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英國諾冠Norgren單作用氣缸可提供出貨證明

符合 ISO 6431, VDMA 24562

和NFE 49-003-1標準

帶內置式拉桿的型材缸體

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低摩擦，長壽命

開關安裝與型材表面平齊

標準安裝件形式多樣化

單作用氣缸只利用在一個方向上的推力,活塞桿的回縮依靠裝入氣缸內的彈簧力,或者

其它外部的方法如載荷等.

單作用氣缸有推或拉兩種形式

單作用氣缸用于壓緊.印字等塊所,它的空氣耗氣量低于相當大小的雙作用氣缸.

推出時由于克服彈簧力所以會減低推力,因而需要較大的缸徑.

單作用氣缸只有一腔可輸入壓縮空氣，實現一個方向運動。其活塞桿只能借 助外力將其推回；通常借助于彈簧力，膜片張力，重力等。 其原理及結構見下圖 圖：單作用氣缸 1—缸體；2—活塞；3—彈簧；4—活塞桿； 單作用氣缸的特點是： 1）僅一端進（排）氣，結構簡單，耗氣量小。 2）用彈簧力或膜片力等復位，壓縮空氣能量的一部分用于克服彈簧力或膜 片張力，因而減小了活塞桿的輸出力。 3） 缸內安裝彈簧、 膜片等， 一般行程較短； 與相同體積的雙作用氣缸相比， 有效行程小一些。 4）氣缸復位彈簧、膜片的張力均隨變形大小變化，因而活塞桿的輸出力在 行進過程中是變化的。 由于以上特點，單作用活塞氣缸多用于短行程。其推力及運動速度均要求不 高場合，如氣吊、定位和夾緊等裝置上。單作用柱塞缸則不然，可用在長行程、 高載荷的場合。 1.2.2 雙作用氣缸 雙作用氣缸指兩腔可以分別輸入壓縮空氣，實現雙向運動的氣缸。其結構可 分為雙活塞桿式、單活塞桿式、雙活塞式、緩沖式和非緩沖式等。此類氣缸使用 。

1）雙活塞桿雙作用氣缸雙活塞桿氣缸有缸體固定和活塞桿固定兩種。其工 作原理見圖 42.2-3。 缸體固定時，其所帶載荷（如工作臺）與氣缸兩活塞桿連成一體，壓縮空氣 依次進入氣缸兩腔（一腔進氣另一腔排氣），活塞桿帶動工作臺左右運動，工作 臺運動范圍等于其有效行程 s 的 3 倍。安裝所占空間大，一般用于小型設備上。 活塞桿固定時，為管路連接方便，活塞桿制成空心，缸體與載荷（工作臺） 連成一體，壓縮空氣從空心活塞桿的左端或右端進入氣缸兩腔，使缸體帶動工作 臺向左或向左運動，工作臺的運動范圍為其有效行程 s 的 2 倍。適用于中、大型 設備。 圖 42.2-3 雙活塞桿雙作用氣缸 a）缸體固定；b）活塞桿固定 1—缸體；2—工作臺；3—活塞；4—活塞桿；5—機架 雙活塞桿氣缸因兩端活塞桿直徑相等，故活塞兩側受力面積相等。當輸入壓 力、流量相同時，其往返運動輸出力及速度均相等。 2）緩沖氣缸對于接近行程末端時速度較高的氣缸，不采取必要措施，活塞 就會以很大的力（能量）撞擊端蓋，引起振動和損壞機件。為了使活塞在行程末 端運動平穩，不產生沖擊現象。在氣缸兩端加設緩沖裝置，一般稱為緩沖氣缸。

緩沖氣缸見圖 42.2-4，主要由活塞桿 1、活塞 2、緩沖柱塞 3、單向閥 5、節流 閥 6、端蓋 7 等組成。其工作原理是：當活塞在壓縮空氣推動下向右運動時，缸 右腔的氣體經柱塞孔 4 及缸蓋上的氣孔 8 排出。在活塞運動接近行程末端時，活 塞右側的緩沖柱塞 3 將柱塞孔 4 堵死、活塞繼續向右運動時，封在氣缸右腔內的 剩余氣體被壓縮，緩慢地通過節流閥 6 及氣孔 8 排出，被壓縮的氣體所產生的壓 力能如果與活塞運動所具有的全部能量相平衡，即會取得緩沖效果，使活塞在行 程末端運動平穩，不產生沖擊。調節節流閥 6 閥口開度的大小，即可控制排氣量 的多少，從而決定了被壓縮容積（稱緩沖室）內壓力的大小，以調節緩沖效果。 若令活塞反向運動時，從氣孔 8 輸入壓縮空氣，可直接頂開單向閥 5，推動活塞 向左運動。如節流閥 6 閥口開度固定，不可調節，即稱為不可調緩沖氣缸。 圖 42.2-4 緩沖氣缸 1—活塞桿；2—活塞；3—緩沖柱塞；4—柱塞孔；5—單向閥 6—節流閥；7—端蓋；8—氣孔 氣缸所設緩沖裝置種類很多，上述只是其中之一，當然也可以在氣動回路上 采取措施，達到緩沖目的。

組合氣缸 組合氣缸一般指氣缸與液壓缸相組合形成的氣-液阻尼缸、氣-液增壓缸等。 *，通常氣缸采用的工作介質是壓縮空氣，其特點是動作快，但速度不易 控制，當載荷變化較大時，容易產生“爬行"或“自走"現象；而液壓缸采用的 工作介質是通常認為不可壓縮的液壓油，其特點是動作不如氣缸快，但速度易于 控制，當載荷變化較大時，采用措施得當，一般不會產生“爬行"和“自走"現 象。把氣缸與液壓缸巧妙組合起來，取長補短，即成為氣動系統中普遍采用的氣 -液阻尼缸。 氣-液阻尼缸工作原理見圖 42.2-5。實際是氣缸與液壓缸串聯而成，兩活塞 固定在同一活塞桿上。液壓缸不用泵供油，只要充滿油即可，其進出口間裝有液 壓單向閥、節流閥及補油杯。當氣缸右端供氣時，氣缸克服載荷帶動液壓缸活塞 向左運動（氣缸左端排氣），此時液壓缸左端排油，單向閥關閉，油只能通過節 流閥流入液壓缸右腔及油杯內，這時若將節流閥閥口開大，則液壓缸左腔排油通 暢，兩活塞運動速度就快，反之，若將節流閥閥口關小，液壓缸左腔排油受阻， 兩活塞運動速度會減慢。 這樣， 調節節流閥開口大小， 就能控制活塞的運動速度。 可以看出，氣液阻尼缸的輸出力應是氣缸中壓縮空氣產生的力（推力或拉力）與 液壓缸中油的阻尼力之差。 圖 42.2-5 氣-液阻尼缸 1—節流閥；2—油杯；3—單向閥；4—液壓缸；5—氣缸；6—外載荷 氣-液阻尼缸的類型有多種。 按氣缸與液壓缸的連接形式，可分為串聯型與并聯型兩種。前面所述為串聯 型，圖 42.2-6 為并聯型氣-液阻尼缸。串聯型缸體較長；加工與安裝時對同軸度 要求較高；有時兩缸間會產生竄氣竄油現象。并聯型缸體較短、結構緊湊；氣、 液缸分置，不會產生竄氣竄油現象；因液壓缸工作壓力可以相當高，液壓缸可制 成相當小的直徑（不必與氣缸等直徑）；但因氣、液兩缸安裝在不同軸線上，會 產生附加力矩，會增加導軌裝置磨損，也可能產生“爬行"現象。串聯型氣-液 阻尼缸還有液壓缸在前或在后之分，液壓缸在后參見圖 42.2-5，液壓缸活塞兩 端作用面積不等，工作過程中需要儲油或補油，油杯較大。如將液壓缸放在前面 （氣缸在后面），則液壓缸兩端都有活塞桿，兩端作用面積相等，除補充泄漏之 外就不存在儲油、補油問題，油杯可以很小。

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并聯型氣-液阻尼缸 1—液壓缸；2—氣缸 按調速特性可分為： 1）慢進慢退式； 2）慢進快退式； 3）快進慢進快退式。 其調速特性及應用見表 42.2-3。 就氣-液阻尼缸的結構而言，尚可分為多種形式：節流閥、單向閥單獨設置 或裝于缸蓋上；單向閥裝在活塞上（如擋板式單向閥）；缸壁上開孔、開溝槽、 缸內滑柱式、機械浮動聯結式、行程閥控制快速趨近式等。活塞上有擋板式單向 閥的氣-液阻尼缸見圖 42.2-7。活塞上帶有擋板式單向閥，活塞向右運動時，擋 板離開活塞，單向閥打開，液壓缸右腔的油通過活塞上的孔（即擋板單向閥孔） 流至左腔，實現快退，用活塞上孔的多少和大小來控制快退時的速度。活塞向左 運動時，擋板擋住活塞上的孔，單向閥關閉，液壓缸左腔的油經節流閥流至右腔 （經缸外管路） 調節節流閥的開度即可調節活塞慢進的速度。 。 其結構較為簡單， 制造加工較方便。 圖 42.2-8 為采用機械浮動聯接的快速趨近式氣-液阻尼缸原理圖。 靠液壓缸 活塞桿端部的 T 形頂塊與氣缸活塞桿端部的拉鉤間有一空行程 s1，實現空程快 速趨近，然后再帶動液壓缸活塞，通過節流阻尼，實現慢進。返程時也是先走空 行程 s1，再與液壓活塞一起運動，通過單向閥，實現快退。 表 42.2-3 氣-液阻尼缸調速特性及應用 調速方 式 結構示意圖 特性曲線 作用原理 在氣-液阻尼 缸的回油管路 雙向節 流調速 裝設可調式節 流閥，使活塞往 復運動的速度 可調并相同 應用 適用于空 行程及工作 行程都較短 的場合（s＜ 20mm） 將一單向閥 和一節流閥并 聯在調速油路 中。活塞向右運 單向節 流調速 適用于空 動時，單向閥關 行程較短而 閉，節流慢進； 工作行程較 活塞向左運動 時，單向閥打 開，不經節流快 退。 將液壓缸的 ? 點與 α 點用管 路相通，活塞開 始向右運動時， 右腔油經由 由于快速 趨近，節省 長的場合 快速趨 近單 向節流 調速 fgea 回路直接 了空程時 流入 α 端實現 間，提高了 快速趨近，當活 勞動生產 塞移過 ? 點，油 率。是各種 只能經節流閥 機床、設備 流入 α 端，實 zui常用的方 現慢進，活塞向 式 左運動時，單向 閥打開，實現快 退。

活塞上有擋板式單向閥的氣-液阻尼缸 圖 42.2-8 浮動聯接氣-液阻尼缸原理圖 1—氣缸；2—頂絲；3—T 形頂塊；4—拉鉤；5—液壓缸 圖 42.2-9 是又一種浮動聯接氣-液阻尼缸。與前者的區別在于：T 形頂塊和 拉鉤裝設位置不同，前者設置在缸外部。后者設置在氣缸活塞桿內，結構緊湊但 不易調整空行程 s1（前者調節頂絲即可方便調節 s1 的大小）。 1.2.4 特殊氣缸 （1）沖擊氣缸 圖 42.2-9 浮動聯接氣-液阻尼缸 沖擊氣缸是把壓縮空氣的能量轉化為活塞、活塞桿高速運動的能量，利用此 動能去做功。 沖擊氣缸分普通型和快排型兩種。 1）普通型沖擊氣缸普通型沖擊氣缸的結構見圖 42.2-10。與普通氣缸相比， 此種沖擊氣缸增設了蓄氣缸 1 和帶流線型噴氣口 4 及具有排氣孔 3 的中蓋 2。其 工作原理及工作過程可簡述為如下五個階段： *階段：復位段。見圖 42.2-10 和圖 42.2-11a，接通氣源，換向閥處復 位狀態，孔 A 進氣，孔 B 排氣，活塞 5 在壓差的作用下，克服密封阻力及運動部 件重量而上移，借助活塞上的密封膠墊封住中蓋上的噴氣口 4。中蓋和活塞之間 的環形空間 C 經過排氣小孔 3 與大氣相通。zui后，活塞有桿腔壓力升高至氣源壓 力，蓄氣缸內壓力降至大氣壓力。 第二階段：儲能段。

換向閥換向，B 孔進氣充 入蓄氣缸腔內，A 孔排氣。由于蓄氣缸腔內壓力作用在活塞上的面積只是噴氣口 4 的面積，它比有桿腔壓力作用在活塞上的面積要小得多，故只有待蓄氣缸內壓 力上升，有桿腔壓力下降，直到下列力平衡方程成立時，活塞才開始移動。 式中 d——中蓋噴氣口直徑（m）； p30——活塞開始移動瞬時蓄氣缸腔內壓力（壓力）（Pa）； p20——活塞開始移動瞬時有桿腔內壓力（壓力）（Pa）； G——運動部件（活塞、活塞桿及錘*模具等）所受的重力（N）； D——活塞直徑（m）； d1——活塞桿直徑（m）； F?0——活塞開始移動瞬時的密封摩擦力（N）。 若不計式（42.2-1）中 G 和 F?0 項，且令 d=d1， ，則當 時，活塞才開始移動。這里的 p20、p30 均為壓力。可見活塞開始移動瞬時， 蓄氣缸腔與有桿腔的壓力差很大。這一點很明顯地與普通氣缸不同。 圖 42.2-10 普通型沖擊氣缸 第三階段：沖擊段。活塞開始移動瞬時，蓄氣缸腔內壓力 p30 可認為已達氣 源壓力 ps，同時，容積很小的無桿腔（包括環形空間 C）通過排氣孔 3 與大氣相 通，故無桿腔壓力 p10 等于大氣壓力 pa。由于 pa/ps 大于臨界壓力比 0.528，所 以活塞開始移動后，在zui小流通截面處（噴氣口與活塞之間的環形面）為聲速流 動，使無桿腔壓力急劇增加，直至與蓄氣缸腔內壓力平衡。該平衡壓力略低于氣 源壓力。以上可以稱為沖擊段的第 I 區段。第 I 區段的作用時間極短（只有幾毫 秒）。在第 I 區段，有桿腔壓力變化很小，故第 I 區段末，無桿腔壓力 p1（作 用在活塞全面積上）比有桿腔壓力 p2（作用在活塞桿側的環狀面積上）大得多， 活塞在這樣大的壓差力作用下，獲得很高的運動加速度，使活塞高速運動，即進 行沖擊。

在此過程 B 口仍在進氣，蓄氣缸腔至無桿腔已連通且壓力相等，可認為 蓄氣-無桿腔內為略帶充氣的絕熱膨脹過程。 同時有桿腔排氣孔 A 通流面積有限， 活塞高速沖擊勢必造成有桿腔內氣體迅速壓縮（排氣不暢），有桿腔壓力會迅速 升高（可能高于氣源壓力）這必將引起活塞減速，直至下降到速度為 0。以上可 稱為沖擊段的第Ⅱ區段。可認為第Ⅱ區段的有桿腔內為邊排氣的絕熱壓縮過程。 整個沖擊段時間很短，約幾十毫秒。見圖 42.2-11c。 圖 42.2-11 普通型沖擊氣缸的工作原理 1— 蓄氣缸；2—中蓋；3—排氣孔；4—噴氣口；5—活塞 第四階段：彈跳段。在沖擊段之后，從能量觀點來說，蓄氣缸腔內壓力能轉 化成活塞動能，而活塞的部分動能又轉化成有桿腔的壓力能，結果造成有桿腔壓 力比蓄氣-無桿腔壓力還高，即形成“氣墊"，使活塞產生反向運動，結果又會 使蓄氣-無桿腔壓力增加，且又大于有桿腔壓力。如此便出現活塞在缸體內來回 往復運動—即彈跳。直至活塞兩側壓力差克服不了活塞阻力不能再發生彈跳為 止。待有桿腔氣體由 A 排空后，活塞便下行至終點。 第五階段：耗能段。活塞下行至終點后，如換向閥不及時復位，則蓄氣-無 桿腔內會繼續充氣直至達到氣源壓力。再復位時，充入的這部分氣體又需全部排 掉。可見這種充氣不能作用有功，故稱之為耗能段。實際使用時應避免此段（令 換向閥及時換向返回復位段）。 對內徑 D=90mm 的氣缸，在氣源壓力 0.65MPa 下進行實驗，所得沖擊氣缸特 性曲線

上述分析基本與特性曲線相符。 對沖擊段的分析可以看出，很大的運動加速使活塞產生很大的運動速度，但 由于必須克服有桿腔不斷增加的背壓力及摩擦力，則活塞速度又要減慢，因此， 在某個沖程處，運動速度必達zui大值，此時的沖擊能也達zui大值。各種沖擊作業 應在這個沖程附近進行（參見圖 42.2-11c）。 沖擊氣缸在實際工作時，錘頭模具撞擊工件作完功，一般就借助行程開關發 出信號使換向閥復位換向，缸即從沖擊段直接轉為復位段。這種狀態可認為不存 在彈跳段和耗能段。 2）快排型沖擊氣缸由上述普通型沖擊氣缸原理可見，其一部分能量（有時 是較大部分能量）被消耗于克服背壓（即 p2）做功，因而沖擊能沒有充分利用。 假如沖擊一開始，就讓有桿腔氣體全排空，即使有桿腔壓力降至大氣壓力，則沖 擊過程中，可節省大量的能量，而使沖擊氣缸發揮更大的作用，輸出更大的沖擊 能。這種在沖擊過程中，有桿腔壓力接近于大氣壓力的沖擊氣缸，稱為快排型沖 擊氣缸。其結構見圖 42.2-13a。 快排型沖擊氣缸是在普通型沖擊氣缸的下部增加了“快排機構"構成。快排 機構是由快排導向蓋 1、快排缸體 4、快排活塞 3、密封膠墊 2 等零件組成。 快排型沖擊氣缸的氣控回路。

接通氣源，通過閥 F1 同時向 K 1、K3 充氣，K2 通大氣。閥 F1 輸出口 A 用直管與 K1 孔連通，而用彎管與 K3 孔 連通，彎管氣阻大于直管氣阻。這樣，壓縮空氣先經 K1 使快排活塞 3 推到上邊， 由快排活塞 3 與密封膠墊 2 一起切斷有桿腔與排氣口 T 的通道。然后經 K3 孔向 有桿腔進氣，蓄氣一無桿腔氣體經 K4 孔通過閥 F2 排氣，則活塞上移。當活塞封 住中蓋噴氣口時，裝在錘頭上的壓塊觸動推桿 6，切換閥 F3，發出信號控制閥 F 2 使之切換，這樣氣源便經閥 F2 和 K4 孔向蓄氣腔內充氣，一直充至氣源壓力。 圖 42.2-12 沖擊氣缸特性曲線 圖 42.2-13 快排型沖擊氣缸結構及控制回路 a）結構圖；b）控制回路 1—快排導向蓋；2—密封膠墊；3—快排活塞；4—快排缸體；5—中蓋 T— 方孔；C—環形空間； 6—推桿；7—氣阻；8—氣容 沖擊工作開始時，使閥 F1 切換，則 K2 進氣，K1 和 K3 排氣，快排活塞下移， 有桿腔的壓縮空氣便通過快排導向蓋 1 上的多個圓孔（8 個），再經過快排缸體 4 上的多個方孔 T（10 余個）及 K3 直接排至大氣中。因為上述多個圓孔和方孔 的通流面積遠遠大于 K3 的通流面積，所以有桿腔的壓力可以在極短的時間內降 低到接近于大氣壓力。當降到一定壓力時，活塞便開始下移。錘頭上壓塊便離開 行程閥 F3 的推桿 6，閥 3 在彈簧的作用下復位。由于接有氣阻 7 和氣容 8，閥 3 雖然復位，但 F2 卻延時復位，這就保證了蓄氣缸腔內的壓縮空氣用來完成使活 塞迅速向下沖擊的工作。否則，若 F3 復位，F2 同時復位的話，蓄氣缸腔內壓縮 空氣就會在錘頭沒有運動到行程終點之前已經通過 K4 孔和閥 F2 排氣了， 所以當 錘頭開始沖擊后，F2 的復位動作需延時幾十毫秒。因所需延時時間不長，沖擊 缸沖擊時間又很短，往往不用氣阻、氣容也可以，只要閥 F2 的換向時間比沖擊 時間長就可以了。 在活塞向下沖擊的過程中，由于有桿腔氣體能充分地被排空，故不存在普通 型沖擊氣缸有桿腔出現的較大背壓， 因而快排型沖擊氣缸的沖擊能是同尺寸的普 通型沖擊氣缸沖擊能的 3～4 倍。 （2）數字氣缸 如圖

所示，它由活塞 1、缸體 2、活塞桿 3 等件組成。活塞的右端 有 T 字頭，活塞的左端有凹形孔，后面活塞的 T 字頭裝入前面活塞的凹形孔內， 由于缸體的限制，T 字頭只能在凹形孔內沿缸軸向運動，而兩者不能脫開，若干 活塞如此順序串聯置于缸體內，T 字頭在凹形孔中左右可移動的范圍就是此活塞 的行程量。不同的進氣孔 A1～Ai（可能是 A1，或是 A1 和 A2，或 A1、A2 和 A3， 還可能是 A1 和 A3，或 A2 和 A3 等等）輸入壓縮空氣（0.4～0.8MPa）時，相應 的活塞就會向右移動，每個活塞的向右移動都可推動活塞桿 3 向右移動，因此， 活塞桿 3 每次向右移動的總距離等于各個活塞行程量的總和。 這里 B 孔始終與低 壓氣源相通（0.05～0.1MPa），當 A1～Ai 孔排氣時，在低壓氣的作用下，活塞 會自動退回原位。各活塞的行程大小，可根據需要的總行程 s 按幾何級數由小到 大排列選取。設 s=35mm，采用 3 個活塞，則各活塞的行程分別取 α1=5mm；α2 =10mm；α3=20mm。如 s=31.5mm，可用 6 個活塞，則 α1、α2、α3……α6 分 別設計為 0.5、1、2、4、8、16mm，由這些數值組合起來，就可在 0.5～31.5mm 范圍內得到 0.5mm 整數倍的任意輸出位移量。而這里的 α1、α2、α3……αi 可以根據需要設計成各種不同數列，就可以得到各種所需數值的行程量。 （3）回轉氣缸 如圖 42.2-15a 所示，主要由導氣頭、缸體、活塞、活塞桿組成。這種氣缸 的缸體 3 連同缸蓋 6 及導氣頭芯 10 被其他動力（如車床主軸）攜帶回轉，活塞 4 及活塞桿 1 只能作往復直線運動，導氣頭體 9 外接管路，固定不動。 固轉氣缸的結構如圖

為增大其輸出力采用兩個活塞串聯在 一根活塞桿上，這樣其輸出力比單活塞也增大約一倍，且可減小氣缸尺寸，導氣 頭體與導氣頭芯因需相對轉動，裝有滾動軸承，并以研配間隙密封，應設油杯潤 滑以減少摩擦，避免燒損或卡死。 回轉氣缸主要用于機床夾具和線材卷曲等裝置上。 （4）撓性氣缸 撓性氣缸是以撓性軟管作為缸筒的氣缸。常用撓性氣缸有兩種。一種是普通 撓性氣缸見圖 42.2-16，由活塞、活塞桿及撓性軟管缸筒組成。一般都是單作用 活塞氣缸，活塞的回程靠其他外力。其特點是安裝空間小，行程可較長。 圖 42.2-14 數字氣缸 1—活塞；2—缸體；3—活塞桿 圖 42.2-15 回轉氣缸 a）原理圖；b）結構圖 1—活塞桿；2、5—密封圈；3—缸體；4—活塞；6—缸蓋；7、8—軸承 9—導氣頭體；10—導氣頭芯；11—中蓋；12—螺栓 圖 42.2-16 普通撓性氣缸 第二種撓性氣缸是滾子撓性氣缸見圖 42.2-17。由夾持滾子代替活塞及活塞 桿，夾持滾子設在撓性缸筒外表面，A 端進氣時，左端撓性筒膨脹，B 端排氣， 缸左端收縮，夾持在缸筒外部的滾子在膨脹端的作用下，向右移動，滾子夾帶動 載荷運動。 可稱為撓性筒滾子氣缸。 這種氣缸的特點是所占空間小， 輸出力較小， 載荷率較低，可實現雙作用。 圖 42.2-17 滾子撓性氣缸 （5）鋼索式氣缸 鋼索式氣缸見圖 42.2-18，是以柔軟的、彎曲性大的鋼絲繩代替剛性活塞桿 的一種氣缸。活塞與鋼絲繩連在一起，活塞在壓縮空氣推動下往復運動，鋼絲繩 帶動載荷運動，安裝兩個滑輪，可使活塞與載荷的運動方向相反。 這種氣缸的特點是可制成行程很長的氣缸，如制成直徑為 25mm ，行程為 6 m 左右的氣缸也不困難。鋼索與導向套間易產生泄漏。