液壓與氣壓傳動(dòng)（第5版）課件：氣動(dòng)執(zhí)行元件

氣動(dòng)執(zhí)行元件

2025/5/6知識(shí)目標(biāo)掌握：1.氣缸、氣馬達(dá)的常用類型和結(jié)構(gòu)

2.氣缸、氣馬達(dá)的應(yīng)用及選擇

了解：

氣缸和氣馬達(dá)的分類

技能目標(biāo)1.會(huì)按正確步驟拆裝氣缸。2.能正確選用和使用氣缸和氣馬達(dá)。2025/5/6

第一節(jié)氣缸

一、氣缸的分類氣缸的種類很多，分類的方法也不同，一般按壓縮空氣作用在活塞端面上的方向、結(jié)構(gòu)、功能和安裝形式來(lái)分類。2025/5/62025/5/61．按壓縮空氣在活塞端面作用力方向（1）單作用氣缸氣缸只有一個(gè)方向靠壓縮空氣推動(dòng)，復(fù)位靠彈簧力、自重和其他外力。（2）雙作用氣缸

氣缸的往返運(yùn)動(dòng)全靠壓縮空氣推動(dòng)。2．按氣缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有活塞式、薄膜式、柱塞式、擺動(dòng)式氣缸等。2025/5/63．按氣缸的功能（1）普通氣缸

包括單作用式和雙作用式氣缸。（2）特殊氣缸

包括沖擊氣缸、緩沖氣缸、氣液阻尼缸、擺動(dòng)氣缸、回轉(zhuǎn)氣缸、雙軸氣缸、帶磁性開(kāi)關(guān)氣缸等。4．按氣缸的安裝方式分為耳座式、法蘭式、軸銷式和凸緣式。二、氣缸的工作原理1．普通氣缸

（1）單作用氣缸

下圖為彈簧復(fù)位式單作用氣缸，壓縮空氣由端蓋上的P孔進(jìn)入無(wú)桿腔，推動(dòng)活塞向右運(yùn)動(dòng)，活塞退回由復(fù)位彈簧實(shí)現(xiàn)。2025/5/6（2）雙作用氣缸

單桿雙作用氣缸，當(dāng)右端無(wú)桿腔進(jìn)氣時(shí)，左端有桿腔排氣，活塞桿伸出；反之，活塞桿退回。2025/5/6雙作用氣缸2025/5/6

2．特殊氣缸

（1）氣液阻尼缸氣液阻尼氣缸是由氣缸和液壓缸組合而成，它以壓縮空氣為能源，利用油液的不可壓縮性和控制流量來(lái)獲得活塞的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)活塞的運(yùn)動(dòng)速度。2025/5/6

氣液阻尼缸

2025/5/6氣液阻尼缸工作原理液壓缸和氣缸共用同一缸體，兩活塞固定在同一活塞桿上。2025/5/6（2）薄膜式氣缸薄膜式氣缸，它是一種利用膜片在壓縮空氣作用下產(chǎn)生變形來(lái)推動(dòng)活塞桿做直線運(yùn)動(dòng)的氣缸。它主要由缸體1、膜片2、膜盤(pán)3及活塞桿4等組成，它有單作用式和雙作用式兩種。2025/5/6單作用式（圖a）雙作用式（圖b）2025/5/6原理動(dòng)畫(huà)（3）沖擊氣缸沖擊氣缸把壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為活塞高速運(yùn)動(dòng)能量的一種氣缸。活塞最大速度可以達(dá)到10m/s以上，利用此動(dòng)能做功，可完成型材下料、打印、鉚接、彎曲、折邊、壓套、破碎、高速切割等多種作業(yè)。沖擊氣缸有普通型和快速型兩種，它們的工作原理相同。2025/5/6沖擊氣缸的工作過(guò)程沖擊氣缸在結(jié)構(gòu)上分為活塞桿腔5、活塞腔4和蓄能腔1三個(gè)工作腔，以及帶有排氣小孔3的中蓋2，沖擊氣缸的工作過(guò)程一般分為三步。原理動(dòng)畫(huà)2025/5/61）壓縮空氣進(jìn)入沖擊氣缸活塞桿腔，蓄能腔與活塞腔通大氣，活塞上移至上限位置，封住中蓋上的噴嘴。2）蓄能腔進(jìn)氣，其壓力逐漸上升，其承受的向下推力逐漸增大，活塞桿腔排氣，其壓力逐漸變小。3）當(dāng)活塞上端推力大于下端的推力時(shí)，活塞立即離開(kāi)噴嘴口向下運(yùn)動(dòng)，在噴嘴打開(kāi)的瞬間，

活塞腔與蓄能腔立刻連通，活塞上端的承壓面突然增大為整個(gè)活塞面，加速向下運(yùn)動(dòng)，使活塞、活塞桿等運(yùn)動(dòng)部件在瞬間加速達(dá)到很高的速度，獲得最大沖擊速度和能量。2025/5/6（4）擺動(dòng)氣缸擺動(dòng)氣缸也稱擺動(dòng)氣馬達(dá)，是一種在小于360°角度范圍內(nèi)做往復(fù)擺動(dòng)的氣動(dòng)執(zhí)行元件，輸出力矩使機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)。擺動(dòng)氣缸的最大擺動(dòng)角度分別為90°、180°、270°三種規(guī)格。擺動(dòng)氣缸按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為葉片式、齒輪齒條式等。2025/5/6葉片式擺動(dòng)氣缸分為單葉片式和雙葉片式兩種。單葉片式輸出軸擺動(dòng)角小于360°雙葉片式輸出軸擺動(dòng)角小于180°2025/5/6

a）單葉片式b）雙葉片式

2025/5/6（5）帶磁性開(kāi)關(guān)氣缸

帶磁性開(kāi)關(guān)氣缸是將磁性開(kāi)關(guān)裝在氣缸的缸筒外側(cè)，缸筒必須是導(dǎo)磁性弱、隔磁性強(qiáng)的材料，如硬鋁、不銹鋼、黃銅等。在非磁性體的活塞上安裝一個(gè)永久磁環(huán)，隨活塞移動(dòng)的磁環(huán)靠近開(kāi)關(guān)時(shí)，舌簧開(kāi)關(guān)的兩根簧片被磁化而相互吸引，觸點(diǎn)閉合；當(dāng)磁環(huán)移開(kāi)開(kāi)關(guān)后，簧片失磁，觸點(diǎn)斷開(kāi)。觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)時(shí)發(fā)出電信號(hào)，控制相應(yīng)電磁閥完成切換動(dòng)作。2025/5/6帶磁性開(kāi)關(guān)氣缸2025/5/6（6）帶閥組合氣缸帶閥組合氣缸有多種不同有組合。帶有電磁閥和單向節(jié)流閥的帶閥缸，在前后缸蓋上的進(jìn)排氣口上均有一個(gè)由單向節(jié)流閥和螺栓組成的組合件，通過(guò)它來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)排氣的流量，以調(diào)節(jié)氣缸的運(yùn)動(dòng)速度。2025/5/6（7）雙軸氣缸在雙活塞桿氣缸中，通過(guò)連接板將兩個(gè)并列的活塞桿連接起來(lái)，在定位和移動(dòng)工具或零件時(shí)，這種結(jié)構(gòu)可以抗扭轉(zhuǎn)。與相同缸徑的標(biāo)準(zhǔn)氣缸相比，雙活塞桿氣缸可以獲得兩倍的輸出力。2025/5/6（8）氣動(dòng)手指氣缸氣動(dòng)手指氣缸能實(shí)現(xiàn)各種抓取功能，是現(xiàn)代氣動(dòng)機(jī)械手的關(guān)鍵部件。手指氣缸的特點(diǎn)有：所有的結(jié)構(gòu)都是雙作用的，能實(shí)現(xiàn)雙向抓取，可自動(dòng)對(duì)中，重復(fù)精度高；在氣缸兩側(cè)可安裝非接觸式行程檢測(cè)開(kāi)關(guān)；有多種安裝，連接方式；抓取力矩恒定，耗氣量少。2025/5/6氣動(dòng)手指氣缸2025/5/6

第二節(jié)

氣動(dòng)馬達(dá)

氣動(dòng)馬達(dá)是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的轉(zhuǎn)換裝置，工作時(shí)輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)。2025/5/6

一、氣動(dòng)馬達(dá)的分類及特點(diǎn)

常用氣動(dòng)馬達(dá)有葉片式、活塞式、薄膜式等類型。氣動(dòng)馬達(dá)和電動(dòng)機(jī)相比，有如下特點(diǎn)。（1）工作安全。適用于惡劣的工作環(huán)境。（2）有過(guò)載保護(hù)作用，不會(huì)因過(guò)載而發(fā)生燒毀。（3）能夠順利實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。能快速啟動(dòng)和停止。（4）滿載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，其溫升較小。（5）功率范圍及轉(zhuǎn)速范圍較寬。（6）單位功率尺寸小，重量輕，且操縱方便，維修簡(jiǎn)單。2025/5/6二、

葉片式氣動(dòng)馬達(dá)當(dāng)壓縮空氣從進(jìn)氣口A進(jìn)入氣室后，通過(guò)葉片帶動(dòng)轉(zhuǎn)子2作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，氣體從排氣口C排出，殘余氣體則經(jīng)B排出；若進(jìn)、排氣口互換，則轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，輸出相反方向的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。原理動(dòng)畫(huà)2025/5/6

三、活塞式氣動(dòng)馬達(dá)

圖為五缸徑向活塞式氣動(dòng)馬達(dá)結(jié)構(gòu)原理圖，五個(gè)氣缸均