CEC-PANDA LCD技术部 气缸概述 部 门 作 成 日 期 技术部 于琪 2010-11-10.

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1 CEC-PANDA LCD技术部 气缸概述 部 门 作 成 日 期 技术部 于琪

2 目录 气动系统概述 气缸的结构和原理 气缸的参数、选型和安装 气缸的应用 气缸的维护

3 气动系统构成 空气干燥机 气 罐 后冷却器 空压机 主管路过滤器 磁性开关 压力开关 气缸 速度控制阀 电磁阀 消音器 残压释放 手动3通阀
油雾器 三联件 减压阀 空气过滤器

4 气动系统概述 气动系统由下面几种元件及装置组成
气源装置 压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、净化的辅助装置。它为系统提供合乎质量要求的压缩空气。 执行元件 将气体压力能转换成机械能并完成做功动作的元件，如气缸、气马达。 控制元件 控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀类（电磁阀，速度控制阀）。 气动辅件 气动系统中的辅助元件，如消声器、管道、接头等。

5 气缸 组成 : 缸体，活塞，密封圈，磁环（有sensor的气缸） 原理 : 压力空气使活塞移动，通过改变进气方向，改变活塞杆的移动方向。

6 气缸分类 按驱动方式分（单作用、双作用） 按活塞杆分（单出杆、双出杆） 按缓冲方式分（无缓冲、垫缓冲、带液压、气缓冲、缓冲器）
按润滑方式（给油气缸、不给油气缸） 按形状分（方形、圆形、长方形等） 按标准分（美标气缸、欧标气缸等） 按尺寸分（2.5,4,6,8,10…） ……

7 气缸分类

8 气缸符号 双作用／双杆 单作用／伸出 单作用／缩回 双作用／单杆

9 典型气缸的结构和工作原理 普通双作用气缸 当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，气缸两腔的压力差作用在活塞上所形成的力克服阻力负载推动活塞运动，使活塞杆伸出；当有杆腔进气，无杆腔排气时，使活塞杆缩回。若有杆腔和无杆腔交替进气和排气，活塞实现往复直线运动。 1、3－缓冲柱塞 2－活塞 4－缸筒 5－导向套 6－防尘圈 7－前端盖 8－气口 9－传感器 10－活塞杆 11－耐磨环 12－密封圈 13－后端盖 14－缓冲节流阀

10 典型气缸的结构和工作原理 机械接触式无杆气缸
在气缸缸管轴向开有一条槽，活塞与滑块在槽上部移动。为了防止泄漏及防尘需要，在开口部采用聚氨脂密封带和防尘不锈钢带固定在两端缸盖上，活塞架穿过槽，把活塞与滑块连成一体。活塞与滑块连接在一起，带动固定在滑块上的执行机构实现往复运动。 l－节流阀 2－缓冲柱塞 3－密封带 4－防尘不锈钢带 5－活塞 6－滑块 7－活塞架 图3

11 典型气缸的结构和工作原理 磁性无杆气缸 1－套筒 2－外磁环 3－外磁导板 4－内磁环 5－内磁导板 6－压盖 7－卡环 8－活塞
活塞通过磁力带动缸体外部的移动体做同步移动，其结构如图所示。它的工作原理是：在活塞上安装一组高强磁性的永久磁环，磁力线通过薄壁缸筒与套在外面的另一组磁环作用，由于两组磁环磁性相反，具有很强的吸力。当活塞在缸筒内被气压推动时，则在磁力作用下，带动缸筒外的磁环套一起移动。气缸活塞的推力必须与磁环的吸力相适应。 1－套筒 2－外磁环 3－外磁导板 4－内磁环 5－内磁导板 6－压盖 7－卡环 8－活塞 9－活塞轴 10－缓冲柱塞 11－气缸筒 12－端盖 13－进、排气口

12 两种无杆杠的区别 机械接触式： 机械连接，动作稳定 可使用气缓冲 机构不完全密封，有微漏 磁性无杆缸： 可以制作小口径 密封简单，动作稳定
无泄漏，可用于洁净环境

13 典型气缸的结构和工作原理 齿轮齿条式摆动气缸
是通过连接在活塞上的齿条使齿轮回转的一种摆动气缸，其结构原理如下图7所示。活塞仅作往复直线运动，摩擦损失少，齿轮传动的效率较高，此摆动气缸效率可达到95%左右。 1－齿条组件 2－弹簧柱销 3－滑块 4－端盖 5－缸体 6－轴承 7－轴 8－活塞 9－齿轮 单齿条式 双齿条式 图7

14 典型气缸的结构和工作原理 磁性开关气缸 磁性开关气缸是指在气缸的活塞上安装有磁环，在缸筒上直接安装磁性开关，磁性开关用来检测气缸行程的位置，控制气缸往复运动。因此，就不需要在缸筒上安装行程阀或行程开关来检测气缸活塞位置，也不需要在活塞杆上设置挡块。 其工作原理如下图所示。它是在气缸活塞上安装永久磁环，在缸筒外壳上装有舌簧开关。开关内装有舌簧片、保护电路和动作指示灯等，均用树脂塑封在一个盒子内。当装有永久磁铁的活塞运动到舌簧片附近，磁力线通过舌簧片使其磁化，两个簧片被吸引接触，则开关接通。当永久磁铁返回离开时，磁场减弱，两簧片弹开，则开关断开。由于开关的接通或断开，使电磁阀换向，从而实现气缸的往复运动。 1－动作指示灯 2－保护电路 3－开关外壳 4－导线 5－活塞 6－磁环 7－缸筒 8－舌簧开关

15 气缸的常见技术参数 1）气缸的输出力 如双作用单活塞杆 气缸推力计算如下： 理论推力（活塞杆伸出） Ft1＝A1p 理论拉力（活塞杆缩回）
式中Ft1、Ft2——气缸理论输出力（N）； A1、A2——无杆腔、有杆腔活塞面积（m2）； p — 气缸工作压力（Pa）。 实际中，由于活塞等运动部件的惯性力以及密封等部分的摩擦力，活塞杆的实际输出力小于理论推力，称这个推力为气缸的实际输出力。

16 气缸的常见技术参数 2）负载率β（  ） 从对气缸运行特性的研究可知，要精确确定气缸的实际输出力是困难的。于是在研究气缸性能和确定气缸的出力时，常用到负载率的概念。气缸的负载率β定义为 气缸的实际负载是由实际工况所决定的，若确定了气缸负载率，则由定义就能确定气缸的理论输出力，从而可以计算气缸的缸径。

17 气缸的常见技术参数 3）气缸耗气量 气缸的耗气量是活塞每分钟移动的容积，称这个容积为压缩空气耗气量。 4）气缸的特性
气缸的特性分为静态特性和动态特性。气缸的静态特性是指与缸的输出力及耗气量密切相关的最低工作压力、最高工作压力、摩擦阻力等参数。气缸的动态特性是指在气缸运动过程中气缸两腔内空气压力，温度，活塞速度、位移等参数随时间的变化情况。它能真实地反映气缸的工作性能。

18 气缸的选型和计算 1.气缸的选型步骤 气缸的选型应根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。下面以单活塞杆双作用缸为例介绍气缸的选型步骤。
（1）气缸直径。根据气缸负载力的大小来确定气缸的输出力，由此计算出气缸的直径。 （2）气缸的行程。气缸的行程与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选用满行程。 （3）气缸的强度和稳定性计算 （4）气缸的安装形式。气缸的安装形式根据安装位置和使用目的等因素决定。一般情况下，采用固定式气缸。在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。有特殊要求时，应选用相应的特种气缸。 （5）气缸的缓冲装置。根据活塞的速度决定是否应采用缓冲装置。 （6）磁性开关。当气动系统采用电气控制方式时，可选用带磁性开关的气缸。 （7）其它要求。如气缸工作在有灰尘等恶劣环境下，需在活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需选用无给油或无油润滑气缸。

19 气缸的选型和计算 π Ft（N) ＝ ４ × D2（mm) × P（MPa） 2.气缸直径计算
气缸直径的设计计算需根据其负载大小、运行速度和系统工作压力来决定。首先，根据气缸安装及驱动负载的实际工况，分析计算出气缸轴向实际负载F，再由气缸平均运行速度来选定气缸的负载率(0.8,0.65,0.5,0.35),初步选定气缸工作压力（一般为0.4 MPa～0.6 MPa），再由 F／，计算出气缸理论出力Ft，最后计算出缸径及杆径，并按标准圆整得到实际所需的缸径和杆径。 π Ft（N) ＝ × D2（mm) × P（MPa） ４

20 气缸的安装方式

21 气缸的安装件 法兰 耳轴 脚座 浮动接头 轴接头 等

22 刀头调整 基板定位 其他 气缸在CUT的应用

23 气缸的应用 任意位置停止回路

24 气缸的应用 串联气缸定位 气缸由多个不同行程的气缸串联而成。换向阀1、2、3依次得电和失电，可得到多个定位位置。

25 气缸的应用 往复动作回路 按下手动阀，二位五通换向阀处于左位，气缸外伸；当活塞杆挡块压下机动阀后，二位五通换至右位，气缸缩回，完成一次往复运动。

26 气缸的应用 气动夹紧装置 踩下阀1压缩空气进入缸A上腔，活塞下降工件夹紧，压下阀2时，气体经阀6进入阀4，压缩空气通过阀3进入缸B、C无杆腔，活塞前进夹紧工件。同时流过阀3的部分气体经单向节流阀5进入主阀3右端控制腔，节流阀控制换向时间后阀3换向，各缸后退复置。

27 气缸常见故障的判断及基本维修技巧 常用维修工具 卡簧钳 1500#砂纸 气缸润滑油 新的气缸密封圈 清洁布

28 气缸常见故障的判断及基本维修技巧 常见故障的判断 好的气缸: 坏的气缸: 气孔
用手紧紧堵住气孔，然后用手拉活塞轴,拉的时候有很大的反向力，放的时候活塞会自动弹回原位；拉出推杆再堵住气孔，用手压推杆时也有很大的反向力，放的时候活塞会自动弹回原位。 坏的气缸: 拉的时候无阻力或力很小，放的时候活塞无动作或动作无力缓慢,拉出的时候有反向力但连续拉的时候慢慢减小；压的时候没有压力或压力很小，有压力但越压力越小。

29 气缸常见故障的判断及基本维修技巧 1.找到与气缸配套的密封圈 2.拆下外盖 3.拆下卡簧 4.取出推杆 5.拆下密封圈
6.清洁所有的部件，检查磨损程度

30 气缸常见故障的判断及基本维修技巧 如果有起槽的部件，用砂纸磨光 滑，防止漏气和保证不会增加密封圈的磨损。
将新的密封圈按正确的方向安装好，并在表面涂上润滑油。

31 气缸常见故障的判断及基本维修技巧 注意事项: 起槽 在拆开气缸后，需要评估部件的维修价值：
按拆的步骤反过来装好气缸 检查气缸的密封性 注意事项: 在拆开气缸后，需要评估部件的维修价值： 如果推杆或缸体磨损的很厉害,换了新的密封圈也用不了很长的时间 推杆，缸体和密封圈座变形的,不能维修。 起槽

32 气缸常见故障的判断及基本维修技巧 气动执行元件维修的注意事项 气缸在动作过程中，不能将身体任何部分置于其行程范围内，以免受伤．
在维修设备上的气缸时，必须先切除气源，保证缸体内气体放空，直至设备处于静止状态方可作业． 在维修气缸结束后，应先检查身体任何部分未置于其行程范围内，方可接通气源试运行．接通气源时，应先缓慢冲入部分气体，使气缸冲气至原始位置，再插入接头．

33 Thanks