安沃馳AVENTICS氣缸工作原理以及種類介紹

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應用雙向節流調速在氣-液阻尼缸的回油管路裝設可調式節流閥，使活塞往復運動的速度可調并相同適用于空行程及工作行程都較短的場合（s＜20mm）單向節流調速將一單向閥和一節流閥并聯在調速油路中。活塞向右運動時，單向閥關閉，節流慢進；活塞向左運動時，單向閥打開，不經節流快退。適用于空行程較短而工作行程較長的場合快速趨近單向節流調速將液壓缸的?點與α點用管路相通，活塞開始向右運動時，右腔油經由fgea回路直接流入α端實現快速趨近，當活塞移過?點，油只能經節流閥流入α端，實現慢進，活塞向左運動時，單向閥打開，實現快退。由于快速趨近，節省了空程時間，提高了勞動生產率。是各種機床、設備的方式圖42.2-7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1?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（見圖42.2-11）：第一階段：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。最后，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。見圖42.2-10和圖42.2-11b，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，

油只能經節流閥流入α端，實現慢進，活塞向左運動時，單向閥打開，實現快退。由于快速趨近，節省了空程時間，提高了勞動生產率。是各種機床、設備的方式圖42.2-7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1?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（見圖42.2-11）：第一階段：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。最后，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。見圖42.2-10和圖42.2-11b，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）；

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p30??活塞開始移動瞬時蓄氣缸腔內壓力（絕對壓力）（Pa）；p20??活塞開始移動瞬時有桿腔內壓力（絕對壓力）（Pa）；G??運動部件（活塞、活塞桿及錘頭號模具等）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均為絕對壓力。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，在最小流通截面處（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見圖42.2-12。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，運動速度必達最大值，此時的沖擊能也達最大值。各種沖擊作業應在這個沖程附近進行。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