以通常都安裝在離用氣設備較遠的場所。

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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)的往復滑動，缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應達到Ra0.8μm。
2）端蓋
端蓋上設有進排氣通口，有的還在端蓋內(nèi)設有緩沖機構。桿側端蓋上設有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側端蓋上設有導向套，以提高氣缸的導向精度，承受活塞桿上少量的橫向負載，減小活塞桿伸出時的下彎量，延長氣缸使用壽命。導向套通常使用燒結含油合金、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，設有活塞密封圈。活塞上的耐磨環(huán)可提高氣缸的導向性，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。活塞的寬度由密封圈尺寸和必要的滑動部分長度來決定。滑動部分太短，易引起早期磨損和卡死。活塞的材質常用鋁合金和鑄鐵，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
回轉或往復運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）氣缸工作時要靠壓縮空氣中的油霧對活塞進行潤滑。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成。制動裝置一般安裝在普通氣缸的前端，其結構有卡套錐面式、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)，當氣缸由運動狀態(tài)進入制動狀態(tài)時，C口迅速排氣，壓縮彈簧迅速使制動活塞復位并壓緊制動閘瓦。此時制動閘瓦緊抱活塞桿使之停止運動。
放松狀態(tài)，氣缸運動時，在C口輸入氣壓，使制動活塞受壓右移，則制動機構處于放松狀態(tài)，氣缸活塞桿可以自由運動。
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精度要求較高時，可選用制動氣缸。