氣缸是機械設備中常用的動力原件,它是將壓縮空氣的壓力能轉換成機械能,驅動機構實現往復直線運動、擺動或回轉運動。
一、氣缸的結構和動作原理動畫圖解
如圖所示,普通氣缸由缸體、活塞、密封圈、磁環(有傳感器的氣缸)等組成。
其動作原理是,壓縮空氣使活塞移動,通過改變進氣方向,改變活塞桿的移動方向。
二、氣缸型號分類
1. 從動作上分為單作用和雙作用,結構示意圖如圖所示。單作用氣缸一般用于行程短、對輸出力和運動速度要求不高的場合,雙作用氣缸則更廣泛應用。
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單作用
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雙作用
2. 從功能上來分(比較貼合設計情況),類型較多,如標準氣缸、復合型氣缸、擺動氣缸、氣爪等。其中比較常用的為自由安裝型氣缸、薄型氣缸、筆形氣缸、雙桿氣缸、滑臺氣缸、無桿氣缸、旋轉氣缸、夾爪氣缸等。
三、氣缸選型
我們在實際選用氣缸時,一般從三個方面考慮:空間要求、精度要求、功能要求。
1. 節省空間型氣缸,指軸向或徑向尺寸比標準氣缸較小的氣缸。具有結構緊湊、重量輕、占用空間小等優點。例如,筆形氣缸、薄型氣缸、自由安裝型氣缸。
(1)筆形氣缸, 又稱迷你氣缸(或微型氣缸,微小型氣缸),材質有不銹鋼和鋁合金;迷你氣缸的特點:價格便宜,結構緊湊,外觀美觀,前后螺紋安裝固定,能有效節省安裝空間。
(2)薄型氣缸,一般行程≤100mm,具有結構緊湊、重量輕、占用空間小等優點;缸體為方形,可直接安裝于各種夾具和專用設備上。
具有節省空間特點的還有無桿氣缸,無桿氣桿沒有普通氣缸的剛性活塞桿,它利用活塞直接或間接實現往復運動。分為:機械耦合及磁耦合,這種氣缸的最大優點是節省了安裝空間,特別適用于小缸徑、長行程的場合。
2.高精度要求型氣缸,一般采用滑臺氣缸(將滑臺與氣缸緊湊組合的一體化氣動組件),也有各種細分的類型。工件可安裝在滑臺上,通過氣缸推動滑臺運動,適用于緊密組裝、定位、傳送工件等。
3.擺動/旋轉運動型氣缸。遇到需要擺動或轉動的場合,一般采用旋轉氣缸,主要有葉片式旋轉氣缸和齒輪式旋轉氣缸兩類。
4. 夾持/固定產品型氣缸,一般用氣指氣缸,它可以用來抓取物體,實現機械手的各種動作,常應用在搬運、傳送工件機構。它的內部結構如圖所示,開閉是通過由氣缸活塞產生的往復運動帶動與夾爪相連的曲柄連桿、滾輪或齒輪等機構,驅動各個夾爪同步做開、閉運動。
根據不同的夾持/固定場合,氣指氣缸可以進一步細分為平行開合夾爪、肘節擺動開合夾爪、兩爪、三爪等類型,如圖所示,應靈活選用。
在機構需要用到氣指氣缸的時候,需要注意如下幾個問題:
a)氣指氣缸是不能直接用的,需要根據產品和工藝,設計定位夾爪并安裝在上面,盡可能設計得小巧靈活,并注意互換性和可靠性。
b)要確保氣指氣缸有足夠的夾持力,以免影響夾持效果。但是反過來說,夾持力過大也容易損傷產品,所以一般來說適合外觀不重要、結構有一定強度的產品,否則建議換用電動夾爪(雖然價格高,但夾持力可控)。
5.旋轉下壓氣缸。旋轉下壓氣缸實現旋轉壓緊的功能,旋轉方向分為向左和向右,通常用于空間緊湊的結構實現旋轉壓緊動作。